agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2024-2-4-12agroengineering-783Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESКонцепция обмолота кукурузы роторным молотильно-сепарирующим устройством с воздушной завесой выгрузного окнаСoncept of corn threshing by a rotary threshing-and-separating unit with an air curtain of the discharge porthttps://orcid.org/0000-0001-8249-8970ПастуховА. Г.PastukhovA. G.

Александр Геннадиевич Пастухов, д-р техн. наук, профессор

308503, Белгородская обл., Белгородский р-он, пос. Майский, ул. Вавилова, 1

Aleksandr G. Pastukhov, DSc (Eng), Professor

Vavilov Str., 1, Maysky, Belgorod district, Belgorod region, 308503

pastukhov_ag@mail.ruБахаревД. Н.BakharevD. N.

Дмитрий Николаевич Бахарев, д-р техн. наук, доцент

308503, Белгородская обл., Белгородский р-он, пос. Майский, ул. Вавилова, 1

Dmitry N. Bakharev, DSc (Eng), Associate Professor

Vavilov Str., 1, Maysky, Belgorod district, Belgorod region, 308503

baharevdn_82@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6955-7144ВольвакС. Ф.VolvakS. F.

Сергей Федорович Вольвак, канд. техн. наук, профессор

308503, Белгородская обл., Белгородский р-он, пос. Майский, ул. Вавилова, 1

Sergey F. Volvak, CSc (Eng), Professor

Vavilov Str., 1, Maysky, Belgorod district, Belgorod region, 308503

volvak.s@yandex.ruБурнукинА. Е.BurnukinA. E.

Андрей Евгеньевич Бурнукин, старший преподаватель

291008, Луганская Народная Республика, Артемовский р-он, г. Луганск, тер. ЛНАУ, д. 1

Andrey E. Burnukin, Senior Lecturer

LNAU Str., 1, Lugansk, Artemovsk district, Lugansk People’s Republic, 291008

andrey_243@mail.ruШвыдченкоС. А.ShvydchenkoS. A.

Сергей Анатольевич Швыдченко, заведующий отделением

192283, г. Санкт-Петербург, ул. Купчинская, 28, литера А

Sergey A. Shvydchenko, Head of the Department

Kupchinskaya Str., 28 A, St. Petersburg, 192283

schvidtschenko@mail.ruБелгородский государственный аграрный университет им. В.Я. ГоринаРоссияBelgorod State Agrarian University named after V. Ya. GorinRussian FederationЛуганский государственный аграрный университет им. К.Е. ВорошиловаРоссияLugansk State Agrarian University named after K.E. VoroshilovRussian FederationКолледж метрополитена и железнодорожного транспортаРоссияCollege of Metro and Railway TransportRussian Federation202416042024262412Copyright © Пастухов А.Г., Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф., Бурнукин А.Е., Швыдченко С.А., 20242024Пастухов А.Г., Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф., Бурнукин А.Е., Швыдченко С.А.Pastukhov A.G., Bakharev D.N., Volvak S.F., Burnukin A.E., Shvydchenko S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/783

