Спосіб визначення питомої роботи корчування зерен кукурудзи при динамічному навантаженні

Винахід відноситься до галузі випробування сільськогосподарських матеріалів, а саме, до способів визначення роботи корчування зерен кукурудзи в умовах динамічного навантаження. У кукурудзі основними об'єктами випробувань є стебло, качан і зерно. Їх піддають деформаціям стиску, розтягу, згину, різання та деяким іншим. Для вивчення цих деформацій застосовують статичні і, рідше, динамічні навантаження. Зокрема, механіко-технологічні властивості кріплення качана кукурудзи і роботу різання стебла визначають в умовах динамічних навантажень. Опір качана обмолоту, пов'язаний з визначенням роботи корчування. Цю роботу при випробуваннях визначають вимірюванням сили, яка необхідна для відокремлення групи зерен методом корчування і звично проводять при статичному навантаженні. Однак, технологічні операції, пов'язані з оптимізацією енергетичних витрат при обмолоті качанів кукурудзи, передбачають знання питомої роботи корчування при різних швидкостях обмолоту. Нажаль, експериментальні дані за результатами даних випробувань практично відсутні, особливо при скоростях випробувань 4...7м/с, які реалізуються на маятникових копрах. Найбільш близький за технічною сутністю до рішення, що заявляється, є спосіб визначення роботи корчування зерен кукурудзи, згідно якого качан кукурудзи очищують від обгортки, відрізають вершкову частину, на решті частини видаляють вручну більшу частину зерен і залишають піддослідний пояс з фіксованою кількістю зерен, закріплюють стержень качана кукурудзи у захваті випробувальної машини, натискають на нього і визначають питому роботу корчування [Физико-механические свойства растений почв и удобрений. - М.: Колос, 1970. Всесоюзный научно-исслед. ин-т с.-х. машиностроения им. В.П.Горячкина (ВИСХОМ). С.46-47]. Основним недоліком цього методу э те, що визначається питома робота корчування при статичному навантаженні. Винаходом ставиться завдання розробки точного способу визначення роботи корчування зерен кукурудзи при динамічному навантаженні. Поставлене винаходом завдання досягається тим, що вершкову частину качана зрізають на глибину, що дорівнює максимальному діаметру качана, на решті частини качана видаляють симетрично з двох сторін, з вершкової частини і у основи качана, частину зерен, таким чином, щоб залишився піддослідний пояс зерен шириною 8...12 штук і підраховують в ньому кількість зерен n, підготовлений зразок частиною у основи качана встановлюють в захватний пристрій, що складається з двох половинок, що закріплені в горизонтальній площині на плиті маятникового копра таким чином, щоб ширина верхнього і нижнього наскрізних пазів відповідала ширині молота маятника зі збільшенням на 1мм, зводять маятник у робочий стан, здійснюють динамічне навантаження, після випробувань підраховують кількість зерен n0, що залишились на стержні качана після удару, і таким чином точно фіксують кількість зерен, викорчуваних в процесі удару по стержню при динамічному навантаженні, а про питому роботу корчування зерен кукурудзи А0 при динамічному навантаженні судять за формулою: A A0 = n - n0 де А - робота корчування. На Фіг.1 приведена схема пристрою для визначення питомої роботи корчування зерен кукурудзи при динамічному навантаженні який містить маятник 1, молот маятника 2, затискач 3, стержень качана кукурудзи 4, зерна 5, щільний папір 6. Методика випробувань реалізована на базі маятникового копра PSW-30 (Фіг.1) фірми "VEB WerkStoffPrüfMaschinen" з максимальним запасом енергії 300Дж. Шкала копра проградуйована в одиницях роботи і у градуса х кута зльоту маятника. Передбачені дві шкали для відліку 0...150Дж і 0...300Дж. Від однієї до іншої шкали переходять після заміни молота 2 маятника 1 (Фіг.1). Слід врахувати, що для забезпечення необхідної точності і паралельності нанесення удару по стержню качана 4 необхідно видалити частину вершкової частини качана перпендикулярно повздовжній осі. Видалення вершкової частини пов'язано ще з тим, що, як правило, ця частина зерен 5 має найменшу роботу корчування. Експериментально встановлено, що оптимальні вимоги до точності нанесення удару здійснюються, якщо видалити вершкову частин у на глибину, рівн у максимальному діаметру. Немаловажну роль при подібного роду випробуваннях відіграє умова забезпечення рівномірної жорсткості по довжині зразка. Якщо невірно обрано співвідношення розмірів частин стержня 4, звільнених від зерен 5, тобто тієї частини, яка встановлюється у захватну частину 3 на плиті маятникового копра і тієї, яка залишається консольною (по ній наноситься удар молотом 2 маятника 1), то можна замість корчування зерен при динамічному навантажені просто зігнути і зламати стержень 4. Попередні досліди показали, що, по-перше, зерна 5 повинні видалятися із стержня 4 симетрично піддослідного пояса, а, по-друге, ширина піддослідного пояса має складати 8...12 зерен. Лише у цьому випадку вдається при мінімальному запасі енергії на копрі 150Дж здійснювати дійсно рівномірний процес викорчовування зерен із стержня качана кукурудзи при динамічному навантаженні. Вищеописану операцію підготовки зразків для випробувань можна послідовно виконувати на качанах кукур удзи з різною вихідною довжиною. Численні експериментальні дослідження показали, що за рахунок того, що наявні наскрізні пази на захватному пристрої 3 для проходження маятника 1 при ударі, після випробувань на стержні качана 4 можуть залишитися від 3 до 10 не викорчуваних зерен. Неврахування цієї обставини може внести максимальну похибку у визначення питомої роботи корчування при динамічному навантаженні до 8%. Тому точна фіксація кількості зерен, викорчуваних в процесі удару по стержню качана 4 дозволяє уникнути будь-яких помилок при визначенні питомої роботи корчування. Ширина наскрізних пазів на захватному пристрої 3 повинна бути практично рівною ширині молота 2 маятника 1. Збільшення ширини пазів призводить до збільшення не викорчуваних зерен при ударі. Тому ширина пазів практично обрана рівною ширині молота маятника плюс 1мм. При проведенні випробувань слід також звернути увагу на ту обставину, що качани кукурудзи мають різний діаметр. Для того, щоб уніфікувати використання захватної частини у вигляді розрізної труби для широкого набору вихідних діаметрів качанів, рекомендується перед випробуваннями на частину зразків у основи качанів намотувати щільний папір 6, для виключення зазорів між стержнем качана і захватною частиною. Це дозволить виключити неспіввісність динамічного навантаження і пов'язані з цим явищем похибки визначення питомої роботи корчування. Таким чином, використання способу дозволяє точно визначити роботу корчування зерен кукурудзи при динамічному навантаженні із швидкостями 4...7м/с.