автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Исследование работы и обоснование параметров бральных аппаратов льноуборочных машин

ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

УЖЕГОВА ОЛЬГА АНАТОЛІЇВНА

0.

УДК 631.358: 633.521

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ БРАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЛЬОНОЗБИРАЛЬНИХ МАШИН

05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Луцьк- 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті.

Науковий керівник: академік [АУ, доктор технічних наук.

професор Хайліс Гедаль Абрамович,

Луцький державний технічний університет, проректор з наукової роботи

Офіційні опоненти: академік (АУ, доктор технічних наук, професор, заслужений винахідник України Гевко Богдан Матвійович, Тернопільський приладобудівний інститут, зав. кафедри технології машинобудування

кандидат технічних наук Налобіна Олена Олександрівна,

Луцький державний технічний університет, старший викладач

Провідна установа: Національний аграрний університет, м. Київ

Захист відбудеться “ // ” ?ео £мя 1998 року об 11м годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 для захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук в Луцькому державному технічному університеті за адресою: 263018, м. Луцьк, аул. Львівська. 75, навчальний корпус В, аудиторія 361.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луцького державного технічного університету (вул. Львівська, 75).

Автореферат розісланий “ <3 ” тоабня 1998 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ^

ради, кандидат технічних наук ^ Діду* В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Цінність льону-довгунш полягає в тому, що це культура комплексного використання. Стебла його містять до 20...28% волокна, у насінні 35...37% олії та близько 25% білку. Одним з найтрудомісткіших процесів у льонарстві є збирання льону і переробка його у тресту. Збирання проводять найчастіше комбайновим способом, хоча застосовують і роздільний та сноповий. Основними машинами, які застосовуються при комбайновому способі, є льонокомбайни ЛК-4Т, ЛК-4А, ЛКВ-4А. Ці машини добре зарекомендували себе у льонарстві, проте бральний апарат у них досить громіздкий, складний, металомісткий. У братьних рівчаках наявні так звані "мертві зони", тобто зони, в яких стебла льону транспортуються не примусово, а за інерцією, і тому можливе накопичення стебел, через що і виникає забивання льонокомбайну. Паси брального апарату дорогі, порівняно швидко зношуються, ускладнений механізм приводу.

У зв'язку з цим актуальною проблемою є удосконалення брального апарату з метою спрощення конструкції, зменшення металомісткості, усунення ''мертвих зон", а, значить, і підвищення його надійності та якості роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження є частиною робіт, виконаних у відповідності до державних науково-технічних програм ДКНТП з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки. Шифр завдання 03.07.03/058-93 /'Вдосконалення льонозбирального комбайна"/. Крім того, робота є частиною досліджень, виконаних за договором №1.122/392 з Міністерством сільського господарства і продовольства України на тему “Комбайн льонозбиральний універсальний. Вихідні дані”.

Мета роботи: удосконалення брального апарату для підвищення його роботоздатності і покращення якості процесу браиия льону при комбайновому способі збирання. .. - -

Задачі дослідження: визначити фізико-механічні властивості стебел льону при збиранні, а саме, залежність ступеню розплющування стебел від тиску в рівчаках, вплив тривалості перебування стебел у розплющеному стані на їх залишкові деформації; дослідити процес переміщення затиснених стебел разом з пасами і видовження їх при бранні; визначити необхідне розташування ланок секцій бральних апаратів, діапазони регулювань натягу пасів, сили, які діють на опорні конструкції секцій; визначити опір пасів видовженню, згину, міцність трапецеподібних виступів пасів; експериментально дослідити вплив різноманітних факторів на тиск в рівчаку, крутний момент, необхідний для приводу бральної секції; втягувальну здатність та витягувальне зусилля бральної секції; удосконалити конструкцію брального апарату і провести його випробування; розрахувати економічну ефективність розроблених пристроїв.

Наукова новизна одержаних результатів. У даній дисертаційній роботі, присвяченій дослідженню роботи та конструкції бральних апаратів з поперечними та поздовжніми рівчаками, вперше розроблені методики, за якими визначені параметри бральних секцій, навантаження на опорні частини ланок бральних секцій з поздовжніми та поперечними криволінійними рівчаками. Теоретично обгрунтовано і вперше експериментально підтверджено можливість зміни механізму приводу брального апарату з поздовжніми рівчаками з двох ведучих валів на один. Вперше запропоновано диференціальні рівняння, які описують процес брання стебла льону при умові його видовження. Поглиблено вивчені опір пасів видовженню, їх жорсткість та міцність трапепеподібних виступів. Досліджено ступінь пошкодження стебел у бральному рівчаку в залежності від його параметрів та діаметра стебел і вперше розроблена математична модель, що описує це явище. Вперше одержано значення втягувалької здатності бральної секції з одним лівим валом і витягувального зусилля цієї ж секції. Удосконалено існуючий льонозбиральний комбайн ЛК-4А, а саме, спрощено механізм приводу брального апарату. Проведені необхідні розрахунки для компонування нового брального апарату з поперечними рівчаками.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні розробки з визначення параметрів ланок бральних секцій використані в Центральному науково-дослідницькому, проектно-технологічному і конструкторському інституті механізації льонарства НПО “Нечерноземагропромлен” Росії при модернізації існуючих і створенні нових льонозбиральних машин.

