Дослідження параметрів і режимів роботи плющильних вальців самохідної косарки

Заготівля пресованого  сіна підвищеної вологості – відносно новий напрямок в кормовиробництві. Суть цього способу заготівлі  полягає в тому, що для пригнічення  життєдіяльності шкідливих мікроорганізмів, які знаходяться в рослинній масі, вносять хімічні препарати (консерванти). Це запобігає псуванню сіна і забезпечує зниження втрат при заготівлі з 27-30% до 15-20% [3].

Технологія  заготівлі сіна підвищеної вологості  з використанням консервантів, включає  всі операції, які входять до складу звичайної технології заготівлі пресованого сіна. При цьому їй властиві ряд додаткових операцій, пов’язаних з приготуванням робочого розчину, заправкою агрегату і внесення його в траву. Недоліком технології заготівлі хімічно консервованого сіна в рулонах є те, що при підбиранні трави вологістю вище ніж 30% дія консервантів може виявитись не надійною [5;3].

Заготівля подрібненого сіна

При заготівлі  подрібненого сіна створюються можливості повної механізації робіт, починаючи  від скошування і до роздавання корму тваринам.

Операції по скошуванню трави і її сушінні  в полі при заготівлі подрібненого сіна аналогічні і здійснюються тим  же комплексом машин, що і при заготівлі  розсипного або пресованого сіна. Відмінність заключається в тому, що прив’ялену траву під час підбирання подрібнюють, завантажують в транспортні засоби і доставляють до місця зберігання або досушування. В першому випадку траву підбирають при вологості 20...25%, а в другому – 30...35%.

При підбиранні трави вологістю 20...25% її подрібнюють на частки довжиною 0,10...0,12 м і закладають в бетонованих сховищах. При цьому сіно ущільнюють, герметизують поліетиленовою плівкою й шаром землі [19;1].

Траншейна технологія заготівлі подрібненого сіна може бути застосована лише для закладання сіна зі злакових трав. Що стосується бобово-злакових і бобових, то втрати листя при підбиранні й подачі подрібненої маси в причепи або кузови автомобілів, є досить високими. Через це А. М. Древінінкас і інші [19] вважають, що заготівля подрібненого сіна доцільна при вологості трави 40...45%.

Досушування подрібненої  трави здійснюють як на відкритих  площадках, так і в сіносховищах сарайного або баштового типів.

 

2.5 Особливості  польового сушіння трав

 

З проведеного  аналізу видно, що яка б не була різниця між технологіями заготівлі сіна невід’ємним етапом будь-якої технології є сушіння скошених трав в польових умовах. Особливістю цього процесу є не тільки втрата скошеними рослинами вологи, але і поживних речовин.

Спочатку після  скошування в рослинах продовжується нормальний процес обміну речовин. Ряд дослідників [1;16] стверджують, що в цей період втрати поживних речовин практично не спостерігаються або якщо вони є, то незначні, і викликані процесом дихання рослин.

По мірі втрати вологи рослинами нормальний обмін речовин змінюється голодним обміном. Характерним для цього періоду є те, що розлад органічних речовин має перевагу над їх, синтезом.

При швидкому пров’ялюванні  трави втрати поживних речовин за рахунок протікання голодного обміну є відносно невеликими і не перевищують 5% сухої речовини. Але в умовах довготривалого голодного обміну втрати можуть досягати значно більших розмірів [16].

Голодний обмін  у скошених рослин триває доти, поки в результаті водного дефіциту не настануть на зворотні процеси, пов’язані з відмиранням клітин. Цей процес називають автолізом. Характерним для нього є подальший розпад поживних речовин під дією ферментів. Найбільші втрати сухої речовини в період автолізу спостерігаються при вологості трави рівній 60...35% [16].

Із збільшенням тривалості сушіння скошеної трави зростає ймовірність попадання її під дощ. Зволоження прив’ялених рослин опадами спричиняє значні втрати поживних речовин від вимивання.

М. Дж. Неш [1] відмічає, що дощ згубно впливає на якість сіна, збільшуючи всі види втрат. Випадання 20 мм дощу спричиняє втрату 20...25% вихідної сухої речовини.

Змочування  прив’яленої трави росою або  дощем створює сприятливі умови  для розвитку на рослинах різних мікроорганізмів, які попадають на траву із повітря  і ґрунту. Діяльність таких мікроорганізмів. як гнильні бактерії, цвілі знижують поживність сіна і сприяють накопиченню в кормі токсичних речовин [5].

