автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологического процесса сепарации грунта при подкапывании картофеля и параметров комбинированного подкапывательно-сепарирующего рабочего органа картофелеуборочной машины

ІНСТИТУТ МЕХАНІЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРЮЇКАЦП СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА А пУІ{?АІКСЬК’0Ї АВДЕМП АГРАРІЙ НАУК

РГб Он . ümscp ум® . •

2 7 КЮН 199^ „

На зпразах рукопису

ШУМИЛО МИХАЙЛО ШХАЙЛОШЧ

ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ІРЩЕСУ СЕПАРАЦІЇ ГРУНТУ ПРИ ПЇдаОПУВАННЇ КАРТОПЛІ

î îHPMSTPlB шмноашого пїдатиїьйо-сшрлного

’ РОБОЧОГО. ОРГАНУ МРТОІШЕЗШРАЛЬНОЇ ШШШ

Спеціальність 05.20.01 -гготанізйдія еільськагогшдарсьзого гирг€яицгеа

Азторгфэра* дисертації

на адсбузта таукозог® знутаня яакдаата технічних тау я

Гловаха - 1994

Дисептацією с пукопие наукової пващі, • -

Робота виконана в Інституті механізації та електрифікації сільського господарства Української академії аграрних наук.

Науковий керівник - кандидат технічних наук,

старший науковий співробітник . '

. ' ЗАВГОРОдаІЙ А.Ф. ■

Офіційні опоненти: доктор технічних наук,

професор, академік УААН НАГОРНИЙ М.Н.

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник' КОНОЯУЧЕНКО ВоВ„ -

Провідна організація: Інститут картоплярства

Української а'кадеиії аграрних наук

Захист відбудеться " 1994 р. о год.

на засіданні епеціалізозаної вченої рада в Інетигуїі механізації та-електрифікації сільського госаодаретва Української академії аградаих наук за адресов: 255133, Київська область, Васильківський район, еит. Глеваха-Х, вуя«-Вокзальна, II. .

З дисертацією можна ознайомились в бібліотеці Інституту механізації та елекгвкфїкації нільського господарства УААН за вказаною виїде адрееоз.

Азтзреферат розісланий " сі и <9 6____________ 1994 року.

Вчений сзксзтас —' „

спеціалізованої вченої ради ^^^^^К^ІТИЦИШН Ы.1.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

' Актуальність теми дослідження. Найбільш трудомістким і на-дозтатньо механізованим процесом в загальному комплексі робіт по виробництву картоплі е збирання, на котра припадає 45...60 % яід загальних витрат праці. Зменшення витрат праці на збяранні картоплі досягається подальша« удосконаленням всіх елементів цього'процесу і пера за все - сепарації підкопаного бульбоногного аару грунту. Процес відокремлення грунту відзначається цілою низкою фагторів: структурою і вологістю грунту, засміченістю її камінням, етаном бадилля і'деякими іншими. Ііри збиранні картоплі-на ванких грунтах, особливо з вологістю вгацв або нижча оптимальної, витрати праці: помітно зростають, тому що ефективність роботи картоплезбиральних вонбайнів в цих умовах різко знкнуеться. Тому при таких уиовах н® збиранні доводиться відмовлятись від використання кар-.токяєзбнрзльнях комбайнів» В оптималькнх грунтово-кліматичних умовах існуячяиз робочими органами мояливо відокремите дз 90 % грунту. При наявності допоміжна пристроїв в середніх умовах досягається шйзе повне відокремлення грунту від бульб. Однак, використання ісцуптах допомігших пристроїв пов'язане з ускладненням конструкції иаоти і збільшенням поткодяетія бульб. Робота існуючих картоплезбиральних иаикн в умовах середа« і ваших грунтів підвищеної або низької вологості незадовільна і сулроводяуетьея недоетагаьсв сегарацієв пороху, до зумовлюється несприятливими для сепарації фізико-механічниоі властивостям?» грунту і непристо-еовшіст» робочих органів для роботи е таких умовах. Тому удосконалення існуючих і розробка нових методів- і робочих органів для покращання сепарації грунту в еааливим і актуальним завданням.

Об’вст дослідження - процес роботи комбінованого підкоцуваль-ве-е®парувчоро робочого органув що являв еабов пасявні лемеші і активні пруткові барабани, встановлені на картоплезбиральному комбайні. . _ . .

Нетто Роботи е покращення якоеті і шдаищешя продуктивності рвйвтн іїАрдатж®абкрйльноХ машни на еарддиіх і важких грунтах.

ШШЗт^й£МЖШі^Ли;РАЇШ£%‘ йзїедяка таорзтячних дослід-гекь базувалась на основі кехан іжа-твхиглогі «тої моделі обгрунтування пгргнеїріа за їх взаємозв’язку. Експериментальні дослідження агконув&ГЕСь а ногьгЕкг: увозах за допокеїгсв епеціальнс розробленої вквнзрннгнталької увгаяеввв га ааєяоеуваняї ак^ізу 2фс<3 по загально прийнятих мзтодккахс, Пря арогодекні егеперииентааьннх

з

досдідаень застосовував стандартні прилади та зкиірвг&льцу агарг-'«УЕУ. Одераааі дані обробляли ав?едо« регресивного аналізу із з&еїоауе&юш; ЕОМ. • . ‘ ..

