автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества очистки корнеплодов сахарной свеклы разработкой и обоснованием конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства комбайна

Янгазов Рамиль Усманович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ КОРНЕПЛОДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ РАЗРАБОТКОЙ И ОБОСНОВАНИЕМ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕ-ОЧИСТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА КОМБАЙНА

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 0 0-3 2011

Пенза-2011

4854106

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кухмазов Кухмаз Зейдулаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тырнов Юрий Алексеевич кандидат технических наук Семов Иван Николаевич

Ведущая организация

ФГОУ ВПО «Мичуринский ГАУ»

Защита состоится 17 февраля 2011 года в 13°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан 17 января 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кухарев О. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сахарная свекла - одна из важнейших сельскохозяйственных культур, используемая для получения сахара. Вместе с тем продукция ее производства и переработки (жом, ботва, патока) служит ценным кормом для сельскохозяйственных животных и сырьем для промышленности.

В настоящее время практически все операции возделывания корнеплодов сахарной свеклы полностью механизированы. Механизированные процессы уборки сахарной свеклы представляют собой сложный комплекс технологических операций, включающих обрезку, очистку, сбор, укладку, погрузку, транспортировку и разгрузку корнеплодов и ботвы.

Качественные показатели уборки сахарной свеклы комбайнами фирмы «Хол-мер» не в полной мере удовлетворяют агротехническим требованиям, особенно на почвах повышенной влажности. Так, количество поврежденных корнеплодов составляет до 7,3% (по агротехническим требованиям - не более 5%). При влажности почвы менее 14% количество почвенных примесей в убранном ворохе составляет 12 % (по агротехническим требованиям - не более 8%). При повышенной (более 25%) влажности почвы и высокоурожайной ботве количество почвенных и растительных примесей в убранном ворохе доходит до 18%.

В связи с этим исследования, направленные на улучшение качества очистки корнеплодов сахарной свеклы путем разработки транспортирующе-очистительного устройства комбайна и обоснования его конструктивных и режимных параметров, являются актуальными и имеют существенное значение для сельскохозяйственного производства.

Исследования проводились по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в соответствии с темой № 31 «Совершенствование технологии и технических средств, позволяющие снизить затраты труда и потерь продукции при уборке сельскохозяйственных культур».

Цель исследования. Повышение качества очистки корнеплодов сахарной свеклы разработки и обоснованием конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства комбайна.

Объект исследования. Технологический процесс очистки корнеплодов сахарной свеклы от почвенных примесей транспортирующе-очистительным устройством с эластичными очистителями при комбайновой уборке.

Предмет исследования. Массовая доля почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы, доля поврежденных корнеплодов, конструктивные и режимные параметры транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна.

Методика исследования. При теоретических исследованиях использовались основные положения законов и методов классической механики и математического анализа. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и полевых условиях с использованием отраслевых и частных методик, теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением программ «STATISTICA», «Microsoft Excel» и др.

Научную новизну представляют:

- аналитические выражения для определения основных конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями;

- конструкция транслортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями.

Новизна технической разработки защищена патентами на полезные модели №86067 и №100697.

Практическая значимость. Использование свеклоуборочного комбайна, оснащенного разработанным транспортирующе-очистительным устройством с эластичными очистителями, позволяет снизить массовую долю почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов до 4%, а массовая доля поврежденных корнеплодов - на 0,3% по сравнению с комбайном, оснащенным штатным транспортирующе-очистительным устройством.

Реализация результатов исследований. Разработанное и изготовленное транспортирующе-очистительное устройство установлено на свеклоуборочный комбайн «Холмер» и исследовано на уборке свеклы в ЗАО «Петровский хлеб» Пензенской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены на научно-практических конференциях: ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2008...2010 г.), ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова» (2010г.), ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ» (2010г.), ФГОУ ВПО «Дагестанская ГСХА» (2010г.), ФГОУ ВПО «Ярославская ГСХА» (2010г.), ФГОУ ВПО «Волгоградская ГСХА» (2010г.).

Основные результаты исследований представлялись в качестве инновационного проекта на II (г.Уфа, 2010 г.) и III (г.Саратов, 2010 г.) этапы Всероссийского конкурса молодых ученых в номинации «Технические науки».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в т. ч. одна статья опубликована в издании, указанном в «Перечне...ВАК». Две статьи опубликованы без соавторов. Получено два патента РФ на полезную модель № 86067 и № 100697. Общий объем публикаций составляет 1,1 п.л., из них автору принадлежит 0,55 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 139 е., состоит из шести разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 111 наименований, в том числе 10 на иностранных языках, приложения на 13 с. Работа содержит 15 табл. и 46 рис.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

-конструктивно-технологическая схема и конструкция транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна с эластичными очистителями;

- теоретические выражения по определению конструктивных (высота эластичных очистителей, длина ворсинок, количество эластичных очистителей) и режимных (частота вращения ротационного диска, рабочая скорость комбайна) параметров транспортирующе-очистительного устройства;

- рациональные значения конструктивных и режимных параметров.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложены основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования» приведен анализ существующих способов и технических средств уборки сахарной свеклы, представлены основные конструкции очистителей, их преимущества и недостатки. .

Вопросам механизированной уборки корнеплодов сахарной свеклы посвящены работы Агибалова A.B., Гуреева И.И., Гущина Д.А., Дробышева ИА., Корниенко A.B.,

4

Кухмазова К.З., Мартыненко В.А., Ногтикова А.А., Погорелого JT.B., Семова И.Н., Тырнова Ю.А., Хвостова В.А. и других исследователей. Однако, вопрос качества очистки корнеплодов сахарной свеклы при комбайновой уборке в сложных условиях остается до конца не решенным.

Проведенный анализ литературных источников позволил, в соответствии с целью работы, определить следующие задачи:

1. Изучить фракционный состав вороха, поступающего в систему очистки комбайна, и физико-механические свойства корнеплодов сахарной свеклы и почвы.

2.Разработать конструктивно-технологическую схему транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна и провести теоретические исследования по обоснованию его конструктивных и режимных параметров.

3. Изготовить опытный образец транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна, провести лабораторные исследования экспериментального транспортирующе-очистительного устройства и лабораторно-полевые исследования свеклоуборочного комбайна, оснащенного предлагаемым транспортирующе-очистительным устройством, для определения рациональных значений его конструктивных и режимных параметров, а также оценки показателей качества очистки и повреждаемости корнеплодов сахарной свеклы.

4. Провести исследования свеклоуборочного комбайна с предлагаемым транс-портрующе-очистительным устройством в производственных условиях, выявить его технико-экономические показатели.

Во втором разделе «Фракционный состав и физико-механические свойства вороха, почвы, корнеплодов сахарной свеклы» приведены методика и результаты исследований по определению фракционного состава и физико-механических свойств вороха, корнеплодов и почвы. Размеры комков почвы определяли замерами штангенциркулем ШЦ-11-250-0,05 с точностью ± 1,0 мм, массу корнеплодов определяли взвешиванием на весах BJIP-1 с погрешностью измерения ± 1г. Длина корнеплодов определялась линейкой металлической с погрешностью измерений ±1мм. Исследования проводились на полях ЗАО «Петровский хлеб» Пензенской области. Использовались гибриды сахарной свеклы: Маша, Манон.

В результате изучения фракционного состава и физико-механических свойств вороха, корнеплодов сахарной свеклы и почвы в период уборки получены данные, необходимые для обоснования параметров экспериментального транспортрующе-очистительного устройства. Так, содержание почвенных примесей в ворохе доходит до 30% от общей массы, а растительных и прочих примесей до 1,5%. Длина корнеплодов сахарной свеклы колеблется в пределах 120 до 260 мм, при средней величине 212,6 мм, а диаметр корнеплодов от 30 до 150 мм, при средней величине 87,3 мм. Масса корнеплодов изменяется от 150 до 1150 г, при средней величине 910,5 г. Диаметр почвенных комков от 30,0 до 75,0 мм, при средней величине 53,4 мм.

