автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование и разработка устройства для товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне

На правах рукописи

Савеличев Константин Александрович

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТОВАРНОЙ ОБРАБОТКИ КОЧАНОВ -ВНКАПУСТОУБОРОЧНОМ КОМБАЙНЕ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О@4600546

Чебоксары-2010

004600546

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Чувашская государстве сельскохозяйственная академия».

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Алатырев Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Казаков Юрий Федорович

доктор технических наук, профессор Кухмазов Кухмаз Зейдулаевич

Ведущее предприятие:

ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 29 апреля 2010 года в 13 часов на заседании диссертацио] совета Д220.070.01 при ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйств академия» по адресу: 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 29, ауд. 222.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Чувш ГСХА».

Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО «Чува! государственная сельскохозяйственная академия» www.academy21.ru в ра «Новости» «23» »и«ртд2010г.

Автореферат разослан « 22 » м~артО 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

С.С. Алатырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В нашей стране в производстве овощной продукции белокочанная капуста шмает значительную часть. В специализированных хозяйствах её выращивают на зщадях 100-150 гектаров,

Особенностью возделывания капусты является большая трудоемкость, причем зло 60% всех трудозатрат приходится на уборку урожая. В этой связи в нашей стране за рубежом (в США, Германии, Англии, Дании, Франции и в других странах) эащают пристальное внимание на разработку уборочной техники. Однако еющиеся опытные образцы капустоуборочных комбайнов характеризуются высокой эффективностью выполнения технологического процесса в реальных эизводственных условиях. В них режущие аппараты обеспечивают невысокий выход зарно срезанных кочанов, поэтому часть продукции требует доработки.

В комбайнах операцию доработки кочанов капусты проводят вручную с мощью ножей-секачей, что ограничивает пропускную способность из-за низкой оизводительности ручного труда, следовательно, является сдерживающим фактором говышении их производительности.

Поэтому разработка эффективного устройства для товарной обработки чанов капусты является актуальной задачей при создании перспективных пустоуборочных машин.

Работа выполнена в рамках отраслевой программы РАСХН «Разработать новое коление экологически безопасных, ресурсосберегающих машинных технологий, здать комплекс конкурентоспособных технических средств и высокоэффективных зотехнических и биологических приемов для устойчивого производства овощной одукции в открытом грунте, адаптированных к основным природным зонам товарного оизводства овощей» на период до 2010 года (задание 03.01 и 03.02) и российско-ггорусской программы «Повышение эффективности производства и переработки одоовощной продукции на основе прогрессивных технологий и техники» остановление СМ союзного государства № 18 от 21.04.05г.).

Цель исследования. Разработка устройства для товарной обработки кочанов пусты, обеспечивающего повышение эффективности выполнения технологического оцесса капустоуборочным комбайном.

Объект исследования. Технологический процесс и устройство для товарной работки кочанов в капустоуборочном комбайне.

Предмет исследования. Закономерности влияния параметров устройства для Варной обработки кочанов на качество рабочего процесса.

Методика исследований. Теоретические исследования базировались на законах методах механики. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым частным методикам с применением электронной цифровой регистрирующей паратуры и ПЭВМ.

Научная новизна. Предложена конструктивно - кинематическая схема тройства для поточной товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне, визна которого подтверждена патентами РФ на изобретения № 2329637 и №2365086. .тедены аналитические зависимости (2.3), (2.11), (2.13), (2.17), (2.19), описывающие ловия качественного выполнения рабочего процесса. На основе этих зависимостей и зультатов экспериментальных исследований установлены рациональные значения нструктивно-кинематических параметров предложенного устройства.

Практическая значимость. Разработано устройство с рациональными

параметрами для поточной товарной обработки кочанов капусты, обеспечив ai повышение производительности труда обслуживающих рабочих в 5... б раз.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований использо при разработке малогабаритного капустоуборочного комбайна, испытанно] производственных условиях в колхозе «Красный Фронтовик» Ибресинского рг Чувашской Республики. Результаты исследований и техническая докумеш переданы ООО «Ибресинское ремонгно-техническое предприятие» (Чуваи республика) и крестьянско-фермерскому хозяйству «ИП Баймаковский» (Морда республика) для опытного производства малогабаритного капустоуборочного ком( и использования в производственных условиях, а также научно-техническая разра( используется в учебном процессе ФГОУ ВПО «Чувашская государств« сельскохозяйственная академия».

Основные положения, выносимые на защиту: конструктивно - кинематич схема устройства для поточной товарной обработки кочанов в капустоуборо комбайне; аналитические зависимости и эмпирические модели, описывающие ус; качественного выполнения рабочего процесса; рациональные значения конструкт] кинематических параметров устройства для товарной обработки кочанов кап; результаты производственных испытаний и технико-экономические показ; разработанного устройства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы долоя на Всероссийской научно-практической конференции «Роль ученых в реал и: приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (Чебоксары: ЧГСХА, 200 научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспир; Чувашской государственной сельскохозяйственной академии (Чебоксары: ЧП 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции молодых уч< аспирантов и студентов «Молодежь и наука XXI века» (Чебоксары: ЧГСХА, 200 техническом совещании ООО «Ибресинское РТП» (Чувашская Республика, Ибреси, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Перспектв технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Чебок ЧГСХА, 2008 г.); Республиканской научно-практической конференции «Hay развитии села» (Чебоксары: ЧГСХА, 2009 г.); V Всероссийской научно-практич< конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и инновации века» (Чебоксары: ЧГСХА, 2009 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 13 публикащ том числе три статьи в ведущих рецензируемых научно - практических журн рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ. Четыре статьи опубликован: соавторов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 112 наименова! приложений. Работа содержит 157 страниц, включает 136 страниц основного tí 61 рисунок, 14 таблиц и 20 страниц приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, показана её научная ное изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен а: развития устройств для товарной обработки кочанов капусты. В результате выясш следующее:

1. В настоящее время во многих странах успешно внедряется ханизированная технология уборки капусты, однако при этом доработка кочанов до зарного вида производится в основном вручную, что характеризуется низкой оизводительностью труда.

2. Для облегчения труда человека и повышения производительности в следние годы были предложены различные устройства, позволяющие ханизировать процесс доработки кочанов до товарного вида.

3. Из них наиболее просты конструктивно, технически реализуемы на актике устройства для доработки кочанов, работающие по принципу обрезания черыг вместе с розеточными листьями, что позволяет считать их перспективными.

Разработкой и изучением устройств для товарной обработки капусты занимались еные и конструкторы: Бакулев Л.С., Крутских Б.Н., Тихонов Н.И., Алатырев С.С., здреев В.И., Ангипин Н.В., Шурыгин В.Ф., Gaede Н., Musil W. (Германия) и др.

На основании проведенного анализа и в соответствии с поставленной целью означены следующие задачи исследования:

1. Разработать конструктивно-кинематическую схему устройства для поточной Варной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне.

2. Получить аналитические зависимости и эмпирические модели, описывающие ловия качественного выполнения рабочего процесса.

3. Выявить на основе теоретических и экспериментальных исследований циональные значения конструктивно-кинематических параметров разрабатываемого тройства.

4. Провести производственные испытания капустоуборочного комбайна с тройством поточной товарной обработки кочанов и определить экономическую |фективность его использования.

Во втором разделе «Теоретическое обоснование принципиальной схемы и раметров устройства для товарной обработки кочанов» представлено обоснование нструктивно - кинематической схемы и параметров устройства для товарной работки кочанов в капустоуборочном комбайне.

Устройство для товарной обработки кочанов капусты (рис.1) содержит раму, на торой расположен переборочный транспортер-обрезчик 1, выполненный в виде сконечного контура из стальных пластин с посадочными отверстиями 2 и без верстий 3, чередующихся между собой. Стальные пластины закреплены жестко к 1Иводной цепи 4 с шагом 38,1 мм с помощью винтового соединения. Посадочные верстия в пластинах выполнены с острозаточенными краями.

На пути следования посадочных отверстий под верхней ветвью транспортера-врезчика вплотную к нему расположен пассивный нож 5. Ниже расположен лоток 6 и скатывания отрезанных кочерыг на землю.

На раме вдоль транспортера-обрезчика поставлены периллы, для предотвращения [адания кочанов с его полотна при перемещении. К раме также прикреплена итформа 7 для размещения на ней рабочих, инспектирующих продукцию. Привод 'анспортера-обрезчика осуществляется при помощи ведущей звездочки 9 и натяжных ездочек 10 и 11.

