автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества подбора валка лука-севка подборщиком с вальцово-битерным устройством

На правда? рукописи

ПОХ СЕРГЕЙ ГЕННАДИЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОДБОРА ВАЛКА

ЛУКА-СЕВКА ПОДБОРЩИКОМ С ВАЛЬЦОВО-БИТЕРНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Специальность 05.20.01 — технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА-2009

003467144

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

Научный руководитель Официальные оппоненты

кандидат технических наук, доцент Ларюшин Андрей Михайлович

доктор технических наук, профессор Рейнгарт Эдуарт Саулович

кандидат технических наук, доцент Шардина Галина Евгеньевна

Ведущая организация Государственное научное учреждение

научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока (ГНУ НИИСХ Юго-Востока, г. Саратов)

Защита диссертации состоится « 22 » мая 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02. при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу. 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая 30, ПГСХА, ауд. 1246.

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

Автореферат разослан « 15 » апреля 2009 г.

Ученый секретарь Кухарев О.Н.

диссертационного совета " г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Перед сельским хозяйством страны стоят задачи полного удовлетворения возрастающих потребностей населения в овощах. В их ассортименте большое место занимает лук. Его высокая ценность обусловлена химическим составом, вкусовыми и лечебными качествами. Особенно ценны острые сорта лука, которые содержат более 30 видов минеральных веществ и большое количество эфирных масел.

В настоящее время из-за резкого повышения цен на энергоносители, удобрения, пестициды и сельскохозяйственную технику производство репчатого лука острых сортов, выращиваемого в севочной культуре, стало нерентабельным из-за высокой его себестоимости. Как известно, в структуре себестоимости лука-севка 60-70 % занимают затраты ручного труда на операциях по уходу и уборке. Это объясняется отсутствием специальных машин для уборки севка, а серийные и опытные образцы лукоубо-рочных машин при уборке лука-севка не отвечают агротехническим требованиям, так как процесс отделения почвенных примесей на сепарирующих рабочих органах, из-за малых размеров луковиц севка, протекает неудовлетворительно.

Поэтому работа, посвященная повышению качества подбора валка лука-севка и снижению затрат труда за счет применения подборщика с вальцово-битерным устройством, является актуальной и практически значимой для сельскохозяйственного производства.

Работа проводилась в соответствии с Программами фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006...2010 гг., согласно задания 09.01 научных программ «Создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп овощной продукции» (разработка комплекса машин для производства лука в условиях Средневолжского региона), а также темой №31 НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» «Совершенствование технологии и технических средств, позволяющие снизить затраты труда и потери продукции при уборке сельскохозяйственных культур».

Цель исследований. Повышение качества подбора валка лука-севка и снижение затрат труда за счет применения подборщика с вальцово-битерным устройством.

Объект исследования. Технологический процесс подбора валка лука-севка вальцово-битерным устройством.

Предмет исследования. Конструктивные и режимные параметры вальцово-битерного устройства подборщика лука-севка.

Методика исследований. Теоретические исследования вальцово-битерного устройства выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях на основе общепринятых методик в соответствии с действующими ОСТами, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись на ПЭВМ с использованием стандартных программ MathCAD, Microsoft Excel и Statistica 6.0.

Научная новизна. Научную новизну работы составляют: вальцово-битерное устройство для подбора валка лука-севка; теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства; оптимальные

значения конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства.

Новизна технического решения подборщика с вальцово-бигерным устройством подтверждена патентом РФ на изобретение № 2240673.

Практическая значимость работы. Результаты исследований использовались ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской области) при изготовлении экспериментального подборщика лука-севка с вальцово-битерным устройством. Применение экспериментального подборщика на подборе валка лука-севка позволило увеличить производительность подбора на 10 %, снизить потери лука-севка на 1,5 %, содержание почвенных примесей в убранном ворохе до 7,5 % и повреждение луковиц на 0,5 % по сравнению с базовым подборщиком лука ППЛ-0,8.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными лабораторными исследованиями вальцово-битерного подбирающего устройства и полевыми исследованиями подборщика с вальцово-битерным устройством на подборе валка лука-севка, а также высокой степенью сходимости лабораторных и полевых исследований.

