ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТА ФАСОННОГО ШИПА И ЗЕРНА КУКУРУЗЫ В МОЛОТИЛЬНОЙ КАМЕРЕ

Для эффективного обмолота початков кукурузы рабочие органы современных молотильных устройств комплектуются стальными шипами различной формы. Конструкционные параметры данных шипов обоснованы экспериментально, без предшествующих теоретических исследований. Предлагается конструкция нового фасонного шипа молотильного устройства для початков кукурузы, полученного на основании анализа конструктивных особенностей биологических прототипов шипов и отличающегося от широко распространенного круглого шипа кривизной рабочей поверхности. В качестве биологических прототипов были приняты жвалы амбарных вредителей (элементы ротового аппарата насекомых, поедающих зерно кукурузы). Проведено 3D-моделирование контакта оболочки зерна кукурузы со стальными шипами существующей круглой формы и шипами новой фасонной формы. Установлено, что площадь контакта круглого шипа и оболочки зерна кукурузы представляет собой эллипсоид, а площадь контакта нового фасонного шипа и оболочки зерна кукурузы - сложную фигуру, состоящую из эллипсоида и эллиптического параболоида. Проведены теоретические исследования, в результате которых получены выражения для определения объемов оболочки зерна, вдавленной внутрь круглым и фасонным шипом. Проанализированы области контакта зерна с круглым и фасонным шипом по размеру площади контакта и глубине проникновения шипа в зерно. Установлено относительное равенство вдавливаемых объемов оболочки зерна как круглым, так и фасонным шипом и выявлена значительная разница в размерах площади контакта: для круглого шипа площадь контакта с оболочкой зерна кукурузы составляет 3,12 мм2, а нового фасонного шипа - 5,17 мм2. Следовательно, при использовании фасонных шипов новой конструкции обмолачивающая сила распределяется по большей области, что снизит вероятность нанесения зерну макро- и микроповреждений.

зерно кукурузы, обмолот, фасонный шип, биологический прототип, деформация зерна, corn grain, threshing, shaped peg, biological prototype, grain deformation

1. Петунина И.А. Обмолот початков кукурузы. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет, 2006. 206 с.

2. Голик С.М. Механизация уборки, обработки и хранения кукурузы. М.: Колос, 1973. 335 с.

3. Алдошин Н.В., Золотов А.А., Цыгуткин А.С. и др. Уборка бинарных посевов зерновых культур // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Го-рячкина». 2016. № 3 (73). С. 11-17.

4. Алдошин Н.В., Золотов А.А. Анализ повреждения зерна на уборке белого люпина // Глобализация и развитие агропромышленного комплекса России: Сб. науч. трудов по материалам Межд. науч.-практ. конф., посвященной 110-летию ФГБОУ ВПО СПбГАУ 2014. С. 132-136.

5. Кильчевский Н.А. Динамическое контактное сжатие твердых тел. Удар. К.: Наукова думка, 1976. 357 с.

6. Петухов С.В. Биомеханика, бионика и симметрия. М.: Наука, 1981. 240 с.

7. Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф. Бионические основы разработки и конструирования эффективных шипов молотильно-сепарирующих устройств для кукурузы // Инновации в АПК: проблемы и пер­спективы. 2017. № 3 (15). С. 3-13.

8. Рожывський М.Ф. До визначення мехашз-му деформаци i руйнування зернових матер1а-л1в // Вiсник аграрно! науки. 2000. № 7. С. 50-53.

9. Берд Дж. Инженерная математика. М.: Додека-XXI, 2008. 544 с.

10. Гусак А.А. Справочник по высшей математике. Мн.: ТетраСистема, 1999. 640 с.