Технологический процесс протекает следующим образом.

После срезающего аппарата кочаны капусты поступают на переборочный 1анспортер-обрезчик, где рабочие производят их инспекцию. Мелкие несозревшие, а кже пораженные болезнями кочаны сбрасывают на землю, а кочаны, требующие аботки, вставляют в посадочные отверстия транспортера-обрезчика,

ориентированно кочерыгами вниз. Далее кочаны перемещаются в сторону пассив ножа, а товарные кочаны двигаются параллельно с ними.

При встрече с ножом кочерыги обрезаются вместе с розеточными лист! Срезанные кочерыги по лотку скатываются на землю, а товарные кочаны вмест свободными листьями, появившимися в процессе обрезки, поступают на элеватор. 8 9 10 5 / 4 7/ движении по элеватору .и

^ ^ проваливаются между прутьями элева' а товарные кочаны загружаются транспортное средство.

Рисунок 1 - Схема устройства для това обработки кочанов кащ а) вид сзади; б) вид сверху; переборочный транспо] обрезчик; 2,3 - стал пластины; 4 - приводная ] 5 - пассивный нож; 6 - л< 7 - платформа; 8 - опо; колеса; 9 - привс звездочка; 10,11 - натяэ

звездочки; ----направл

движения пол

транспортера-обрезчика

В! Одним из основных конструктор

параметров устройства является диа посадочного отверстия в пластинах транспортера-обрезчика.

Теоретически качество товарной обработки кочанов капусты определ) закономерностью распределения по кочерыге неплотно прилегающих к кочану лис:

Следует подобрать такое значение диаметра посадочных отверстий в пласт] чтобы при заданном математическом ожидании все кочаны, прошедшие това] обработку, соответствовали агротехническим требованиям.

Результаты математической обработки замеров показали, что среднее знач угла раствора у розеточных листьев растений капусты составляет 81°. Тогда вели диаметра посадочного отверстия (рис. 2) можно вычислить по формуле:

D = dk + 2а,

где dk - диаметр кочерыги в плоскости среза режущего аппарата, мм; а = h-sin (здесь h - высота облиственной части кочерыги). Тогда выражение (1) пр окончательный вид:

D = dk + 2 h • sin y/2.

Подставляя численные значения dkp = 50 мм, у = 81°, h = 60 мм в выражение получим, что D = 128 мм. Однако, учитывая тот факт, что при установке коча! отверстия пластин транспортера-обрезчика угол раствора у уменьшается из-за t плотного прилегания листьев к кочану, примем D равным 115... 120 мм.

4—4

.. _.■_ -V- ы

А

4

Рисунок 2 - Схема к определению диаметра Б

посадочных отверстий пластин

При посадке в отверстие кочан 1 испытывает действие ударных сил со стороны наклонной поверхности юадочного отверстия пластины 2 в точке А (рис. 3), составляющей угол а0 с ризонтом. Далее катится по ней, пройдя расстояние Б до точки В, и поднимается ерх на горизонтальную поверхность пластины, заняв положение неустойчивого вновесия IV.

Если кинетическая энергия, приобретенная в результате удара, при этом будет черпана, то кочан снова скатится вниз, заняв положение I в отверстии до удара. ;личина кинетической энергии кочана, полученной в процессе удара, в большей епени зависит от импульса ударной силы, которая в свою очередь определяется

скоростью полотна транспортера-обрезчика.

Рисунок 3 - Схема к обоснованию скорости полотна транспортера-

обрезчика: а) - положения кочана капусты I, II и III; б -положения кочана III и IV; 1 -кочан капусты; 2 - пластина

Составим уравнение, выражающее теорему об изменении кинетического момента кочана при ударе, взяв за ось моментов горизонтальную ось, проходящую через точку А:

5!

где Ь1]А - кинетический момент кочана капусты относительно оси, проходящей :рез точку А в конце удара, кг-м2/с; кинетический момент кочана капусты гносительно оси, проходящей через точку А в конце удара, кг-м2/с; ^А/д^) - сумма оментов внешних ударных импульсов, приложенных к кочану капусты, относительно ;и, проходящей через точку А, Н-с-м.

Сумма моментов внешних ударных импульсов ^Л/Дз') = 0, так как ударный «пульс пересекает ось, проходящую через точку А, поэтому

Кинетический момент кочана капусты относительно оси, проходящей через тс А, в начале удара:

Lu=m-\c-r-cosa0, где т - масса кочана, кг; Vc - скорость центра тяжести кочана относительно шин транспортера-обрезчика (Vc = V), м/с; Г - геометрический радиус кочана, м.

Или с учетом Vc = V

Lu =m-V-r-cosao.

Кинетический момент кочана капусты относительно оси, проходящей через тс А, в конце удара:

Llu = (jc+fn-r2}co, где Je - момент инерции кочана относительно оси, проходящей через центр тяжестс кг'м2; со - угловая скорость кочана в конце удара, рад/с.

Тогда с учетом выражения (3) получим:

(Jc + m-r2)-a> = m-V -г -cosa0.

Откуда

(jc+m-r2)-(o m-r-cosa0

В целях определения угловой скорости со в выражении (4) составим уравне выражающее теорему об изменении кинетической энергии механической сист применительно для кочана капусты как для твердого тела:

где Тщ - кинетическая энергия кочана капусты в положении III, Дж; Тц - кинетиче энергия кочана капусты в положении П (в конце удара), Дж; сумма р

внешних сил, действующих на кочан капусты, при передвижении его из положения положение III.

Кинетическая энергия кочана в положении Ш переходит в потенциальную переходе его в положение IV в результате мгновенного поворота вокруг точки В. Т из условия предотвращения дальнейшего перекатывания кочана по горизонташ поверхности (7/^=0) получим:

Тш =m-g-A2,

где Д2 - смещение центра тяжести кочана капусты по вертикали при переходе ег положения III в положение IV, м.

Кинетическая энергия кочана капусты в конце удара (в положении П):

2 2т 2

т - т'а с'® h—у—■

При перемещении кочана из положения II в положение Ш:

YA'=~m'S Л»

где Ai - смещение центра тяжести кочана капусты по вертикали при переходе er положения II в положение III, м.

С учетом выражений (6), (7) и (8) уравнение (5) примет вид:

т-со2-г2 У„-й)2 -----=

Или

т-а2 - г2 Зс-со2 _

2 + 2 ~т' &'"п (здесь 1гп = + Д2 - толщина

тастины транспортера-обрезчика).

тсюда рс + т-г2' (9)

Решая выражения (4) и (9) совместно, получим предельное значение скорости элотна транспортера-обрезчика:

----—• (10)

„_ л ............ ,!т

г■eos а„

Вычислим момент инерции кочана капусты, как для однородного шара, то есть по ормуле:

Ус -0,4-т-Г2.

Тогда выражение (10) примет окончательный вид:

V= eos а0 •

Подставляя численные значения ф„ = 4-Ю"3 м, g = 9,8 м/с2, а0 = 30°), найдем, что ~ 0,4 м/с. Однако, учитывая факт смещения центра тяжести кочана капусты с гашной кочерыгой в сторону основания, можно предполагать, что устойчивое асположение его в посадочном отверстии возможно и при некотором завышении •сорости полотна транспортера-обрезчика (до 0,6...0,7 м/с), что подтвердилось ниже в эде экспериментальных исследований.

В транспортере-обрезчике происходит скользящее резание кочерыги при ицемлении между двумя режущими кромками (рис. 4). Точка А за время перерезания эчерыги переместится вдоль лезвия ножа 1 на расстояние А1 А1. При этом путь .шльжения:

d,

S = -

k

це с!],; - диаметр кочерыги в плоскости резания, мм; а - угол резания, град.

Из этого выражения видно, что чем меньше угол резания а, тем больше путь кольжения. При этом, как известно, сила резания снижается, вероятность появления кола уменьшается. Однако при этом трудно удержать кочерыгу в защемлении, что ожет привести к косому срезу. Поэтому нижнее значение угла резания следует граничивать условием защемления кочерыги между режущими кромками ножа и осадочного отверстия пластины. Это условие имеет вид:

-Бг-Р^зт а+N1-003 а<0,

- N2 + КГ^т а + Ргсоэ а = 0, (12)

где Бь Р2 - силы трения кочерыги о режущие кромки ножа и пластины соответстве Н; N1, N2 - силы реакции со стороны режущих кромок ножа и пласт соответственно, Н.