' Обгрунтований пркздшово но-

вий путвж 'фоботи комбінованого підк0«чгв£шьн0-сваа5уі8ч0?0 рабсчо-го органі' для картоплезбиральної адащ. Теоретична сб?$ушгс8щіо основні параметр* і реашга роботи комбінозаког© аідшувально* сепаруючого робочого органу, розроблена нсаограга для ils ваїзру. Одауааai piESfiiSif, регрзсії, цо яаракггрязіуагьї вгаю ceesyuasol кйкдпссті pyay изюпгй і кутової швздкосі'і обершшя ввувдвдв &-рабанів на веиарацію грунту і такодяешя бульбї ввлйв цодаші ва пруток яруткошж барабанів на.вїратк бульб в їх.еорадвну* а saara «сказ куте аадашу бульб прутковими барабанами на »грам бужьб0 цо не «азснлено нимй’ а боків пруткових барабанів.

,Пт».кт>ічиі результати і новизна. Запропоновано і екеверинак» їбльяб обгрунтовано принципово нову конструкцію к&роплеабир&аь«а-ги комбайна s ксабійовонш підксдувальио-сепарукщш робочий органом для збирання картоплі на середніх і ваяких грунтах. Результа» . їй дослідяень шікоркетовуютьса проек^іо-конеїруаїорвькі'аю органі-заціямк при розробці конструкцій картоплезбиральних мавші язя середніх і вазках грунтів. На нові конструктивні ріабкия одеркаао. авторські свідоцтва і&' 762779, 893162. ", '1J

На аахис? вносяться: опосіб підоиздннк ефзкгазкбкгї арсцесу роботи яідкодувально-свшвгютгих .робочі«.органів хартоплезбйральаоі намиті із застосуванням пруткових-• барабанів а лочіВДу ni&iosjss.'mm для інтенсифікації сепарації; теоретично і екокеркштикіно-обгдек-тозамий технологічний процес, пароміри і рвлиі^ї роботи комбінованого підкопувально-сепарузчогс робочого органу;, конструкція комбінованого підаочуеально-обпа|аячоге робочого органу, для підкопування картоплі, руйнування грудок і сепарації грунту„

Апробація .роботи» Основні подвоєння дисертаційної роботи схвалено чауково-технічнею радов ДСКБ по машинах для вирощування і збиранії« картоплі (м.?язань 29 яовгня • Ї984 ;р. ) «; Es-гемі дкезргації оцубліковано 8 праць; в тому числі два авторських евідоцїва т винаходи,, ' ■ ' .

Предмет і ступімо зпмоваазтння. Картоплезбиральний комбайн s комбінованим відвоз&абяьио-еепгйувчаи робочий ергансм apXsea.xatfo* ра^аряо-зольові випробування, господарську aepesîç^ÿ % eçosîs'os 1953“Ї986 pp. працював у дослідному гоеподарсїсі "Кар*ялівка* і

-дгоспі "Калинівськнй" Васильківського району Київської області, в основі результатів досліджень запропонованого робочого органу оздоблені анхідяі вимоги ка малини для збирання картоплі; чоти-ьохрядкнй нопач-залкоутворвзач, дворядний комбайн і копач. Вимоги атверджвяо Мінсільгосппродом України (24.12.1993 р.). .

Результати досліджень прийняті ІЖБ '’Прогрес” і використовуються ри розробці чотирирядного картоплекопача-валкоутворюзача, якого клачено у Національну програну виробництва технологічних кошілек-ів і обладнання для сільського господарства, харчової і перероб-ої промисловості України. . '

Ефективність зтювадяесття» Застосування комбінованого підходу-ально-сепарувчсго робочого органу на вартоаяезбираяьноиу комбайні ри збиранні картоплі та топінамбура підвищус продуктивність ком-айна на 40 % на легких та середніх грунтах і забезпечує річний кономічний ефект прм цьо!4у 1349 крб. (в цінах яа Ї„ПЛ990 р.), на важких грунтах використання його дозвожя® одержати ворех, що ідповідае зихідним вимогам, і &гатк економічний ефект 3003 крб., бо 4756 двд.г на одну иавнцу в рік.

Галузь використання. Розроблений робочий,орган і результати ого досліджень подуть бути використані при розробці каргоплззби-альних та топіканбурозбяральних машин для роботи в умовах важких середніх грунтів.

Структура та об'єм дксертапії. Дисертація складається з ступу,' п'яти глав, основних висновків і пропозицій та додатків, акладена на 154 сторінках машинописного тексту,, ыа@ 23 рисуяки, таблиць, список використаної літератури' (76 найменувань) і 16 одатків. •

ЗМІСТ РОБОТИ

В перші;* главі "Стан питання і завдання дослідзень" наведено наліз різких шдкоцуюч&х робочих органів каріеаяезбиральних ма-ин. Розглянуто ефективність роботи цих органів, проаналізовано . езультати теоретичних і експериментальних досліджень.

Аналіз роботи нідкоцуючих робочих органів покакав, що .руйну-ання підкопаного бульбоносного вару грунту найбільи доцільне ви-онувати в зоні підкопування, коли бульби картоплі захищені від еханічниз поякодяечь каром грунту. Найвищу сепаруючу і грудкоруй-уючу здатність у порівнянні з іншими робочими органами забезпа-уить ротора. Відносно звільнене попкодзення* шага бульб пояснпзть-

ся конструктивними вадамі; цих робочих органів і недостатньою обгрунтованістю режимів їх роботи (подачі х ¡кутової швидкості).

У зв’язку з цим в дослідженнях було поставлено такі завдання: _

1. Обгрунтувати принцип роботи і розробити технологічну схему комбінованого підкспувально-сєпаруючого робочого органу для підкопування грядки, ганування грунтових грудок і часткової сепарації грунту прк збиранні картоплі на середніх і вакких грунтах.