В третьем разделе «Теоретический анализ процесса очистки и обоснование параметров транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями» дано теоретическое обоснование конструктивных параметров транспортирующе-очистительного устройства, состоящего из подбирающего ротационного диска 1 (рисунок 1) с оградительной решеткой 4 и передающих ротационных дисков 2 и 3 с оградительными решетками 5 и 6.

тор; 2, 3 - передающий ротор; 4, 5, 6 - оградительные решетки; 7 - эластичные очистители; 8 - криволинейные спицы

Ротационные диски транспортирующе-очистительного устройства могут иметь различные конструкции:

- вариант А - рабочая поверхность выполнена из радиально и равномерно закрепленных к диску криволинейных стержней, изогнутых в горизонтальной плоскости по дуге (рисунок 2,а);

- вариант В - рабочая поверхность выполнена из радиально и равномерно закрепленных к диску криволинейных стержней, изогнутых в горизонтальной плоскости по дуге, а в вертикальной плоскости по ломанной линии с шагом /=60 мм и вершинами высотой /=30 мм (рисунок 2,6).

На оградительных решетках 4, 5 и 6 (рисунок 1) ротационных дисков установлены эластичные очистители 7, изготовленные из капроновых ворсинок 1 (рисунок 3) с диаметром 2 мм, концы которых с одной стороны закреплены в пластинах 2 болтовыми соединениями 3.

Устройство работает следующим образом. Ворох корнеплодов сахарной свеклы с подающего транспортера попадает на подбирающий ротационный диск 1 (рисунок 1), рабочая поверхность которого образована из радиально и равномерно закрепленных к основанию криволинейных спиц. Такая форма рабочей поверхности ротора способствует интенсификации процесса сепарации почвенных примесей. Далее корнеплоды сахарной свеклы попадают на передающие ротационные диски 2 и 3, имеющие аналогичную конструкцию. При прохождении по подбирающему 1 и передающим 2 и 3 ротационным дискам корнеплоды дополнительно очищаются от налипшей почвы эластичными очистителями 7.

а) 5!

Рисунок 2 - Схемы ротационных дисков: а-вариант А; б-вариант В 1 - спица криволинейная; 2 - диск .

Рисунок 3 - Общий вид эластичного очистителя (повернуто):

1-ворсинки капроновые; 2-пластины; 3-болтовые соединения

Анализ литературных источников (Хвостов В.А., Рейнгард Э.С.) позволил установить некоторые геометрические параметры ротационных дисков транспорти-рующе-очистительного устройства: диаметр ротационных дисков И ~ 1600 мм; угол наклона дисков а = 15°; диаметр спиц <!„ = 18 мм, шаг спиц в периферийной части диска гст = 60 мм.

Высоту (Н) эластичных очистителей (рисунок 4) принимаем с учетом полного охвата максимальных по диаметру (¿7) корнеплодов:

(1)

где ¿/тю( - максимальный диаметр корнеплодов, м.

и.

Рисунок 4 - К определению геометрических параметров эластичных очистителей: 1 - ротационный диск; 2 - корнеплод; 3 - эластичный очиститель Длину ворсинок (Г) эластичных очистителей принимаем с учетом охвата не менее половины максимального диаметра корнеплода, т.е.

1^12 (2) Для обеспечения устойчивой работы транспортирующе-очистительного устройства окружная скорость криволинейных спиц ротационного диска ьД должна быть не менее рабочей скорости продольного (подающего) транспортера свеклоуборочного комбайна ьр (в целях упрощения задачи рассматриваем ротационный диск варианта А), т.е.

°Дшга >0р ИЛИ Ютш

где Д- диаметр ротационного диска, м. Таким образом

7Г ■ «_,_ Д ■

--->и„ или пт

2 "

2 р

60

(3)

(4)

30 2 ' тт я-Д

С учетом того, что рабочая скорость современных свеклоуборочных комбайнов на уборке доходит до 10 км/ч, минимальная частота вращения ротационного диска должна быть пт,„ >34 мин.

Для обоснования максимальной частоты вращения ротационного диска рассмотрим рисунок 5.

При работе транспортирующе-очисгительного устройства корнеплоды 1 лежат на криволинейных спицах ротационных дисков 2 и 3.

В целях упрощения задачи нами были приняты следующие допущения: а) ротационный диск вращается с постоянной угловой скоростью; б) угол установки ротационного диска в процессе работы не меняется; в) сечение корнеплода сахарной свеклы имеет форму круга.

I ы

Рисунок 5-К обоснованию максимальной частоты вращения ротационного диска: 1 - корнеплод; 2, 3 - криволинейные спицы Максимальную частоту вращения ротационного диска определяем из условия, что корнеплод не должен опрокидываться через криволинейные спицы 2 в сторону, обратную направлению вращения ротационного диска.

Применим принцип Даламбера, присоединив к корнеплоду силы инерции (Ко-риолисову силу инерции Фк и переносную силу инерции Фе). Сила инерции Фе определяется по выражению:

Фе =<о](В. — г)'Тп, (5)

где Я - радиус ротационного диска, м; г - средний радиус корнеплодов, м; т-средняя масса корнеплодов, кг.

На корнеплод, лежащий на криволинейных спицах, действуют следующие си-mí:OIB0l!,N,N,íG,FTP,F,w.

NkN'- реакции спиц 1 и 2. Их можно определить через проекции всех сил на ось у. При этом принимаем, что ось х находится в плоскости вращения точки А криволинейной спицы ротационного диска и направлена в сторону вращения диска.

Тогда уравнение всех сил равно: N ■ cos/1 + N' ■ cos/?-G-cosa + FTJ>-sin cos/3 = 0. (6)

Опрокидывание будет происходить в момент, когда Л'-О, F¿p ■ cos а = 0. Выразим силу трения FTP через коэффициент трения /, FTP - N ■ f.

Тогда N• cos>3 -G■ cosa + N■ f ■ sin/? = 0, (7)

G-cosa

откуда N =--— . , Я. (8)

cos /? + / -sin p

sin/3 и cos/? можно определить из треугольника 0¡0K¡

0,0 2(rK +rCT)'_■

cos/J = £!k = É+^ZHkS

0,0 r,+rCT

где rcr - радиус стержня, м. Принимаем rK + rCT - rn. Тогда после преобразований получим

_ 2G-rn -cosa

(9)

(10)

Таким образом, реакция стержня зависит от массы корнеплода, угла установки ротационного диска, коэффициента трения корнеплода о криволинейный стержень, диаметра корнеплода, а также диаметра и шага криволинейных стержней.

Для определения условия опрокидывания корнеплода через криволинейный стержень составим уравнение моментов всех сил, действующих на корнеплод, относительно точки А. Ускорение Кориолиса направим, взяв проекцию вектора относительной скорости на плоскость перпендикулярную оси переносного вращения (на 90° в сторону переносного вращения). Тогда, Кориолисову сила инерции (^ направляем в сторону противоположную направлению Кориолисова ускорения:

Фк =т-2-сое-Уг -яту^ (11)

где у - угол между вектором угловой переносной скорости Ше и относительной скорости {Г . В данном случае этот угол равен 90°.

Тогда Фк- т-2-(ое-Уг,Н. (12)

С учетом, что в момент опрокидывания корнеплода Ы' = 0 уравнение моментов примет вид:

, те-АМ ,,„.

Ф -ОК-0-АМ = 0 или Ф =—-. (13)

ок

Тогда можно записать

„ .. тg • АМ , В • АМ

2'Т'С0'У,= —-или ш <—-.