Считая коэффициенты трения скольжения в режущих кромках одинаков! выражение (12) представим в виде:

г - £N2 - ГИ^яп а + N1-003 а < 0,

. /__________- N2+N1-8111 а+ N1x03 а = 0.

/

/ Решая эти выражения совместно,

/ получим:

1-Г2

Л_х а>агс/#——.

Рисунок 4 - Схема к обоснованию п резания а: 1 - нож; :

кочерыга; 3 - посадо> отверстие

\у

Подставляя численное значение Г = 0,63...0,58 при влажности кочерыги 81," выражение (13), получим, что угол резания должен быть больше 30°.

При товарной обработке кочанов на транспортере-обрезчике обрезанная ч кочерыги падает вниз в сторону нижней ветви транспортера. Чтобы не происхо; накапливания обрезков кочерыг внутри транспортера-обрезчика, предусмо-наклонный лоток для скатывания их на землю.

Составим уравнения равновесия обрезки кочерыги в проекциях на оси у (рис. 5):

т^т 6 - Р^ = 0, Ы-т^-соз Э = 0,

где т - масса отделившейся кочерыги, кг; нормальная составляющая силы реа! наклонной плоскости, Н; Р^, - сила тр( обрезки кочерыги по плоскости лотка, Н; угол наклона лотка к горизонту, град.

Рисунок 5 - Схема скольжения обр кочерыги по наклонному ло

Так как сила трения равна Рц, = %. -И (X - коэффициент трения скольжения), выражение (14) примет вид:

ш^-эт 0 - X -т^-соБ 0 = 0.

Откуда

0 = ак^ >..

Подставляя численное значение X = 0,47, получим угол 0 = 26°. То есть для т чтобы при работе транспортера-обрезчика не происходило забивания лотка, наклона его должен быть не менее 26 .

Рассмотрим влияние величины угла р заточки лезвия ножа на величину силы

гзания. Анализируя величину силы резания Б для пучка стеблей растений как ункцию лишь одной переменной от угла р, Резник Н.Е. получил графическую .висимость вида, показанного на рис. 6.

,Н

50

Ш

20

Рисунок 6 - Зависимость критического усилия резания от угла заточки лезвия по Резнику Н.Е.

Следует отметить, что данная зависимость характерна и для кочерыг капусты. Поэтому следовало бы принять угол р заточки лезвия ножа, исходя из его эксплуатационной надежности, равным 10...15°

Однако в процессе резания со скольжением угол заточки меняет свое значение - уменьшается в зависимости от угла скольжения. На рисунке 7 представлена схема трансформации угла заточки. Закономерность изменения угла заточки в зависимости от изменения угла а ожет быть определена следующим образом:

_ АВ £>С АВ

№ = —; = = (18)

о

20 М 60

АО

БО БО

ПО'

Тогда

tg$l^AO = tg$^DO. Так как ^" = С0!3а

то

(19)

Рисунок 7 - Схема трансформации угла заточки ножа

о -К-

^ Подставляя численное

значение р = 15°, а = 45°, получим Рх = 10,7°. Таким образом, изменяя угол резания а, мы можем зеличить угол заточки лезвия, обеспечивая при этом достаточную эксплуатационную адежность ножа. Поэтому рекомендуем принять угол заточки лезвия ножа в эанспортере-обрезчике р = 15±3°.

В третьем разделе «Методика экспериментальных исследований и обработки тытных данных» изложены программа и методика исследований и описано хбораторное оборудование.

Лабораторная установка для исследования влияния различных факторов на эказатели работы устройства для товарной обработки капусты, а также для изучения роцесса инспектирования кочанов состоит из рамы 1 (рис. 8), фиксированной на ^ревянных брусьях и опорных колесах 11. На раме установлено устройство 2 для арной обработки кочанов. К раме присоединен режущий аппарат 3. Под режущим

аппаратом находится основание 4, установленное на бру»

перпендикулярно раме, по которому перемещается платформа 5.

Платформа изготовлена из доски, с обратной стороны которой жестко закрепи две оси с катками на концах. Катки перемещаются по дорожкам основания 4. Лиц сторона платформы содержит устройства для крепления растений капусты. Платфс приводится в движение канатом 6, связанным с барабаном 7, который полу вращение через редуктор от электродвигателя 8.

Источник питания электродвигателя - трехфазный. Пуск двигателя произвол автоматическим пускателем АП-50, установленным на панели управления Отключение питания электродвигателя от сети происходит автоматически п прохождения платформы с растениями капусты под режущим аппаратом после сре подачи кочанов на транспортер-обрезчик.

Устройство для товарной обработки кочанов капусты приводится в действие помощи второго электродвигателя 10 через двухступенчатую цепную передачу цилиндрический редуктор 13. Скорость движения транспортера-обрез1 регулировалась с помощью сменных звездочек в цепной передаче 12.

Режущий аппарат приводится в действие от того же двигателя 9 через цеп передачу, конический редуктор и карданный вал 14. Для сбора товарных коч предусмотрен мини-бункер 15.

Другой вариант лабораторной установки (рис. 9) использован для исследов влияния конструктивных параметров транспортера-обрезчика на процесс рез кочанов капусты в динамике. В нем на раме 1 машины параллельно стойке но; установлена дополнительная стойка 3 с тензометрическими датчиками так, что малейшем изменении положения ножа, менялся сигнал, идущий от датч1 Тензометрические датчики были подключены через усилитель сигналов 4 к цифро] осциллографу 5 Velleman PC S 100, который в свою очередь передавал сигналы ч системный блок 6 на монитор 7 компьютера. Как только нож начинал совер] процесс резания, на экране монитора было видно изменение величины электричес сигнала. Получаемые сигналы записывались на жесткий диск компьютера в числовых массивов в режиме реального времени. Затем полученные мае обрабатывались в программе Microsoft Excel.

лсунок 9 - Схема лабораторной установки для исследования процесса резания кочерыг в динамике: 1 - рама; 2 - нож; 3 - дополнительная стойка с тензометрическими датчиками; 4 - усилитель сигналов; 5 - электронный осциллограф УеИетап РСБЮО; 6 - системный блок; 7 - монитор; 8 - шток упорный; 9 - режущий аппарат комбайна; 10 - лоток

При исследовании процесса резания кочерыг в статике использовали прибор >нструкции ЛСХИ после модернизации (рис. 10).

Рисунок 10 - Схема прибора для исследования процесса резания кочерыг в статике: 1

- рама; 2 - рамка подвижная; 3 -вилка; 4 - барабан; 5 - пружина силоизмерительная; б направляющая; 7 - подшипник; 8 -цилиндр; 9 - пишущее устройство; 10

- винт; 11 - нож; 12 - кочерыга; 13 -скоба; 14 - рукоятка

В

четвертом

разделе

«Результаты

проанализированы полученные данные.

Экспериментально исследовано влияние угла резания а (Х1) и скорости резания V (Х2) на выход >чанов с углом скоса среза кочерыг Ух и с площадью скола У2. В результате получены ширические модели процесса:

У! = -1,644 + 0,833*Х!- 68,655*Х2- О.ОО^Х^ - 0,464'Х^Хг + 69,628*Х22,

У2 = -14,806 + 1,646'Х! - 95,501 *Х2 - ОДОв-Х^ - 0,246'Х^Хг + 68,683*Х22. (20)

Для более глубокого изучения характера и степени влияния факторов процесса а V на качество товарной обработки кочанов построены поверхности отклика и их ''мерные сечения (рис. 11, 12).

3D Surface Plot (0PYT11.STA 3V9c¡ 3D Contour Plot (OPYT11.STA 3v*9c)

Z=-1.644+0.833*x-68,656*y43,001Vx-0,464'x*y+69,62e*y*y z=-1l644+0,333'x-68,656'y-0.001'x'x-0,464*x,y+69.6:8,y"y

■J 6.636

И 7.273 Í

m 8,009 У

Ш I0.J45 О.

□ 12,182 S

CD 13.8IS О

CU 16.455 i ] 17,091 Ш 18.727 ■i 20.364

ВЯ above угол РЭЗЭНИЯ, град

а) б)

Рисунок 11 - Зависимость угла скоса среза кочерыг от угла а и скорости V реза: а) - поверхность отклика; б) - двумерные сечения

3D Surface Plot !OPYT22.STA 3VSC) г=-14,306-И.64Гх-95.50Гу-0.006'х'х-0.246'х'у+66.683Уу

3D Contour Plot (OPYT22.STA 3v-9c) z=-14,806M,646V95.6Dry-0,0a8'xV0,246'x-y+38.683*y,<

Угол резонмя, грзд.