Реализация результатов исследований. Экспериментальный подборщик лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством внедрен в ООО «Агрокомплект» Пензенской области и в КФХ «Цай Генадий Афанасьевич» Саратовской области.

Апробация. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2003-2008 гг.), ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» (2003-2005 гг.), 14-й региональной научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья (ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2003 г.), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова», 2004 г.), международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова (ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова», 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе получен патент РФ на изобретение, три статьи опубликованы в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК», одна - без соавторов. Общий объем публикаций составляет 2,1 п.л., из них автору принадлежит 0,7 л.л.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы из 104 наименований и приложения. Диссертация изложена на 149 е., содержит 19 табл. и 47 рис.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Теоретические исследования по обоснованию наружного диаметра шестигранного вала, диаметра и частоты вращения вальцов подбирающего устройства и радиуса битера.

2. Конструкция вальцово-битерного устройства для подбора лука-севка.

3. Оптимальные значения конструктивных и режимных параметров (высота установки осевой линии битера относительно рабочей поверхности вальцов, расстояние между наружными диаметрами соседних вальцов, глубина подкапывания лемехом и кинематический режим работы подбирающего устройства) подборщика лука-севка с вальцово-битерным устройством.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы исследований и общую характеристику работы.

В первом разделе «Состояние вопроса подбора лука-севка. Цель и задачи исследования». На основании анализа существующих способов и средств механизации подбора лука-севка уточнена классификация способов подбора и рабочих органов для ее осуществления.

Приведен анализ основных средств уборки лука и конструкций подбирающих рабочих органов, в развитие которых большой вклад внесли ученые Н.Ф. Диденко, Л.С. Землянов, A.M. Дятликович, Л.С. Бакулев, В.А. Хвостов, М.М. Мейлахс, Э.С. Рейнгарт, Н.П. Ларюшин и др.

Однако серийные и опытные образцы лукоуборочных машин при уборке лука-севка не отвечают агротехническим требованиям, так как процесс отделения почвенных примесей на сепарирующих рабочих органах, из-за малых размеров луковиц севка, протекает неудовлетворительно.

Поэтому целью исследований являлось разработка вальцово-битерного устройства для подбора лука-севка из валков с обоснованием конструктивных и режимных параметров, позволяющего повысить производительность труда и качество продукции, сократить потери лука и содержание почвенных примесей при машинном подборе луха-севка. В соответствии с целью сформулированы следующие задачи исследований:

1. Выявить перспективные подбирающие рабочие органы для подбора валка лука н обосновать функциональную схему подбирающего устройства подборщика.

2. Изучить физико-механические свойства валка лука-севка сорта «Бессонов-ский местный», обеспечивающие выбор конструктивно-технологической схемы подбирающего устройства подборщика.

3. Разработать конструкгивио-технологическую схему подбирающего устройства подборщика для подбора валка лука-севка, провести теоретические исследования предлагаемого устройства, позволяющие установить его основные конструктивные и режимные параметры.

4. Разработать и изготовить вальцово-битерное устройство, провести лабораторные исследования по оценке влияния конструктивных и режимных параметров предложенного подбирающего устройства на качественные показатели подбора лука-севка и определить интервал варьирования их оптимальных значений.

5. Разработать и изготовить опытный образец подборщика лука-севка с вальцо во-битерным подбирающим устройством, провести лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального подборщика с вальцово-битерным подбирающим устройством, определить технико-экономическую эффективность.

Во втором разделе «Физико-механические свойства валка лука-севка» получены результаты изучения физико-механических свойств валка лука-севка сорта «Бес-соновский местный» и его составляющих, необходимые для разработки и обоснования конструкции вальцово-битерного подбирающего устройства. Изучены размерная, массовая характеристики и фрикционные свойства валка лука-севка и его составляющих в период подбора.

Исследования физико-механических свойств валка лука-севка и его составляющих проводились по методике, разработанной на основе требований ГОСТов, а также

на основе методики ВИСХОМа, применяемой для изучения физико-механических свойств растений и почв. Обработка полученных результатов выполнялась с использованием методов вариационной статистики и ПЭВМ.