ОК е 2-У-ОК С14)

Из треугольника A OK: ОК = гк • cos ¡3

или OK = ^ + гстУ - ('сг /2)1

'i+lT

Из треугольника АОМ:

ЛМ = ЛО • - а) = г, [/g(yS - а)]. Из уравнения (9) определим /?:

= arcsin

= arcsin

2 (гк+Гст)_

ч

2 г,

л /

Тогда AM = rK-tg

arcsm

t,

ст

\

2т,

П J

Подставив (15) и (18) в выражение (14) после преобразований получим:

g■rп■tg со.<,-

- ( * \ -

arcsin 1сг -а

(16)

(17)

(18)

(19)

Переносная скорость вращения корнеплода ог в значительной степени зависит от окружной скорости пА точки А криволинейной спицы. Выразим их отношения через коэффициент к.

Тогда иг = к - = к • о>, • Я. (20)

Подставляя выражение (20) в (19) после преобразований получим:

1

g-%-tg

2-rn

(21)

2-Я-к^г2а-(1ст/2)2

Таким образом, пользуясь выражением (21) можно определить максимально допустимую частоту вращения ротационного диска.

В четвертом разделе «Программа, методика и результаты лабораторных исследований транспортирующе-очистительного устройства» приведены программа, методика и результаты лабораторных исследований по обоснованию конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства.

Программа исследований включала:

-определение оптимальных значений конструктивных параметров эластичного очистителя транспортирующе-очистительного устройства;

-проведение сравнительных исследований транспортирующе-очистительного устройства с ротационными дисками вариантов А и В;

-определение рациональных значений конструктивно-режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства.

Лабораторные исследования проводились на экспериментальной установке (рисунок 6). Объем вороха, поступающий из бункера-накопителя на экспериментальное транспортирующе-очистительное устройство соответствовал реальному объему вороха, поступающему на штатное транспортирующе-очистительное устройство в процессе уборки свеклы комбайном.

11 3 2 в, 13 i 9 10 6 7

Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки: 1 - рама; 2 - ротационный диск; 3 - оградительная решетка; 4 - криволинейная спица; 5 - эластичные очистители; 6- ленточный транспортер; 7- бункер-накопитель; 8,9- цепные передачи; 10, 11- мотор - редукторы; 12 - пульт управления; 13- брезент; 14 - направляющий лоток; 15- ящик-приемник

При экспериментальных исследованиях в качестве критерия оптимизации принято количество почвенных примесей в очищенном ворохе, которое определяется:

AG =~ П G

П

п+ск

•100,%,

(22)

где вп - масса почвенных примесей в ящике-приемнике, кг; Ск - масса корнеплодов в ящике-приемнике, кг

Необходимо отметить, что почвенные примеси в очищенном ворохе находятся как в свободном состоянии Опс, так и в связном состоянии (на корнеплодах) Сяк-Поэтому, при обработке результатов исследований принимали:

Оп=Опс+ бтс (23)

Массу корнеплодов и почвенных примесей в ворохе определяли взвешиванием на весах ВЛР-1 с погрешностью измерения ± 1г.

При проведении исследований по определению оптимального значения длины (высоты) к эластичного очистителя все параметры и режимы работы транспоргарую-ще-очистительного устройства за исключением к оставались постоянными. В качестве критерия оптимизации было принято количество почвенных примесей ДСп в ворохе корнеплодов сахарной свеклы.

12

Й = So

о<

О 0) 0Q О

ы

1

\

\ \ = 18.6 4-О. 5/1 + tUIClí 4/г-

\

1*\

\<

—9

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Длина эластичных очистителей (h), мм

Рисунок 7-Зависимость количества почвенных примесей (AGn,%) от длины эластичных

очистителей (h, мм)

Как показывают результаты обработки опытных данных (рисунок 7), при увеличении длины эластичных очистителей с 60 до 140 мм происходит значительное снижение количества связной почвы на корнеплодах. Дальнейшее увеличение этого параметра не оказывает существенное влияние на критерий оптимизации. Поэтому, для дальнейших исследований целесообразно принимать й=140 мм.

При проведении исследования по определению опгамальной длины / ворсинок эластичного очистителя также все параметры транспортирующе-очистительного устройства оставались постоянными. Были изготовлены экспериментальные эластичные очистители дайной (высотой) к= 180 мм, дайна ворсинок которых равна 40,60,80,100 и 120 мм.

12

>< 11

Г-ю

?сf г< э

¡■s 8 в

7

; а. 7

Ц I &

6

5L 30

\

\ \ I 32/ч <Ш 17 Г"

\ <-»„ - ¿V.V (

о

40 50' ео 70 80 90 100 110 120 Длина ворсинок эластичных очистителей (/), мм

Рисунок 8 - Зависимость количества почвенных примесей в очищенном ворохе (ДС?Я,%) от длины ворсинок эластичного очистителя (!)

Результаты обработки опытных данных (рисунок 8) показывают, что с увеличением длины ворсинок эластичного очистителя степень очистки корнеплодов сахарной свеклы возрастает, соответственно уменьшается количество связной почвы в убранном ворохе. Однако, при увеличении длины ворсинок более 80 мм нарушается технологический процесс очистки корнеплодов. Поэтому, оптимальной величиной длины ворсинок эластичного очистителя является /=80 мм.

При определений сравнительных исследований на транспортирующе-очистительное устройство поочередно устанавливали ротационные диски вариантов А и В. При каждом варианте опыты проводили с одним, двумя и тремя эластичными очистителями. Частоту вращения ротационных дисков устанавливали 60,80,100 и 120 мин

20

х <ю

М X

£ о

ЕЮ

li г ^

^ со

\

Ss К 3 2 1

чС \ / / /

—

\

\ ' V, HL

Рисунок 9 - Зависимость количества почвенных примесей в очищенном ворохе от частоты вращения ротационных дисков и количества эластичных очистителей: 1, 2 и 3- тип А, количество эластичных очистителей, соответственно 1,2 и 3; I, II и III - тип В, количество эластичных очистителей, соответственно 1, 2иЗ

40 60 80 100 120

Частота вращения ротационных дисков п, мин"1

Как показывают результаты исследований (рисунок 9) количество почвенных примесей в очищенном ворохе при установке ротационного диска типа В ниже, чем при ротационном диске типа А. Причем, количество почвенных примесей в обоих вариантах с увеличением частоты вращения дисков и количества эластичных очистителей уменьшается. Однако, при частоте вращения дисков 80... 100 мин"1 и количестве эластичных очистителей, равным двум этот показатель качества у дисков А и Б имеет незначительную разницу. Но, количество поврежденных корнеплодов при установке ротационного диска типа В значительно выше. Так, при частоте вращения ротационного диска типа В 100 мин'1 количество поврежденных корнеплодов доходило до 32 %. Поэтому, для дальнейших исследований принимаем ротационный диск типа А.

Для определения рациональных значений конструктивных и режимных параметров трнспортирующе-очистительного устройства были проведены лабораторные исследования с применением методики многофакторного эксперимента. В качестве критерия оптимизации было принято количество почвенных примесей Д<3Я в ворохе корнеплодов сахарной свеклы. В качестве материала для проведения исследований использовался ворох корнеплодов сахарной свеклы сорта Маша, Манон, отобранные в период уборки, с остатками растительных и почвенных примесей перед обработкой ротационными очистителями (с подающего транспортера).

На основании априорной информации, а также исходя из конфетных задач исследования были выявлены три наиболее существенных фактора, влияющие на процесс очистки корнеплодов: частота вращения ротационного диска (п), мин"1; скорость подающего ленточного транспортера (ит), м/с; количество эластичных очистителей (Л*), шт.

