Активное управление качеством зерна риса при уборке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Активное управление качеством зерна риса при уборке

Есполов Т.И., Умбаталиев Н.А., Садыков Ж.С., Альпейсов Ш.А.

Решение проблемы качества продукции связано не только с синхронностью функциональных действий технических устройств и механизмов, контактирующих с биомассой риса, но и со стабильностью параметров, определяющих ее исходное состояние (размеры валка, плотность и влажность, степень созревших зерен и др.).

Исследование эффективности использования рисоуборочных комбайнов на подборе и обмолоте валков позволили обнаружить в их работе ряд недостатков, отражающихся на качестве зерна и его урожае. Причины снижения качества -- механические повреждения, дробление и микротрещины, обусловленные режимами работы и конструктивными недоработками технологических систем, устройств и механизмов, осуществляющих подачу биомассы в молотильно-сепарирующее устройство (МСУ). Нами установлено, что по ширине молотильный барабан загружается не полностью из-за неравномерности вороха по толщине и в работе барабана возникают неустойчивые режимы, нередко приводящие к его остановке и отрицательно сказывающиеся на качестве обмолота.

Устойчивость технологического процесса работы узлов, устройств и механизмов комбайна занимает основное место в концепции управления обмолотом биомассы риса. Управление ходом технологического процесса обмолота является важнейшей функцией рисоуборочных комбайнов и всех машин в комплексе. Несмотря на то, что содержание устройств и методы управления, меняются в зависимости от уровня сложности механизмов (подборщик валков, активатор биомассы, транспортер, наклонная камера, грохот, очистка, МСУ и. т.д.), принцип управления и характер воздействий имеют общую для всех цель -- достижение качественного обмолота урожая риса. рисоуборочный комбайн автоматический обмолот

Внедрением систем автоматического регулирования (САР) загрузки комбайнов занимаются российские и зарубежные [1-3] ученые. За основной управляющий параметр принимается толщина слоя урожайной массы под планками плавающего транспортера наклонной камеры. Согласно данным, полученным Г.Ф. Лукиных, К.Г. Колгановым, Г.Г. Нахамакиным, В.И. Михайловым, В.Д. Шеповаловым [4] и другими, слой стеблей, поступающий в молотильное устройство, оставался неравномерно распределенным по ширине молотилки, а его толщина зависит от скорости движения комбайна. Исследования показали, что колебания подач в работе происходят с частотами, превышающими допустимые для функционирования САР. При этом существующие системы автоматизации загрузки не обеспечивают эффективной стабилизации подачи биомассы.

Наиболее сложным этапом в движении биомассы является прохождение через наклонную камеру, поскольку в ней окончательно устанавливаются не только параметры потока вороха, попадающего в МСУ, но и его нормализация по качеству.

Анализ результатов исследований, названных выше ученых показал, что проблему повышения эффективности уборочной техники большинство из них предлагали решать совершенствованием технологий и изменением конструкции комбайнов. Исследованиям процессов управления биомассой риса в дообмолотный период практически не уделялось достаточного внимания.

Что касается кардинальных решений проблем повышения качества зерна при уборке, то оно связано с управлением технологическим процессом обмолота, совершенствованием технологий и модернизацией комбайна. Предлагается объединить в единый комплекс все управляющие параметры, направив их действия в активное управляющее устройство технологическим процессом, воздействующим на формы валков, образованных из различных сортов и урожайности риса. Отметим, что по такой постановке решения проблемы снижения потерь зерна риса исследования не проводились.

Технологический процесс возделывания и уборки урожая риса изучен, однако, с учетом зональных условий работы исследован недостаточно.

Разработаны и составлены карты операционной технологии, но товаропроизводители продолжают нести ощутимые потери по недобору зерна, качеству и затратам на единицу продукции.

Операционная технология возделывания и уборки риса описывает каждую операцию и вид полевых работ, в том числе основную и предпосевную обработку почвы, планировку чеков, посев, условия и приемы по внесению и заделке минеральных удобрений, борьбу с вредителями и уборку риса.

Практика механизации процессов возделывания и уборки риса, а также результаты исследований [5] показали, что основу рационального выбора ресурсосберегающего технологического процесса составляют управляющие факторы по каждой операции, с учетом оптимизации потребления материальных, трудовых и энергетических ресурсов.