Ш 5.455 СП 8,182 CD 10,906

I_I 13.636

I I 10.364 I I 19.091 I 1 21.818 № 24.546

Z~3 above

Рисунок 12 - Зависимость выхода кочанов с рваным срезом (площади скола) Y г от a и скорости V резания: а) - поверхность отклика; б) - двумерные сече_.

Длина оставшейся части кочерыги loe- и количество оставшихся розеточ. листьев при кочане после обрезания зависят от того, как расположен кочан в отверг: пластины транспортера-обрезчика относительно положения ножа. Таким обра величина 1ост зависит от диаметра D посадочного отверстия в пластинах транспорт: обрезчика.

На рис. 13 показан график зависимости остаточной длины 1ост кочерыги диаметра D посадочного отверстия пластин. Из графика видно, что величина i находится в линейной зависимости от диаметра посадочного отверстия.

На рис. 14 представлен фрагмент осциллограммы изменения силы резаш.. кочерыги, полученный при уровне расположения плоскости среза h = 30 мм и , резания a = 60°. Полученные осциллограммы позволили анализировать процесс рез кочерыг в динамике детально. Из фрагмента осциллограммы видно, что при движ* транспортера происходят незначительные колебания ножа, возникающие из-за трения скольжения между ними. В процессе взаимодействия ножа с кочерыгой упругости от деформации последней резко возрастает и доходит до предельного

лачения - силы резания Р. В дальнейшем происходит перерезание кочерыги, в ззультате чего значение силы Р падает, а нож продолжает совершать слабые .тебания вместе с упругой стойкой. В дальнейшем колебания ножа постепенно тухают.

1...... мм

Г ¡Па/0 IV

1! -!2й1

50Ь I JM^J

И, мм

исунок 13 - График зависимости остаточной длины

кочерыги 1ост от диаметра й посадочных отверстий пластин

Рисунок 14 - Фрагмент осциллограммы изменения силы резания кочерыги, полученный при Ь = 30мми а = 60°

По результатам лабораторных исследований был построен график зависимости . ш резания Р кочерыги от угла а и уровня Ь расположения плоскости среза тносительно основания кочана (рис. 15)

В результате выяснилось, что при увеличении угла а расположения режущей юмки ножа по отношению к направлению движения настила транспортера-обрезчика уровня Ь расположения плоскости среза кочерыг относительно основания кочана сила ¡зания Р значительно возрастает. Причем при углах а, превышающих 60°, гблюдается резание кочерыг со сколом из-за чрезмерного увеличения силы резания Р. величение силы резания Р при удалении плоскости резания от основания кочана

объясняется неоднородностью структуры кочерыги по длине, а снижение ее по мере уменьшения угла а происходит за счет увеличения относительного скольжения кочерыги и режущей кромки ножа в процессе резания.

300 260 220 180 ; 140 100 60

.. " 2

Рисунок 15 - Зависимость силы Г резания от угла а и уровня И расположения плоскости среза относительно 1 - а = 45°; 2 -

среза основания кочана:

30

= 60°; 3

■ 75

Н, мм

При уменьшении угла а можно свести величину силы резания к минимуму, при этом вылет ножа относительно стойки крепления значительно возрастает, чт< желательно из конструктивных соображений.

Таким образом, на основе лабораторных исследований при скорости резг О,б...0,7 м/с можно принять с достаточной для практики степенью точности ] расположения режущей кромки ножа по отношению к направлению движ£ транспортера а = 45±3° и уровень расположения плоскости среза кочерыг относите; основания кочана Ь = 0 мм. При этих условиях не только минимальна сила резания также обеспечивается отделение от кочанов всех розеточных листьев.

При исследовании процесса товарной обработки кочанов выяснено, что инспектирование и размещение в посадочном отверстии транспортера-обрез1 одного кочана рабочим затрачивается в среднем около 2,5 с (рис. 16).

Это время складывается из двух частей: времени о предел» месторасположения кочерыги на кочане и размещение кочана в посадочном отвер( пластин транспортера-обрезчика. Анализируя процесс инспектирования, пришл выводу, что основная часть времени затрачивается на первую фазу.

у = 50 • 0,2 ' рюгтэ! {* 2,512; 0,335415)

Рисунок 16 - Гистограмма и график плота нормального распредел(

продолжительности инспектирования кочанов кап; на транспортере-обрезчике

В результате полевых исследова установлено, что разработанное устрой работает безотказно и доводит кочаны товарного вида. При обрезке коч( наблюдается ровный срез. При этом отмечено, что 98,4...99% кочанов ш остаточную длину кочерыги 0...3 см. Показатели качества работы капустоубороч комбайна с разработанным устройством приведены в табл. 1.

При рабочей скорости комбайна 0,8... 1,5 м/с двое рабочих вполне успм проводить инспектирование потока кочанов и доводить кочаны до товарного ви помощью транспортера-обрезчика. Работа проводится ритмично, непринужденно.

12 • ____

11 • 10 9 /п ;* ■ -1 \

« 7- "4 \ \

I л /\ | \

* • р-У1 2' У ! 1 1 1 -ч

\ г-рп 1 |

в 11,8.2.1 <22:2.41 ¡26:2.?] <Э:3.2|

(1.6:1.8] (2:2.2] (2.4,2 0] (2.8:3,1 ! Время инспектирования

Таблица 1 - Показатели качества работы капустоуборочного комбаш

Наименование показателей Значение показателей

1 2 3

Скорость движения комбайна, м/с 0,8 1,5

Потери кочанов, % 0 0

Повреждено кочанов всего, % 2 2

в т.ч. слабо (до 3-х прилегающих листьев) 2 2

сильно (более 3-х прилегающих листьев) 0 0

Количество кочанов с остаточной длиной кочерыги(%):

от 0 до 3 см 99 98,4

от 3 см и выше 1 1,6

В пятом разделе «Производственная проверка капустоуборочного комбайна с ¡тройством для товарной обработки кочанов» приведены технико-эксплуатационные указатели, полученные в результате производственных испытаний и определена ;ономическая эффективность капустоуборочного комбайна с новым устройством для теарной обработки кочанов.

В результате испытаний в коллективном хозяйстве «Красный фронтовик» бресинского района Чувашской Республики установлено, что новый

шустоуборочный комбайн с устройством для товарной доработки кочанов имеет эвышенную производительность и достаточную надежность выполнения ¡хнологаческого процесса. Нетоварные кочаны проходили обработку и приобретали

тарный вид. Технологический процесс выполнялся ритмично и непрерывно. Производительность за час основного времени в среднем составляла 0,2... 0,3 га/ч.

Повышение производительности капустоуборочного комбайна является тедствием надежного выполнения технологического процесса устройством для

товарной обработки кочанов.

Увеличение комбайна до ущерба для Полученные удовлетворяют требованиям.

скорости движения 1,5 м/с возможно без качества работы.

показатели агротехническим

Рисунок 17 - Капустоуборочный комбайн с устройством для товарной обработки кочанов в работе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработано устройство для поточной товарной обработки кочанов в шустоуборочном комбайне (патенты РФ №2310315 и №2365086), обеспечивающего эвышение производительности труда обслуживающих рабочих в 5... 6 раз.

2. Получены аналитические зависимости (2), (11), (13), (17) и (19), гшсывающие условия качественного выполнения рабочего процесса товарной

: Зработки кочанов капусты.

3. Экспериментально выявлен характер и степень влияния основных факторов эоцесса на качество товарной обработки кочанов капусты. Установлено, что с

узеличением диаметра Б посадочного отверстия от 90 до 120 мм в стальных пластинах : оанспортера-обрезчика остаточная длина кочерыг при кочанах уменьшается от ' В±5 мм до 10±3 мм, с увеличением угла резания а от 45° до 75° сила резания эвышается на 130... 140 Н, что ухудшает качество обрезки.

4. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлены следующие рациональные значения параметров устройства для товарной : Зработки кочанов: диаметр посадочного отверстия в пластинахО = 115...120 мм; угол : ззания а = 45±3°; угол заточки кромки посадочного отверстия а0 = 30±3°; угол наклона

лотка0 = 26...30°;угол заточки лезвия ножа р=15±3°; скорость движения поле транспортера-обрезчика V = 0,6... 0,7 м/с.

