автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и режимов работы ротационного рабочего органа для междурядной обработки картофеля

РГВ ОД

1 О

ЧЕЛЯБИНСКИ.! СРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНЛМЕШ ГОСУДАРС ~ВЕНКЫ.1 ЛГРОИШЕНЕРШЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОБ О ОНО ПА Г С; Е ПАРАМЕТРОВ И РЕЯКОВ РАБОТУ РОТАЦИОННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ МЕШРЯДНОЛ ОБРАБОТКИ КАРТОФЕЛЯ

05.20.И - Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ИПСАлМИЕВ Эдгар Ггамханович

'¡йПяС/.нск -

1993

Работа выполнена на кафедре "Эксплуатация машинно-тракторного парка" Челябинского ордена Трудового Красного Знамена государственного агроинженерного университета.

- доктор технических наук, профессор А.П.Дорохов

- Заслуженный деятель науки и техники РСОСР, доктор технических наук, профессор В.И.Виноградов

- доктор технических наук, профессор Р.С.Рахицов

кандидат технических наук, доцент В.В.Хаданович

- Вино-Уральский НИИ плодоовоще-в о детва и картофелеводства

Защита состоится " ¿7 " мая 1993 г. в часов на заседании специализированного совета К 120.46.01 Челябинского ордена Трудового Красного Знаиени государственного агро-инхенерного университета по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И.Ленина, 75.

С. диссертацией модно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " " fif/ie/LP 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета каьд. техн. наук, доцент

Научный руководитель Научный консультант

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

А.А.Патрушев

ОГ''ДЯ ХАРАШРЖТМА РАБОТЫ

Актуальность работы. Возделывание и уборка картофеля па тяжелых по механическому составу почвах сопряжены с большими сложностями в плане создания благоприятных почвенных условий как для развития растений в период вегетации, так и для качественной работа уборочных папин. Наряду с ¡.изкой урожайностью, до 120-150 ц/га, уборка осуществляется з основном немехаш зирован-яьв.'и способами, затрата труда достигают 3-3,5 чел.ч/и Используемые картофелекопатели, из-за перегрузки сепарирую' та рабочих органов плотными комками почвы, формируют не полный залок клубней, до 40-50 % которых засыпается неотсепарирован ой частью почвы. В результате потери посла ручного подбора достигают 25 Применение' картофелеуборочных комбайнов ограничено вследствие низкого качества работы, чистота клубней в таре не превышает 60-75 при этом повреждаемость клубней достигает 30 %.

Один из способов реазния задачи увеличения урожайности и повышения качества работы уборочных машин - возделывание картофеля по гребневой технологии, предполагающей создание условий развития клубней в зоне гребня выше уровня междурядий с помощью агротехнических приемов. Ыалкая посадка и формирование зоны развития клубней из рыхлой почвы при междурядных обработках путем наращивания гребня, способствует сохранении структуры почвы на протяжении периода вегетации и улучшению качества сепарации почвы при уборке за счет подкапывания клубненосного пласта по рациональному сечению, исключая уплотненные междурядья. Однако недостаточная эффективность рабочих органов для междурядной обработки по качеству обработки и формирования гребня на позволяет достичь существенного результата. При этом увеличивается вероятность озеленения клубней в результате воздействия солнечной радиации.

Таким образом, вопросы связанные с изучением факторов, влияющих на расположение зоны развития клубней в гребне, изыскание рабочего органа, позволяющего обеспечить требуемое качество обработки посадок, являются актуальными.

Цель работы - повыпэние урожайности картофеля и качества 1 работы уборочных машин, путем улучшения качества междурядной обработки и создания условий для развития клубневого гнезда х во-"" яе гребня выив уровня междурядий за счет применения ротационного рабочего органа с пассивным приводом.

Объект исследований. Процесс распределения клубней в гр< не и технологический процесс взаимодействия ротационного рас чего органа с почвой в иеядурядье и на склоне гребня.

Предмет исследований. Выявление закономерностей влияния глубины посадки и высоты гребня на качество клубней, качест) работы уборочных машин и закономерностей изменения показать качества обработки посадок картофеля от параметров н peauKOi работы ротационного рабочего органа.

