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Die Abscheidefunktion von Hordenschüttler und Reinigungsanlage in Mähdreschern
(1993) Böttinger, Stefan
Das Durchsatzoptimum von Mähdreschern wird bei dem maximalen Gutdurchsatz mit noch akzeptablen Kornverlusten der Trennelemente Hordenschüttler und Reinigungsanlage erreicht. Dem Mähdrescher-Fahrer müssen Hilfsmittel für das Erkennen des Durchsatzoptimums zur Verfügung gestellt werden, da es in Abhängigkeit der Stoffeigenschaften des Erntegutes stark schwankt. Es werden physikalische Modelle für die Trennprozesse im Mähdrescher aufgestellt und die mathematische Beschreibung der Kornabscheidung über der Länge der Trennelemente daraus abgeleitet. Aus Messwerten der Kornabscheidung an verschiedenen Stellen eines Trennelementes werde aktuelle Parameter der Abscheidefunktion bestimmt und verschiedenen Prozesskenngrößen berechnet. Die Korrelation zwischen den berechneten Prozesskenngrößen und dem Betriebsverhalten der Trennelemente wird im labor- und Feldversuch experimentell untersucht.
Einfluss der Hangneigung auf die Leistungsfähigkeit von Reinigungsanlagen im Mähdrescher
(2011) Fliege, Lars; Böttinger, Stefan
The performance of a combine harvester is determined by the maximum throughput at acceptable grain losses. At optimum throughput, the cleaning system reacts very sensitively to variations of the gradient, whereby the influence of lateral inclination is much higher than the influence of longitudinal inclination. The grain losses increase when the inclination of the cleaning unit is suboptimal. The performance of the combine harvester is then determined by the performance of the cleaning devices. Combine harvesters with hillside levelling systems solve that problem with their special chassis. Independent of the gradient these chassis hold the complete combine in a level position. Other hillside adapted cleaning systems are less effective and reach their limits already at medium gradients. The presented paper analyses the influence of gradients up to 15% on the performance of cleaning units with lateral hillside modulation. For this purpose several combines of equal type of construction have been analysed in different crops using large-scale parcel tests. The deployed measurement instrumentation corresponds to the series-production status of the combine harvesters. Various testing conditions and systematic errors make the handling of the collected data very complex. However, it enables the evaluation of the measurement characteristics of different sensors at variable gradient. The results, between the several test combines, indicate specific differences, caused by disparities in the level of development of the individual machines. Previous analyses of the influence of hillside are limited to throughputs of at most 4.8 kg/s per meter cleaning width. The tested combines achieved more than 9.4 kg/s per meter cleaning width in large-scale parcel tests. This result is a combine specific throughput of more than 55 t/h. The results display a possible triplication of cleaning losses in different throughput ranges between 15 t/h and 55 t/h already at a lateral inclination of 10%. The influence of longitudinal inclination is marginal. The analysis of overlaid lateral and longitudinal inclination demonstrates the significant influence of lateral inclination compared to longitudinal inclination.