5. Производственными испытаниями установлена экономичо целесообразность применения разработанного устройства в капустоубороч комбайне. Ожидаемый годовой экономический эффект при нормативной загр; капустоуборочного комбайна с устройством для товарной обработки коче составляет около 306360 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Савеличев, К.А., Разумов, А.И. К обоснованию схемы устройства механизированной товарной обработки кочанов капусты / К.А. Савеличев, ^ Разумов // Материалы студенческих научных конференций факультетов на тему «I молодых ученых в решении приоритетного национального проекта «Развитие АН Чебоксары: ЧГСХА, 2007. - с. 232-233.

2. Савеличев, К.А., Алатырева, И.С. Новый капустоуборочный комбайн / ] Савеличев, И.С. Алатырева // Материалы Ш научно-практической конферег молодых ученых, аспирантов и студентов «Роль молодых ученых в реализг приоритетного национального проекта «Развитие АПК» Чебоксары: ЧГСХА, 200 с. 113-115.

3. Савеличев, К.А., Алатырев, С.С. Устройство для товарной обраб< кочанов на капустоуборочной машине / К.А. Савеличев, С.С. Алатырев // Матер! всероссийской научно-практической конференции «Роль молодых учены реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». Том 2. Чебокс ЧГСХА, 2007. -с. 129- 130.

4. Савеличев, К.А. Обоснование параметров устройства для това] обработки кочанов на капустоуборочной машине / К.А. Савеличев // Молодежь и н XXI века: материалы межрег. научн,- практ. конф. молодых ученых - Чебоксары: ( «Полиграф», 2008. - с. 103 - 104.

5. Алатырев, С. С., Савеличев, К. А., Алатырева, И. С., Григорьев, А. О. Н< технологии и технические средства для уборки капусты / С. С. Алатырев, К. Савеличев, И. С. Алатырева, А. О. Григорьев // Тракторы и сельскохозяйстве! машины. - 2008. - №7. - с. 16 -17.

6. Савеличев, К.А. Устройство для товарной обработки и транспортиров; кочанов капустоуборочного комбайна / К.А. Савеличев // Материалы всероссий научно-практической конференции «Перспективные технологии для современ сельскохозяйственного производства». Чебоксары: ЧГСХА, 2008. - с.280 - 281.

7. Савеличев, К.А. Оптимизация параметров устройства для това] обработки кочанов капусты / К.А. Савеличев // Материалы республиканской нау практической конференции «Наука в развитие села». Чебоксары: ЧГСХА, 2009. - < -239.

8. Савеличев К.А., Алатырев С.С. О результатах исследований не устройства для товарной обработки кочанов капусты / К.А. Савеличев, С.С. Алаты] Техника в сельском хозяйстве. - 2009. - № 6.-е. 50 — 51.

9. Савеличев, К.А., Савеличев, С.А. Устройство для товарной обработ транспортирования кочанов капусты / К.А. Савеличев, С.А. Савеличев // «Молоде наука XXI века - специалисты АПК нового поколения» Материалы студенческой

1учно-практической конференции - Чебоксары: ЧГСХА, 2009.

10. Савеличев, К.А. Производственная проверка устройства для товарной »работки кочанов капусты / К.А. Савеличев // Материалы V Всероссийской научно->акгической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и шовации XXI века». Чебоксары: ЧГСХА, 2009. - с.59 - 60.

11. Алатырев, С.С., Тончева, H.H., Григорьев, А.О., Савеличев, К.А., латырева, И.С., Андреев, Р.В., Васильев, А.О. Малогабаритный капустоуборочный >мбайн - эффективное техническое средство для современного овощеводства / С.С. латырев, H.H. Тончева, А.О. Григорьев, К.А. Савеличев, И.С. Алатырева, Р.В. ндреев, А.О. Васильев // Тракторы и сельхозмашины. - 2010. - №3. - с.14-17.

12. Патент №2329637 РФ МПК A01D 45/26 Капустоуборочный комбайн / латырева И.С., Савеличев К.А., Алатырев С.С. - №2006136332/12; Заявлено ¡.10.2006; Опубл. 27.07.2008. Бюл. №21 - 7с.

13. Патент № 2365086 РФ МПК A01D 45/26 Капустоуборочная машина / авеличев К.А., Алатырева И.С., Григорьев А.О., Андреев Р.В., Тончева H.H., латырев С.С. - №2008107374/12; Заявлено 26.02.2008; Опубл. 27.08.2009. Бюл. №24 ->с.

Подписано в печать 19.03.2010 г. Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 42

Отпечатано с оригинала - макета Полиграфический отдел ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 29 Лицензия ПЛД №27-36

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Особенности белокочанной капусты как объекта товарной обработки.

1.2. Способы очистки кочанов.

1.2.1. Ручной способ очистки кочанов капусты от покрывающих листьев.

1.2.2. Способ очистки кочанов с частичной механизацией.

1.2.3. Механизированные способы очистки кочанов капусты от покрывающих листьев.

1.3. Технические средства для механизированной очистки капусты от розеточных и покрывающих листьев.

1.3.1. Устройства для очистки кочанов, работающие по принципу обрезания листьев.

1.3.2. Устройства для очистки кочанов, работающие по принципу обламывания листьев.

1.3.3. Очистители кочанов капусты, работающие по принципу отрыва листьев.

1.4. Современное состояние исследований процесса товарной обработки кочанов.

1.5. Выводы и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТОВАРНОЙ ОБРАБОТКИ КОЧАНОВ.

2.1. Принципиальная схема устройства для товарной обработки кочанов

2.2. Обоснование параметров и режимов работы транспортера-обрезчика.

2.2.1. Обоснование диаметра посадочного отверстия в пластинах транспортера-обрезчика.

2.2.2. Обоснование скорости полотна транспортера-обрезчика.

2.2.3. Обоснование угла резания кочерыги.

2.2.4. Обоснование угла наклона лотка.

2.2.5. Обоснование угла заточки ножа.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Приборы, приспособления и оборудование для проведения исследований.

3.2.1. Лабораторная установка.

3.2.2. Прибор для исследования резания кочерыг в статике.

3.2.3. Полевая установка.

3.3. Методика исследования влияния диаметра посадочных отверстий транспортера-обрезчика на выход товарных кочанов.

3.4. Методика исследования влияния конструктивно-кинематических параметров транспортера-обрезчика на качество товарной обработки.

3.4.1. Выбор параметров оптимизации и факторов процесса.

3.4.2. Методика проведения опытов и анализа экспериментальных данных.

3.4.3. Определение повторности экспериментов.

3.5. Методика исследования процесса инспектирования кочанов.

3.6. Методика исследования процесса резания кочерыг.

3.7. Методика проведения лабораторно-полевых исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Влияние параметров транспортера-обрезчика на качество товарной обработки кочанов.

4.2. Влияние диаметра посадочных отверстий транспортера-обрезчика на товарность кочанов.

4.3. Результаты исследования процесса резания кочерыги.

4.3.1. Упругопластические деформации кочерыги при резании.

4.3.2. Исследования силы резания кочерыг в динамике.

4.4. Результаты исследования процесса инспектирования и товарной обработки кочанов капусты.

4.5. Результаты полевых исследований.

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА КАПУСТОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ТОВАРНОЙ ОБРАБОТКИ КОЧАНОВ КАПУСТЫ.

5.1. Технико-эксплуатационные показатели.

5.2. Показатели экономической эффективности.

В нашей стране в производстве овощной продукции белокочанная капуста занимает значительную часть [53, 58]. В специализированных хозяйствах её выращивают на площадях 100-150 гектаров [3].

Особенностью возделывания капусты является большая трудоемкость, причем около 60% всех трудозатрат приходится на уборку урожая [55]. При ручной уборке затраты труда составляют 300.350 чел.-ч на 1 га площади [32, 53]. Уборка урожая с использованием машин повышает производительность и сокращает затраты труда более чем'в 3 раза.

В этой связи в нашей стране и за рубежом (в США, Германии, Англии, Дании, Франции и в других странах) обращают пристальное внимание на разработку уборочной техники [50, 54, 62, 109]. Однако имеющиеся опытные образцы капустоуборочных комбайнов характеризуются невысокой эффективностью выполнения технологического процесса в реальных производственных условиях [52, 108, 110, 111]. В них режущие аппараты обеспечивают невысокий выход товарно срезанных кочанов [112], поэтому часть продукции требует доработки.