Научная новизна исследований заклвчается в следующем:

- разработана и проверена экспериментально вероятностна; модель распределения клубней относительно периметра гребня;

- разработан рабочий орган ротационного типа с пассивнш приводом для мездурядной обработки картофеля;

- составлена математическая модель взаимодействия рабоче органа с почвой в процессе обработки с учетом возникающего i пассивном приводе буксования;

- получена зависимости показателей качества обработки пс садок от параметров и режимов работы ротационного рабочего с Гана.

Практическая ценность. Определена оптимальная глубина пс садки, обеспечивавшая, при доступной для формирования окучи-ваювдми рабочими органами высоте гребня, расположение зоны клубнеобразования в гребне выше уровня мехдурядий. Обоснова! конструктивные параметры ротационного рабочего органа для ме дурядной обработки картофеля.

Внедрение. Опытныо образцы рабочих органов проали прокз! ственную проверку в совхозе "¿¡услшовский" Челябинской облас . Апробация работы. Основные положения диссертационной рас ты докладывались на научно-технических конференциях ЧГДУ (4ÜÜ3CX) в 1289 - 1992 гг., на научно-технической кснфереицл Банкирского СХИ в IS9I г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 i бот, в том числе "Еолохлтельное решение" по заявке fc 489928/

Структура и объем работы. Диссертационная работа состой: иа введения, пята глав, выводов, библиографии (115 наименова яиЯ) и прйлоашшя (63 е.). Содерханио работы изложено на I7C страницах, включает 8 таблиц, 62 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работ, кратко описывается ез содержание.

В первой глазе приведена краткая характеристика картофеля и условий произрастания, проводен анализ работ по возделыванию и уборке картофеля и тяяелых потаенных условиях и влия' и» фи-зико-механнчес.тах свойств почвы на развитие растений и качество технологических процессоз.

Анализ исследований Пивченкова К.А., Дорохова Л.'., Фомина U.U., Печерцева H.A. и др. показал, что наиболее пр смлокид способом улучшения условий развития растений и повышения качества работы уборочных катин на тяяелых почвах является возделывание картофеля по гребневой технологии. Создание условий для развития клубней выше уровня междурядий в зона гребня, сформированного путем постепенного наращивании в период междурядной обработки, позволяет: обеспечить развитие клубней в рыхлой зоне гребня, при этом структура почвы в гребне сохраняется до периода уборки; снизить поступлений плотных почвенных комков па рабочие органы уборочных иешин за счет уменьыешш глубины подкапывания в неядурядьо и забора клубненосного пласта но наиболее рационально!.]у сечению.

Условий.;:! расположения клубней в гребне приняты:

- расположение клубней в гребке вше урогня междурядий;

- формирование гребня объемен, предотвращающем выход клубней на поверхность почвы в процессе развития.

Анализ исследований Кузнецовой H.A., Фомина П.И., Дорохова А.П. и других ученых показывает, что при мелкой посадке, в результата недостаточной эффективности окучивающих рабочих органов по качеству обработки и формирования гребня, принятые условия остаются но реализованными. Поскольку.клубни в процессе развития распределяются по некоторому объему, разморы которого варьируют в относительно больших пределах, основными факторами, влияющими на расположение клубней в гребне являются глубина посадки и высота гребня. Взаимосвязь и рациональное сочетание этих факторов с точки зрения выдвинутых условий требуот разъяснении в теоретическом и экспериментальной плане.

На основе анализа работ Новикова H.H., Дорохова А.П., Вав'о-ра B.Ä., ТараоюК BJL., Паачонкова К.А., Кононученко C.B. и дру~

гих исследователей, сделан вывод о целесообразности изысканий и обоснования рабочего органа пропашного культиватора, удовлетворяющего требование технологии по качеству обработки и формирования гребня.

Разработан рабочий орган ротационного типа с пассивным приводом, обеспочиваюций актигуа обработку кеядурндиН и с;слонов грэбня (рис. I). Новизна рабочего органа подтверждена "Полоаи-толыпл/. ревенной" по заявке Ьз 4899287/15.