Результаты исследований размерной и массовой характеристики валка лука-севка показали, что значения ширины валка находятся в пределах 41,0...56,0 см, при среднем значении 48,4 см; средние значения толщины валка (слева, посередине, справа) соответственно равны 4,76, 5,62, 4,72 см при среднем этих значений 5,03 см; среднее значение массы вороха 1 п.м. валка равно 1,495 кг, при этом содержание почвенных примесей в валка составило 6,9...9,8 %;

Результаты размерно-массовой характеристики составляющих валка лука-севка показал, что значения диаметра луковиц и почвенных примесей находятся соответственно в пределах 10,1...29,7 мм и 10,4...30,1 мм при среднем значении 17,56 мм и 15,4 мм; массы луковиц и почвенных примесей - 1,21... 11,40 г и 2,47... 12,43 г соответственно при среднем значении 4,66 г и 5,62 г.

Статический коэффициент трения лука-севка по поверхностям: полимерная, резина листовая (техническая), сталь, очищенная от ржавчины неокрашенная и сталь окрашенная составил соответственно 0,51...0,53; 0,53...0,57; 0,51...0,54; 0,52...0,56, а почвенных примесей по этим же поверхностям соответственно: 0,32...0,36; 0,45...0,5; 0,39...0,42; 0,34...0,36.

Размерную характеристику валка лука-севка и его составляющих определяли линейкой ЛМП-300, рулеткой и штангенциркулем ШЦ-11-250-0,05, массовую характеристику - весами ВЛА-200г-М, статический угол трения - прибором для измерения статического угла трения с набором поверхностей.

В третьем разделе «Теоретические исследования вальцово-битерного устройства в процессе подбора валка лука-севка» предложена запатентованная конструкция вальцово-битерного подбирающего устройства (рисунок 1), состоящего из лемеха 1, копирующего рабочего органа 2, шестигранного вала 3, прутковых вальцов 4, 5, 6 и битера 7 с эластичными лопастями.

Рисунок 1 — Схема конструкции вальцово-битерного подбирающего устройства: 1 -лемех; 2 - копирующий рабочий орган; 3 - вал шестигранный; 4, 5, б - соответственно первый, второй, третий прутковые вальцы; 7-битер; 8-лопастиэластичные

1

3 !> 5 6

Технологический процесс подбора лука-севка предложенным вальцово-битерным устройством протекает следующим образом.

При поступательном движении подборщика вдоль валков лука, предварительно вытеребленного и уложенного на поверхности поля, заглубленный на небольшую глубину лемех 1, поднимает подбираемый пласт, состоящий из земли и луковиц, и передает его на подбирающее устройство. При сходе пласта с лемеха 1, установленный вслед за ним шестигранный вал 3, поднимает подбираемый пласт на себя, обеспечивая полный подбор, передает его на вальцы 4, 5, 6 подбирающего устройства и транспортируется по ним на продольный транспортер. Для предотвращения сгруживания и уменьшения повреждения продукта на вальцово-битерном устройстве установлен битер 7, который воздействует на ворох.

При определении конструктивных и реясимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства были приняты следующие основные допущения: агрегат движется равномерно и прямолинейно; рабочие органы вращаются с постоянной угловой скоростью; высота расположения рабочих органов относительно поверхности поля в процессе не меняется; толщина валка и глубина подкапываемого слоя постоянные.

При работе вальцово-битерного подбирающего устройства, поднимаемый лемехом валок перемещается относительно его поверхности, а на сходе с лемеха валок подхватывается шестигранным валом, который передает его на прутковые вальцы.

Для упрощения расчетов принимаем, что точка соприкосновения шестигранного вала с валком лука-севка, сходящего с рабочей поверхности лемеха равна величине Н расстояния между верхней задней кромкой лемеха и поверхности почвы (рисунок 2)

Н = 1-вта, (1)

где / - длина рабочей поверхности лемеха, м; а - угол установки (наклона) лемеха,

Рисунок 2 - Схема к определению диаметра шестигранного вала: 1 -лемех; 2 - вал шестигранный Поступающая масса будет проходить по шестигранному валу с началом контакта вала с валком в точке М без сгруживания и потерь при условии, что предельная составляющая сила трения по оси Сбудет больше составляющей выталкивающей силы, то есть

(3)

F;>PX> (2)

при этом

Fx =F-cos9 = f-P-cosdi) Px=P-sind, J где f- коэффициент трения вороха лука-севка о материал шестигранного вала. При условии, что cos в > cos (р, где <р - угол трения валка лука севка о материал шее-

1 ,_H-{RM+S + h)

Л...