Отже, польове  сушіння скошених трав супроводжується  втратами поживних речовин за рахунок  біохімічних процесів, розвитку мікроорганізмів, вимивання опадами. Причому розміри усіх втрат зростають із збільшенням тривалості сушіння. Знизити їх можливо шляхом інтенсифікації цього процесу.

 

2.6 Аналіз способів  інтенсифікації польового сушіння  трав

 

Для скорочення тривалості польового сушіння трав, а відтак витрат поживних речовин при заготівлі сіна, розроблено ряд способів інтенсифікації процесу, які можливо розділити на п’ять груп: хімічні, термічні, електричні, механічні та комбіновані. Розроблені способи базуються на таких принципах: зменшення енергії зв’язку вологи із клітинами рослин; створені сприятливих умов виходу вологи з рослин; ефективного використання сонячного тепла і волого поглинаючої здатності повітря. З вказаних способів прискорення сушіння трав в теперішній час найбільшого розповсюдження отримали наступні способи: плющення, кондиціювання, ворушіння та перевертання скошених трав.

Через те, що інші способи є досить енергомісткими, можуть спричинити токсичну дію на тварин, зменшують наступну продуктивність сінокосів. Відомо, що по мірі насичення повітря парою, його здатність до поглинання вологи знижується. Тому прискорення сушіння можна досягти в тому випадку, коли трава легко продувається. Покращити аерацію повітря в скошеній траві можливо шляхом її ворушіння та перевертання. Унаслідок цього щільність її укладання зменшується, і вона, провітрюючись, інтенсивно віддає вологу. Крім того, недостатньо підсушені рослини переміщуються з нижніх шарів в верхні, що підвищує рівномірність сушіння.

За даними багатьох авторів [19] ворушіння та перевертання скошеної трави є ефективним способом інтенсифікації сушіння, який дозволяє значно прискорити цей процес.

М. Дж. Неш [1] зазначає, що в умовах багатьох країн Західної Європи інтенсивність випаровування вологи з не ворушеної трави складає 0,5...1,0% за годину. Однак якщо траву періодично ворушити або, щоб повітря надходило до нижніх шарів, то швидкість сушіння збільшується до 2% за годину.

Особливо важливого  значення ворушіння скошених трав набуває  в зонах з вологим кліматом або при нестійких погодних умовах, тому що в цьому випадку основні втрати поживних речовин відбувається через випадання опадів, а також тривале сушіння трави в полі [5].

 

 

2.7 Передовий  досвід вирощування конюшини  на сіно по інтенсивній технології

 

Ефективним  напрямком в підвищенні урожайності сіна являється втілення інтенсивної технології вирощування. Дана технологія базується на використанні високоврожайних, стійких до вилягання сортів і передбачає чітке дотримування строків сівби та норми висіву, рівномірне внесення добрив і хімікатів, догляд за рослинами в період вегетації використовується по технологічним коліям для меншого ущільнення ґрунту. В зв’язку з цим, інтенсивна технологія представляє собою великий інтерес для її більш широкого втілення у виробництво на Україні.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ  ПАРАМЕТРІВ ТА РЕЖИМІВ РОБОТИ ПЛЮЩИЛЬНИХ ВАЛЬЦІВ САМОХІДНОЇ КОСАРКИ

^3.1 Визначення вологості рослинної маси у валку

 

Експериментальне  вивчення процесів скошування трав та їх обробки плющидьними ребристими вальцями проводилося з використанням самохідної жатки Е-303 на посівах конюшини червоної. Вивчалися процес скошування та пов'язані з ним показники  плющення маси при різних режимах і висихання її у валку. Для полегшення та зменшення об'єму робіт при вивченні процесу сушки рослинної маси, використовувалися сітчасті піддони (рис. 3.1). Проплющена маса укладалася на рамки, які встановлювалися на стерні.

Рис 3.1 Визначення вологості рослинної маси у валку

1 – піддон  сітчатий; 2 – стропи; 3 – динамометр

 

При цьому відбиралася проба на вологість маси. Піддони зважувалися через кожну годину протягом світлового дня. При цьому реєструвалися температура та відносна вологість повітря. Спостереження проводилися до досягнення рослинною масою вологості сіна (17...18%). Отримані результати оброблялися з використанням елементів математичної статистики. Повторність дослідів не менше потрійної. На основі отриманих результатів для полегшення аналізу будувалися графічні залежності.