Для повышения эффективности уборки кукурузы на зерно роторное молотильно-сепарирующее устройство, имеющее массивный ротор и увеличенную длину пути активной сепарации зерновой массы при обмолоте, требует совершенствования. Уменьшение размеров роторных молотильных устройств возможно путём обеспечения останавливающего воздействия на свободное зерно, летящее в выгрузное окно в конце камеры обмолота, что достигается посредством применения воздушной завесы выгрузного окна. При этом сход свободным зерном будет находиться на регламентированном уровне при уменьшенной длине ротора и, соответственно, укороченной длине пути активной сепарации зерновой массы. Останавливающее воздействие на свободно летящее в выгрузное окно зерно должно обеспечивать его перемещение в нижнюю часть зоны домолота, где целесообразно установить вибрационный участок деки, интенсифицирующий сепарацию. Управление действием воздушной завесы требует определения общей для основных ботанических групп кукурузы формы профиля зерна и его эффективной площади контакта с воздушным потоком. Проведена аппроксимация построенных в среде Компас-3D фронтальных и профильных проекций зерна зубовидной и кремнистой кукурузы, взятой из комля, середины и носка початка. Установлены значения обобщённых коэффициентов в полиномах, определяющих усреднённую геометрию для профиля зерна кукурузы и эффективной площади контакта зерна с воздушным потоком. При этом среднее значение эффективной площади контакта с воздушным потоком находится в пределах 76…82 мм2. Полученные значения коэффициентов позволяют рассчитать параметры воздушной завесы выгрузного окна роторного молотильно-сепарирующего устройства для кукурузы с уменьшенной на 10…15% длиной ротора. Предложено испытать усовершенствованное роторное молотильно-сепарирующее устройство в условиях обмолота початков кукурузы с влажностью более 14% и без предварительного снятия листовой обертки.

To increase the efficiency of harvesting corn for grain, some improvement is necessary in the design of the rotary threshing-and-separating unit, which has a massive rotor and an increased length of the path of active separation of grain mass during threshing. Reducing the size of rotary threshing units is possible by stopping the free grain flow into the discharge port at the output of the threshing chamber. This can be achieved by using an air curtain of the discharge port. At the same time, the free grain flow will be within regulated rates with a reduced rotor length and, accordingly, a shortened path length of the active separation of the grain mass. The stopping effect on the free-flowing grain in the discharge port should ensure its movement to the lower part of the threshing zone, where it is advisable to install a vibrating section of the deck that intensifies separation. Controlling the air curtain operation requires determining the shape of the grain profile common to the main botanical groups of corn and its effective area of contact with the air flow. The authors constructed the approximation of frontal and profile projections of dent and flint corn grains, taken from the lump, middle and toe of the cob, in the Compas-3D environment. The values of generalized coefficients in polynomials determining the averaged geometry for the corn grain profile and the effective area of grain contact with the air flow were established. At the same time, the average value of the effective area of contact with the air flow is within 76 to 82 mm2. The obtained coefficient values are necessary to calculate the parameters of the air curtain of the discharge port of a rotary threshing and separating unit for corn with a rotor length reduced by 10 to 15%. The authors propose to test an improved rotary threshing and separating unit in conditions of threshing corn cobs with a moisture content of more than 14% and without previous husk removing.