Привод рабочего органа осуществляется за счет сцепления почвозацелов с почвой, а процесс обработки склонов гребня и его цар&цпванпо коническими вннтоиики поверхностями (рис. I). Основ кия паракстраиа рабочего органа являются: ■

- угол восхождения конических винтовых поверхностей - ск ;

- угол установки рабочего органа в продолъно-вертпкилыюй плоскости - А ;

- шрнна винтовой поверхности - а ;

- количество винтовых поверхностей - Цш

- количество почвозацепов - А/

Основываясь на проведенном анализе, исходя из цели исследований, сфорыулированы следующие задач]! исследований;

1. Теоретически обосновать и экспериментально проверить глубину посадки и параметра гребня, обеспечивающих расположение эо-ни развития клубней в гребне вше уровня ыеидурядий.

2. Теоретически обосновать параметры ротационного рабочего органа для иездурядной обработки картофеля.

3. Разработать и изготовить опытные образцц рабочих органов, экспериментально проверить теоретические исследования по обоснованию параметров рабочего органа, дать сравнительную оценку по качеству обработки посадок с существующими рабочей органами.

4. Провести топливно-энергетическую и технико-экономическую оценки результатов исследований.

Зо втопой главе рассматриваются вопросы по обоснованию глубины посадки и высоты гребня, параметров и реаков работы ротационного рабочего органа."

Оптимальная глубина посадки а высота гребня определялись на основа разработанной вероятностной модели распределения клубне:! в гребно (I), в основу которой вовло предполонекиэ о то;:, что распределение клубней в гребно ыокно описать эллипсов рассеивания. Б кодеяи приняты следувздо допущения:. всо случайные вели-

P(B)=Í-

0.5 + %(a'*lH¿h,/i-8j

чины подчиняются нормальному закону распределения; центр эллипса рассеивания совпадает с вершиной паточного клубня; профиль гребня в поперечной сечении представлен в форме трапеции.

г * ' Ij^ñf^^tii)

где PÍBl- вероятность расположения клубней вне зоны rps ля (на поверхности почвы); PIAI- вероятность расположения клубне;! них о уровн ыежду-

рядай; % - функция Лаплас а; htИ - высота гробня соответственно пород и после обработки; ß' - ширина верхней бровки гребня (ширина верхнего.основания);

а' - средняя глубина посадки; ¿x,¿'r~ среднеквадратичное отклонение эллипса рассеивания соотвотстзенно по осп Л и у

(ló\f-~(f +6o)'+(óa>)'; (¿J)=(j Hsf+lwf); а,8- средний радиус клубневого гнезда соответственно по вертикальной и горизонтальной осям; 6a',6i'~ среднеквадратична отклонения паточного клубня соответственно по глубино посадки и относительно линии рядка; Á - угол естественного откоса почвы. Это позволило представить принятие в первой главе условия расположения клубней в гребне в видэ вероятностей PIA) и Р(В) .

Расчеты производились с использование« опытных данных по размерной характеристике клубневого гнезда Литвинова А.П., Дорохова А.П. На основе расчетов сделан вывод о существовании оптимальной зоны по глубине посадки из условия минимальных вероятностей Р(к) и P{ßl (рас. 2). Оптимальная глубина посадки, при вероятности Р(8}= 3 JS (согласно агротехническим требованиям по количеству "зеленых" клубней), вероятности расположения клубней иияе междурядий - Р(А}= 5 % ;г высота гребня но менее 23 см, составляет 8,5 см (рис. 2).

Обоснованиа параметров рабочего органа выполнено на основа кинематического и динамического анализа движения материальной

G

точки по конической винтовой поверхности.

Составлено уравнение конической винтовой поверхности с посюянныч углом восхождения винтовой поверхности - А (рис. I), при условии равенства подачи почвы у меньшого и большего оснований рабочего органа (2).