Einfluss der mechanischen und pneumatischen Anregung auf die Entmischung und Abscheidung in der Mähdrescherreinigungsanlage
(2021) Beckmann, Konstantin
Due to the legal limitation of the maximum machine width the throughput increase is realized by further developing of the process technology. This requires precise knowledge of the ongoing processes. The aim of this work is the metrological investigation of the combine cleaning system according to the white-box model by analyzing the process sequence of the sub-processes.This enhances process understanding and enables the validation and verification of DEM-CFDsimulations. The evaluation of the segregation and separation process is based on the movement behavior of grain and straw. For this purpose, 2D high-speed x-ray images, static 3D reconstructions and 2D high-speed camera images are analyzed. The segregation in the lower layers is limited by the compression of the material layer due to its own weight. Due to the higher porosity the segregation of the grain near the wall is slightly faster. Additional relative movements of the material based on the superimposed conveying process. The resulting voids are used for a faster segregation. The influence decreases with increasing mechanical and pneumatic excitation in vertical direction. The influencing factors on the movement behavior of the material in the cleaning system is investigated with a test-rig. In the unloaded state the airflow decreases along the sieve. Due to higher sieve loads the airflow is flatter. Therefore the maximum air speed under the lower sieve is shifted to larger sieve lengths. The front area of the upper sieve is less loaded. The air passes by these areas and causes an increase of the air speed. High air speeds in the winnowing steps result in a high grain separation. A high component of the air velocity in the conveying direction between the sieves causes a shift of the separation on the lower sieve to longer lengths. The air throughput must be within the limits between a sufficient material fluidisation and a low conveying process on the sieves. In addition to identifying development potential, the results are used to verify DEM-CFDsimulations. There are deviations of movement behavior between grain and straw. Nevertheless,the influencing factors can also be examined qualitatively on the basis of the simulations.
Einfluss mechanischer und pneumatischer Parameter auf die Leistungsfähigkeit von Reinigungsanlagen im Mähdrescher
(2002) Zhao, Yuanguo; Kutzbach, Heinz Dieter
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung von Grundlagen für die Konstruktion von Mähdrescherreinigungsanlagen durch die Untersuchung der Wirkung der Fallstufen. Da die Wirkung der Fallstufen von der mechanischen Anregung durch das Schwingsieb sowie von der Luftströmung unter dem Sieb stark beeinflusst wird, werden sowohl die Wirkung der Luftströmung unter dem Sieb wie auch der Einfluss der mechanischen Parameter ohne Fallstufe untersucht. Bei Schwingsieben mit einer Fallstufe bzw. mit zwei Fallstufen werden die Einflüsse der Luftströmungen auf die Leistungsfähigkeit der Reinigungsanlage und die Wechselwirkungen ermittelt.
Einfluss verschiedener Parameter auf die Trenneigenschaften des Planetentrommelsortierers bei der Korn-Spreu-Trennung
(1989) González Oliva, Abel; Kutzbach, Heinz Dieter
Der erhöhte Kurzstrohanteil moderner Mähdrescher mit rotierenden Dresch- und Trennelementen und der Wunsch nach einer hangunabhängigen Reinigungsanlage macht die Entwicklung und Untersuchung neuer Separationsverfahren zur Korn-Spreu-Trennung notwendig. Als eine Alternative zu den konventionellen Flachsieb-Reinigungsanlagen wurde der Planetentrommelsortierer untersucht. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Arbeitsverhaltens und des Einflusses verschiedener Parameter auf die Trenneigenschaften dieses Verfahrens.
Förderung und Entmischung auf dem Vorbereitungsboden des Mähdreschers
(2013) Timofeev, Andrey; Böttinger, Stefan
In the last years with the increasing performance of the combine harvester capacity, the performance of the cleaning system has been the limiting factor, because the capacity of the threshing drum and the separation elements by the use of additional separation drums and rotors is not a problem anymore. The performance of the cleaning system can be greatly increased, especially through intense pre- segregation, whereas grain losses remain at a relatively low level even at high particle rates of approximately of m˙ K = 5,5 kg/(s·m). Grain- and NKB (chaff and other plant residue) -throughput affect both the conveying speed and the segregation on the grain pan. The grain throughput has a particularly strong impact on the conveyor speed, when throw occurs in the conveying process (Frv > 1). Thereby the elastic properties of the crop layer (straw and chaff rack) damps very strong the introduced mechanical agitation. This decreases the conveying speed strongly. The segregation in turn affects positively the speed of transfer from the grain pan to the material. The separation takes place substantially in the last third of the grain pan.