В комбайнах операцию доработки кочанов капусты в основном проводят вручную с помощью ножей-секачей, что ограничивает пропускную способность из-за низкой производительности ручного труда, следовательно, является сдерживающим фактором в повышении их производительности.

Поэтому разработка эффективного устройства для товарной обработки кочанов капусты является актуальной задачей при создании перспективных капустоуборочных машин.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Чувашской ГСХА в рамках отраслевой программы РАСХН «Разработать новое поколение экологически безопасных, ресурсосберегающих машинных технологий, создать комплекс конкурентоспособных технических средств и высокоэффективных агротехнических и биологических приемов для устойчивого производства овощной продукции в открытом грунте, адаптированных к основным природным зонам товарного производства овощей» на период до 2010 года (задание 03.01 и 03.02) и российско-белорусской программы «Повышение эффективности производства и переработки плодоовощной продукции на основе прогрессивных технологий и техники» (Постановление СМ союзного государства № 18 от 21.04.05г.).

Цель исследования. Разработка устройства для товарной обработки кочанов капусты, обеспечивающего повышение эффективности выполнения технологического процесса капустоуборочным комбайном.

Объект исследования. Технологический процесс и устройство для товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне.

Предмет исследования. Закономерности влияния параметров устройства для товарной обработки кочанов на качество рабочего процесса.

Методика исследований. Теоретические исследования базировались на законах и методах механики. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым и частным методикам с применением электронной цифровой регистрирующей аппаратуры и ПЭВМ.

Научная новизна. Предложена конструктивно - кинематическая схема устройства для поточной товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне, новизна которого подтверждена патентами РФ на изобретения № 2329637 [71] и №2365086 [72].

Выведены аналитические зависимости (2.2), (2.11), (2.13), (2.17) и (2.19), описывающие условия качественного выполнения рабочего процесса.

На основе этих зависимостей и результатов экспериментальных исследований установлены рациональные значения конструктивно-кинематических параметров предложенного устройства.

Практическая значимость. На основе результатов исследований разработано устройство с рациональными параметрами для поточной товарной обработки кочанов, обеспечивающее повышение производительности труда обслуживающих рабочих в 5.6 раз.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований использованы при разработке малогабаритного капустоуборочного комбайна, испытанного в коллективном хозяйстве «Красный Фронтовик» Ибресинского района Чувашской Республики.

Опытный образец капустоуборочного комбайна с устройством для товарной обработки кочанов используется в учебном процессе ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия».

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также техническая документация переданы ООО «Ибресинское ремонтно-техническое предприятие» (Чувашская республика) и крестьянско-фермерскому хозяйству «ИП Баймаковский» (Мордовская республика) для опытного производства малогабаритного капустоуборочного комбайна и использования в производственных условиях. Внедрение результатов исследований подтверждается соответствующими документами.

Основные положения, выносимые на защиту:

-конструктивно — кинематическая схема устройства для поточной товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне;

-аналитические зависимости и эмпирические модели, описывающие условия качественного выполнения рабочего процесса;

-рациональные значения конструктивно-кинематических параметров устройства для товарной обработки кочанов капусты;

-результаты производственных испытаний и технико-экономические показатели разработанного устройства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены: на Всероссийской научно-практической конференции «Роль ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (Чебоксары: ЧГСХА, 2007 г.); научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Чувашской государственной сельскохозяйственной академии (Чебоксары: ЧГСХА, 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и наука XXI века» (Чебоксары: ЧГСХА, 2008 г.); техническом совещании ООО «Ибресинское РТП» (Чувашская Республика, пос. Ибреси, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Чебоксары: ЧГСХА, 2008 г.); Республиканской научно-практической конференции «Наука в развитии села» (Чебоксары: ЧГСХА, 2009 г.); V Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и инновации XXI века» (Чебоксары: ЧГСХА, 2009 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 13 публикациях, в том числе три статьи в ведущих рецензируемых научно -практических журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ (Тракторы и сельскохозяйственные машины, №7,2008г., Техника в сельском хозяйстве, №6, 2009 г. и Тракторы и сельхозмашины, №3, 2010 г.), в двух патентах РФ на изобретения (№ 2329637 и №2365086). Четыре статьи опубликованы без соавторов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 112 наименований и приложений. Работа содержит 157 страниц, включает 136 страниц основного текста, 61 рисунок, 14 таблиц и 20 страниц приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Разработано устройство для поточной товарной обработки кочанов в капустоуборочном комбайне (патенты РФ №2310315 и №2365086), обеспечивающего повышение производительности труда обслуживающих рабочих в 5. .6 раз.

2. Получены аналитические зависимости (2.2), (2.11), (2.13), (2.17), (2.19), описывающие условия качественного выполнения рабочего процесса товарной обработки кочанов капусты.

3. Экспериментально выявлен характер и степень влияния основных факторов процесса на качество товарной обработки кочанов капусты. Установлено, что с увеличением диаметра D посадочного отверстия от 90 до 120 мм в стальных пластинах транспортера-обрезчика остаточная длина кочерыг при кочанах уменьшается от 38±5 мм до 10±3 мм, с увеличением угла резания а от 45° до 75° сила резания повышается на 130. 140 Н, что ухудшает качество обрезки.

4. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлены следующие рациональные средние значения параметров устройства для товарной обработки кочанов:

- диаметр посадочного отверстия в пластинах D = 115. 120 мм;

- угол резания а = 45±3°;

- угол заточки кромки посадочного отверстия а0 = 30±3°;

- угол наклона лотка Э = 26. .30°;

- угол заточки лезвия ножа р = 15±3°;

- скорость движения полотна транспортера-обрезчика V = 0,6.0,7 м/с.

5. Производственными испытаниями установлена экономическая целесообразность применения разработанного устройства в капустоуборочном комбайне. Ожидаемый годовой экономический эффект при нормативной загрузке капустоуборочного комбайна с устройством для товарной обработки кочанов составляет около 306360 руб.

1. Адлер, Ю.П., Маркова, Е.В., Грановский, Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 279с.

2. Алатырев, С.С. Научно-методические основы и средства адаптирования машин для уборки капусты к изменяющимся условиям функционирования: Дис. . д-ра техн. наук. / С.С. Алатырев. — Чебоксары, 2005 398с.

3. Алатырев, С.С. О направлении работ по созданию новых капустоуборочных машин / С.С. Алатырев // Овощеводствосостояние, проблемы, перспективы): Научные труды ВНИИО (к 70-летию института). М., 2001. - с.392 — 394.

4. Алатырев, С.С. Параметры и режимы работы усовершенствованного срезающего аппарата клавишного типа для повышения эффективности капустоуборочной машины: дис. . канд. техн. наук / С.С. Алатырев. -Л.: НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, 1987. 211 с.

5. Андреев, В., Алатырев, С. Машина для очистки кочанов / В. Андреев, С. Алатырев // Сельское хозяйство Нечерноземья. 1983. - №8. - с. 37.

6. Антипин, Н.В., Шурыгин, В.Ф. Обоснование режима работы оборудования на пунктах доработки капусты / Н.В. Антипин, В.Ф. Шурыгин // Технология и механизация работ в овощеводстве и садоводстве. Сборник научных трудов. Ленинград, 1979.

7. А.с. №1318197 СССР, М. Кл. A01D 45/26 Капустоуборочная машина / А.С. Ельцов, В.А. Хомелев, Ю.Н. Абрамов и Н.И. Тихонов -№4020379/30-15; Заявлено 12.02.86; Опубл. 23.06.87. Бюл. №23 -4с.

8. А.с. №1323020 СССР, МПК A01D 45/26 Устройство для уборки кочанной капусты / А.А. Позняк №4046357/30-15; Заявлено 31.03.86; Опубл. 15.07.87. Бюл. №26- Зс.

9. А.с. №1477300 СССР, М. Кл. A01D 45/26 Капустоуборочный комбайн / Н.И. Тихонов №4214660/30-15; Заявлено 23.03.87; Опубл. 07.05.89. Бюл. №17-4с.

10. А.с. №209120 СССР, МПК A01D 45/26 Транспортер для перемещения кочанов капусты / А.Р. Шумер №1117412/30-15; Заявлено 06.12.66; Опубл. 17.01.68. Бюл. №4-2с.