х = (R0e*"->-a)-cos4>

<

у^ррв^+а)-sin? z=F4eK,r-i)ctgr

8n((H/Ro)tgí + i)

C" ' "

где fíe - радиус меньаого основания рабочего органа; <Р - угол поворота рабочего органа; В - ширина кинтовой поверхности у нижнего основания; X - угол конусности конического барабана рабочего органа; U - высота конического барабана рабочего органа; К - параметр логарифмической спирали ( К- sin<?/igJL) . ila основе динамического анализа движения материальной частицы по коничоской винтовой поверхности определено уравнение взаимосвязи параметров и режимов работы рабочего органа, позволяющее определить угол мазлу абсолютной и переносной скоростями двихония материальной точки - Я (угловой. параметр ).

А (5)

. 9 ' ег-в*а-ен<-с ' где e=smÁ-cos3/sin(¿ +Я);

A =cos(á-costil)-tg^*-^)-sm(S*¿tsm£->-cosí-íg'fi -J» ; B-ígñ!cdj3 - sm3 -tgfd* WJ; C- l+{l -í/s'"f)-cigf-tgt¿,*¥t) ;

D=cosM-sinJ}-tgU +tft¡; £=orccostn/íh) •£;

¡i; - текуп'пй Bseunail радиус краденин конической вантоьой

повзрхносзн( Л;-/?/ -í!c); 9t - радиус расположения лочзозац-мюа; г/ - ускорен и j свободного падения;

'Р<, Й- У-глы трения соответственно почвы о сталь и почвц о лочву;

к - угол 11 клона рабочего органа в поперечно-вертикально:'. плоскости; СО - частота вращения рабочего органа; • Я ~ углов о:', параметр (угол между абсолютной и переносной скорости:.;:! .материальной точки); Г; - текущий внутренний радиус конической винтовой поверхности;

с/. - угол во.схо-хдеипя конической винтовой повару .ости; (X - угол установки рабочего органа в продольно вертикальной плоскости. Определены: уравнение взаимосвязи величины пара .ивания гребня (высоты гребня) от параметров и рекииов работ ротационного рабочего органа (4) и уравнение момента сопротивления рабочего органа лрй взаимодействии винтовых поверхностей с почвой (5).

^ (Я?агссм[£1 - -фш! ■ т(Л -Кш-

0.5(0.5N й! ■ ¡та <■£)

где с! - величина нарадукания гребня; М - пирина междурядий.

где со^а+бг))

В 1 = 1дЪ -СозЛ(1+&) , Я; = Й, -Яс , Я; ^Пое'^а. П

5т

X'- объемный вес почвы;

Мс - момент сопротивления вращению рабочего органа при взаимодействии с почвой. Количество почвозацепов пассивного привода определялось на основе оценки стабильности крутящего момента по относительному

показателю П : •

ь

'»■йй»1 ■ ■ <6)

гдз п - относительный показатель стабильности;

¿8 - допустимое отклонение величины крутящего момента

( л В =0.03Мср)1

лМ - абсолютное отклонение момента от среднего его значения (амплитуда колебаний величины крутящего мо-_ иента);

Мсй - средний крутящий момент. Расчеты крутящего момента на пассивном приводе производились по уравнению (7) путем нахождения суммы усилий, возникающих на каждом из почвозацепов, взаимодействующих с почвой при фиксировании угла поворота с интервалом 5°. Согласно расчетов, условию стабильности крутящего момента удовлетворяет количество иочвозацепов - 8 штук.

Мм = йс (ь г ■ В Гм(ксн + ), (7)

ГД8

8т^Ъ-ШтЧ'+СсоМ), Вт[х!= МВсоз1? С мп1?)

]/а- абсолютная скорость почвозадепа;

Ул- поступательная скорость агрегата;

^ - кинематический реким ( А = I); объемный вес почвч;

Л,С,В - высота, толщина и ширина почвозадепа;

- коэффициенты соответственно удельного сопротивления на смятие почвы и предельное напряжение почвы па сдвиг.