В результате обработки опытных данных получено уравнение регрессии второго порядка в закодированном виде, описывающее зависимость количества почвенных примесей в ворохе корнеплодов сахарной свеклы от выбранных факторов: у = 5,675-4,16х1 -1,98х2 -3,63х3 +4,955х^ +3,555х^ +

+ 3,205х| -1,887x^2 -0,737x^3 +3,087х2х3-Для изучения поверхности отклика строились двухмерные сечения с контур-

Рисунок 10 - Двухмерные сечения, характеризующие зависимость количества почвенных примесей (Абя) в ворохе корнеплодов от скорости подающего ленточного транспортера (ъТ ,м/с) и частоты вращения ротационного диска (п, мин1)

50 80 110

Частота вращения ротационного диска п, мин'1

Рисунок 11 - Двухмерные сечения, характеризующие зависимость количества почвенных примесей (AGn,%) в ворохе корнеплодов от количества эластичных очистителей (N, шт) и частоты вращения ротационного диска (п, мин'').

Анализ двухмерных сечений показывает, что количество почвенных примесей в очищенном ворохе корнеплодов соответствует агротехническим требованиям (ДGn< 8 %)при: количестве эластичных очистителей N = 2 шт; частоте вращения ротационного диска n = 80.. .95 мин'1; рабочей скорости комбайна ир =1,8.. .2,2 м/с.

Для использования в инженерных расчетах уравнение (24) удобнее представить в раскодированном виде:

AGn =61,58 -0,722« -26,66vT +10,79//-0,08и-ог -

-0,02n-N + 0,005n2 + 7,2Vj -3,205 iV2. (2"

В пятом разделе «Лабораторно-полевые исследования свеклоуборочного комбайна, оснащенного транспортирующе-очистительным устройством» изложены условия и методика проведения лабораторно-полевых исследований транспор-тирующе-очистительного устройства, приведены полученные результаты.

Лабораторно-полевые исследования транспортирующе-очистигельного устройства проводились на полях ЗАО «Петровский хлеб» Пензенской области, в установленные для Среднего Поволжья сроки уборки сахарной свеклы в реально сложившихся условиях в соответствии с ГОСТ Р 52757-2007(Машины свеклоуборочные. Методы испытаний) и ОСТ 10.8.6-2001. (Испытание сельскохозяйственной техники. Машины для уборки сахарной свеклы. Методы оценки функциональных показателей). Для определения количества почвенных примесей в убранном ворохе использовали весы ВЛР-1 по ТУ 25-06.2052-82 с погрешностью измерения ± 1г.

Для проведения лабораторно-полевых исследований экспериментальное транс-портрующе-очистительное устройство навешивали на свеклоуборочный комбайн Terra Dos фирмы «Но1тег»(Германия).

Для определения общей загрязненности вороха корнеплодов отобранную пробу высыпали на брезент и разделяли на фракции: корнеплоды и их части; почва свободная; почва связная; растительные и прочие примеси. Массовую долю фракций определяют от общей массы пробы (вороха). Вычисление проводили с округлением до первого десятичного знака.

Общую массу отобранного вороха корнеплодов G, кг, вычисляли по формуле:

G = G0+Gn+Gnp; (26)

= G'n +Gn>

(27)

где G0 - масса чистых корнеплодов и их частей, кг\Gn - масса всей почвы, кг; G'n-масса почвы свободной, кг; G"п - масса почвы связной, кг; Gnp - масса прочих примесей, кг.

При проведении исследований по определению рационального количества эластичных очистителей N трансшртирующе-очистигельного устройства все параметры и режимы работы устройства за исключением N оставались постоянными. Опыты проводились с количеством эластичных очистителей 1, 2, 3 и 4, а также без очистителей. При этом длина (высота) эластичных очистителей А = 180 мм, длина ворсинок / = 60 мм, частота вращения ротационных дисков п = 80 мин Результаты обработки опытных данных представлены на рисунке 12.

2.2 3

1.8

ё3 1,6

Q щ 1.4

'1 а 1.2

S S 1,о

£ о

5 5

V

\

к

ч до; =w 1: 3.Y 0.22 •VL

\

1 У

0.8 0.8 0,4 0.2 0,0

„ 0 1 2 3 - к, 4

Количество эластичных очистителем N. шт

Рисунок 12 - Зависимость количества связной почвы (Лвп",%) на корнеплодах от количества эластичных очистителей (Ы, шт). Корреляционная связь между количеством связной почвы в убранном ворохе ДОп" и количеством эластичных очистителей N выражается функцией:

ас;; = 1,97 - 1,ЗЗМ + 0,22Лг2, при Я = 0,97. (28)

При работе свеклоуборочного комбайна без эластичных очистителей количество связной почвы превышало 2%. С увеличением количества эластичных очистителей с нуля до 2-х количество связной почвы резко снижается и доходит до 0,2 %. Поэтому, дальнейшее увеличение количества эластичных очистителей не имеет большого значения, так как на корнеплодах остается незначительное количество почвы.

При проведении исследований по определению рациональной частоты вращения ротационных дисков п транспортирующе-очистительного устройства все параметры и режимы работы устройства за исключением п оставались постоянными. Исследования проводили при частоте вращения 70, 80, 90, 100 и 110 мин'1. Результаты обработки опытных данных представлены на рисунке 13.

&о

¡I í ° 1°

2 2 с о о г

fc- га о о. шю

10,0 9,5 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5.5

-ДО',, = 34. 25-0.5!/( +6.42/1--

65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 Частота вращения ротационных дисков п, мин"1

Рисунок 13- Зависимость количества почвенных примесей в убранном ворохе (AGn,%) от частоты вращения ротационных дисков (п, мин'') 15

Корреляционная связь между количеством всей почвы в убранном ворохе А (7Я и частотой вращения ротационных; дисков п выражается функцией:

Авп =34,25 -0,51« + 6,42и\ при Я = 0,96. (29)

Как показывают результаты исследований минимальное количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы обеспечивается при частоте вращения ротационного диска п =100...110 мин"1. Однако с увеличением частоты вращения п более 90 мин"1 резко увеличивается количество поврежденных корнеплодов (без учета поврежденных ботвосрезаюшими и выкапывающими устройствами). Поэтому, рациональными значениями исследуемых параметров являются п = 80...90 мин"1, при которых количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов соответствует агротехническим требованиям.

16

.14

о О..

с <12 ■S ф

? К 5 8-ю

8 ш ° 5

£§8 <и £

Т ТО

It6

А /

г2 LX5 — 20,2 Su,+ 6.42 /

до Г

А

-Г

н— 1

1.0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 Рабочая скорость комбайна \/р, м/с

Рисунок 14- Зависимость количества почвенных примесей в убранном ворохе {Д(7Л, %)

от рабочей скорости комбайна (ьр, м/с) Корреляционная связь между количеством всей почвы в убранном ворохе (7Я и поступательной (рабочей) скоростью комбайна ьр выражается функцией:

AGn = 21,15-20,26» + 6,42v2 при Л = 0,97.

(30)

Как показывают результаты исследования с увеличением поступательной (рабочей) скорости комбайна количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы увеличивается, причем при приближении скорости vp = 2,8 м/с этот показатель выходит за пределы агротехнически допускаемой величины. Рациональными скоростями свеклоуборочного комбайна являются vp=2,0.. .2,2 м/с.

Лабораторно-полевыми исследованиями подтверждены результаты теоретических и лабораторных исследований. Минимальное количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы обеспечивается при: частоте вращения ротационного диска о = 80...90 мин'1; количестве эластичных очистителей N = 2 шт; рабочей скорости комбайна до 2,2 м/с.

В шестом разделе «Производственные исследования и расчет экономической эффективности применения транспортирующе-очистительного устройства» приведены расчеты показателей экономической эффективности применения предлагаемого транспортирующе-очистительного устройства.

Сравнительные исследования свеклоуборочных комбайнов TERRA DOS фирмы «Holmen> с серийно выпускаемым и экспериментальным транспортирующе-очистительным устройством в производственных условиях показали, что при приме-

нении экспериментального транспортирующе-очистительного устройства, увеличивается производительность комбайна на 0,2 га/ч, снгокается количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы на 4%, повреждение корнеплодов на 0,3%, а затраты труда на 0,11 чел-ч/га.