Mähdrescher : VDI-MEG-Kolloquium Landtechnik, Heft 40
(2013) Max-Eyth-Gesellschaft im VDI; Böttinger, Stefan
For intensive discussion of special topics the VDI-MEG colloquia are established since many years. "Combine" colloquia have been realized in turns with Dresden at the University of Hohenheim in 1988, 1997 and 2005. The fast development of grain harvest technologies, the optimization of assemblies, the ease of machine adjustment and the automation of many functions causes the necessity to review the situation and show the prospects for further development.
Meßverfahren zur Beurteilung des Stoffeignschaftseinflusses auf die Leistung der Trennprozesse im Mähdrescher
(1992) Beck, Thomas
Der bei der Korn/Stroh- und bei der Korn/Spreu-Trennung im Mähdrescher auftretende Kornverlust ist eine stetig wachsende Funktion des Durchsatzes. Die Trennprozeßleistung ist der Massendurchsatz, bei dem ein zuverlässiger Kornverlust überschritten wird. Parameter der Funktion sind die konstruktive Gestaltung der Trennelemente und die Stoffeigenschaften des Erntegutes. Für denselben Mähdrescher werden deshalb in verschiedenen Jahren oder Feldern unterschiedliche Leistungen festgestellt. Der Einfluß der Stoffeigenschaften muß deshalb quantitativ beurteilt werden. Um den aufwendigen Einsatz eines Vergleichsmähdreschers zu vermeiden, werden wesentlich einfachere und genauere Meßverfahren für Stoffeigenschaften vorgeschlagen. Aus der Anaalyse der Trennprozesse im Mähdrescher werden zwei Meßverfahren für technologische Stoffeigenschaften hergeleitet. Für die Korn/Stroh-Trennung wird eine Zeitkonstante der Entmischung (Durchdringungszeit) bestimmt, für die Korn/Spreu-Trennung wird die Fluidisierungsgeschwindigkeit des Gutgemisches gemessen. Korrelationen zwischen Änderungen dieser Stoffeigenschaften und Leistungsänderungen der Trennprozesse eines Versuchsmähdreschers werden im Feldversuch experimentell bestätigt.
Simulation der Trennprozesse im Mähdrescher
(1999) Beck, Folker
Die Kosten für Versuche nehmen in der Mähdrescherentwicklung weiter zu. Außerdem ist die zur verfügung stehende Zeit während der Ernte begrenzt. Deshalb wird ein Simulationswerkzeug für die Trennprozesse im Mähdrescher entwickelt, mit dem sich der Gutfluß im Mähdrescher schon beid er Entwicklung jederzeit und kostengünstig am rechner nachvollziehen lässt. Das Simulationswerkzeug ist außerdem zur Untersuchung physikalischer Zusammenhänge bei der Korn/Stroh/Spreu-trennung geeignet, da es auf stochastischen, mathemnatisch-physikalischen Modellen für die Teilprozesse in Dreschwerk, Schüttler, Vorbereitungsboden, Fallstufe und Obersieb der Reinigungsanlage aufbaut. In laborversuchen werden sämtliche Teilprozeßmodelle einzeln experimentell bestätigt. beispielhaft durchgeführte Simulationsrechnungen für den Gesamt-mähdrescher bei Variation von Durchsatz, dreschtrommel-Drehzahl, Dreschkorblänge und Länge des Vorbereitungsbodens zeigen gute Übereinstimmung und machen Potential für zukünftige Entwicklungen deutlich.
Untersuchungen zum Dresch- und Trennvorgang von Getreide in einem Axialdreschwerk
(1985) Wacker, Peter; Kutzbach, Heinz Dieter
In der vorliegenden Arbeit werden die für Axialdreschwerke weitgehend ungeklärten funktionellen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Parametern und verschiedenen für die Bewertung der Arbeitsqualität maßgeblichen Kenngrößen für Getreide theoretisch ermittelt und an einer Versuchseinrichtung mit zylindrischem Rotor und feststehendem Außenmantel untersucht.