С целью изучения, влияния конструктивных параметров на технологический процесс и определения оптимальных параметров рабочего органа, разработана математическая модель взаимодействия рабочего органа с почвой, реализованная в виде программы на языке "БЕЙСИК". Структурная схема модели приведена на рис. 3. В модель зоил и уравнения (2), (3), (4), (5) и (7), а 'такло эмпирические зависимости коэффициентов трения почвы о

сталь и почвы о почву от влажности почвы (рис. 3). В качестве критерия, согласно задаче исследования, была принята величина наращивания гребня (высота гребня).

Для реиения уравнений (I), (7) и расчзта величины буксования пассивного привода использовались методы отыскания оптимума (метод деления отрезка пополам, симплексный метод).

Расчеты показцзают, что угол восхождения винтовой пот .¡рх-ности Л , соответствующий максимальной высоте формирс ¡ания гребня, в зависимости от угла установки рабочего орган? Я и влажности почвл IV находится в пределах 25...32 гр д. (ряс. рис. 5). Учитывая, что угол Л - конструктивный параметр, а угол О, - регулировочный, угол восхождения винтовой поверхности <к бал принят из условия удовлетворения внеанкм фактором (влажности почвы), с точки зрения стабильности рабочего процесса. На рисунке Ь изображена зависимость критического значения угла о( от угла установки рабочего органа й при различной влажности почвы, из которого видно, что наиболее близким к критическим значениям угла <к при разной злажкости является угол <1 = 28°.

Для экспериментальной проверки теори^нческих расчетов при-1яти пределы изменения угла 1 = 20..Л00, угла й =0...30°, ¡корости движения агрегата Уп = 1...3 ы/с.

В третьей главе приведена программа и методика эксперимен-альних исследований, описаны экспериментальные рабочие органы, спользуеиые приборы и оборудование.

При подготовке к проведению эксперимента изготовлены гроб-еысры для снятия профиля гребня в поперечном сечении. Для ре-лстрации частоты вращения рабочих органов и путензыернтельно-5 колеса били изготовлены контактные датчики. Разработана схе-1 соединения датчиков с регистрирующей аппаратурой. В качест-> регистрирующей аппаратуры использовался свето-лучевой осцил-»граф К-12-22.

Изложены методики проведения:

- основного эксперимента по определению зависимости показа-лай качества междурядной обработки от параметров рабочего ор-на;

- сравнительных исследований по качеству обработки посадок;

- исследований влияния глубины посадки и высоты гребня на «ество клубней и качество сепарации почвы рабочими органами

уборочных мапин.

Для проводения основного эксперимента бш выбран трех:.ак-сорний план Бскса-Беккани при трех-уроваева- варьировании .-акторов (табл. I).

Таблица I

Уровни т:ср1.:тгг>т

Факторы о -

}:1 - угол восхождения кшгего.': поверхности - л , -'¡¡ад. 4 0 30 20

- угол установки рабочего органа ь продол:,:;о-верт.;:;ал ¿пой плоскости - И , гг-сд. 30 15 0

-з - поступательная скорость агрегата - \'П : м/с О I

Сравнительные исследования по качеству обработки проводились совместно с реализацией плана эксперимента. На один культиватор КРН-4,2 устанавливались экспериментальные и серийные рабочие органы: окучник "ДБ" к трехъярусная стрельчатая лапа конструкции НЛИЯХ. Критериями качества обработки посадок били приняты следующие показатели:

- высота гребня ( й );

- качество кроаения почвы ( Кр);

- качество уничтожения сорняков ( Кс );

- степень повреждаем сети растений ( Кг ).

Для общей оценки качества обработки по четырем критериям предложен обобщенный критерий Г , представляющий произведение отношений каждого из показателей к максимально воакоанш или регламентировании^ агротехнический; требованиями их значениям. Показатель Р • является безразмерной величиной с пределом изменения от 0 да I, и изменение любого из показателей отражается на его значении, прячем при ухудшении качества по какому-либо показателю до предельно низкого (Кр-*-0, Кс-^О, Н-*-0, Кп — I) обобщенный критерий - /"—О.