Годовой экономический эффект при использовании свеклоуборочного комбайна, оснащенного предлагаемым транспортирующе-очистительным устройством, составит 109428 руб. (по ценам на 1 октября 2010 г.) на одну машину. Затраты труда на модернизацию транспортирующе-очистительного устройства составляют 43700 руб. Срок окупаемости дополнительных затрат составит 0,4 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате изучения фракционного состава вороха и физико-механических свойств корнеплодов сахарной свеклы в период уборки установлено, что: содержание почвенных примесей в ворохе доходит до 30%, а растительных и прочих примесей более 1,5%. Длина корнеплодов сахарной свеклы колеблется в пределах 120...260 мм, при средней величине 212,6 мм, а диаметр корнеплодов - 30... 150 мм, при средней величине 87,3 мм. Масса корнеплодов изменяется от 150 до 1150 г, при средней величине 910,5г, диаметр почвенных комков от 30,0 до 75,0 мм, при средней величине 53,4 мм.

2 Теоретическими исследованиями получены зависимости для определения конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства: длины (высоты) эластичных очистителей; длины их ворсинок, минимальной и максимальной угловых скоростей ротационных дисков.

3. В результате лабораторных и лабораторно-полевых исследований, получены рациональные значения конструктивных и кинематических параметров транспорти-рующе-очистительного устройства. Минимальное количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы обеспечивается при: длине (высоте) эластичных очистителей 130... 140 мм и длине ворсинок эластичных очистителей 70...80 мм; количестве эластичных очистителей 2 шт; частоте вращения ротационного диска 80...90 мин"1; рабочей скорости свеклоуборочного комбайна 1,8...2,2 м/с.

4. Применение транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями позволяет увеличить производительность свеклоуборочного комбайна на 0,2 га/ч, снизить количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы на 4%, повреждение корнеплодов на 0,3%, а затраты труда на 0,11 чел-ч/га. Годовой экономический эффект при использовании свеклоуборочного комбайна, оснащенного предлагаемым транспортирующе-очистительным устройством, составит 109428 руб. (по ценам на 1 октября 2010 г.) на одну машину. Срок окупаемости дополнительных затрат составит 0,4 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в гаданиях, рекомендованных ВАК

1. Кухмазов, К.З. Обоснование конструктивно-режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна /К.З. Кухмазов., Р.У. Янгазов // Нива Поволжья. - 2010. - № 3. - С. 68-70.

Публикации в описаниях на полезные модели, сборниках научных трудов и материалах конференций

2. Пат. № 86067 Россия, МПК А 01 D 33/08. Транспортирующее очистительное устройство / К.З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. - № 2009123144/22; Заяв. 17.06.2009; Опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

3. Пат. № 100697 Россия, МПК А 01 Б 33/08, Транспортирующее очистительное устройство / К.З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. - № 2010113217/21; Заяв. 05.04.10; Опубл. 27.12.2010, Бюл. № 36.

4. Кухмазов, К. 3. Проблемы уборки сахарной свеклы / К. 3. Кухмазов, Р.У. Янгазов //Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. материалов Междунар. НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 210-211.

5. Кухмазов, К.З. Сепарирующие рабочие органы свеклоуборочных комбайнов / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов //Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. материалов Междунар. НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 211-212.

6. Янгазов, Р.У. Экспериментальная установка для исследования параметров транспортирующе-очистительного устройства / Р.У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. -Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 72-73.

7. Кухмазов, К.З. Уборка сахарной свеклы в сложных условиях / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 71-72.

8. Кухмазов, К.З. К проблеме уборки сахарной свеклы / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов // Сб. науч. тр. Междунар. НПК. -Ярославль: Ярославская ГСХА, 2010,- С. 127-130.

9. Кухмазов, К.З. Снижение почвенных примесей в убранном ворохе при комбайновой уборке сахарной свеклы /К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов // Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки: Сб. материалов Междунар. НПК. - Махачкала: Дагестанская ГСХА, 2010. - С. 241-244.

10. Кухмазов К.З. Совершенствование комбайновой уборки сахарной свеклы. / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов И Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. - Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2010.-С. 228-230.

11. Янгазов, Р.У. Повышение качественных показателей работы свеклоуборочного комбайна / Р.У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. -Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 166-167.

Подписано в печать 12.01.11. Объем 1 усл. п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 29. Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г.Пенза, ул. Московская, 74

Введение.

1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1 Механизированные способы уборки сахарной свеклы.

1.2 Аналитический обзор средств механизированной уборки корнеплодов сахарной свеклы.

1.3 Устройства для очистки корнеплодов сахарной свеклы.

1.4 Выводы по разделу.

1.5 Цель и задачи исследования.

2 Фракционный состав и физико - механические свойства вороха, почвы, корнеплодов сахарной свеклы.

2.1 Программа и методика проведения исследований.

2.2Характеристика культуры.

2.3 Условия проведения опытов.

2.4 Результаты лабораторно-полевых исследований.

2.4.1 Фракционный состав вороха корнеплодов сахарной свеклы.

2.4.2 Размерно - массовая характеристика состава вороха корнеплодов сахарной свеклы.

2.4.3 Фрикционные свойства корнеплодов сахарной свеклы.

2.5 Выводы по разделу.

3 Теоретический анализ процесса очистки и обоснование параметров транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями.

3.1 Обоснование схемы транспортирующее - очистительного устройства свеклоуборочного комбайна.

3.2 Обоснование геометрических параметров транспортирующе-очистительного устройства.

3.3 Обоснование частоты вращения ротационного диска.

3.4 Выводы по разделу.

4 Программа, методика и результаты лабораторных исследований транспортирующе-очистительного устройства.

4.1 Программа лабораторных исследований.;.

4.2 Исследования по определению оптимальных геометрических параметров эластичного очистителя.

4.2.1 Цель и задачи исследования.

4.2.2 Методика проведения исследования и обработка результатов.

4.2.3 Результаты исследований по определению геометрических параметров эластичного очистителя.

4.3 Сравнительные исследования транспортирующе-очистительных устройств.

4.3.1 Цель и задачи исследований.

4.3.2 Методика проведения исследований и обработка результатов.

4.3.3 Результаты сравнительных исследований.

4.4 Лабораторные исследования по определению оптимальных значений конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства.

4.4.1 Цель й задачи исследований.

4.4.2 Методика экспериментальных исследований.

4.4.3 Результаты исследования по обоснованию оптимальных значений конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства.

4.5 Выводы по разделу.

5.Лабораторно-полевые исследования свеклоуборочного комбайна, оснащенного транспортрующе-очистительным устройством.

5.1 Цель и задачи лабораторно-полевых исследований.

5.2 Условия и методика проведения лабораторно-полевых исследований.

5.3 Результаты лабораторно-полевых исследований.

5.4 Выводы по разделу.

6 Производственные исследования и расчет экономической эффективности применения транспортирующе-очистительного устройства.

6.1 Общие положения методики расчета экономической эффективности предлагаемого транспортирующе-очистительного устройства.

6.2 Определение затрат на изготовление транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна.

6.3 Экономическая эффективность от внедрения транспортирующе-очистительного устройства.

6.4 Выводы по разделу.

В настоящее время более 40% сахара, производимого в мире, получают из корнеплодов свеклы. В Российской Федерации сахарная свекла — одна из важнейших технических культур, ее возделывают на площади около 1млн. га. В корнеплодах сахарной свеклы содержится около 20% сахара (сахарозы). При переработке корнеплодов на заводе из каждой тонны получают 100.120 кг сахара, 850 кг жома и 40.60 кг патоки (мелассы). В 100 кг корнеплодов содержится 25,7 корм. ед.[12].