Модернізований льонозбиральний комбайн ЛК-4А випробувано в польових умозах і отримано позитивний результат. Подані практичні рекомендації щодо впровадження нововведення в льонарських господарствах. Розрахункова річна економічна ефективність становить 1081,8 грн.

В Луцькому індустріальному інституті з нашою участю розроблено новий універсальний льонозбиральний комбайн, що містить. бральний апарат з поперечними рівчаками спрощеної конструкції; при компонуванні апарату розміри ланок визначені за розробленою нами методикою. Цей комбайн виготовлено в 1996 році і випробувано в польових умовах у 1996-1997 роках. Випробування свідчить про ефективність даного комбайну і доцільність використання його в льонарських господарствах.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною науковою роботою, в яку увійшли дослідження автора, виконані за час навчання в аспірантурі з 1993 по 1997 рік лід керівництвом академіка ІАУ, доктора технічних наук, професора Хайліса Г.А. Автором досліджено процес брання льону і виведені диференціальні рівняння, які характеризують брання стебла при умові його видовження. Теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено в лабораторних та польових умовах спрощений механізм приводу бральної секції з криволінійним поздовжнім рівчаком. Виготовлена

експериментальна установка, розроблені методики і проведені всі необхідні гкспериментальні та польові дослідження. У співавторстві з Хайлісом Г.А., Ковальовим М.М., Перовим Г.А. розроблено аналітичний метод розрахунку конструктивних параметрів льонобральної секції, у якому виведення рівнянь виконано особисто автором. Разом з Хайлісом Г.А., Грушецькою М.Г. визначалися зусилля, що діють на опорні конструкції бральних секцій, в даній роботі автором розроблені методика і послідовність проведення розрахунків.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались ііа чотирьох науково-практичних, конференціях викладачів Луцького індустріального інституту у 1994 - 1997 роках, на вченій раді машинобудівного факультету ЛІТ в березні 1996 року, на Всеукраїнській науково-практичній конференції “Перспективи вдосконалення засобів механізації та технологій ібирання льону-довгунця в Україні”, що проводилась на базі ЛІ в 1996 році, а гакож на науковому семінарі кафедри сільськогосподарського машинобудування Луцького державного технічного університету в 1998 році.

Публікації. Результати наукових досліджень опубліковані в 7 статтях у збірниках наукових праць, технічні розробки захилено патентом України №15059 А від 30.06.97, позитивними рішеннями на видачу патенту України на шнахід № 95020855 від 04.02.98, № 95020856 від 23.02.98 та № 96020647 від

12.03.98.

Структура :а обсяг дисертації. Дисертація містить вступ, шість розділів, загальні висновки, список використаної літератури та додатки. Зсновна частина роботи викладена на 177 сторінках, містить 67 рисунків, 14 таблиць. На 42 сторінках поміщені лише ілюстрації і таблиці. Всі І0 додатків кшмають 52 сторінки. Список використаних літературних джерел включає 189 гайменувань, з них 10 іноземною мозою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ. Обгрунтована актуальність теми, сформульовані мета та задачі юслідження.

Розділ 1. Суть питання, мета і задачі дослідження

Проведено аналіз існуючих способів збирання льону та конструкцій іральних апаратів льонозбиральних машин, а також теоретичних та експериментальних досліджень фізико-механічних властивостей стебел льону, іральних пасів і параметрів бральних апаратів.

Фізико-механічні властивості льону були предметом досліджень '.А.Хайліса, М.І.Шликова, І.В.Крагельського, П.А.Сторца, Б.П.Можарова, і-І.М.Викова, М.М.Ковальова, Г.А.Авер’шової, Налобіної О.О. та ін. Процес ;бирання і параметри бральних апаратів льонозбиральних машин досліджували

М.І.Шликов, М.НЛєтошнєв, А.С.Маят, Г.А.Хайліс, М.М.Биков, М.М.Ковальов, Г.В.Макарова, С.МЛогінов, Болотов І.Н., Толковський В.А., Ярошевич А.А., Писарчик А.В., Рябцев В.Н., Ю.Г.Морозов та ін.

В результаті проведеного аналізу існуючих літературних джерел та патентної інформації зроблені висновки про те, що конструкція бральних апаратів сучасних льонозбиральних комбайнів ЛК-4А, ЛКВ-4А досить складна, громіздка; в бральних рівчаках наявні так звані “мертві зони”, що часто призводить до накопичення стебел льону і забивання комбайну при роботі; ускладнений механізм приводу. Подальше удосконалення процесу механізованого збирання льону стримується через відсутність досліджень технологічних та конструктивних параметрів бральних апаратів, а також деяких фізико-механічних властивостей стебел льону.