2. Визначити основні параметри і режими роботи комбінованого робочого органу на основі аналізу характеру його взаємодії з паром

картопляної грядки-

3. Визначити технологічні і агротехнічні показники роботи комбінованого підкопувально-сєпаруючого робочого органу.

4. Провести порівняльну оцінку ефективності роботи комбайна з комбінованим і серійним робочими органами.

5. Дати енергетичну оцінку. _ _

В пругій главі "Теоретичне обгрунтування параметрів і рззимів

роботи конбінозаного робочого органу" вміщено такі матеріали.

З мето» підвищення ефективності роботи картоіілезбиральшх машин було розроблено технологічну схему яідкопувально-сепаруючого робочого органу (рис. І) для збирання картоплі, яку вирощено на вав-

Рис. І. Технологічна схема підко-пувально-сепаруючого робочого органу:

1-копіювальний коток;

2-обрізний диск;

3-прутковий барабан;

4-фартух; 5-середніЙ, леміш; 6-боковий леми

Форма підкопуючого лемеша обрана з умов мінімального забирання грунту і втрат бульб та забирання грунту в наймеш твердих шарах грядки. Виходячи з цього, було прийнято ширину

К ИХ і уугіїоЛ.*

іайніх лемешів « 440 мм, довжину -- 290 мм,- доихину середнього легла -• 430 гш, нирину - 270 ми, кут обігу маси рослинних рєетоя з і«еяів Y ~ 1,57 рад. 'Кут нахилу лемешів до горизонту -,35 рад. Доетину пальців пруткових барабанів - 220 мм»

Ширша створу тж прут к ос имя бардбйнамк залеаить я ід

¡ринн підкопувального шару $ , глибини підкопування А , явйд->еті руху машини ]/,* , кутової швидкості обертання барабанів XJ „ висоти пальців fj і кількості відсепароааного через ба-(бани грунту. Залежність мія цими величинами має вигляд:

У.НА- (в, * в,)А„„ U-K)V„ (І)

і К - коефіцієнт сепарації грунту барабанами; 3& - ширина підданого пару з нижній його частині; В§,~ шркна підкопаного tpy з верхній його частині; А - створ між барабанами; /і„лх -іксшальна глибина підкопування.

Після перегрупування рівняння (І) було одержано:

А - (82 + 8е) h PV*CLX (■¿-К) (2)

•ч У* ■ *

з Д ~ -уГ - коефіцієнт кінематичного реаиыу,роботи машини.

Виходячи э ггого0 що умови захвату буяьб пругжеаимн барабанами гкраліуяться із абільпенням діаьатра барабанів був визначений мол-4вяй діаметр пруткових барабанів:

/у 3 г ~ За -Q&-A гчі

Дйцгах^ ~--------------2----------

і В>4 - ширина міарядь; CL - ширина захисної ецуги„

Оптимальним діаметром для прутка' пруткового барабана буде

5...18 им (по Суслову Д.В.).

Було розглянуто умови найбільш можливої сепарації грунту

рутковими барабанами (найбільшої подачі на палець барабана при

інінально ноаяивих втратах бульб) при найменшій імовірності про-

вду окремої бульби радіусом (рис. 2) в прсміпніеть і міа

руїками, встановленими з крокои / на барабані з радіусом Я ,

о обертається з кутовоз швидкістя Ю і рухається з поступаль-

оа нвидкістю ]/и ■ агрегаті'. - .

Аналіз взаємних переміщень окремої бульби і пруткового бара-

ана показав, що найбільш імовірний е прохід окремої бульби в

роиікок иія пальцями барабана в місці жайбільиої подачі.

а чає Т~ у~ „ одного оберту барабана малина лроіЦ’ алях (AJ ' .

<$т ~УцТ ’ ®сля підстановки цих виразів одержимо:

А-2П#Х\і)

Рио« 2. Схема дл вкзначенн механіко-технологі них параметрів пр хоаого ба бана

На цьому шляху о радідення аорояу здійсншать асі прутки прутковог барабана. Прк чи лі Ж прутків и барабані подача на один яруток буде

гГ - ¿т

*' ~т

(5)

(6)

Після підстановки виразу 4 в 5, було одержано

еГ 7 гл

припускаючи, що окрема бульба радіусом /> торкнулась рухомого по подовженій циклоїдальній кривів прутка А і переміщується пс вісі и проміжок і між іврутками.

За прицущеннями, що бульба не-пройда а проміжок І , коди до моменту зустрічі з наступним прутком 34 цент® ваги бульби переміститься на відстань не біяьае як до циклоїдальної криго!, описаної центром цього прутка, гобто:

С^г <-_р/ра.х * 2ГЛ . ^ (7) •

де - радіус максимально допустимої бульби, котра за вихі;

ними вимогами не відкосяться до втрат, ш; *£п - радіус прутка барабана, ш. - ' •

В цьому разі бульба буде переноситись прутком 3/ & створ між прутковими барабанами і не попаде між прутки у барабан.

Коли рівняння 6 дорівнює рівняння 7, було одержано

2/7Й (8)

2 Я *

Враховуючи, до еорох поступає до барабанів без згруджвнни, то за чає і мазкна пройда шлях

С = ' ' (9)

СйІоС

де . - яу? установки лекеяів. , .