11. А.с. №305847 СССР, МПК A01D 45/26 Устройство для очистки кочанов капусты от розеточных листьев / А.Р. Шумер, И.Ф. Савченко и JI.A. Борошок №1418370/30-15; Заявлено 27.03.70; Опубл. 11.06.71. Бюл. №19-2с.

12. А.с. №397160 СССР, М.Кл. A01D 45/26 Машина для уборки кочанной капусты / А.Р. Криницкий №1676278/30-15; Заявлено 05.07.71; Опубл. 17.09.73. Бюл. №37 - Зс.

13. А.с. №477692 СССР, М. Кл. A01D 45/26 Очиститель кочанов капусты / В.М. Кузьмин и В.П. Петрухин №1913145/30-15; Заявлено 24.04.73; Опубл. 25.07.75. Бюл. №27 - 2с.

14. А.с. №793463 СССР, М.Кл. A01D 45/26 Устройство для удаления кочерыги и очистки кочанов капусты от розеточных листьев / В.Ф. Кондратов и М.Н. Юринов №2671244/28-13; Заявлено 02.10.78; Опубл. 07.01.81. Бюл. №1-2с.

15. А.с. №897153 СССР, МПК A01D 45/26 Рабочий орган капустоуборочной машины / С.С. Алатырев, В.И. Андреев и А.Г. Васильев №2959980/30-15; Заявлено 23.07.80; Опубл. 15.01.82. Бюл. №2 - Зс.

16. А.с. №913984 СССР, МПК A01D 45/26, A23N 7/00 Очиститель кочанов капусты / С.С. Алатырев, В.И. Андреев №2992981/30-15; Заявлено 14.10.80; Опубл. 23.03.82. Бюл. №11 - Зс.

17. А.с. №933033 СССР, МПК A01D 45/26, A23N 7/00 Устройство для очистки кочанов от покрывающих листьев / С.С. Алатырев, В.И. Андреев №2992710/30-15; Заявлено 17.10.80; Опубл. 07.06.82. Бюл. №21 - Зс.

18. А.с. №986337 СССР, МПК A01D 45/26, A23N 7/00 Очиститель кочанов капусты / С.С. Алатырев, Б.М. Молоков, В.И. Андреев -№3348639/30-15; Заявлено 16.10.81; Опубл. 07.01.83. Бюл. №1 Зс.

19. А.с. №993865 СССР, М. Кл. A01D 45/26 Теребильный аппарат для уборки капусты / Н.С. Козик и В.И. Лысенко №2595948/30-15; Заявлено 28.03.78; Опубл. 07.02.83. Бюл. №5 - 5с.

20. Ахназарова, С.Л. Статистические методы планирования и обработки экспериментов / С.Л. Ахназарова, В.В. Кофанов. М.: Наука, 1972. — 152с.

21. Бакулев, Л.С., Крутских, Б.Н. Технологическое обоснование процесса механизированной уборки капусты Белокочанной / Л.С. Бакулев, Б.Н. Крутских // Труды НИИОХ. Т. 9. М., 1977. - с. 80 -90.

22. Бакулев, Л.С. Элементы теории уборочных поточных линий / Л.С. Бакулев // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. - №6. - с. 24 - 27.

23. Балаев, Т.Б., Попов, А.А., Романовский, Н.В. Поточная технология уборки капусты / Т.Б. Балаев, А.А. Попов, Н.В. Романовский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1988. - №10. -с. 14-16.

24. Бекетов, В.П. Машины для уборки капусты / В.П. Бекетов. М.: Россельхозиздат, 1987-45с.

25. Бородюк, В.П. и др. Статистические методы в инженерных исследованиях (лабораторный практикум) / В.П. Бородюк; под ред. Г.К. Круга. М.: Высшая школа, 1983. - 216с.

26. Бос, Г.В., Азаренок, Г.М., Романовский, Н.Н. Выращивание белокочанной капусты в Нечерноземной зоне РСФСР / Г.В. Бос, Г.М. Азаренок, Н.Н. Романовский. Д.: Колос, Ленингр. отделение, 1983.- 160с.

27. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1967. -159с.

28. Власов, Н.С. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники / Н.С. Власов. М.: Колос, 1968. - 223с.

29. Высоцкий, А.А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин / А.А. Высоцкий. М., «Машиностроение», 1968, 290с.

30. Галушко, Э.Д., Бронштейн, И.И. и др. Комплексная механизация возделывания овощных культур / Э.Д. Галушко, И.И. Бронштейн. — М.: Колос, 1966.-368с.

31. Галушко, Э.Д. Проблемы комплексной механизации овощеводства / Э.Д. Галушко // Овощеводство (состояние, проблемы, перспективы): Научные труды ВНИИО (к 70-летию института). — М., 2001. -с.40-53.

32. ГОСТ 11.006-74. Правило проверки согласования опытного распределения с теоретическим. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 24 с.

33. ГОСТ 1724 67. Капуста белокочанная свежая. - Взамен ГОСТ 1724 -54; Введ. 01.06.68 до 01.01.88 // Картофель, овощи и бахчевые культуры: ( Сборник). - М.: Издательство стандартов, 1983. - С.27-32.

34. ГОСТ 23728-88. Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки. — М.: Издательство стандартов, 1988. 24 с.

35. ГОСТ 23729-88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки специализированных машин. М.: Издательство стандартов, 1988. - 24 с.

36. ГОСТ 24055-80. Методы эксплуатационно-технологической оценки. М.: Издательство стандартов, 1980. - 47с.

37. Единые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1982. — 416с.

38. Желабаев, B.C., Детликович, А.И. Проблемы производства овощей в Российской Федерации / B.C. Желабаев, А.И. Детликович // Овощеводство (состояние, проблемы, перспективы): Научные труды ВНИИО (к 70-летию института). М., 2001. - с. 108 - 115.

39. Завалишин, Ф.С., Мацнев, М.Е. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства / Ф.С. Завалишин, М.Е. Мацнев. М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.:ил.

40. Иванов, И. Машины для уборки капусты / И. Иванов // Сельское хозяйство России. 1985. - №2. - с.52.

41. Исаев, Г.Е. Промышленная технология производства овощей / Состав. Г.Е. Исаев. Л.: Лениздат, 1979 - 136с.

42. Исенев, С.Б. Совершенствование технологического процесса механизированной уборки капусты: Дис. . канд. техн. наук / С.Б. Исенев. Челябинск, 1983. - 163 с.

43. Исмаилов, С.Б. Обоснование технологии и средств механизации уборки ранней капусты в условиях субтропиков Азербайджанской ССР: Дис. . канд. техн. наук / С.Б. Исмаилов. Баку, 1984. - 190с.

44. Капуста белокочанная. Технология промышленного производства. — М: ВО «Агропромиздат», 1988. 77 с.

45. Капустоуборочный комбайн ККП-1 // www.belagromech.basnet.by/ research/catalogue/roots/KKP l.html.

46. Каратаев, Е.С. Возделывание овощных культур на промышленной основе / Е.С. Каратаев. Л.: Знание, 1987. - 32с.

47. Кацанов, С.Г., Тихонов, Н.И. Модернизированный капустоуборочный комбайн / С.Г. Кацанов, Н.И. Тихонов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1993. - №11. — с. 12-14.

48. Койвунен, Т.М. Экономика овощеводства на индустриальной основе / Т.М. Койвунен. -М.: Колос, 1980. 120с.

49. Комбайн для сплошной уборки капусты МСК-1: Техническое описание и инструкция по эксплатации. — Лида, 1978.

50. Комбайн капустоуборочный двухрядный УКМ-2Л // www.rzsm.ru.

51. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона Европейской части России на 1997 и на период до 2002 года.

52. Корн, Г., Корн, Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 831 с.

53. Крутских, Б.Н. Механизированная технология возделывания и уборки /Б.Н. Крутских // Картофель и овощи. 1985. -№6.-с. 13 - 15.

54. Лакин, Г.Ф. Биометрия: Учеб. Пособие для биол. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. 4-е изд., перераб и доп. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 е.:ил.

55. Лейшнер, И., Штанек Г. и др. Механизация овощеводства открытого грунта в ГДР / И. Лейшнер, Г. Штанек // Механизация иэлектрификация социалистического сельского хозяйства. 1974. №4. — с. 56-58.

56. Литвинов, С.С. Овощеводство в России и его научное обеспечение / С.С. Литвинов // Картофель и овощи. 2003. - №1. — с. 2 - 4.