Untersuchungen zum Einfluss der geometrischen Zuordnung der Förder- und Trennelemente auf das Abscheideverhalten von Tangentialdreschwerken
(1996) Büermann, Martin
Der Fortschrittbericht zeigt Ergebnisse über das Abscheideverhalten von modernen Tangentialdreschwerken, sowohl in Ein- als auch in Zweitrommelanordnung. Im Vordergrund steht hierbei der Einfluss der geometrischen Zuordnung der Förder- und Trennelemente auf das Abscheideverhalten von Dreschwerk und Schüttler. Im Gegensatz zu früheren Untersuchungen wurden alle am Dresch- und Trennprozess beteiligten Baugruppen wie im realen Prozess gleichzeitig untersucht, so dass vor allem direkte Rückschlüsse auf das Abscheideverhalten des leistungsbegrenzenden Schüttlers gezogen werden können. ? Es zeigt sich, dass die Position des Schrägförderers nur geringe Einflüsse auf die Dresch- und Trennleistung des Dreschwerkes hat. Im Gegensatz hierzu hat die Wendetrommelposition große Einflüsse. Weiterhin wird über Ergebnisse zum Wendetrommeldurchmesser sowie zur Leistungsaufnahme der Förder- und Trennelemente berichtet. Darüber hinaus wird ein Vergleich zwischen Ein- und Zweitrommeldreschwerk gezeigt.
Untersuchungen zur Bewertung stufenloser Fahrantriebe für Mähdrescher
(2011) Bernhard, Björn; Kutzbach, Heinz Dieter
Due to changes in the general ecologic and economic conditions for European agriculture, the discussions on agricultural engineering have taken the efficiency and the performance of drive concepts into account, recently. At this, focus is laid on the wheel drive since this is the main drive for tractors and even in self-propelled harvesting machines it requires a large amount of the power of the combustion engine. Because of its specific characteristics like reversibility and continuously variable adjustment, the wheel drive of the combine harvester and its continuously variable torque converter have special requirements on drive technology. Therefore, the torque converter is investigated in this thesis which is aimed at analysing different, continuously variable torque converters for wheel drives of combine harvesters to detect basics for their evaluation. After examining the theoretical foundations of continuously variable torque converters a hydrostatic and an electric torque converter are chosen for further testing. The hydrostatic torque converter mainly consists of a variable displacement pump, an electronic control unit and a variable displacement motor, while the electric torque converter is assembled from a generator and an electric motor which are controlled via the power electronics of inverters. After design and parallel setup of the torque converters, both of them are mounted to the same combine harvester. Afterwards comparative tests are carried out with this combine. To get a wide basis for the evaluation of the torque converters, the different operating conditions which occur within the operation of a combine harvester were covered by the use of four separate operating ranges. These are: ? Standby (operation of the torque converter at 0 speed to determine the standby power) ? Field work (operation of the torque converter at partial load during harvest) ? On-road drive (operation of the torque converter at partial load during transfer) ? Full load (operation of the torque converter at heavy drawbar pull)
Untersuchungen zur Ertragskartierung während der Getreideernte mit dem Mähdrescher
(1997) Reitz, Peter
Die Getreideernte in den Industrieländern wird heute ausschließlich mit dem Mähdrescher durchgeführt. Durch eine gleichzeitige Ertragskartierung werden die Voraussetzungen für eine teilflächenspezifische Feldbewirtschaftung geschaffen. Aus den geokartierten Ertragsdaten lassen sich Rückschlüsse über kleinräumige Unterscheide in den Wachstumsbedingungen innerhalb eines Feldes ziehen. In der vorliegenden Arbeit werden die theoretischen Grundlagen zur Ertragskartierung und ein Verfahren zum Betrieb des Mähdreschers mit geokodierten Teilflächendaten entwickelt und untersucht. Zu deren Realisierung werden Module für die Erfassung, Übertragung, Verarbeitung und Umsetzung geokodierter Teilflächendaten benötigt.