Тоді зираз 8' прийкз яид

ґ\ -* Я/7& ^ (іо)

Рюсгу ■(■ V ----------------- =------------

> 2 я СОЗ<* я СО З* , 2ПЯ

Крок прутків / на барабані було визначено з у моя } -Парзтзоравпи вираз 10, одержимо крок установки прутків на барабані

. "* ^^-’ОЗос. ■ і~і )

Пра шзкачеші основних параметрів х виборі регашів роботі* ' яідкоцуеально-еепайувчого робочого органу бук? яряйияті такі ари-цущепня. ІІідхопувр.яько-сепарувчий робочий орган поаннак аикопува-гя пруяковими барабакамк, захват і подачу бульб ?.а елеватор бея втраз їх з боків пруткових барабанів. Умови захвату бульб обуиов-зені пириноя иікряда Зі „ шркноя рдис® • ^.г - НЕТОЧНІСТЮ 30-діккя збаразького агрегат рлпбккоя підкопування /? котра визначає кількість підкопаного вороху- ■

Важлива значення для захвату рогміщегоос в говкішніР -шастан: зони підкопування бульб з діаметром ОІ/- куп гохгсїу ©¿з (р:'Є, 3), котрий визначає тиркну захвату барабанів на величини А і 2єЄ0ВсА „ ^

Розглянувші сили, котрі діять на бульби і роаклавшв їх на складові, було знайдено кути /і ? /¡Ґ і сГ, Нгдрлкок сили Р 5удв обумовлено напрямком швидкості переміщення бульбк V „ до порівнює векторній сумі заидкостей Уп і Ус . Сила Р буде направлена в протияезний бік швидкості V *

ЗнаЕзовии 'кут ^ „ знайдемо кут (Уз 0 при якому бульба 5удв утрицуватись на пальцях барабанів і перекоситись ним в створ піп барабанами. Із умов утримання бульби на пальцях барабана,, буяє розглянуло відповідність иіа куток тертя кочення і кута-

ста уЗ> » ^ , сГ , ¡5о виходить із конструктивних параметрів барабана і розмірів бульби. Із рис. З 'Р 3 . (12),

ИЭ 90- £*3

Кут -А було знайдено з трикутника суми векторів пвидкостай

Ус . '

j3-¿ZZ.C£g:

Yo Sin ÍXJ

(13)

VM * Yo eos i Дяк нормальної робота необхідно, "з.£ 14 було більше шввдкосі уи в Д 5?аз, тобто ]/е ~V# Я . Звідсв

fi-агсід ,я ^¿n gr~

® / + я £*as®íjí

Кут СҐ було акайдено s їржщганяна 0ц Є після вйразз його сторін череа велкчинк L „ oíts. о •

ct~ ¿Zt€ s¿n —— (15)

£¿/e & tí-tx.

Тоді загальний SKpas кута jtf1 із рівняння 12 ори&шв вигляд:;

«A S <г/>гі , *" (10

j» s 90-c£¿*GL'¿C

J І-'a Q(JKc¿z

-ага Pae u

cU-sZ*

3. Скеиа єгіл, що дівть на бульби ншг обертанні пруткового барачна

В одарзаноцу рівняй; потрібний куї захва с^з ї нав’язаний з шістьма невідомими» привеста до аільног вигляду важноо Тому дая впливу різних змінних ка величину •куга сі^ бУЛ0 п°б довано номограму (риє. 4.)«

Для побудови !! иогракя згрупуємо пе ший» другий і «роті члени рравої части* рівнішая (16) і в і; тимо суму ЦИХ кутії через

'-90-оС3 ¿-аксіо 7^-ЗСґ1

/ '4 Л СОЗ&2

і спрощений вираз (16) буде мата зигяяд:

<£-¥> + €?

(17)

(18)

Р?ю. 4. Номограма для визначення оснозншс касанагріа

комбінованого підкопувально-сепарувчого робочого органу

Цей зираг можливо представити в иикній частині номограми у вигляд; 'грьох яарсаельких шкая ¿а вкрівнених точок. Іфр (Ґ $&-лекить а ід трьох гнівних» що виражено через зворотна трягоноиет-ркчау ¿ункцік. Д»; його визначення представлено верхня частицу номогракй через ауцу дзсх діакетрів £¿K і £¿r. у вигляді «рьох паралельних якая. Знаачи суму €tie + &rí і будуємо ааяегяість ко шкалі ¿J. , що являй еоЗов одиницю поділену на ауиу діаметрів о-Пгремножувчк значення шкали , різні задані скачаная шарзгго аік пальця«*: барабанівw було одержано шкалу аргументів зворотної spa-гоиоматрйчкої функції У v по котрій знаходако кут . S ивдіій частині номограми аобудоаанс залежність <¿T від ари різких А » розрахованих по форелі (17).

З кетою графічного додавання значені Р і С?"шкала побудовані по методу вирівнювання точок, Зналча вирину створу Д і кут захвату ot¿ , знаходимо мінімально дод/єїкізий діаметр барабанів:

З -а*.-/ -2а -YC-^-zJ- pc¿>sc{5,

“ J*CVScC¿

й главі "Програма і методика експериментальні:*-досліджень" наведена програма польових досліджень, що передбачала:

1. Проведення порівняльних польових досліджень з оцінков агротехнічних показників експериментальноІ мшини з комбінованих підкояуваяьно-еапарувчим робочим органом і серійного картоплезбирального комбайна НКУ-2А.

2. Дослідження грудкоруйнуючої.і сепаруюча; здатності комбі-

нованого підкоі$уаально-вепарупчого -робочого органу і ступеня пбшнодкення бульбо ’ ■

3. Дослідження грудкс/уйнуачої і сепаруючої здатності комбінованого підкоцуваяьнс-азпаруячого робочого оргаїіу і псшкодяенкя бульб при роботі разом s пруткова елеватором в порівнянні з показниками роботи серійного картоплезбирального комбайна ЕКУ-2А.

Дослідження куте оахЕату бульб прутковими барабаїм.

5. Виробничу перевірку і розрахунок економічної ефективності.