Швидкість і  характер перебігу процесу польового пров’ялювання трав під час заготівлі сіна чи сінажу фактично визначають об’єм сумарних втрат біомаси і в тому числі поживних речовин. Попередніми дослідженнями було встановлено, що процес видалення вологи із скошеної трави і взагалі змінення у часі маси пров'ялюваних рослин може бути описаний експоненціальноюю залежністю типу

                                            Мt = М_co +М_bo*exp                                     (3.1)

де   Мt - поточна маса рослин;

Мсо – постійна складова маси - маса абсолютно сухої речовини;

Мbo  - маса стартової вологи на початку пров’ялювання;

Мbo*exp - змінна складова маси;

Т – постійна часу процесу пров’ялювання.

У принципі   Т у виразі (3.1) характеризує інтенсивність (швидкість) перебігу процесу пров’ялювання (висушування) трави враховує теплотехнічні умови сушіння, потужність теплового джерела, біоструктурний стан рослин, умови транспортування вологи у середині рослин та їх масиву і вологовіддачі.

Взагалі Т є функція багатьох змінних факторів і, перш за все часу, на протязі якого протікає процес сушікня рослинної сировини, тобто Т=f(t). Виходячи із рівняння (3.1), для кожного експериментально одержаного у продовж t_i часу висушування рослинної маси значення Mt_i постійну часу Ti(t_i ) визначали згідно виразу

                        (3.2)

Характер змінення експериментальних значень Ti(t_i) одержаних у попередніх дослідах, показав, що крива Ti=f(t_i ) мае мінімум і різний кут нахилу гілок. Тому для визначення функціональної залежності Ti=f(t_i ) була використана математична модель, описувана виразом

Інтервали відрахування часу висушування (експозиції сушіння) вибирали із умови більш детального дослідкення характеру змінення маси  Мt_i   висушуваної трави у початковий період у межах 0-1 год з інтервалом ∆t= 0,25 год; далі інтервал становив 0,5 год. Висушування велося до тих пір, поки різниця між послідуючими замірами маси становилася менше похибки ваг ( ). При цьому, приймаючи до уваги зручність математичних розрахунків параметрів а , b і с вирівнюючих залежностей, значення інтервалів ∆t вибирали так, щоб послідовність аргументу t_i складала одночасно арифметичну і геометричну прогресії відповідно з різницею  h= 0,5 год і знаменником q= 2.

Коефіцієнт  виразу (3.3) розраховувалася по методу найменших квадратів для двох варіантів змінювання аргументу t; по арифметичній прогресії та по геометричній. Після їх визначення обчислювали розрахункові значення постійної часу процесу Tiр(t_i) по формулі (3.3), значення   Мtip  по формулі (3.1) та вологості Wtip по формулі

                               (3.4)

Розрахункові  значення Тiр , Mtip та Wtiр порівнювали з їх експериментальними значеннями. При цьому цьому для визначення експериментального значення вологості використовували залежність

                                   (3.5)

Ефективність  вирівнювання виразом (3.3) оцінювалася для кожної функціональної залежності порівнюванням співвідношення основної та допустимої похибок, якому відповідала б нерівність

                                                (3.6)

де       X  - визначуваний функціональний параметр;

      - відповідно основна та допустима похибки цього параметра.

Похибки розраховувалися  згідно РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. М.: 1966, с. 71 відповідно по формулах

                                              (3.7)

n - кількість експериментальних даних у розраховуваному варіанті;

- середня арифметична  цього масиве даних.

Досліди проводилися на висушуванні трави люцерни блакитної дугової і конюшини червоної сіяної, скошеної у трьох різних біологічних періодах (першого, другого і третього укосів). Дати проведення дослідів та дані про біометричні параметри і статистичні характеристики рослинного матеріалу приведені у таблиці. Характер розподілу рослин по довжині стебла і по діаметру стебла у місці зрізання у кожному досліді показано на рисунку.

Як сушарка  для трави використовувався спіральний електронагрівач сталою потужністю 1,48 кВт. Трава розміщувалася на сталевій пластині розмірами 40x80 см і товщиною 3 мм, установленій над спіральним блоком нагрівача. Крива змінення за час розігріву поверхневої температури пластини над температурою навколишнього повітря показана. Висушування трави велося у режимі усталеної температури. Варіювання температури по поверхні пластини складало ±0,8°С. Траву протягом висушування постійно розпушували і перемішували, створюючи більш-менш одинакові умови для висихання рослин різних шарів.

Стартова вологість рослинної маси визначалася методом висушування окремих проб у сушильній шафі при постійнії температурі 110°С тривалістю не менше 12 годин. При цьому вологість проби визначалася як середнє значення трьох паралельно висушуваних зразків цієї ж проби, розмішених в окремих бюксах. Для зважування зразків у процесі висушування використовували ваги ЗЛТК-500.

Результати  біометричних вимірювань були опрацьовані  методами математичної статистики з використанням теорії ймовірностей.