Тому, для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі;

а) визначити фізико-механічні властивості стебел льону, які впливають на процес брання льону, а саме залежність ступеню розплющування стебел від тиску в рівчаках, вплив тривалості перебування стебел у розплющеному стані на їх залишкові деформації;

б) дослідити процес переміщення затиснених стебел разом з пасами і видовження при бранні; визначити необхідне розташування ланок секцій бральних апаратів, діапазони регулювань натягу пасів, сили які діють на опорні конструкції секцій;

в) визначити опір пасів видовженню, згину, міцність трапецеподібних виступів пасів;

г) експериментально дослідити вплив різноманітних факторів на тиск в рівчаку, кругний момент, необхідний для приводу бральної секції; втягувальну здатність та витягувальне зусилля бральної секції;

д) удосконалити конструкцію брального апарату і провести його випробування;

е) розрахувати економічну ефективність розроблених пристроїв.

Розділ 2. Теоретичні передумови до визначення параметрів бральнні секцій

Визначене необхідне розташування ланок бральних секцій з поздовжніми та поперечними рівчаками, виведені затежності для визначення їх параметрів, розраховано сили, які діють на рамні конструкції бральних секцій, проведено аналіз навантаження на паси бральної секції з поздовжніми рівчаками і досліджена зміна довжини розтягуваної частини стебла при його бранні.

Для визначення необхідного розташування ланок бральних секцій та їх параметрів побудовані схеми секцій з нанесенням параметрів і складені рівняння, розв’язуванням яких знаходяться шукані параметри. Для бральної секції з поздовжнім рівчаком складено 15 таких рівнянь, за якими потрібно

визначити 13 невідомих. Два додаткових рівняння застосовують для перевірки правильності обчислень. Розв’язування них рівнянь досить громіздке, тому застосовано методи спрощення на основі конструктивних особливостей бральних секцій. Після спрощень залишено такі 8 рівнянь:

де аз, а4, аз - кути обхвату' пасами шківів та роликів; а, а,, а2, а, - відстані між ланками секції по горизонталі; 'о2, Ь3 - відстані між ланками секції по вертикалі; у - кут відхилення віток паса від вертикалі; ги г2, г,, г<, г5 - радіуси шківів та роликів: 8 - товщина паса; довжина паса; ЬЯ - довжина прямолінійної ділянки рівчака між зонами брального шківа та натискного ролика; Ц - відстань між осями ведучих шківів та натяжного ролика.

Розв’язуванням системи рівнянь (1) знаходяться 8 параметрів, іншими параметрами задаємось, враховуючи конструктивні особливості.

Виведені залежності для визначення діапазону регулювань натягу насів з врахуванням їх властивостей та параметрів секції.

Для бральних секцій з поперечними рівчаками складено 16 рівнянь, розв’язуванням яких визначається 15 параметрів, останнє рівняння використовують для перевірки правильності розрахунків. З метою спрощення розрахунків введені припущення, що враховують конструктивні особливості брального апарату..

Розроблено графоаналітичний метод визначення навантажень на опорні частини ланок бральних секцій льонокомбайнів і показане визначенім цих навантажень на прикладі бральних апаратів з поздовжніми та поперечними рівчаками. Ці навантаження тим більші, чим більші сили натягу пасів, їх взаємне притискання один до одного під час брання і опір стебел витягуванню.

а4 = а і + аз- л;

, ГІ “ Г!

а, = bjtgy ----------------і- ;

cosy

Г — /*

а2 - А--------1 + в + а. - (h, + b,)(gy;

ллс is 4 '

Ьз = т4 + А - rs ;

+(r5+S)as=L„; J

Проведено аналіз рушійних сші і сил опору, що діють на паси бральних секцій з криволінійним поздовжнім рівчаком (рис.1) і виведена умова, при якій можлива передача руху через паси: "

Я, +Г, +/•,> А5« + /1Я,/+/і£„і + ^ + <2/2 + 2/2 + 4$л6 «л (2)

де /'з, Р, - сили тертя га криволінійних ділянках рівчака. 0,і, О2 - сили опору стебел бранню, ДУ,/, 4УяЛ 45’пі, Ді',,* Ді’„7, - додаткові натяги

правого пасу, викликані його згином навколо шківів та роликів та тертям в їх опорах.

Рис. 1. Схема пасової передачі руху бральної секції з поздовжнім криволінійним рівчаком: 1 і 2 - ведучі шківи; 3 - бральний шків; 4, 5,6 і 7 - ролики; 8 і 9 правий і лівий паси

Ліва частина цієї нерівності повинна бути більшою від її правої частини тому, що необхідно мати резерв для подолання деяких додаткових опорів, які можуть виникнути при роботі (опір при очищенні поверхні шківів та роликів від налиплої маси, опір повітря при русі стебел тощо).

Коли ліва частина нерівності (2) більша за праву частину, то при прикладанні рушійного крутного моменту до вала шківа 2 на валу шківа 1 потрібно для врівноважування цього рушійного моменту прикласти крутний момент, направлений проти обертання (момент опору). Очевидно, чим більшим буде момент, спрямований проти обертання, тим більшим буде і резерв, наявний у бральній секції для подолання додаткових опорів. Цей резерв нами визначався дослідним шляхом; при цьому встановлено, що вік досить значний і при натягу пасів 0,2...0,3% та довжині важеля натискного ролика 165 мм становить 19,8 И-м. На основі цього зроблено висновок про можливість приводу двопасової криволінійної секції через один вал на одну півсекцію, від паса якої друга лівсекція приведеться в рух.