тигранного вала cos (р = -

и cosQ -

где Ь—толщина подкопанного слоя, м; - радиус шестигранного вала, м; в - высота установки шестигранного вала над поверхностью почвы, м. Диаметр шестигранного вала найдется из выражения

2'{Н-Б + к)

1 + - 1 '

(4)

Чтобы установить характер работы подбирающего устройства, рассмотрим технологический процесс работы шестигранного вала на примере траектории движения точки А (рисунок 3), расположенной на грани шестигранного вала.

■и У

Рисунок 3 - Схема к определению конструктивно-режимных параметров шестигранного вала Через некоторый момент времени машина переместится вперед на расстояние 001 = им ■ ?. За этот же промежуток времени точка А, вращаясь равномерно с угловой скоростью Ш1, в относительном движении, перейдет в положение Ль повернувшись на угол а1 ■ ?. Тогда уравнение движения произвольной точки боковой грани шестигранного вала будет иметь вид:

y = R-RA

in(ta, ■t-a), cos{a>j - t-a),

где R - радиус окружности, описываемый точкой, расположенной на конце диагонали сечения шестигранного вала, м; RA - радиус одутлости, описываемой произвольной точкой Л, расположенной на грани шестигранного вала, м; ivB - скорость поступательного перемещения шестигранного вала, м/с; coi - угловая скорость вращения шестигранного вала, с"1; а - угол, заключенный между радиусом R и радиусом RA, град.

ои ■Я

т, =

•'ш.в.

R

R

(6)

где ии - поступательная скорость движения машины, м/с; X - показатель кинематического режима.

Из рисунка 4 следует, что для шестигранного вала

R = RA-cosa + RA^^--cos60, (7) sin 60

sin60

откуда

(8)

(9)

м'я(б0 + а) Тогда уравнение движения точки, расположенной на конце диагонали шестигранного вала (а=0) (рисунок 4) запишется как х = ожв •t+R■sm£>//;] y = R-R■cos(0¡t.

Интенсивность воздействия шестигранного вала на валок лука-севка обуславливается также разностью в скоростях движения различных точек поверхности шестигранного вала.

Определяя скорость рассматриваемой точки А (рисунок 3), будем иметь

+У =№х+»% ■ (10)

Рисунок 4 — Схема к обоснованию параметра RA

Откуда скорость движения произвольной точки поверхности шестигранного вала можно определить из выражения

o* =Jt>¿.a +2-иш

■Ra,

sin 60

■cos{o)¡t-a)+ R

со,

sin 60

:■ (W

sin(60 + a) ' Sin2(60 +а)'

Так как угол а изменяется в пределах от 0° до 60°, то скорость отдельных точек шестигранного вала будет иметь значения в пределах: при а=0°

ил -R-ü), ■coscojt + R2-а2/ ,

при а=60°

Va^-JuL+Z-u^-R-Vi-cos(á),t -60)+R2 -eof .

Технологический процесс исследуемого устройства включает одну из основных операций - транспортирование подбираемого валка вращающимися вальцами к приемному транспортеру для последующей сепарации вороха лука-севка и погрузки его в рядом идущее транспортное средство. Отсюда следует, что параметры основного ра-

бочего элемента устройства - вальцов должны удовлетворять условию - отсутствие затаскивания вальцами луковиц малой фракции.

Для определения диаметров вальцов подбирающего устройства рассмотрим взаимодействие одиночной луковицы с вальцами. Для упрощения примем, что луковица имеет шаровидную форму диаметром (1„. Для того, чтобы луковица не проходила между вальцами принимаем зазор С (рисунок 5) между вальцами устройства равным минимальному диаметру луковицы (С= с1л „¡„). Для нормальной работы вальцовой поверхности луковица должна переместиться через валец 2 на последующий.

устройства: 1 — вал шестигранный; 2 — валец первый; 3 —луковица При вращении валец 2 за счет силы трения ¥г (рисунок 5) стремиться затащить луковицу вверх и перебросить через себя. Если заменить действие вальца 2 на луковицу действием условной подвижной наклонной плоскости АЛ касательной к луковице и вальцу 2 в точке контакта М2, то условие затаскивание луковицы вверх этой плоскостью достигается когда

Р2^<Р2>

где р2 - угол наклонной плоскости АЛ к горизонтали, град; ср2 - угол трения луковицы о материал вальца 2, град.