роторное молотильно-сепарирующее устройствоустройство с воздушной завесой выгрузного окнаобмолот кукурузысход свободным зерномаппроксимацияполиномrotary threshing-and-separation unitunit with an air curtain of the discharge portcorn threshingfree grain releaseapproximationpolynomialReferencesСотченко В.С. Роль кукурузы в повышении продовольственной независимости страны // Вестник Российской академии наук. 2015. Т. 85, № 1. С. 12-14. EDN: TELWMVSotchenko V.S. The role of corn in increasing the country’s food independence. Herald of the Russian Academy of Sciences. 2015;85(1):12-14. (In Russ.)Алдошин Н.В., Бердышев В.Е., Малла Б. Обоснование режимов работы аксиально-роторных зерноуборочных комбайнов на уборке смешанных посевов // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2019. № 3 (91). С. 17-22. https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-3-17-22Aldoshin N.V., Berdyshev V.Ye., Mala Bahaa. Determing operating modes of axial-rotary combine harvesters for harvesting mixed crops. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2019;3(91):17-22. (In Russ.) https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-3-17-22Бахарев Д.Н., Добрицкий А.А. Аналитическое обоснование размерных характеристик ротора молотильно-сепарирующего устройства для кукурузоуборочного комбайна // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2023. № 2 (38). С. 11-16. EDN: DKTOMFBakharev D.N. Dobritskiy, A.A. Analytical justification of the dimensional characteristics of the rotor of a threshing and separating unit for a corn harvester Innovations in Agricultural Complex: Problems and Perspectives. 2023;2(38):11-16. (In Russ.)Жалнин Э.В., Чаплыгин М.Е. Динамика фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 2. С. 249-262. https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.249-262Zhalnin E.V. Chaplygin, M.E. Dynamics of fractional composition of grain-and-straw mass being threshed in the threshing mechanism of a combine harvester. Engineering Technologies and Systems. 2022;32(2):249-262. (In Russ.) https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.249-262Пастухов А.Г., Бахарев Д.Н. Молотильно-сепарирующее устройство для первичного семеноводства кукурузы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14, № 1. С. 34-39. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2020-14-1-34-39Pastukhov A.G., Bakharev D.N. Maize threshing and separating device for primary seed production. Agricultural Machinery and Technologies. 2020;14(1):34-39. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2020-14-1-34-39Пастухов А.Г., Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф., Черников Р.В. Пневматическая система дифференцированного обмолота кукурузы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13, № 4. С. 42-47. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2019-13-4-42-47Pastukhov A.G., Bakharev D.N., Volvak S.F., Chernikov R.V. Pneumatic system of variable-force corn threshing. Agricultural Machinery and Technologies. 2019;13(4):42-47. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2019-13-4-42-47Пастухов А.Г., Бахарев Д.Н. Методика инженерного расчёта комплекта технических средств для поэтапного обмолота початков семенной кукурузы // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2021. № 4 (32). С. 61-72. EDN: IQRXXTPastukhov A.G., Bakharev D.N. Procedure for engineering calculation of a set of technical tools for step-by-step threshing of cobs seed corn. Innovations in agricultural complex: problems and perspectives. 2021;4(32):61-72. (In Russ.).Василенко В.В., Оробинский В.И., Василенко С.В., Посохов Д.Н. Взаимосвязь аэродинамических показателей фракций сыпучего материала // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2022. Т. 15, № 4 (75). С. 90-96. EDN: GATZVOVasilenko V.V., Orobinskiy V.I., Vasilenko S.V., Posokhov D.N. Relationship of the aerodynamic parameters of bulk material fractions. Vestnik of Voronezh State Agrarian University 2022;15(4):90-96. (In Russ.)Василенко В.В., Оробинский В.И., Василенко С.В., Посохов Д.Н. Разброс значений коэффициента парусности семян пшеницы при аэродинамической сепарации // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2023. Т. 16, № 2 (77). С. 98-105. EDN: PZSDFMVasilenko V.V., Orobinsky V.I., Vasilenko S.V., Posokhov D.N. Coefficient of sailing capacity of wheat seeds and its variations during aerodynamic separation. Vestnik of Voronezh State Agrarian University. 2023;16(2):98-105. (In Russ.)Московский М.Н., Борзенко С.И. Распределение высокозагрязнённого соевого материала в глубоком воздушном канале // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17, № 4. С. 42-48. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-4-42-48Moskovskiy M.N., Borzenko S.I. Distribution of heterogeneous, highly impure soy material in a deep air channel. Agricultural Machinery and Technologies. 2023;17(4):42-48. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-4-42-48Добрицкий А.А. Экспериментальные исследования сушилки высоковлажных семян бахчевых культур // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2021. № 4 (32). С. 9-25. EDN: CKBCDBDobritsky A.A., Volvak S.F. Experimental studies of the dryer of high-moisture seeds of melon crops. Innovations in Agricultural Complex: Problems and Perspectives. 2021;4:9-25. (In Russ.)Добрицкий А.А. Обоснование и разработка модели функционирования сушилки высоковлажных семян бахчевых культур // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2022. № 4 (36). С. 25-29. EDN: NITSJSDobritskiy A.A. Justification and development of a functioning model of a dryer of high-moisture gourds seeds. Innovations in Agricultural Complex: Problems and Perspectives. 2022;4:25-29. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.