Одним из крупных регионов возделывания сахарной свеклы и выработки сахара является Пензенская область, где посевные площади этой культуры составляют более 45,2 тыс.га. Затраты труда на возделывание свеклы велики: на 1 га площади они составляют 150. 180 чел-ч вместо возможных 50.60 чел.-ч., на один центнер продукции - 1,8.3,5 чел.-ч. вместо 0,5. 0,6 чел.-ч.[54]. Основной причиной высоких затрат на производство единицы продукции является значительная доля ручного труда при уходе за посевами и доочистки корнеплодов от почвы и земли. В современной научно-обоснованной технологии производства сахарной свеклы на передний план выдвигается необходимость максимального исключения ручного труда на всех этапах производства, в том числе и послеуборочной доочистки корнеплодов. Для этого необходимо значительно улучшить качество работы свеклоуборочной техники.

В настоящее время на уборке сахарной свеклы наибольшее распространение находит однофазная комбайновая технология. Причем, применяются свеклоуборочные комбайны как отечественного производства (КСП-6; МКП-6 и др.), так и зарубежных фирм («Холмер», «Франц Кляйн», Агрифак» и др.). Современные свеклоуборочные комбайны являются сложными инженерными машинами, выполняющими технологические операции подкапывания борозд, отделения клубней от почвенных и растительных примесей, погрузку в транспортные средства. Как показывают результаты исследований, проведенных на свеклосеющих хозяйствах Пензенской области, качественные показатели их работы не всегда отвечают агротехническим требованиям. Так, на тяжелых переувлажненных почвах (влажность более 22%) содержание почвенных примесей в убранном ворохе доходит до 20%. Причем, более 70% почвы находится в связном состоянии[40]. В связи с этим, повышение качества очистки корнеплодов сахарной свеклы за счет совершенствования конструкции транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна является актуальной научно-технической проблемой.

Исследования проводились по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в соответствии с темой № 31 «Совершенствование технологии и технических средств, позволяющие снизить затраты труда и потерь продукции при уборке сельскохозяйственных культур».

Цель исследования. Повышение качества очистки корнеплодов сахарной свеклы разработкой и обоснованием конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства комбайна.

Объект исследования. Технологический процесс очистки корнеплодов сахарной свеклы от почвенных примесей транспортируюгце-очистительным устройством с эластичными очистителями при комбайновой уборке.

Предмет исследования. Массовая доля почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы, доля поврежденных корнеплодов, конструктивные и режимные параметры транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна.

Методика исследования. При теоретических исследованиях использовались основные положения законов и методов классической механики и математического анализа. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и полевых условиях с использованием отраслевых и частных методик, теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением программ «STATISTICA», «Microsoft Excel» и др.

Научную новизну представляют: аналитические выражения для определения основных конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями; конструкция транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями.

Новизна технической разработки защищена патентами на полезные модели № 86067 и №100697.

Практическая значимость. Использование свеклоуборочного комбайна, оснащенного разработанным транспортирующе-очистительным устройством с эластичными очистителями, позволяет снизить массовую долю почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов на 4%, а массовую долю поврежденных корнеплодов - на 0,3% по сравнению с комбайном, оснащенным штатным транспортирующе-очистительным устройством.

Реализация результатов исследований. Разработанное и изготовленное транспортирующе-очистительное устройство установлено на свеклоуборочный комбайн «Холмер» и исследовано на уборке свеклы в ЗАО «Петровский хлеб» Пензенской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены на научно-практических конференциях: ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2008.2010 г.), ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова» (2010г.), ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ» (2010г.), ФГОУ ВПО «Дагестанская ГСХА» (2010г.), ФГОУ ВПО «Ярославская ГСХА» (2010г.), ФГОУ ВПО «Волгоградская ГСХА» (2010г.).

Основные результаты исследований представлялись в качестве инновационного проекта на II (г.Уфа, 2010 г.) и III (г.Саратов, 2010 г.) этапы

Всероссийского конкурса молодых ученых в номинации «Технические науки».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в т. ч. одна статья опубликована в издании, указанном перечнем ВАК. Две статьи опубликованы без соавторов. Получено два патента РФ на полезную модель № 86067 и № 100697. Общий объем публикаций составляет 1,1 п.л., из них автору принадлежит 0,55 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 139 е., состоит из шести разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 111 наименований, в том числе 10 на иностранных языках, приложения на 13 с. Работа содержит 15 табл. и 46 рис.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

-конструктивно-технологическая схема и конструкция транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна с эластичными очистителями;

- теоретические выражения по определению конструктивных (высота эластичных очистителей, длина ворсинок, количество эластичных очистителей) и режимных (частота вращения ротационного диска, рабочая скорость комбайна) параметров транспортирующе-очистительного устройства;

- рациональные значения конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате изучения фракционного состава вороха и физико-механических свойств корнеплодов сахарной свеклы в период уборки установлено, что: содержание почвенных примесей в ворохе доходит до 30%, а растительных и прочих примесей более 1,5%. Длина корнеплодов сахарной свеклы колеблется в пределах 120.260 мм, при средней величине 212,6 мм, а диаметр корнеплодов — 30. 150 мм, при средней величине 87,3 мм. Масса корнеплодов изменяется от 150 до 1150 г, при средней величине 910,5г, диаметр почвенных комков от 30,0 до 75,0 мм, при средней величине 53,4 мм.

2 Теоретическими исследованиями получены зависимости для определения конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства: длины (высоты) эластичных очистителей; длины их ворсинок, минимальной и максимальной угловых скоростей ротационных дисков.

3. В результате лабораторных и лабораторно-полевых исследований, получены рациональные значения конструктивных и кинематических параметров транспортирующе-очистительного устройства. Минимальное количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы обеспечивается при: длине (высоте) эластичных очистителей 130. 140 мм и длине ворсинок эластичных очистителей 70.80 мм; количестве эластичных очистителей 2 шт; частоте вращения ротационного диска 80.90 мин"1; рабочей скорости свеклоуборочного комбайна 1,8. .2,2 м/с.

4. Применение транспортирующе-очистительного устройства с эластичными очистителями позволяет увеличить производительность свеклоуборочного комбайна на 0,2 га/ч, снизить количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы на 4%, повреждение корнеплодов на 0,3%, а затраты труда на 0,11 чел-ч/га. Годовой экономический эффект при использовании свеклоуборочного комбайна, оснащенного предлагаемым транспортирующе-очистительным устройством, составит 109428 руб. (по ценам на 1 октября 2010 г.) на одну машину. Срок окупаемости дополнительных затрат составит 0,4 года.

1. Агротехническая тетрадь. Интенсивная технология производства сахарной свеклы. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 11 с.

2. Александров A.B., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высш. шк., - 1995. — 560 с.

3. Бать, М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах: учеб. пособ. для вузов. В 2-х т. / М.И. Бать, Г.Д. Джанелидзе, A.C. Кельзон. — 9—е изд., перераб. М.: Наука, 1990. - 670 с.

4. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов и др. — М.: Машиностроение, 1973. 568 с.

5. Босой, Е.С. Теория, конструирование и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой и др. М.: Машиностроение, 1978.-567 с.

6. Волкова, H.A. Экономическое обоснование инженерно-технических решений в дипломных проектах: учебное пособие / H.A. Волкова: 2-е изд., перераб. и доп. Пенза: РИО ПГСХА, 2000. - 167 с.

7. Экономическая оценка инженерных проектов: учебное пособие / H.A. Волкова, В.В. Коновалов, И.А. Спицын, A.C. Иванов. Пенза: РИО ПГСХА, 2002.-242 с.

8. Волосевич, Н.П. Разработка технологического процесса, конструкции и теоретических основ крупноячеистых сепараторов корнеплодов.: Автореф. дис. докт. техн. наук. Челябинск, 1992. - 42 с.

9. Гернет, М.М. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1973.-324 с.