Во избежание повреждения луковиц необходимо исключить их затаскивание между вальцами. При вращении валец 1 за счет силы трения Б-, стремиться затащить луковицу между вальцами. Если заменить действие вальца 1 на луковицу действием условной подвижной наклонной плоскости ВВ касательной к луковице и вальцу 1 в точке касания Мь то условие не затаскивания луковицы между вальцами этой плоскостью достигается когда

где р! - угол наклонной плоскости ВВ к горизонтали, град; <р] - угол трения луковицы о материал вальца 1, град.

Тогда диаметр каждого вальца подбирающего устройства мои» найти из выражения:

2-С-С1, ■ (тг(32 + $т0,)-<1 ■ (зш-7)

(1-зт/32)

где О - диаметр вальца, через который луковица должна перекатиться, м; с1-диаметр вальца, через который луковица уже перекатилась, м; С - зазор между вальцами подбирающего устройства, м.

Частота вращения вальцов подбирающего устройства определяет скорость перемещения подбираемой массы вдоль его рабочей поверхности, которая определяется по формуле

+с})+4-с-{с+о+а)-2-а-с1я

2-й-

-,(13)

я

где с1д - средний размер луковицы, м;

Для предотвращения сгруживания транспортируемого материала на рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства над ними установлен битер (рисунок 6). Задача битера состоит в том, чтобы обеспечивать равномерную подачу массы по всей рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства. Поэтому начало работы лопастей битера с рабочей поверхностью вальцово-битерного подбирающего устройства начинается в точке контакта ^лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала, а выходит из зоны контакта с рабочей поверхностью подбирающего устройства в точке Р контакта лопастей битера и наружной окружности третьего вальца.

Рисунок 6 - Схема к определению радиуса битера подбирающего устройства: 1 - битер; 2 ~ вал шестигранный; 3 - валец первый; 4 - валец второй;

5 - валец третий

При вращении битера валок, за счет силы трения между лопастями битера и шестигранным валом, транспортируется от одного вальца к другому. Если заменить действие лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала действием условной подвижной наклонной плоскости КК к наружной окружности битера и наружной

окружности шестигранного вала в точке контакта Р, то условие затаскивания валка этой плоскостью примет вид:

<р, <Р,<<р2, (14)

где Р1 - угол наклона условной плоскости КК к осевой линии расположения вальцов, град.; ф1 - угол трения вороха по материалу шестигранного вала, град.; (р2 - угол трения вороха по материалу лопасти битера, град.

При выходе из зоны контакта лопасти битера с рабочей поверхностью подбирающего устройства валок транспортируется за счет силы трения, возникшей между лопастью битера и рабочей поверхностью третьего вальца. Если заменить действие лопасти битера и рабочей поверхности третьего вальца действием условной подвижной наклонной плоскости IX касательной и наружной окружности битера и третьего вальца в точке контакта Р, условие перемещения валка этой плоскостью примет вид:

02*Ч>2. (15)

где рз - угол наклона условной плоскости ЬЬ к осевой линии расположения вальцов, град.

Тогда радиуса битера можно найти из выражения

Л = + °*> + + &вз + з ■ С - - О- + а) 6 51п(у8, + а)+ят^, - а)

К., ' + <*)+{Квз ~ К.«.) • ~ а) (16)

+ а)+- а)

В четвертом разделе «Лабораторные исследования вальцово-битерпого подбирающего устройства» изложена программа и методика исследований по оценке полноты подбора в зависимости от конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства на основе планирования многофакторного эксперимента, приведены результаты лабораторных исследований.

Исследования с целью нахождения оптимальных конструктивных и режимных параметров предлагаемого вальцово-битерного подбирающего устройства, проводились на установке, смонтированной на почвенном канале. Критерием оптимизации являлась полнота подбора, а качество отделения почвенных примесей и энергоемкость использовались как ограничения.

Исходя из того, что предельная ошибка во всех опытах приближенно равна возможной наибольшей статистической и задаваясь доверительной вероятностью при исследованиях (р-0,95), была выбрана трехкратная повторность опытов.

