Математична та графічні моделі молотарки зернозбирального комбайна

Анотація

Мета досліджень. Установити зв’язок і залежність між елементами різних груп факторів системи “молотарка зернозбирального комбайна” – якості роботи, технічними параметрами, технологічними режимами й умовами роботи. На цій основі розробити графічну модель і оптимальний план багатофакторних досліджень показників призначення молотарки за її математичного моделювання.
Методи і матеріали. Системний принцип побудови, комбінований принцип функціювання, нові інтегративні якості технологічної маси на різних ділянках, залежність оціночних показників роботи від значної групи чинників (факторів) впливу характеризують молотарку зернозбирального комбайна як систему. Відповідно до цього для її досліджень доцільне застосування методів аналізу і синтезу. Застосування методу аналізу диференціює на складові частини молотарки – структурні, функціональні, оціночні тощо, та послідовно досліджує кожну з них, а також визначає взаємозв’язану поведінку кожної частини. Метод синтезу досліджує та оцінює молотарку за умови цілісної єдності і взаємоз’язку її технічних і технологічних систем.
Результати. Особливістю функціювання молотарки є багатомірність – наявність багатьох вхідних і вихідних перемінних. Однією з можливих і доступних для аналізу є інформаційна модель молотарки з множиною вхідних перемінних факторів і кількома оціночними – вихідними. Відповідно до методу аналізу молотарку диференційовано на складові – технологічні системи без їхнього фізичного відокремлення з її складу: молотильно-сепарувальну (МСС), систему остаточної сепарації зерна (СОС), систему очищення зерна (СОЗ). Оціночними показниками якості функціювання і вираження відповідності їхнім технічним параметрам і технологічним режимам є втрати зерна за молотаркою, її системами, а також дроблення зерна в МСС.
Дослідження функційних зв’язків між системами молотарки базується на аналізі складу та напрямку руху її технологічних потоків. Вміст зерна (втрат), що виходить із молотарки, класифікується відповідно як “втрати за системами СОС і СОЗ”. Їхня сумарна величина становить рівень втрат за молотаркою Δq. Встановлено, що високопродуктивні молотарки можуть працювати в значно більшому технологічному режимі подачі і пропускної здатності, коли втрати становитимуть 1,5 %. Величину показника Δq можна представити як залежність, до якої входять технологічні режими, технічні параметри молотарки та характеристики хлібної маси. Втрати зерна за системою сепарації зерна (Δqс) представлено як залежність від втрат зерна за системою сепарації, технічних параметрів і технологічних режимів систем остаточної сепарації (СОС) та очищення зерна (СОЗ), а також вологості соломи, полови і зерна. Аналогічні обґрунтування та залежності виконані для систем МСС.
Слід зауважити, що такі дослідження роботи систем СОС та СОЗ щодо якості роботи – втрат зерна ­– пов’язані з методикою визначення основного показника призначення – пропускної здатності молотарки. Установлено зв’язок і залежність формування абсолютної величини показника пропускної здатності систем – молотарки, МСС, СОС та СОЗ від величини пропускної здатності МСС, втрат за молотаркою та системами СОС і СОЗ, технологічних режимів роботи системи СОС і СОЗ та умови їхнього функціювання (вологість дрібного вороху, полови та зерна в системі). Виявлено залежність пошкодження (дроблення) зерна від технічних і технологічних параметрів МСС та стану зерна – вологості.
Установлено, що сепарувальна здатність молотарки та кількість дробленого зерна залежать від умов і режимів її роботи – вологості соломи та швидкості її руху через МСС. Першочерговий вплив на формування пропускної здатності молотарки зумовлений особливостями будови та режимами роботи МСС. Кількість пошкодженого зерна залежить від технологічного режиму МСС – величини зазорів у МСС та частоти обертання барабана.
Відповідно до зв’язку та залежності показників втрат зерна (Δq, Δqс і Δqо ) дроблення зерна (D, %) і пропускної здатності (q, qс та qо ) від факторів, які віднесені до “умови роботи”, “технічні параметри” та “технологічні режими”, розроблено графічну модель молотарки на рівні цих показників і факторів впливу на них.
Графічна модель, насамперед, установлює залежність оціночних показників від інших. Це, як правило, оціночні та функційні показники роботи – втрати та дроблення зерна і пропускна здатність. Побудова кожної такої узагальненої залежності базується на виділенні функційного блоку, який базується на оцінювальному (досліджуваному) показнику та факторах, безпосереднього впливу на нього.
Висновки. Молотарка зернозбирального комбайна – це складна система. Її елементами є технологічні системи нижчого рівня, які характеризуються технічними параметрами, технологічними режимами, умовами, якістю роботи та продуктивністю. Досліджено зв’язок і залежність між елементами різних груп факторів системи «молотарка зернозбирального комбайна» (оціночними - якості роботи, технічними параметрами, технологічними режимами і умовами роботи). На цій основі розроблено графічну модель молотарки.
Ключові слова. Зернозбиральний комбайн, молотарка, молотильно-сепарувальна система (МСС), система сепарації, технічні параметри, графічне моделювання.