10. Горячкин, В.П. Собрание сочинений. Т 1-3 / В.П. Горячкин. -Колос, 1968.-670 с.

11. И. ГОСТ Р 52757-2007. Машины свеклоуборочные. Методы испытаний. Введен 17.10.2007 — М.: Издательство стандартов, 2007. — 36 с.

12. Гуреев, И.И. Производство сахарной свеклы без затрат ручного труда / И.И. Гуреев, A.B. Агибалов. Курск, 2000. - 124 с.

13. Гуреев, И.И. Оптимальные условия уборки урожая / И.И. Гуреев, A.B. Агибалов // Сахарная свекла. 2001. - № 8. - С. 21 - 24.

14. Гутнер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970. - 432 с.

15. Анализ экономических показателей применения зарубежных свеклоуборочных комбайнов в хозяйствах ЦФО / Д.А. Гущин // Труды ГОСНИТИ. Т. 104. М.: 2009. 168 с.

16. Дванов JI.B. Изыскание и исследование сепараторов для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М., 1988. - 18 с.

17. Добронравов В.В., Никитин H.H., Дворников А.П. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1966. - 422 с.

18. Доспехов В.А. Методика полевого опыта. (С обоснованием статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1974. - 416 с.

19. Дробышев И.А. Анализ работы свеклоуборочных машин / И.А. Дробышев, A.B. Богометов // Аграрная наука в начале XXI века: Часть 3 / ВГАУ. Воронеж, 2002. С. 162-165.

20. Евдокимов, Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. М.: Наука, 1980.-280 с.

21. Емелин, Ю.Б. Технико-экономическая оценка организационно-техничесого обеспечения аграрного производства: учебное пособие./ Ю.Б. Емелин: СГАУ. Саратов: 2000. - 96с.

22. Еремеев, И.Д. Элементы теории построения рабочих органов свеклоуборочных комбайнов / И.Д. Еремеев. — М.: Машгиз, 1961. — 130 с.

23. Индустриальная технология возделывания сахарной свеклы: методическое указание / под редакцией В.Ф. Зубенко. М.: Колос, 1982.-47С.

24. A.c. 154753 SU, кл. А 01 D 33/08. Отделитель корнеклубнеплодов от комков почвы и камней/ В.Е. Зубков. № 4381206/30-15, заявл. 23.02.88; Опубл. 07.03.90. Бюл. № 9.

25. Иванов, Н.Я. Механизация полеводства в США / Н.Я. Иванов, Н.М. Шаров. -М.: Колос, 1973. 207 с.

26. Иванов В.М., Калинина В.И., Нешутова JI.A. идр. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1981. 371 с.

27. Иванов, А.И. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве / А.И. Иванов, Б.С. Третьяков. М.: Колос, 1984. — 352 с.

28. Корниенко, A.B. Новые технологии и комплексы машин для возделывания и уборки сахарной свеклы в России / A.B. Корниенко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1996. №11. - С. 6 - 8.

29. Кленин H.H., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. М.: Колос, 1980. - 671 с.

30. Коновалов, В.В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПВЭМ: учебное пособие / В.В. Коновалов. Пенза РИО ПГСХА, 2003. - 176 с.

31. Кормаков, Л.Ф. Рынок сельскохозяйственной техники: проблемы и решения- М.: ФГНУ Росинформагротех, 2007. — 192с.

32. Кривогов, Н.И. Развитие средств механизации уборки сахарной свеклы / Н.И. Кривогов, Ю.Б. Аванесов // Техника в сельском хозяйстве. —1999.-№6.-С. 50-52.

33. Кринецкий И.И. Основы научных исследований. Киев - Одесса: Вшцащкола, 1981.-208 с.

34. Крыжко, В.Н. Обоснование параметров рабочих органов машин для посадки корнеплодов сахарной свеклы. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук, Киев, 1991.- 147с.

35. Кухарев, О.Н. Методические указания в к выполнению курсовой работы по организации сельскохозяйственного производства / О.Н. Кухарев, Е.В. Умнов. Пенза: РИО ПГСХА, 2001.-41 с.

36. Кухмазов, К.З. Результаты исследования физико-механических свойств сахарной свеклы / К.З. Кухмазов, В.М. Крячко // Роль науки в развитии АПК: сборник научных трудов Пензенской ГСХА.— Пенза: РИО ПГСХА, 2005. С. 223-226.

37. Кухмазов, К.З. Обоснование конструктивно-режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна /К.З. Кухмазов., Р.У. Янгазов// Нива Поволжья. 2010. - № 3. - С. 68-70.

38. Кухмазов, К. 3. Проблемы уборки сахарной свеклы / К. 3. Кухмазов, Р.У. Янгазов //Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. материалов Междунар. НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 210-211.

39. Кухмазов, К.З. Сепарирующие рабочие органы свеклоуборочных комбайнов / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов //Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. материалов Междунар. НПК. — Пенза: РИО ПГСХА, 2008.-С. 211-212.

40. Кухмазов, К.З. Уборка сахарной свеклы в сложных условиях / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2009.-С. 71-72.

41. Кухмазов, К.З. К проблеме уборки сахарной свеклы / К.З. Кухмазов, Р.У. Янгазов // Сб. науч. тр. Междунар. НПК. — Ярославль: Ярославская ГСХА, 2010.- С. 127-130.

42. Кухмазов К.З. Совершенствование комбайновой уборки сахарной свеклы. /Кухмазов К.З., Янгазов Р.У// Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2010.-С. 228-230.

43. Пат. № 86067 Россия, МПК А 01 D 33/08. Транспортирующее очистительное устройство / К.З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. № 2009123144/22; Заяв. 17.06.2009; Опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

44. Пат. № 100697 Россия, МПК А 01 D 33/08. Транспортирующее очистительное устройство / К.З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. № 2010113217/21; Заяв. 05.04.10; Опубл. 27.12.2010, Бюл. № 36.

45. Левчук, Л.И. Некоторые особенности машин ФРГ для уборки корнеплодов / Л.И. Левчук, В. А. Хвостов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1972. №11. - С. 45 - 46.

46. Мартыненко, В.А. Перспективные конструкции свеклоуборочной техники // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1996. — №12. — С. 15-16.

47. Марнов, B.C. Комбайны фирмы «Холмер» на российском ринке / В.С.Марнов // Сахарная свекла. 2003. - №4 - С. 14.

48. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.:Колос. Ленинградское отделение, 1980. — 168 с.

49. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. — М.: МСХ и продовольствия РФ, 1988. —240 с.

50. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских опытно-конструкторских работ новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Киев: Урожай - 1986. - 118 с.

51. Анализ состояния производства и перспективы развития техники для уборки сахарной свеклы. Аналитическая справка / составители: Н.П. Мишуров, JIM. Колчина М. ФГНУ «Росинформагротех», 2002. - 43 с.

52. Найданов, С.А. Силовое взаимодействие щеток с корнями сахарной свеклы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1981.-№ 11.-с. 11.13.

53. Низкозатратные технологии и комплексы машин для производства сахарной и кормовой свеклы. М.: Информагротех, 1999. -60с.

54. Овсянников, В.П., Свекловодство / В.П. Овсянников, Ю.С. Колягин, В.М. Воронин /. Воронеж, 2000. - 220 с.

55. ОСТ 10.8.21-2001. Стандарт отрасли. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины для уборки ботвы корнеплодов. Методы оценки функциональных показателей. Введен 14.05.2002 — М.: Издательство стандартов, 2002. — 40 с.

56. ОСТ 10.8.6-2001. Стандарт отрасли. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины для уборки сахарной свеклы. Методы оценки функциональных показателей. Введен 01.03.2002 М.: Издательство стандартов, 2002. - 40 с.

57. ОСТ 10.2.18-2002. Стандарт отрасли. Испытание сельскохозяйственной техники. Введен 01.08.2002 М.: Издательство стандартов, 2002. - 36 с.