При определении оптимальных геометрических параметров вальцово-битерного подбирающего устройства выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три фактора, существенно влияющие на полноту подбора лука-севка: высота установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов - Н (245...325 мм), расстояние между наружными диаметрами соседних вальцов - а (3... 17 мм) и глубина подкапывания лемехом -Ь (0... 20 мм).

Для определения полноты подбора предлагаемым вальцово-битерным подбирающим устройством использовали математическую теорию планирования трехфак-торного эксперимента Б- оптимального плана (Бокса на кубе). В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость полноты подбора фР, Ь, а), которая в раскодированном виде запишется:

12

у=-2,69+0,7ЬН+0,66-а-0,29-Ь-0,0013-Н2-0,023-а2-0,012-Ь2-

0,00054-Н-а+0,0019-Н-Ъ-0,0043 -а-Ь (17)

С целью изучения поверхности отклика строились двхмерные сечения с контурными линиями (рисунок 7), соответствующие определенным значениям параметра оптимизации.

Виахп устчникн осевой янинн битер» относительно р^очей поверхности шлысов К, хи

Высота установки оссиой дишш битср« относитаико {»бочсЗ поверхности юьша Н, ш

8,00 п.оа

Р«ссто»иив нсжду наружными амметрим соседних млюа» ш, мм

Рисунок 7-Двумерные сечения поверхности отклика, характеризующие зависимость полноты подбора лука-севка (V'): а) от высоты установки осевой линии битера относительно рабочей поверхности вальцов (II) и расстояния между наружными диаметрами соседних

вальцов (а); б) от расстояния между наружными диаметрами соседних вальцов (а) и глубины подкапывания лемехом (Ь); в) от высоты установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов (Я) и глубины подкапывания лемехом (Ь) Анализируя графическое изображение двумерных сечений можно сделать вывод, что оптимальные значения исследуемых параметров вальцово-битерного подбирающего устройства находятся в интервалах: Н=275...293 мм, а=9,1...11,8 мм, Ь=7,3... 11,2 мм; при этом полнота подбора составила 98,95... 99,24 %.

В пятом разделе «Лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального подборщика с вальцово-битерным устройством на подборе валка лука-севка» изложена профамма и методика исследований по обоснованию оптимальных конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства экспериментального подборщика лука-севка в полевых условиях, приведены результаты лабораторно-полевых и производственных исследований.

С целью проверки достоверности результатов теоретических и экспериментальных исследований в полевых условиях был изготовлен экспериментальный подборщик лука-севка (рисунок 8), основными узлами которого являются рама 1, подкапывающий лемех 2, вальцово-битерное подбирающее устройство, продольный транспортер 9, выгрузной транспортер 10.

Подбирающее устройство, расположенное за лемехом 2, состоит из шестигранного вала 5, трех встречно-вращающихся вальцов 6 и битера, предназначено для подбора валка лука-севка и первичной сепарации поступающего вороха. Вальцы выполнены в виде прутковых барабанов, битер изготовлен в виде барабана с радиально закрепленными эластичными лопастями. Привод рабочих узлов осуществляется от ВОМ трактора. Агрегатируется подборщик с тракторами тягового класса 1,4.

Рисунок 8 -Схема экспериментального подборщика лука-севка: 1 — рама; 2 -лемех; 3 - битер; 4 - копирующие опорные элементы;

5 — вал шестигранный; 6—вальцы; 7 - рамка; 8 - шарнир;

9 - продольный транспортер; 10- выгрузной транспортер

При проведении лабораторно-лолевых и производственных исследований руководствовались ОСТ 70.87-83 «Методика испытаний машин для уборки овощных и бахчевых культур».

Качество работы вальцово-битерного подбирающего устройства на полноту подбора и содержание почвенных примесей в убранном ворохе определялось следующим образом. В начале учетной делянки при безостановочном движении машины 10 м по сигналу под продольный транспортер, изготовленный из транспортерной ленты, подставляли брезент, в который собиралась вся убранная масса. В конце делянки брезент убирали.

Общие потери (С>п) % определяли по формуле

■100,

(18)

где Ха^ - суммарные потери с учетной делянки, кг; в - масса луковиц, отобранных в тару с учетной делянки, кг.