Для дослідження закономірностей зміни довжини розтягуваної частини стебла при його бранні проведено аналіз процесу витягування льону з грунту за схемою на рис. 2.

Рис. 2. Схема витягування стебла з грунту бральною секцією

Секція рухається відносно землі зі швидкістю V*, а паси в секції рухаються зі швидкістю vm На початку затискання в бральному рівчаку стебло ОА займало положення ОМоАо, в процесі брання в певний момент часу воно

зайняло положення ОМА, а ще через деякий нескінченно малий проміжок часу воно зайняло положення ОМ,Аі. На початку, тобто в момент затискання стебла бральним апаратом, його довжина під апаратом була ОМ„, а при бранні ця довжина збільшилась і в положенні ОА стала ОМ.

В результаті такого аналізу виведене диференціальне рівняння, шо характеризує процес видовження стебла при його бранні:

ір І _ й[рк(Р)] _

--------р —-------------, (і)

<ІР Еґ йР

де р - довжина стебла під бральним апаратом; Р - сила, що розтягує стебло; Е -

модуль пружності стебла; ґ - площа перерізу стебла; рк - видовження стебла за

рахунок виходу частини його кореня з грунту.

Розв’язок рівняння (3) залежить від виду, залежності Р від рк. Ця

залежність різна для різних стебел і грунтів. В дисертації розглянуто

розв’язування рівняння (3) для трьох найхарактерніших закономірностей зміни

довжини витягуваної частини кореня від прикладеної сили. В результаті чого

отримані такі диференціальні рівняння;

для прямолінійної залежності Р від рк

—; (4)

ІРЕТ Р

л тах ,

для параболічної залежності Р від рк

^--—р = ±-^-(0,25-£)Р±-^-(2є-0,25); (5)

& Ер Р^

для лінійної залежності Р від рк ■

(6)

йР ЕР 2Р_ 7

де а - довжина кореня, є - емпіричний коефіцієнт, для параболічної залежності Р від рк він становить 0,1...0,2. У рівняннях (5) і (6) знак “+” ставлять при зростаючій ділянці залежності Р від рк, а знак при спадаючій ділянці залежності Р від рк.

Розв’язком цих рівнянь і подальшими розрахунками, виконаними на ПЕОМ, отримані залежності зміни довжини стебла під бральним апаратом від закономірності його опору витягуванню з фунту, подані графічно на рис. 3.

Зміна довжини стебла під бральною секцією значною мірою відповідає зміні сили Р при бранні стебел, разом з тим, чим менший модуль пружності Е, тим більше стебло розтягується при витягуванні з грунту.

Рис. 3. Зміна довжини стебла під бральною секцією в залежності від закономірності його опору витягуванню при а = 40 мм;

Ргшх - 8 II; є =0,2; Е = 500 Н/мм2, діаметр стебла 1,2 мм

Розділ 3. Програма і методика експериментальних досліджень

Викладена програма досліджень, описані прилади, обладнання, експериментальна установка і методики проведення досліджень.

Програмою досліджень передбачено визначення жорсткості пасів та їх опору при видовженні, закономірності розподілу тиску в бральному рівчаку та його впливу на пошкодження стебел при бранні; впливу тривалості перебування стебел в розплющеному стані на їх залишкові деформації; впливу натяту пасів і довжини важеля натискного ролика на крутний момент для приводу бральної - секції; втягувальної здатності і витягувального зусилля бральної секції з одним ведучим валом, а також випробування удосконаленого брального апарату.

Основні досліди проводились у польових умовах і на лабораторній експериментальній установці, що є бральною секцією з поздовжнім криволінійним рівчаком зі збільшеним діапазоном регулювання натягу пасів і кутів обхвату шківів та роликів. На цій установці визначено привідні крутні моменти, втягувальну здатність секції, витягувальне зусилля, навантаження на вісь брального шківа, тиск в рівчаку і вплив його на пошкодження стебел.

Розділ 4. Результати досліджень властивостей пасів і стебел льону

Досліджуючи опір пасів видовженню встановлено, що пружні властивості брального паса спостерігаються при силі натягу до 8...11 кН. При 14,5... 16,8 кН настає розрив корду, після чого гума сприймає максимальні зусилля

11,0... 12,8 кН (в залежності від терміну експлуатації паса).

Встановлені показники жорсткості пасів з різним строком експлуатації і при різній температурі навколишнього середовища. Так, для нових пасів ЕІ =

5,4...6,6 Н-м2, а для спрацьованих пасів жорсткість ЕІ становить 3,8...5,2 Н-м'.

Зі збільшенням навантаження стискання стебла зростає деформація стебла, в тому числі і залишкова деформація, яка при тиску 150 кПа становить 14—33%, при 250 кПа - 22...37%, при 350 кПа - 28—43% (рис. 4).