6. Визначення тягового зусилля експериментальної козики і крутячого моменту, Еорівняння показників з показниками роботи серійного комбайна ККУ«2А0

?. їехніко-скекезіічцу оцінку. .

Для проведення досліджень на базі серійного комбайна ККУ-2А було виготовлено експериментальну установку» в котрій замість серійного підкопуючого робочого органу був встановлений комбінований

гЧЄгпіп —

дкопувально-сепаруючий робочий орган.

Експериментальні дослідження проводились з польових умовах на игкосуглинкових і середньосуглинкових грунтам у період касового їирання картоплі у дослідному господарстві "Ііар’янізка” і радгос-: "Калинівський" Васильківського району Київської області о Визначення умов досліджень і замір результатів проводили у дпозідності з діючими стандартами випробування нгзнн для збяран-[ картоплі» Грудкоруйнуючу здатність оцінювали по змінекнв фракцій-то складу грядки до і після дії робочих органів. Сепаруючу здат~ зть робочих органів визначали відношенням иаоя аідоіякего грунту /пруткових барабанах або пруткових барабанах ! елеваторі до за~. львої каси грунту, що поступає на робочі органи. Подачі' :;а г-а° ць пруткових барабанів досліджували шляхом зміни поступової кдкості маийкя. Кут захвату бульб прутковими барабанами дослід» вали шляхом зміни ширини міжрядь насаджень картоплі»

Тягове зусилля і крутячий іломємт експериментального комбайна значали з випориетапнгл гензекзтрично! лабораторії ТЛ-2. Для міру і фіксування величин були використані електрзвкмірязальні котрої осцилограф К-12-22 і тєкзспірггїлювач ТОПАС-З-ОІо

З метеп олтиміогці" параметрів і рекиміг роботи комбінованого дкепувально-еепарувчого робочого органу використані катемаїкчяі тед’л планування досліджень. Параметром оптимізації обрано ет;/“ ііь сепарації грунту- Контрольними параметрами була: яоиксдїєніоїь льб, а такоя їх втрати- і кут захват бульб пруткезкш барабана»

. Фактори, qû з .різних причин у дослідах врахувати було ненм-зо, протягом всіх дослідів були ПОСТІЙНИМИ»

На основі результатів теоретичне: догліджєнь підкспузаїжет»-паруючого робочого органу; факторами досліджень було прийняте; атупЕльку швидкість руху напшни W? і кутову їївйдйісїь сбертая~ пруткових барабанів їл) « Дня обранмх факторій зкзкетето інтар-лк варіювання і проведено кодування. Піеяя проведення Еоязредньої ріг ДОСЛІДІВ було визначено КІЛЬКІСТЬ повторень ЗЯИІрІЗо ЦЭ до-

знгвало 4. Ка основі одержаної інформації про ?о0 е;о залегиізть парсції грунту від поступально! явкдксєїі і кутевзї явздксзїі оргскня робочих органі^ мавть налініяну ваяегаїіеть, для £08лід~ кь екепарямеиїаяьної установка буз прийнятий о^їегекалький їпраяьио-коїгпозщійияЯ план рругзго корядку« з я я ему кекккй з кторів еміпизаБся на трьох рівнях. Зуле егкздгно катркцз клану у зідлевідкооті з неп в рандсмізосанону порядку проведено огепе-

ІЗ

римаитадьні дослідження.

Рег'/яг»?с>та експериментальних досліджень оброблялись відповідне де методів математичної статистики на комп’ютері РС І Щ/АТ, по пікету СТАТ, розробленому ІМЕСГ, о метою одержання регресивних исдажей етоцасу.

В чзгаоотій главі "Результати лабораторно-польових дослід-«ень і їх аналіз" представлено і проаналізовано результати експе-ркненгадьшх досліджень«

Одзргано рівняння регресії, що характеризують зміну сепарації гружу і пошкодженоеті бульб з залежності від кутової швидкості обззтання пруткових барабанів і поступової швидкості експериментальної машинио яка працює з комбінованим підкопу вально-сепаруючіаі робочим органом;

. Уса -29,4764 ~^36 &9Х< + 6,956-ІХз,-5,48 44Хд\ (20)

Ура-в, **02 +0,О-*64Х$-0,Н28Х€Хі +0,2349 Х%, (2І) де уе „ С - ступінь сепарації грунту, %\ ур „ р - пошкодження бульб, А - підкоцувально-сепарг/ючий робочий органу »

Ьс) - кутова швидкість пруткових барабанів (рад/с); Хг > Ум " поступова швидкість машини (м/с).

Із рівнянь регресії (20) і одержаної графічної залежності (рис<, 5) випливає, що найбільша сепарація грунту на підкецувально-сеяарувчому робочому органі досягається при кутовій швидкості пруткових барабанів 5,0 рад/с і складає 25,0 % при швидкості іруху машини 0,69 м/с і зменшується до 3,0 % при кутоиій швидкості барабанів ІЗ рад/с і швидкості руху малини 2,01 м/с.

Із зменшенням поступальної швидкості машини сепарація грунту зменшується, причому від 0,7 до 1,4 м/с зменшується незначно, а потім різко погіршується.