С целью определения показателей для топливно-энергетической и технико-экономической оценки результатов исследований,

ведены срагялгалыше исследования на опытном и лроизвод-

зниом участках посадок картофеля. На опытном участке посад-осуществлялась на глубину 8,5-9 см, а меядурядная обработ-комплектоь зкспзрпмел:^льных рабочих органов. Междурядная ыботка на производственном участке проводилась рабочими ор-ами конструкции Н1ШХ. Лсследования состояла в определении изателей состоянии почвы в период уборки, урожайности, каша клубней, эксплуатационных л качественны:: показателе!! dîu уб ороча их майи«.

Обработка результатов исследований осуществлялась по обце-irnmu методикам обработки экспериментальных данных. В четвертой главо приведены результаты экспериментальных ;;одовани»; и их оценка.

Результаты исследовании опытных участков с разной г.чуб;.-посадки показали, что глубина посадки и высота гребня су-гвенно влияют на качество сепарации почвы рабочими органам» гофелеуборочных ьашш и наличие клубнзи, подверженных зоз-зтвив солнечной радиации (количество "зеленый" клубней), «шение глубины посадки и увеличение высоты гребня способ-гот повышения качества сепарации почвы (рис. 7), при этом 1чество "зеленых" клубней возрастает. На основании анализа ?ных данных установлено, что глубина посадки, исходя из ус-1Я обеспечения наилучшего качества сепарации почвы при nain "золеных" клубней в рамках агротехнических требований более 3 доляпа бить в пределах 0-9 си. при высота греб-1о менее 18-19 си. Учитывая влияние факторов уплотнения и >упоная гребня в пориод мекду последней операцией с наращи-ieu гребня и уборкой в среднем на 20 ?о (рис. 6), высота фор-»вания гребня окучивающими рабочими органами должна состав. не менее 21-22 см, что согласуется с теоротичоскими расче-

Эллипс клубневого гнезда (при глубине посадки 8,5 см) по ■ным данным расположен в зона гребня (рис. 6) с некоторым онением от предполагаемого эллипса рассеивания, что объяс-■ся влиянием неучтенных в вероятностной модели факторов, лом отклонение не значительно (в пределах ошибки измере-. Более того, эллипс рассеивания не ограничен конкретным усом, а является отражением поля вероятности. По результатам исследований технологического процесса рабо-

тц ротационного рабочего органа получзни математические зависимости влияния параметров и режимов работы на показатели качества междурядной обработки. Зависимости представляют следующий вид:

высота формирования гр-хшя (Р = 0,95),

Н = 2?.16*РШХ1 -1.5Ни5,<гХз 4.98x1 -2.25x1; (Ю) степень прошения рсчвы (Р = 0,50),

К? = 76.95 * /./•/ ■¡7 -3.86 Хг * 6.$Х] -2.94 -3.3X1) (И)

степень упичтокенин сорннкор (Р - 0,515),

Кс = 8М-5.75Хг +$.9Хз -2.16x1 (12)

. степень повреждаемости растений (I1 - 0,53),

Кп = З.ЧЗ-£.СХг*?МХз +0.64?! + 1.75 Хг . (13)

Анализ зависимостей (10 - I*) показываем, что наиболее существенное вл'.ишпе на показатели качества обработки оказывают скорость движения агрегата - Уп (Х^) и угол установки рабочего органа - й (ЗС^),

Поскольку угол установки рабочего органа - в (Хд) предполагается как регул(фрврадчй| а уш врохохдшшя винтовых поверхностей портрянцщ! конструктцвнцы параметром, нахождение оптимальных их аначениИ пррродилоо)ь с «(¡пользованием разных критериев. Угрл вррхонденич винтовых повчр*ноатай, согласно задаче исследован^), определялся походя из условия формирования грэбня максимальной высоты, а угол установки рабочего органа и скорость движения агрегата по обобщенному критерию качоотва - .

Высота формирования гребня - Н (рис. 8) с увеличение« параметров Л и ¿3 возрастает до максимума, затем сникается, что подтверадает теоретические расчеты по влиянию параметров

Д. и С( на высоту формирования гребня (рис. 8) и существование экстремального значения. Максимальная высота гребия соответствует углу Л =.32°, который и был принят как постоянный конструктивный параметр.