Рис. 4. Зміна у часі відносних деформацій при стисканні-------стебел

вологістю 50...60%, діаметром 1,8 мм,------стебел вологістю

15...16%, діаметром 1,5 мм: 1 - при навантаженні 150 кПа, 2 -при навантаженні 250 кПа, 3 - при навантаженні 350 кПа: А -область залишкових деформацій розплющених стебел

Товщина розплющених ділянок стебел льону після зняття навантаження внаслідок пружних властивостей стебел з бігом часу зростає. В момент зняття навантаження відновлюється близько 2% товщини вологах стебел, для сухих стебел ці зміни незначні.Істотний ріст товщини стебла помітний в перші дні після його розвантаження, далі цей ріст сповільнюється, а через 24...26 діб і зовсім припиняється.

Розділ 5. Результати експериментальних досліджень роботи брального апарату

При дослідженні впливу натягу пасів і довжини важеля натискного ролика на тиск в бральному рівчаку, заповненому стеблами і без них, встановлено, що найбільший тиск у бральному рівчаку виникає в зоні

натискного ролика. При наявності стебел він становить від 50 кПа при найслабшому натягу пасів і найкоротшому важелі натискного ролика до 380 кПа при сильному натягу пасів і найдовшому важелі натискного ролика; при відсутності стебел в рівчаку тиск у ньому становить відповідно 40 кПа і 340 кПа. Система приводу бральної секції істотно не впливає на створення тиску в бральному рівчаку.

Підвищення тиску в рівчаку призводить до зростання кількості розплющених стебел. Це явище досліджене математичним методом планування експерименту, в результаті чого отримане рівняння регресії:

у = 30 + 8,92х, + 8,96х2 + 18,88х, + х/ +- 0,75х22 + 1,08х32 +

+1,25хіх3 +1,08хіх3 + 0,83хзх3, (7)

де X/, х2, X) - кодовані значення факторів, відповідно х( - натяг пасів; х2 -довжина важеля натискного ролика; х3 - діаметр стебла льону.

Найбільше сприяє росту пошкоджень (із розглянутих факторів) діаметр стебел, про це свідчить максимальне значення коефіцієнту біля факторуй.

Встановлено, що зі збільшенням натягу пасів і подовженням важеля натискного ролика, що веде до росту кутів обхвату натискного ролика і брального шківа, зростає і крутний момент, необхідний для приводу в рух бральної секції. Крім того, змінюючи систему приводу секції в рух, встановлено, що крутний момент, прикладений до лівої півсекції у більшості випадків не перевищує крутного моменту, прикладеного до двох півсекцій, і менший від крутного моменту, прикладеного до правої півсекції. Отже, доцільно змінити привід бральної секції з двох ведучих валів на один лівий ведучий вал. Впровадження бральної секції з одним лівим ведучим валом дозволить значно спростити конструкцію і привід машини, зменшить її матеріаломісткість.

При збільшенні натягу пасів і довжини важеля натискного ролика втягувальна здатність секції зростає. Значення втягувальної здатності для секції з одним лівим ведучим валом близьке до значення втягувальної здатності секції з двома ведучими валами, що підтверджує можливість зміни приводу секції.

Витягувальне зусилля стебла для секції з одним ведучим шківом зростає при збільшенні ступеню натяту пасів і при збільшенні довжини важеля натискного ролика. Значення витягувального зусилля секції неоднакові по всій довжині рівчака. На графіках (рис. 5) чітко видно зони нижнього брального шківа АВ, зони натискного ролика СД зони верхнього притискного ролика Ш, а при значному натягу паса і зони середнього притискного ролика ЕС. По довжині рівчака спостерігаються зони, в яких витягувальне зусилля секції дорівнює нулю. Тобто, льон в цих зонах братися не буде, а може лише транспортуватися далі по рівчаку. ,

а

12 Ю

3 6

4 2 О

22

га-

їв

іб

/і

є-

ю

а

5 4

$ 2

ЛІ ! ! і *! 1 і \(г '■ і : н1 1 ... .зЛ. 1

і ; ; -1і| 'дї і ' і | і ’ і і .1 : ! 1 І

''Л з\ г і : 1 II А\ ІІ і! і | ! і ! ! і

\ГГ і || V 1 1 ІІ ! 1 і І : і

|/| /к/к' !п 1 * ! Мі ’! 1 і 1 ;

А ;і і і ч.гхч ; ■; і

. !: .і..!. Л ■ : А

/ . 3 Н 5 5‘6 6‘7 3 Я 9‘Ю 11 > а/з'/* /5 0 /7 /д

/1 і \ з 1 1 л| 1 /|! 16 ! | НІ ' и 1 : 1 :

1 ■ ! ; • ,/" Л " ! і і '! .! : і

1 і 1 :1 1 Ні і ; ' і.... !І і ! Г :

1 1 : ’.И ✓ <4 1 ■ і ) і 1 і* : : і

1 _ ■ іи І ! 4 і і !! ІМ І ..