З рівняння регресії (21) і одержаної графічної залежності (рис. б) виходить, що збільшення кутової швидкості пруткових барабанів збільшує пошкодження бульб, причому при кутовій швидкості пруткових барабанів до ІЗ рад/с і поступовій швидкості руху наішш

0,09 м/с пошкодження бульб не перевищуе 2 %. А збільшення поступової швидкості руху машини знидуе пошкодження -бульб і тільки прк поступовій швидкості машина мекаю 0,85 м/с і кутовій швидкості обертання пруткових барабанів 12,2 рад/с пошкодження бульб перевищуе

2 *. ' . '

Рис. 5. Графіки залежності ступеня сепарації С вахкссуглин-кового грунту ззід кутової швидкості обертання кругаозіве барабанів комбіиован’ля підксі^Еальнс-еоЕЛГіт;™:;! сойсчиз органом: '

І, 2, 3 - авкдкість вуху, малини відповідно 0,69;

1,18 і 2,0Гм% ■ '

З аналізу#результатів досліджень фракційного складу грунту на підйсцувально-сепаруючому робочому органі випливає, що із збільшен ням цуяової швидкості пруткових барабанів фракційний склад грунту покраіцуеться, а із збільшенням поступальної швидкості малини - погіршується.

Одержані рівняння регресії характеризують зміну ступеня сепарації грунту в залежності від кутової швидкості пруткових барабанів і поступальної швидкості експериментальної машини, що працює з комбінованим робочим органом разом з першим елеватором комбайна у порівнянні з. серійно» машиною:

Увє = 75,3 84 ~2?,3 42 Х& +0, ¿20Х?+5, 090Х?, (22)

--------*1__________ . (23)

-0,070*0,025 Х* ' ,

дй £ - підкопувально-сепаруючий робочий орган і перший елеватор канккн} /С - серійний картоплезбиральний комбайн ККУ-2А.

З рівняння регресії (£2; і одержаних графічних залеаностей (рис, ?) виходить,, Г50 із збільшенням швидкості руху комбайна до 1,2 к/с сепарація падає'різко, а потім зменшується незначно. Із збільшенням кутової швидкості обертання пруткових барабанів загалі на сепарація на робочому органі і .елеваторі зростає. Однак збільш пя кутової швидкості пруткових барабанів позитивно впливає на підготовку підкопаного пару для подальшої його сепарації, однак збілі пення кутової швидкості пруткових барабанів призводить з другого бону, ш певному етапі його збільшення до пошкодження бульб,'які перевищують вихідні вимоги.

Із рівняння (23) і одержаної графічної залежності виходить, що на серійному, картоплезбиральному комбайні ККУ-2А сепарація груї ту після першого элеватора має ту в залежність під швидкості руху ишини, що й з підкопувально-сопаруючим робочіш органса, але вона значно нидча.

З одержаних результатів по фракційному складу грунту після першого елеватора машин, цо порівнюються, виходить, що мала -сепарація грунту"на серійному комбайні ККУ-2А пов’язана з невисокою грудколодрібиюзчоа здатністю його підкопувального робочово органу у порівнянні з комбінованим підкопувально-сепаруючкм робочим орга ном.

З результатів експериментів випливає, що найбільш доцільними для даних умов досліджень слід ввагати поступальну швидкість руху

Уск

машини 0,7...І,4 м/с і кутову швидкість обертання пруткових барабанів 10...12 рад/о, при яких сепарація і фракційний склад грунту досягав найкращої якості, а пошкодження бульб відповідає вихідним вимогам.

Рис'. 7. Графіки залежності ступеня сепарації С важко»

суглинкового грунту від кутової швидкості обертання пруткових барабанів комбінованим підхопувальнз-еепаруючим робочим органом і прутковим елеватором:

І,'2, 3 - швидкість руху малини відповідно 0,69;

1,18 і 2,01 м/с

З досліджень подачі на палець пруткових барабанів і її спливу на втрати бульб а середину пруткових барабанів і одержаного рівняння регресії,

уп*0,36 75+0,05 03 Хй - 0,0016 Х3 , (24)

е , уп - втрати бульб, % а залежності від подачі на палець пруткового барабана, ми; Ху - подача на палець пруткового барабана при Іі) = І0оІ рад/с, им, а також з графічних залежностей випливав, цо при подачі на пруток барабана до 16 юз втрат бульб в середину барабанів иемав, а із збідьаекням подачі з 16 до 33 нм втрати зростають незначно і складають 0,03 % цілкої фракції. Із збільшенням подачі більше 33 им втрати бульб різко зрсстаать, ю підтвердауз теоретичні кеханіко-технологічні розрахунки.

З досліджень кута захвату прутковими барабанами на втрати бульб і одержаного при цьоцу рівняння регресії:

Упу * 9, 4889 - 4 * 0,0006X? , ' (25)

ДО УпУ " втрати бульб, %\ в залежності від кута.захвату пруткових барабанів, град; Хч - кут захвату бульб прутковими барабанами, град., а також з графічної залежності виходить, що при куті захвату пруткових барабанів 81° (відповідно міжряддя 60 см), негахоплених бульб прутковими барабанами немає. Із зміною кута захвату від 60 до 81° (відповідно міжряддя 60-80 см) втрати зростаї до ї,5 що підтверджує теоретичні розрахунки і дані розробленої номограми.

В результаті досліджень енергетичних показників машин, що порівнювалися, виявлено, що крутячий момент і загальна потужність експериментального комбайна менше в середньому відповідно на 14,?. З

і 5,6 % у порівнянні з серійним комбайном. '

В п'ятій главі "Результати виробничої перевірки і розрахунок економічної ефективності" у відповідності з ГОСТ 23728-88. ГОСТ 23729-88, ГОСТ 24055-88 наведено результати економічної ефективності комбайна з комбінованим підкопувально-сепаруючим робочим органом по цінах на І.01.90 р. Як базовий об’єкт був прийнятий серійниі картоплезбиральний комбайн ККУ-2А при збиранні картоплі на середніх грунтах. На важких грунтах за базовий був прийнятий копач КСТ-

з ручним підбором бульб. .