Для определения оптимального угла установки рабочего органа А и скорости движения агрегата ]/п , били проведены расчеты обобщенного критерия - Р с использованием зависимостей (10 - 13) при угле Л = 32°. Поверхность отклика (рис. 9) представляет собой выпуклую сферу, имеющую общий максимум. Расчеты с использованием симплексного метода нахохдения оптимума пока-

эвли, что /^в/ = 0,39 соотвзтстзуа? углу Д = 15° и скоростл ьгрегата |/л = 3,1 и/с. Такта образом, наилучшее качество обработки ло обобщенному критерии - Р достигается при в = 15° и Ул =2,1 и/с.

Результаты сравнительных исследования экспериментального рабочего органа с серийными (окучник "ПВ" и трехъярусная стрельчатая лапа конструкции Н111Щ) показали, что эксперицентальчцй рабочий, орган более эффективен: по качеству кроаения почвы на 15 и « по степени уничтожения сорняков на 21,8 % и 12 по высота формирования гребня на 20,8 % и 12,50 степень повреждаемости растений не превышает 5 %

В пятой главе приведены результаты топливно-энергетической и технико-зконоаической оценки исследований.

Установлено, что посадка на оптимальную глубину, позыаениа качества мсндурядий обработки и форсированно объемного гребня способствует: повыазннэ урожайлостк картофеля на 20,2 ц/га, уненьаешш количества "зеленых" клубней ¡1а 52,2 улучшению качества сепарации почвы на 33 ¡5; снижению потерь клубней на ЦЬ повышению производитальности уборочного агрегата на 31,1 %

Снижение затрат топлива на 1В % и энергозатрат при уборка на 13,3 а такие повышение урожайности картофеля и снижение потерь при уборке позволило повысить энергетическую эффективность возделывания картофеля на 22

ОБЩ® ВЫВОДЫ

1. Для возделывания картофеля на тяжелых по механическому составу почвах наиболее целесообразной является гребновая технология, эффективность которой достигается за счет улучшения почленных условий для развития растений в период вегетации и повиаэния качества работы картофелеуборочных цаиин.

2. Разработан ротационный рабочий орган с пассивным приводом для междурядной обработки картофеля, обеспечивающий формирование объемного гребня для создания условий развития клубней выше уровня междурядий.

3. На основе вероятностной модели распределения клубней в гребне теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены оптимальная глубииа посадки и высота формирования гребня, обеспечивающие развитие клубней в зоне гребня при минимальной

вероятности выхода их на поверхность почвы :

глубина посадки - 8...9 см;

- высота формирования гребня не менее 21 см.

4. В результате теоретических и эксперт/,ентальных исследований установлено:

- для достижения стабильности процесса обработки и наращивания гребня угол восхоидения винтовых поверхностен ротационного рабочего органа должен быть постоянным, что обеспечивается конической винтовой поверхностью, описываемой логарифмической спиралью;

- количество почвозацепов, из условия стабильности создаваемого момента пассивным приводом, должно быть не менее 8 шт.;

- оптимальный угол восхождения конических винтовых поверхностей по высоте формирования гребня составляет 32 град.;

- оптимальное количество конических винтовых поверхностей на рабочем органе - 4 шт.

5. Получены зависимости показателей качества междурядной обработки от параметров и ренинов работы ротационного рабочего органа. Определены: пределы изменения угле установки рабочего органа в продольно-вертикальной плоскости - 0. = 0...30 град.; диапазон.рабочих скоростей агрегата - ]/п = 1.5...3 м/с. Наилучшее качество обработки достигается при 0 = 15 град, и

\/л - 2,1 м/с, которые обеспечивает формирование гребней высотой 23 см, степень крошения почвы - 82 %, степень уничтожения сорняков - 96 %, степень повреждаемости растений не более 5

6. Установлено, что посадха картофеля на оптимальную глубину и междурядная обработка с использованием ротационных рабочих органов способствует: увеличению урояайности на 20,2 ц/га; уменьшению количества "зеленых" клубней на 52,2 % (до 2,8 % по массе клубней); повышению качества сепарации почвы на 33 %•, снижению потерь клубней на 44 %\ увеличению производительности уборочного агрегата на 31,1 %.