і\ .і і 11 ;! , 1 і і ' 1 ! і, ; 1-і

1У -і. * М і '1 і<?і 'і І І 1 !І : ; . і ! ! ;

1 : !і Г ! І !! і! ; і і ;

ГЧХіЧІІ ■ !! ] ; ІІ ; ! ! :

V NА\ ; V ІІ XI і! \Л\ ! £ЩЛ і ■ і

11 : \ \\і Н Гґ-4 Пйіі... ; 1 і

. _____ і |^<і ; І 1

0 12 5 Н 55‘"бб'7 З О 9Ю /У /2 “з&ЇЇ /6 !7 І

точки рі&чаха по його довжині Рис. 5. Витягувальні зусилля в різних точках рівчака по його довжині при зміні натягу пасів і довжини важеля натискного ролика: а) при слабкому натягу пасів; Є) те ж, при середньому; в) те ж, при сильному; 1 - при довжині важеля натискного ролика 150 мм; 2 - те ж, при 155 мм; 3 - те ж, при 160 мм; 4 - те ж, при 165мм; А В - зона брального шківа; СО - зона натискного ролика: ЕЄ- зона середнього ролика; Ш- зона верхнього ролика

Найбільше значення витягувального зусилля секції встановлено в зоні натискного ролика СО; в цій зоні при сильному натягу паса і максимальній довжині важеля натискного ролика під час дослідів спостерігались обриви стебел, що свідчить про значне притискання пасів у цій зоні і значне витягуюче зусилля, яке може перевищувати 30...60 Н, а це і є зусилля розриву стебла.

Зони нижнього шківа і натискного ролика зростають при видовженні важеля цього ролика і збільшенні ступеню натягу паса, що, в свою чергу, відповідає росту кутів обхвату шківа ссі і ролика аз -

Розділ 6. Результати випробувань удосконаленого брального апарату та розрахунок його економічної ефективності

З метою усунення недоліків існуючого брального апарату проведена його модернізація у двох напрямках: а) в напрямку удосконалення апарату з поперечними рівчаками і створення нового комбайну; б) в напрямку спрощення конструкції апарату з поздовжніми рівчаками. Розроблено новий льонозбиральний комбайн, що містить бральний апарат з поперечними рівчаками спрощеної конструкції. Його випробування в господарстві с. Рудня Рожищеяського району Волинської області показало хорошу якість роботи, продуктивність агрегату становила 0,8 - 0,9 га/год, чистота брання була 99,5%.

Спрощена конструкція механізму приводу брального апарату льонокомбайна ЛК-4А. Спрощення полягало в тому, що кожна бральна секція приводилась в рух від одного валу замість двох, а на другий вал рух передавався через паси секції. При цьому лівий пас став ведучим, а правий -веденим. В результаті випробування встановлена роботоздатність бральних секцій з одним ведучим валом, що відповідає результатам виконаних нами експериментальних досліджень. При випробуваннях пробуксовування пасів не було, льон вибирався чисто. Намоток і забивання апарату не спостерігалось, стебла були паралельними, розтягнутість їх у стрічці була 1,10 - 1,25. Продуктивність агрегату становила 0,8...0,9 га/год, чистота брання 99,6%.

Розрахунок економічної ефективності удосконалених бральних апаратів з поперечними і поздовжніми рівчаками свідчить про доцільність їх. використання в льонарських господарствах. Річний економічний ефект становить 1289,7 грн. і 1081,8 грн., відповідно для апаратів з поперечними і поздовжніми криволінійними рівчаками.

ВИСНОВКИ

І. Взаємне розташування ланок в бральних секціях з поздовжніми рівчаками залежить від необхідної довжини бральної ділянки рівчака, ширини захвату секції, висоти піднімання стебел при бранні та кута відхилення рівчаків від поздовжньої вертикальної площини. Виведені рівняння для розрахунку параметрів секцій. На діапазон переміщення натяжних пристроїв

льонобральних секцій впливають висота трапецеподібних виступів бральних пасів, тиск між пасами, опір пасів видовженню при їх натягу та видовження пасів при їх експлуатації.

Необхідне взаємне розташування ланок у бральних секціях з поперечними рівчаками з&тежить від довжини бральної ділянки рівчака, ширини захвату рівчака, кількості бральних секцій, товшіїни паса, відстані для проходження стебел між дисками, діаметра натяжного шківа вивідного пристрою, радіуса ролика та деяких інших даних. Розрахунок параметрів апарату виконується за виведеними в роботі залежностями.

2. Розроблено методику визначення навантажень на опорні частини ланок бральних секцій з застосуванням аналітичних обчислень та графічних побудов. Вказані сили збільшуються при збільшенні сили натягу пасів, їх взаємного притискання один до одною під час брання і опору стебел витягуванню з грунту. Впливають на значення цих сил також і кути обхвату шківів та роликів пасами.

3. У бральній секції з криволінійними поздовжніми рівчаками один з пасів у повній мірі може стати ведучим і приводити в рух інший пас, який стас веденим, причому, при збільшенні натягу ведучого паса і кутів обхвату пасами бральних шківів і натискних роликів зростатиме і сила, яка передається від ведучого паса на ведений. Використання даного явища дає змогу істотно спростити конструкцію механізму приводу бральної машини.