57. Личко, Н.М. Стандартизация и сертификация продукции растениеводства: Учебник / Н.М. Личко. М.: Юрайт-Издат, 2004. -596с.

58. Мельников, С.В., Алешкин, В.Р., Рощин, П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных пррцессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колос, 1980. - 168с.

59. Мельников, С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Учебное пособие / С.В. Мельников. — Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1978.-560с.

60. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980. -112с.

61. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть II. Нормативно-справочный материал. М. - 1998.

62. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники: Справочное приложение к ГОСТ 23728-79-23730-79. М., ЦНИИТЭИ. - 1980. - 297с.

63. ОСТ 70.8.7.-83. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки овощных и бахчевых культур. Программа и методы испытаний. Взамен ОСТ 70.8.7.-74. Введ. 84.06.01.

64. Патент № 2329637 РФ, МПК A01D 45/26 Капустоуборочный комбайн / И.С. Алатырева, К.А. Савеличев, С.С. Алатырев.2006136332/12; Заявлено 13.10.2006; Опубл. 27.07.2008. Бюл. №21 -7с.:ил.

65. Патент № 2365086 РФ, МПК A01D 45/26 Капустоуборочная машина / К.А. Савеличев, И.С. Алатырева, А.О. Григорьев, Р.В. Андреев, Н.Н. Тончева, С.С. Алатырев №2008107374/12; Заявлено 26.02.2008; Опубл. 27.08.2009. Бюл. №24 - 12с.:ил.

66. Патент Франции. Заявка № 2380714. Опубл. 20.10.78 Устройство для удаления кочерыг кочанной капусты / Изобретения в СССР и за рубежом (реферативная информация) 1979. №4. Выпуск 1. М. ЦНИИ ПИ.

67. Патент Японии. Заявка №54-36224. Устройство для очистки побегов бамбука от кожуры / Изобретения в СССР и за рубежом (реферативная информация) 1980. №5. Выпуск 1. М. ЦНИИПИ.

68. Петров, Г.Д., Бекетов, П.В. Механизация возделывания и уборки овощей / Г.Д. Петров, П.В. Бекетов. М.: Колос, 1983. - 287с., ил.

69. Предложение № 17890 // www.e-tenders.ru/t/business/n/17890 177.html

70. Резник, Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов / Н.Е. Резник. М., «Машиностроение», 1975, 311с.

71. Рекомендации по механизации возделывания и уборки овощей в открытом грунте. М.: Россельхозиздат, 1970.

72. Рекомендуемые размеры тарифных ставок для оплаты труда работников сельского хозяйства с 1 января 2009 года // www.mcxrb.ru

73. Романовский, Н.К., Артемов, Г.Р., Арановский, М.М. Схемы движений и ширина загона при работе капустоуборочных машин /

74. Н.К. Романовский, Г.Р. Артемов, М.М. Арановский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1983. - №11. — с. 51-55.

75. Руденко, Н.Е. Справочник по индустриальным технологиям производства овощей /Н.Е. Руденко, JI.C. Землянов; под общ. ред. Н.Е. Руденко. -М.: Агропромиздат, 1986. — 288 с.

76. Румшинский, JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное руководство. / J1.3. Румшинский. М.: Наука, 1971.-192с.

77. Савеличев К.А., Алатырев С.С. О результатах исследований нового устройства для товарной обработки кочанов капусты / К.А. Савеличев, С.С. Алатырев // Техника в сельском хозяйстве. 2009. - № 6 . — с. 50-51.

78. Савеличев, К.А. Оптимизация параметров устройства для товарной обработки кочанов капусты / К.А. Савеличев // Материалы республиканской научно-практической конференции «Наука в развитие села». Чебоксары: ЧГСХА, 2009. с.237.

79. Савеличев, С.А., Савеличев, К.А. Устройство для товарной обработки и транспортирования кочанов капусты / С.А. Савеличев,

80. К.А. Савеличев // Материалы студенческих научных конференций факультетов. Чебоксары: ЧГСХА, 2009. — с.

81. Сысуев, В.А., Алешкин, А.В., Кормщиков, А.Д. Методы механики в сельскохозяйственной технике / В.А. Сысуев, А.В. Алешкин, А.Д. Кормщиков. Киров, 1997. -218 с.

82. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: Уч. для втузов. / С.М. Тарг. 2-е изд., испр. М.: Высшая школа, 1995. — 416с.

83. Технология уборки капусты с применением универсального комбайна ККП-2 // Технологии и агроприемы выращивания и хранения овощей и бахчевых культур: Тезисы докладов научно-методической и координационной конференции. М.: ВНИИО, 1999. -с. 151-155.

84. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. Часть II. Москва, 2002.

85. Тихонов, Н.И. Двухрядная капустоуборочная машина / Н.И. Тихонов // Картофель и овощи. 1983. - №7. - с. 27-28.

86. Тихонов, Н.И. Исследование процесса ручной доработки капусты на стационарном пункте / Н.И. Тихонов // Труды НИИОХ. Т. 9. М., 1977.-с. 98- 100.

87. Тихонов, Н.И. Обоснование технологий и технических средств для уборки капусты: Дис. . д-ра с.-х. наук. / Н.И. Тихонов, М., 1996. -400с.

88. Тихонов, Н.И. Однорядный капустоуборочный комбайн / Н.И. Тихонов // Картофель и овощи. 1984. - №9. - с. 14-15.

89. Тихонов, Н.И. Определение силы резания ножом / Н.И. Тихонов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1983. - №11. -с. 24.

90. Тихонов, Н.И. Приспособление для обрезки кочерыг / Н.И. Тихонов // Картофель и овощи. 1984. - №2. - с. 20-21.

91. Тихонов, Н.И., Вольф, А.Н. Модернизированный капустоуборочный комбайн МСК-1М / Н.И. Тихонов, А.Н. Вольф // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1989. №11. — с. 46-47.

92. Тихонов, Н.И., Кирьяков, А.В. Обоснование оптимальных параметров шнекового листоотделителя / Н.И. Тихонов, А.В. Кирьяков // Техника в сельском хозяйстве. — 1996. №1. - с. 29 - 30.

93. Тончева, Н.Н. Разработка и обоснование параметров устройства для транспортирования кочанов в срезающем аппарате капустоуборочной машины: Дис. канд. техн. наук. / Н.Н. Тончева. Чебоксары, 2003. — 155с.

94. Хайлис, Г.А., Ковалев, М.М. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г.А. Хайлис, М.М. Ковалев — М. Колос, 1994.- 169с.

95. Хвостов, В. А., Рейнгарт, Э.С., Колчин, Н.Н. Справочник конструктора машин для уборки овощей и корнеплодов / В.А. Хвостов, Э.С. Рейнгарт, Н.Н. Колчин. М., 1998. 200с.

96. Шнейдер, В.Е., Слуцкий, А.И., Шумов, А.С. Краткий курс высшей математики (в двух томах). Т. II / В.Е. Шнейдер, А.И. Слуцкий, А.С. Шумов. М.: Высшая школа, 1978. - 328 с.

97. Шпилько, А.В., Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства / А.В. Шпилько, В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов, П.Н. Кабанов, А.С. Миндрин, JI.M. Цой. Москва. -2001.-346с.

98. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики. Часть 2. Динамика: Учебник для технических вузов. / А.А. Яблонский. 6-е изд., испр. -М.: Высшая школа, 1984. - 423 с.

99. Яблонский, А.А. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для техн. вузов / А.А.

100. Яблонский, С.С. Норейко, С.А. Вольфсон и др.; Под ред. А.А. Яблонского. — 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985. — 367., ил.

101. Bernhardt, В., Moser, Е. Die Entwicklung der Erntetechnik im Feldgemusebau / B. Bernhardt, E. Moser // Landtechnik. lg.39. H.3. - S. 127-128.

102. Cabbage Harvester // www.youtube.com/watch.

103. Gaede, H.-I. Kohlerntemaschine E804A hat die Priifung in der Praxis bestanden / H.-I. Gaede u a. // Gartenbau. 1985. - №7.

104. Musil, W. Maschinen fur Kohlernte / W. Musil // Landmaschinen. -Fachbetrieb, 1982. lg. 34. - H.7. - S. 203.

105. Woss, R., Gaede, H.-I. Neue Kohlerntemaschine Bei der Ernte von Blumenkohk und Kolrabi erprobt / R. Woss, H.-I. Gaede // Feldwirtschaft. 1983. - lg. 24. №11. - S. 494-497.