58. Перспективные технологии возделывания сахарной свеклы. Рекомендации-М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004.-36 с.

59. Петров, Г.Д. Перспективы развития техники для уборки сахарной свеклы / Г.Д. Петров, П.Е. Орлов, Е.Б. Стариков и др. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1994. — №11—С. 7—11.

60. A.c. 1535432 SU, кл. А 01 D 33/08. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от комков почвы и камней/ И.К. Петрунин, А.Е. Галынский и В.В. Никитин. № 4408148/30-15, заявл. 12.04.88; Опубл. 15.01.90. Бюл. № 2.

61. Погорелый, JI.B. Технологические и технические основы совершенствования механизированных процессов уборки сахарной свеклы, автореферат дис. д-ра техн. наук. — К.: УСХА, 1974 41 с.

62. Погорелый, JI.B. Сравнительный анализ и тенденции развития свеклоуборочных машин / JI.B. Погорелый, В.В. Брей // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1975. — №10. — С. 21 — 24.

63. Погорелый, JI.B. Инженерные методы испытания сельскохозяйственных машин / JI.B. Погорелый. К.: Техшка, 1981.— 176С.

64. Погорелый, JI.B. Физико-механические свойства корней сахарной свеклы в связи с механизацией процессов их уборки / JI.B. Погорелый, В .В .Брей // BICX. 2, 1971. - №3. - С. 3-37.

65. A.c. 305843 SU, кл. А 01 D 33/08. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от комков почвы и камней/ A.B. Позднев. № 1420387/30-15, заявл. 30.03.70; Опубл. 14.11.71. Бюл. № 19.

66. Проблемы использования зарубежной сельскохозяйственной техники.- М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2002.-92 с.

67. Пьянков Л.И., Фрей О.Э. Физико-механические свойства почвы и растений. М.: 1963. 237 с.

68. Руководство по эксплуатации Holmer Terra Dos KRBST2. Holmermaschinenbau, 2007

69. Самойленко A.M., Кривошея С.А., Перестюк М.А. Дифференциальные уравнения: примеры и задачи. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1989. - 383 с.

70. Самоходный свеклоуборочный комбайн WKM 9000 // Техника и оборудование для села. 2002. — №3. - С.34.

71. Сероватов В.А. Обоснование параметров и режимов работы щеточных отделителей // Механизация, электрификация и автоматизация растениеводства. -1981.-№ 11.-с. 13.16.

72. Скороходова Е.А. Общественный справочник. М.: Машиностроение, 1990 - 354 с.

73. Современное состояние и тенденции развития сельскохозяйственной техники // Научно-аналитический обзор. 2005.- 223с.

74. Современная технология возделывания сахарной свеклы / под редакцией Р.П. Евсеевой // Приложение к журналу «Сахарная свекла».—М., 1998.-80 с.

75. Свеклоуборочные машины (Конструирование и расчет) / под ред. Л.В. Погорелого. К.: Технпеа, 1983. - 168 с.

76. Свеклоуборочная машина KP-6-II // Проспект фирмы Franz Kleine-MaschinenfabrikGmbH&Co, Postf.-2003.

77. Свеклоуборочный комбайн Mutlo 6 // Проспект фирмы Fashe.-Maschinenfabrik GmbH&Co. 2002. - 155C.

78. Свеклоуборочные комбайны // Тракторы и другая сельхозтехника// Специальный выпуск журнала «Профи». — 2007.

79. Сельскохозяйственная техника: каталог т. 2. — Под ред. В.И. Черноиванова. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Информагротех. — 1991. - 567 с.

80. Состояние, научные предпосылки и концепция развития машинных технологий и средств механизации производства сахарной и кормовой свеклы до 2005 года на перспективу / ВИМ. — М., 2000. — 75 с.

81. Спиридонов, A.A. Планирование эксперимента при исследованиях технологических процессов / A.A. Спиридонов. — М.: Машиностроение, 1981.-184 с.

82. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: учеб. для втузов / С.М. Тарг. 15-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2005. - 415 с.

83. A.c. 1535433 SU, кл. А 01 D 33/08. Сепаратор корнеклубнеплодов/ Т.П. Таэль и Ю.Р. Ольг. № 4409856/30-15, заявл. 20.01.88; Опубл. 15.01.90. Бюл. № 9.

84. Тенденции развития сельскохозяйственной техники за рубежом (По материалам Международной выставки «Agritechnica 2003», г. Ганновер, Германия, 9-11 ноября, 2003 г.). М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2004.-144 с.

85. Техника для производства сахарной свеклы: Каталог.-М.: ФГНУ "Росинформагроте", 2004.-144 с.

86. Тырнов, Ю.А. Машиннотехнологическое обеспечение конкурентоспособного производства сахарной свеклы на базе воспроизводимых в России лучших мировых аналогов машин / Ю.А. Тырнов, A.B. Балашов,- Воронеж.: Истоки, 2004.-64С.

87. Тырнов, Ю.А. Высокоадаптированные машинные технологии и технические средства нового поколения для низкозатратного и устойчивого производства сельскохозяйственных культур(на примере сахарной свеклы)./ Ю.А. Тырнов. Воронеж : Истоки - 2005. - 173 с.

88. Тырнов, Ю.А. Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов на возделывании и уборке сахарной свеклы / Ю.А. Тырнов. Воронеж : Истоки — 1999. - 209 с.

89. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений (методы исследований, приборы, характеристика) М.: Колос, 1970. — 423 с.

90. Хвостов В.А., Рейнгард Э.С. Машины для уборки корнеплодов и лука (теория, конструкция, расчет). М., 1995. - 391 с.

91. Цымбал, А.Г. Машины для свекловодства / А.Г. Цымбал, Ю.И. Ковтуна.-М.: Машиностроение, 1976. 368 с.

92. Шелофаст, В.В. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст -М.: Изд-во АПМ, 2000. 427 с.

93. Шпилько, A.B. Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства: учебное пособие / A.B. Шпилько. — М.: 2001.-346 с.

94. Экономическое обоснование внедрения научно-технического прогресса в АПК: методические рекомендации, примеры расчета. М.: МСХ и продовольствия РФ, 1991. - 184 с.

95. Янгазов, Р.У. Повышение качественных показателей работы свеклоуборочного комбайна / Р.У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 166-167.

96. Miller Т. and Tolley G. Technology Adoption and Agricultural pYPrice Policy // American journal of Agricultural Economics. 1989 - V.71 - №4, p 847 -854.

97. Anderson M. and Larson B.A. International Technology Transfer: Private Channel and Public Welfare // American journal of Agricultural Economics. 1991 -V. 73. - №3, p. 892 - 897.

98. Von der Bestellung biszur Ernte: Beweirtchaftunge sind aufdem Vormarsch. UMV Jaurnal, Marz, 1999.

99. Evenson R.E. Inventions Intended For use in Agriculture and Related Industries: International comparisons // American journal of Agricultural Economics. 1991. -V 73 - №3, p 887 - 891.

100. Larue B, Ker A. World Price Variability versus Protectionism in Agriculture: A Causality Analysis //The Review of Economic and Statistic. — 1998. V. LXXV - №2, p 342 - 346

101. Swezdra P.J., Wetzstean M. E. and Me. Clendon R.M. Partial Adoption of Divisible

102. Technologies in Agricultural // The Jouornal of Agricultural Economics. 1990 -V. 42. - №3, p 20 - 26.

103. Alois Renner. Maschinenring Wolbsberg im Auburd // Praktische Land-technic, 1990. - №9. -p. 17.

104. Haitiner LJ. Maschinenhosten senken // St. Caller Baner. 1990. - Bd 77. №11.-p. 321-329.

105. Geissler G.Bunkerkopfroder Kleie 5500 / G. Geissler // OLZ, 1984. Bd.-№8.-p.ll.90-11.91.