4. Виведено диференціальні рівняння, шо відтворюють процес брання стебла льону з грунту при умові його видовження. Розв'язком пих рівнянь при різних закономірностях опору стебла витягуванню з фунту зстаноаіені залежності довжини стебла під бральною секцією від факторів, які впливають на неї.

5. Пружні властивості брельного паса спостерігаються при силі натягу до

В... і 1 кН. Встановлено прямешрапорційну залежність між видовженням і силою натягу (розтягу) у вказаних межах навантаження. Максимальне навантаження, при якому настає обрив кордової тканини брального паса, знаходиться в межах

І4,5...16,8 кН, а максимальне зусилля, що сприймає гума паса після обриву кордової тканини, становить 11,0... 12,8 кН (в залежності зід терміну експлуатації паса).

Нові паск мають найвищу жорсткість 6,6...5,4 Н-м2, жорсткість пасів, які були в експлуатації протягом 1 року становить 6,4...5,0 Н-м', паси, експлуатовані протягом 2 років мають жорсткість 6,0...4,6 Н-м2, а жорсткість старих зношених пасів найменша і становить 5,2...3.$ Н-м\

6. Збільшення натягу пасів і довжини важеля натискного ролика веде до зростання тиску в бральному рівчаку. Наявність стебел у рівчаку підвищує тиск у ньому на 10...30%. Підвищення тиску в рівчаку призводить до зростання кількості розплющених стебел.

Зі збільшенням тиску стискання стебла, зростає і деформація стебла, в тому числі і залишкова деформація, яка при тиску 150 кПа становить

14...33%, при 250 кПа - 22...37%, при 350 кПа - 28...43%. Товщина розплющених ділянок стебел льону після зняття навантаження зростає внаслідок пружних властивостей стебел з бігом часу. Істотний ріст товщини стебла помітний в перші дні після його стискання, далі цей ріст сповільнюється, а через 24...26 діб і зовсім припиняється.

7. Крутний момент, необхідний для приводу бральної секції з поздовжнім рівчаком, зростає при збільшенні натягу пасів та довжини важеля натискного ролика. Крутний момент, прикладений до лівої півсекції, коли вона є ведучою, близький за значенням до крутного моменту, прикладеного до обох ведучих півсекцій, тому доцільно змінити привід бральної секції з двох ведучих валів на один лівий ведучий вал. Впровадження бральної секції з одним лівим ведучим ватом дозволить значно спростити конструкцію і привід машини.

8. Втягувальна здатність секції зростає при збільшенні натягу пасів і довжини важеля натискного ролика. Для секції з одним лівим ведучим шківом втягувальна здатність близька за значенням до втягувальної здатності секції з двома ведучими шківами (валами).

9. Секція з одним лівим ведучим валом розвиває витягувальне зусилля, цілком достатнє для брання льону. Витягувальне зусилля секції неоднорідне по довжині брального рівчака. Найбільші його значення характерні для зони натискного ролика і при сильному натягу пасів та найдовшому важелі натискного ролика перевищують 30...60 Н.

10. Навантаження на вісь брального шківа залежить від ступеня натягу

пасів і довжини важеля натискного ролика і становить при сильному натягу пасів та найдовшому важелі натискного ролика 4,4 кН. Ці зусилля, встановлені методом тензо метру вання, відповідають зусиллям, визначеним

графоаналітичним способом. ...

11. Дослідженнями удосконалених бральних апаратів з поперечними і поздовжніми рівчаками встановлено, що ці апарати роботоздатні і надійні, чистота брання їх становила 99,5 - 99,6%, а продуктивність - 0,8...0,9 га/год.

Розрахунок економічної ефективності удосконалених бральних апаратів з поперечними і поздовжніми рівчаками свідчить про доцільність їх використання в льонарських господарствах, їх річний економічний ефект, відповідно, становить 1289,7 грн. і 1081,8 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1, Хайлис Г.А., Ковалев М.М., Ужегова О.А., Перов Г.А. Аналитический метод расчета конструктивных параметров льнотеребильной секции с продольным ручьем // Селекция, семеноводство, возделывание и первичная обработка

льна-долгунца: Сб. науч. тр. ВНИИЛ. Выпуск 28-29,- Торжок, і994.- С. 344357

2. Ужегова О.А. Про взаємне розташування ланок у оральному апараті з поперечними рівчаками // Сільськогосподарські машини: 36. наук. ст. / Під рея. акад. ГЛ.Хайліса.- Луцьк: ІАУ, 1995,- С. 170-179

3. Ужегова О.А. Визначення сил, шо діють в льонобралці з поперечними рівчаками // Сільськогосподарські машини: 36. наук. ст. Випуск 2,- Луцьк: ІАУ, Волинське відділення, 1996.- С. 60-63

4. Ужегова О.А. Аналіз процесу видовження стебла льону при бранні // Сіль -

ськогосподарські машини: 36. наук. ст. / Під ред. акад. Г.А.Хайліса.- Луцьк: ІАУ, Волинське відділення, 1995,- С. 158-169 ,