Встановлено, що застосування комбінованого підкопувально-сепаруючого робочого органу на картоіілезбиральноцу комбайні підвищує продуктивність комбайна на 40 % на легких та середніх грунтах і забезпечує річний економічний ефект при цьоцу 1349 крб., & на важких грунтах використання його дозволяв одержати вихідний ворох, що відповідає .вихідним вимогам, і мати економічний ефект у розмірі 3003 крб., або 4756 люд.г. на одну машину' в рік.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 1 ПРОПОЗИЦІЇ:

І. Покращання якості і підвищення продуктивності робота картоплезбиральних машин досягається інтенсифікацією дії на бульбо-.носний шар грунту, що поступає'на підкопувально-еепаруючі робочі органи шляхом обгрунтованого вибору їх технологічної схеми, конструктивно-технологічних і кінематичних параметрів і оснащення їх прутковими барабанами на початку процесу підкопування.

При цьом/ чистота бульб в тарі забезпечується:

- на ваяких по фізико-кеханічноиу складу грунтах (твердістю

09...1,29 Шіа, вологістю 22...24 %) в середньому на рівні 94.3 %, оти вихідних вимог 82,0 % і 68,3 % - у серійних, а пошкодження льб відповідно 5,6 % проти 7,0 % і 10,4 % при досягненні показ-ків повноти збирання, втрат бульб, відповідно затвердженим видний вимогам;

- на середніх грунтах (твердістю 0,18...1,09 Ша, вологіств ...16 ) в середньому на рівні 96,5 % проти вихідних вимог 90,0 %

81,6 % у середніх, а пошкодження бульб відповідна 3,2 % проти

0 % і 4,1 % при досягненні показників повноти збирання, втрат льб, відповідно затверджений вихіднии вимогам. При цьому предук-вність картоплезбиральної машини збільшується s середньому на •

2. Використання розробленого комбінованого яідкопувально-еепа-счого робочого органу створює умови для ефективного руйнування штозшс грудок і підготовки підкопаного бульбокосного алаета з :оа подальшої сепарації як на робочому органі, так і на еепайув-

: органам машини„ при цьому бульби картоплі знаходяться у грунті ¡аетідені від механічних пошкоджень.

3. Ступінь сепарації, яка характеризується відношенням про-гкого грунту, до загальної його маси а % на підаснувальне-ееЕайув-у робочому органі, залетить від поступальної швидкеє?і руху маги І кутової швидкості обертання арутковн^ барабанів? на важких птах зміиов поступальної шгадкоеїі s межах аід 0,70 до 2D0І м/с, ■пінь сепарації зменшується з 25,0 % до 3,0 %, причому ирн иеод-ті від 0,7 до І„4 м/с вона зменшується ноеїудазе, а потім різко ае. Із збіяіаенням яе кутової швядкості обертання ядугкових абанів в мохах 5,0...12,2 род/с ступінь.сепарації ногіршуеїьея

5 % до 4 %. Грфіки закономірності мають р обох випадках харак-кривої 2-го коротку х описуються рівнянням psrseciï (20).

Ступінь сепарації грунту при спільній роботі підкопуваяьно-арувчим скочим органом з першим елеватором залежить від пооту-ьної шбг. ості руху машини і кутової швидкості обертання прутке-барабані»; із збільшенням першої від 0,70 до 2,01 н/с, загаль-зепарація знижується з 78 % до 44 %, а із збільшенням другої 5,0 до 12,2 рад/с - збільшується з 44 % до 78 %. Графіки зако-ірностей носять в обох випадках характер кривої 2-го порядку і зупться рівнянням регресії (22).

Грудкоруйнуюча здатність пруткових барабанів оцінаеться від-

ношенням маси грудок несепарувчих розмірів, до всієї маси грунту, виражзкоЗ в %, залежить від поступальної швидкості руху машини і ісутвої швидкості обертання пруткових барабанів; зі збільшенням першої вона погіршується, а зі збільшенням другої - покращується.

4. Пошкодження бульб комбінованим підкопувально-сепарупчим робочим органом, що характеризується відношенням маси пошкоджених будьб до загальної маси в %, залежать від поступальної швидкості руху машини і кутової швидкості обертання пруткових барабанів;

зі збільшенням першої гід 0,70 до 2,01 м/с пошкодження знижуються 8 1,9 до 0зі збільшенням я другої а 5,0 до 12,2 рад/o пошкодження бульб збільшується від 0 до 1,4 %. Графіки закономірностей носять в обох випадках характер кривої 2-го порядку і описується рівнянням регресії (21).

5, Втрати бульб комбінованим підкоцувадьно-сепаруючим робота органом, що характеризуються відношенням ваги бульб, залишених після проходу машини на поверхні поля і в грунті до загальної ваті в %е залежать від подачі на палець пруткових барабанів і кута захвату бульб прутковими барабанами. Так при подачі - 16 мм і ‘©¿з = 81° втрат практично немає.

Дня визначення кута захвату бульб і інших параметрів пропонується номограма (рис. 4).

6, Оптимальними кінематичними параметрами комбінованого під-коцувально-сепаруючого робочого органу є поступальна швидкість руху машини 0,7...1,4 м/с і кутова швидкість обертаная пруткових барабанів 10.¿.12 рад/с, при яких сепарація і фракційний склад грунту максимально можливі, а втрати і пошкодження бульб гнахо-дяться в межах вихідних вимог,

7. Оптимальними конструктивними параметрами робочого органу

е такі: • _

- кількість лемешів - Зшт.; . . .