Оптимальный выбор, содержание и условия реализации управления операцией в комплексе представляют собой сложную задачу. Используя оперативный метод познания в его комбинированном виде (сочетание информации, полученной на моделях, и сопоставление её с данными производственных экспериментов) определяем оптимальные параметры не только рабочих органов технических устройств, но и режимы воздействия их на зерна риса. Оперативный метод позволяет максимально использовать рациональные возможности управляющих факторов технологических операций по снижению потерь и повышению качественных показателей, т.е. практически «по-хозяйски» управлять технологическими процессами.

Представленная схема в общем виде отображает воздействия на основные производственные процессы возделывания и уборки риса, множество изменяющихся факторов (рис. 1). Соблюдение влияния этих факторов в допустимых пределах может быть обеспечено при условии подхода к этим процессам с позиции системного управления.

Управление -- процесс обеспечения того, что каждая операция действительно достигает поставленной цели. Управление ходом выполняемых производственных операций основывается на сопоставлении фактических результатов функционирования производственного процесса и отдельных его составляющих с предусмотренными показателями различных уровней и определении величины расхождения. Использование такого подхода позволяет оперативно вмешиваться в производственный процесс и с помощью управляющих параметров создавать условия, при которых технологические процессы стабилизируются и обеспечивают нормальное функционирование всех механизмов.

Рассмотрим систему управления производственного процесса «возделывание» как упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих операций, направленных на достижение поставленной цели -- получение товарного зерна риса. Исключение какого-либо элемента из этой совокупности отрицательно скажется на функционировании всей системы управления. Наличие эффективной системы управления, как показала практика, является условием качественного выполнения всех операций агротехнических процессов возделывания и уборки риса.

Изменяя факторы, влияющие на агротехнические показатели в допустимых пределах, в конечном итоге, можно добиться получения определенной высоты стеблестоя риса, максимальной одновременности созревания зерна в метелках, полноту его наполнения и снизить осыпание, т.е. управлять урожаем.

Аналогичные признаки и свойства характерны для производственного процесса «уборка урожая».

Управляя процессом формирования срезанных стеблей риса и укладкой их в валки, получаем оптимальные параметры валка по высоте, ширине и направленности расположения в нем метелок. В конечном итоге, это положительно отражается на качестве его подбора и последующем обмолоте.

Одним из эффективных средств решения проблемы по обеспечению стабильно-равномерной подачи подобранной биомассы в молотильно-сепарирующее устройство является усовершенствованная конструкция наклонной камеры [5]. Оснащенная набором комплектов рабочих органов наклонная камера комбайна превратилась в активно действующее управляющее устройство для поступающего потока биомассы. Измененная, по нашему предложению, геометрия наклонной камеры с рабочими органами за короткий промежуток времени движения внутри нее вороха биомассы эффективно воздействует на стебли, метелки с рисом -- разравнивает слой и приводит биомассу в режим колебательного движения, т. е. способствует активному отделению созревших зерен риса до молотильного барабана. Колебательной характер (подбрасывание) движения биомассы создает идеальные условия для прохождения сквозь стебли свободных зерен риса к днищу наклонной камеры.

Рисунок 1

Таким образом, установлено, что следствием конструктивных недостатков распределительно-транспортирующих устройств комбайна является несогласованность выполнения технологических операций подбора, подачи и полноценного распределения биомассы валка риса к молотильно-сепарирующему устройству. В результате этого снижается сепарация, увеличивается травмированность, появляются перегрузки, наблюдается жесткий режим обмолота, возрастают потери товарного зерна.

Поэтому решение проблем, связанных с управлением перемещающимися потоками биомассы позволит оперативно реагировать и своевременно корректировать режимы работы уборочных процессов.

Литература

1. Guk J.M., Galnin E.V. To the problem of creation of researches combine of the training setting // Tractors and agricultural ma -- 1971. -- № 10. -- P. 24-26.

2. Nath S., Sohnson W.H., Milliken G.A. Combine lose model and optimization of the machine system. -- TransASAE, -- Vol. 25. -- № 2. -- P. 308-312.

3. Loss models for foraqe harvest // Trans ASAE, St. Joseph (Mich). -- 1995. -- 38. -- № 6. -- P. 1621-1631.

4. Shepovalov V.D. Automatic regulator of serve of panary mass // Technique in agriculture. -- 1967. -- № 6. -- 46

5. Umbataliyev N.A. Perfection of technological process of threshing and construction of rice fields combine: Abstract of thesis of dis.... doctor of engineering sciences. -- Almaty.

Размещено на Allbest.ru