5. Ужегова О.А. Про вплив пружності стебел на відновлення їх розмірів після розплющування /'/ Сільськогосподарські машини: Зб.наук. ст. Випуск 2,-Луцьк: ІАУ, Волинське відділення; 1996.- С. 54-59

6. Хайліс Г.А., Ужегова О.А. Про навантаження пасів бральної секції з криволінійним поздовжнім рівчаком // Сільськогосподарські машини: Зб.наук.ст. Випуск 3.- Луцьк: ІАУ, Волинське відділення, 1997.- С. 278-281

7. Хайліс Г.А., Грушецька М.Г., Ужегова О.А. Визначення навантаження на рамні конструкції бральної частини льонокомбайна // Сільськогосподарські машини: Зб.наук.ст. Випуск 3.-Луцьк: ІАУ, Волинське відділення, 1997.- С. 240-251

8. Патент України № 15059 А 01 О 45/06. Льонозбиральний комбайн./Хайліс Г. А., Талах Л. О., Ужегова О. А., Біггов В. П., Кужель Е. В./ Подано 22.06.94; опубл. 30.06.97. бюл.№ 3.

9. Позитивне рішення про видачу патенту України на винахід № 95020856 від 23.02.98Льонобральний апарат./ Хайліс Г.А., Ужегова ОА., Юхимчук С.Ф., Завгородній А.Ф., Семерак С.В./ Заявл. 23.02.95.

Ю.Позитивне рішення про видачу патенту України на винахід № 96020647від

12.03.98. Апарат для брання льону. /Хайліс Г.А., Ужегова О.А., Юхимчук

С.Ф., Божидарник В.В., Довгополюк В.Ф./ Заявл. 21.02.96.

11.Позитивне рішення про видачу патенту України на винахід № 95020855від

04.02.98. Льонобральний апарат./ Хайліс Г.А., Ужегова О.А., Юхимчук С.Ф., Завгородній А.Ф., Семерак С.ВУ Заявл. 23.02.95.

АНОТАЦІЇ

Ужегова О.А. Дослідження роботи та обгрунтування параметрів бральних

апаратів льонозбиральних машин. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за

спеціальністю 05.20.01 - механізація сільськогосподарського виробництва. -

Луцький державний технічний університет, Луцьк, 1998.

Дисертація присвячена питанням удосконалення конструкції бральних апаратів і покращання якості брання льону. Визначені необхідні параметри і навантаження на опорні частини секцій з поздовжніми та поперечними криволінійними рівчаками. Теоретично обгрунтована і експериментально підтверджена можливість зміни механізму приводу брального апарату з поздовжніми рівчаками з двох ведучих валів на один. Виведені диференціальні рівняння, які описують процес брання льону з врахуванням видовження стебел. Визначена втягувальна здатність секції з одним ведучим валом. Удосконалені бральні апарати з поперечними та поздовжніми рівчаками і визначена їх ефективність.

Ключові слова: бральний апарат, бральна секція, льон, рівчак, механізм приводу, втягувальна здатність.

Ужегова О .А. Исследование работы и обоснование параметров теребильных аппаратов льноуборочных машин. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства, -Лушсий государственный технический университет. Луцк, 1998.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования конструкции теребильных аппаратов и улучшения ісачества теребления льна. Определены необходимые параметры и нагрузки на опорные части секций с продольными и поперечными криволинейными ручьями. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность изменения механизма привода теребильного аппарата с продольными ручьями с двух ведущих валов на один. Выведены дифференциальные уравнения, описывающие процесс теребления льна с учетом удлинения стеблей. Определена втягивающая способность секции с одним ведущим валом. Усовершенствованы теребильные аппараты с поперечными и продольными ручьями и определена их эффективность.

Ключевые слова: теребильный аппарат, теребильная секция, лён, ручей, механизм привода, втягивающая способность.

Ujegova О.А. Scientific research and substantiation of parameters of flax-larvesting combines’ flax-pulling apparatuses. - Manuscript.

Dissertation is submitted for candidate degree of technical sciences, specialty

15.20.01 mechanization of agricultural production - Lutsk State Technical Jniversity, Lutsk, 1998.

The matters of thesis are improvement of flax-pulling apparatuses’ construction, nd quality of flax-pulling itself. Necessary parameters and loads on supporting parts f sections with longitudinal and diametrical curvilinear streams are defined. The ossibility of charge drive mechanism of flax-puiling apparatus with longitudinal

stream from two driving shafts type to one driving shafts type has bun theoretically substantiated and experimentally corroborated. Differential equations, witch are describing flax-pulling process with taking into account effect of lengthening stems, are deduced. Pulling ability of section with one driving shafts defined. Flax-pulling apparatuses with longitudinal and diametrical streams have been improved and their effectiveness is defined

Key words: flax-pulling apparatus, flax-pulling sections, flax, stream, driving mechanism, pulling ability.

Формат 60 x 84 Vis арк. Папір друк. Тираж 100 Віддруковано у редакційно-видавшгаому відділі ЛДГУ 263018, м.Луцьк, вул. Львівська, 75