7. Энергетическая оценка результатов исследований показала, что снижение расхода топлива на возделывание картофеля

на 18 % и энергетических затрат при уборке на 13,3 повыше, ние урожайности и снижение потерь позволило повысить энергетическую эффективность технологии возделывания картофеля по сравненшо'с производственной на 22 %.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следуюцих работах:

1. Повышение качества кеханизированной уборки картофеля // Инженерное обеспечение механизированных процессов в растениеводстве: Сб. науч. тр. / ЧШЗСХ. Челябинск, 1950, с. 59-52 • (соавтор Дорохов il.fi.).

2. Обоснование геяюзогачгскшс карсазтров гребни при гоздв-ливиякк картофеля // ¡¡зв^епла эФЗзкгашоста прохзюдетзгнтог крцассоь в р^иенкзводсгиз: Об. науч. тр. / ЧГЛ7. Чойпбииси,

, с. 25-33 (сс'.-.'йтср*Доро::оь А.П.).

3. С5гц1;' к&чзстаз ьендурадвой обработки // Заалей иегзузоьскод научно-технической конференции. -^¡а, 1552, с.

¿¡ссяедование тзхпологлчзского процесса работы ротационного рабочего органа пр.: обрибо?кз картофеля // СоБсрлепствоганле катодов использования и обслуживания техники в сельской хозяйстве: Сб. науч. тр. / ЧГАУ. Челябинск, 1992 (в печати).

5. Расчет крутящего момента на пассивном пр.чеодз ротационного рабочего органа // Совершенствование методов использования и обслуживания техники в сельской хозяйстве: Об. науч.

тр. / ЧГАУ. Челябинск, 1992 (в печати).

6. Устройство для отделения картофеля от почвенных комков. -Тюмень, 1989. - 14 с. - Рукопись представлена Тюменский Ш1. Деп. в ЫШТЗИ агропрсыа, 1989, |е 169БС-89 (соавтор Нернаков

А .А.) ■

7. Положительное решение Госномизсбретзний СССР по заявке » 439928/15 - (001653) от 03.01.91. Секция культиватора (соавтор Дорохов А.П.).

Лоописоцо печати 1$.с</.9$ Формат 60*9&. . Тираж 100 ?рз. За^яз а/233 ЧГАУ.

Рио. I. Ротационный рабочий орган с пассивным приводом: I- ось вращения, 2- конический барабан, 3- конические винтовые поверхности, кольцо соединительное, 5- почзозацэп, б~ соединительная крестовина, 7, 8, 9- крепежные детали.

Pix. 2. Поверхность отклика- вероятностей появления

событий А и В при изменении глубины посадки - О и высоты гребня - Н.

1и

Сис.3. Математическая модель взаимодействия ротационного рабочего органа с почвой.

Рис. б. Динамика изменения профиля гребня относительно уровня междурядья в период уборки и расположение клубневого гнезда в гребне: I, 2, 3- профиль гребня соответственно после посадки, после окучивания, перед уборкой; О , В -соответственно распределение клубней в гребне по экспериментальным данным и теоретическим расчетам.

AU i6

12

Q = 6cm. / \

0-9см. V --

10* ***

, \ чС/= 12см.

80

60 w

•12 Л IS 13 Н,см.

Рис. 7. Слияние внести гребня И на качество сепарации почвы Д/ н количество "зеленых" кяубнсЯ А/з при разной глубине посадки:

- - количество "зеленых" клубней;

— — --- качество сепарации почвы.

CL.rpad. Q

Рис. Ö. Зякяние изменения угяоп <С к й на зусоту

ропания гребня И при скорости вгрегэтз V => 2 кг/о а влажности почвы 1-/-I9 Ü.

7.5 И 1$-° 22-5 9. грей». V

Рис. 9. Злиянис изменения угла б и скорости хзигзния агрегата V на обобвеннай критерия Г при влажности V/ = 19 %.

го го