- иирина крайніх лемешів - 440 мм,

- довжина крайніх лемешів - 290 нм,

- ширина середнього лемеша - 270 мм, .

- довжина середнього лемеша - 430 мм,

- кут постановки лемешів До горизонту - 0,36 рад,

- діаметр пруткових барабанів встановлюється в залежності від ширини міжрядь, при 70 см - 580 мм,

- крок постановки прутків - 72 мм,

- діаметр прутків - 16 мм,

- довжина прутків - 220 мм.

8. Тягова зусилля, крутячий иомент і загальна яотугшісїь зво~ гай із абільпгиняи пвцдкоеті руту иаатад, ало їхні.значення нія»

іі піж для серійного комбайна. Так крутячий момент і загальна т-орисговувана потукність негка в еергдиьоцу відповідно на 14,2 %

5,6 % а порішиш« з СерІЙЇЙК хоибайном.

9а- Підрахований зпономіадий ефзіга використання комбінованого ідкопувально-сепаруячого робочого органу на комбайні Я1С~2А шдов: на згшшзг грунтах - 3003 крб. або 4756 люд.-г иа зрцу еа-кну в иіа; на середніх грунтах - 1349 герб»

10. Засїсоугзкня. кснбікозезого підкспувально-седаруячога рослого- органу і-айбільш ргдіснзяькв ке ваше і еерзделв^каь-яока; Й”хтакр на нозди: їйбота вері&яв веяда возадовівька.. З&згсеуе&кш? казки з роаі?.о£?гев23!- робота« органам дозвоягв ч£®$агяя йкі!г.кз2 орохп ”,о зідоезігд'а західп®* шжт, Р&орзЗявшгй рвбо*шЗ »рай і вгукьееяа' його доеліднень везуть бут шю:с^геїааі в^з рг*т?$й;ї артогкосбирзльнах- швнн дїя робота а уловах дг^гет: ї середо;-; фунтів» . . ■ . '‘ .

. XI.' Застосування комбайна з'комбінованим підкзпурально-етаа-уячаа робота! органом .на збиранні етяшшбура встало« я,® аія с ніверсальнам робочим. органом і завдяки йсійу яаріпуеться шгаїнкя оибайнового збирання.'топінамбура аа-з&шкік і еарздаіх гагатах з гротахиічними показниками,, то яідяовідазгь вих^шн 5кке?ай.

На основі ресультатів досліджень запропонованого раЗеит» ргаку, розроблені вихідні вимоги .на ттт для збнракня каряаяліг отирирядний ісопач-залкоутворяза'-ї, дворядні'комбайн і копач, йдаз-м затверджені Мінсільгосппродом України-(24.12.1933 р»50

Результати досліджень по обгрунтування ларамеїрів- і їйжшііі! оботи комбінованого яідкоцузально-сепаруючого робечогв вшу рййняті.ПКБ "Прогрес"' і вякористовуютаея гра розробці чогярярая~ яго' ааргопаекйяача-валкоутворжзач&е ¡тжеязге а йадіснагь:-^ про-ра&у виробництва технологічних кпмподюіа і ¡гЗ^даашк для еіяьаько-о гоеаодаретваа харчової і аерзробяої £$окпв2ово&бі ^країнк.

ассзершсє?!?алш!й• хокбдйк прегягок 1933-2985 рр0 ярацовзв в в8аі£Когф гссподарсгві ”Мар,©ііву?.* Д ра£?оапі "Наливівеький* За-¡«гьківськего району Київсьгюї об та«? і (уодатки ІЗ»І6ї.

Основні позеггошя дчсзріедіх зцубліяшаво я *а«гих рейтне:

І. А.с. 762779 СССР Ш.а АОї Д 27/00. ШдхйЕКвига;б-се£йрн-увдеа ¡увуройсїзо коркеікіігб¥суборва!о9 мшинз. йззеяснка В,А» і /кило їі.Н. я др. (СССР), - 2734792/30-15; заявлено 05,03.75;

Опубликовано 15.09.80, Ею'п. Я 34. '

2. A.c. 893Т62 СССР A0I Д I8/0U. Мдагорядны** картофеле

уборочны» комбайн. Козаченко Б.A., Шумило М.М. и др. (СССР), -

S 29Т1957/Э0-Т5; Заявлено 15.04.80} Опубликовано ЗО. Т2.8Г, Евл.1?4

3. ЗаогородниЯ А.Ф., Шумило М.М. и др. Комбинированный подка пывающе-сепарирутаций орган картофелеуборочных комбайнов. - Техник в сельском хозяйстве T9G6, Г 10, с.60-61.

4. Завгородний А.*., Шумило М.М. Обоснование параметров и ре жиыов работы тодкапывающе-сег.арирующего устройства корнеклубнеубо рочных машин. Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев, Урожай г Т987. Вып. Є5, с.О-ТЗ.

5. Щумило М.М. Обоснование основных параметров комбинирована го подкапывашще-сепарирующего органа картофелеуборочных машин. .

Механизация и влектрификшшя сельского хозяйсгва. Киев, Урожай; TS89. Вып. 70, с. 9-Т4.

6. Шумило М.М. Скористайтесь прогресивною технологією. - АПН

наука техніка практика, Т989; Л, с.8-9. .

7. Шумило М.М., Козаченко Б.А. и др. Топинамбур и тописолнеї ник-проблемы возделйванил и использования. Механизация производства топинамбура; Тез. докл. всесоюзной научно-производственной конференции, сентябрь І99Т г., Одесса.

8. Шумело М.К., Завгородній А.Ф. та івді. Топінамбур вирощування використання» Рекомендації. Київ, Хрещатик; 1992, с. 17-21,

и ^-,0°