Количество почвенных примесей в убранном ворохе определяли по выражению

вв

(19)

где £0оп. - масса почвенных примесей в убранном валке, кг; С?„ - масса убранного валка, кг.

(20)

где я„.0 - масса свободной почвы, кг; qп.„ - масса почвы, связанной с луковицами, кг.

На протяжении опыта все конструктивные и режимные параметры вальцово-битерного подбирающего устройства экспериментального подборщика лука-севка оставались неизменными, за исключением исследуемого. Режим и настройка исследуемого параметра заведомо задавались такими, чтобы по результатам анализа опытных данных можно было установить характер влияния его на объект исследования и на основе всестороннего изучения определить его оптимальное значение. Результаты лабораторно-полевых исследований обрабатывались на основе корреляционно-регрессивного анализа. В результате экспериментов определены зависимости полноты подбора духа-севка (¡> % и количества почвенных примесей в ворохе 8 % от глубины подкапывания лемехом Ь, расстояния между вальцами подбирающего устройства а (рисунок 9), высоты установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства Н, кинематического режима работы вальцово-битерного подбирающего устройства X (рисунок 10).

а)

б)

д-В3.57+1.389Ь-0.(НЬ 1

# 6

I ее

...... . . , , .

! ' л/ ! ! !

■ г , \* |

- ..........1......\

■

5 <0 15 20 23 30 15

Гл>бииа тодкдлиамш лемехом Ь.мм

Расстояние исмдщшщм подбнран

Рисунок 9 - Зависимость величины полноты подбора лука-севка <2 и количества почвенных примесей в ворохе 6: а) от глубины подкапывания лемехом Ь; б) от расстояния между вальцами подбирающего устройства а

б)

Высагг у<тяшошкн бктгр« вгаосагевмм р*№кГ< • МдйфкММГв Н, .

КпхсматкчмкиЯ режима работы падбираккыгго устрвГигтхд X

Рисунок 10- Зависимость величины полноты подбора лука-севка 2 и количества почвенных примесей в ворохе 3: а) высоты установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства Я; б) от кинематического режима работы подбирающего устройства X

Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что глубина подкапывания лемехом будет оптимальна в интервале Ь=15...25 мм, расстояние между вальцами подбирающего устройства а=8...12 мм, высота установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства Н=330...340 мм, кинематического режима работы подбирающего устройства ?.=1,1...1,4.

Результаты исследований послужили основанием для разработки совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской области) экспериментального подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством ППЛ-0,8В.

С целью определения качественных показателей работа экспериментального подборщика ППЛ-0,8В производственные исследования в 2007 году проводились на полях ООО «Атрокомплект» в Бессоновском районе Пензенской области при уборке лука-севка сорта «Бессоновский местный» и в 2008 году - на полях КФХ «Цай Гена-дий Афанасьевич» Саратовской области на уборке лука сорта «Халцедон».

Исследования проводились в установленные для средней полосы сроки уборки лука, в реально сложившихся условиях, при влажности почвы в слое 0...10 см -12,8 %, и твердости - 0,38 МПа. Рельеф поля ровный, уклон до 5°, контур поля близкий к правильной прямоугольной форме, площадь 40 га, дайна гона 260 м.

Проведенные исследования показали устойчивую работу экспериментального подборщика ППЛ-0,8В на подборе валка лука-севка при производительности -0,34...0,56 га/ч.

При установке конструктивно-режимных параметров на оптимальные значения (Ь=15 мм, а=10 мм, Н=285 мм, Х=1,2) количество почвенных примесей в убранном ворохе составило 5,4 % (по АТТ не более 20 %), полнота подбора составила 97,6...98,7 % (по АТТ не менее 95 %), а повреждение луковиц - 1,1 % (по АТТ не более 2%).

В пятом разделе «Техыико-экономическая эффективность использования экспериментального подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством» представлены расчеты показателей технико-экономической эффективности применения экспериментального подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством в сравнении с базовым подборщиком ППЛ-0,8. При увеличении эксплуатационных затрат на подборе лука-севка на 240 рубУга, прибыль, полученная от дополнительной продукции составляет 1880 рубУга. За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука-севка и содержания почвенных примесей в убранном ворохе годовой экономический эффект на одну машину составил 179489 руб. Капитальные вложения окупятся в течение 2,3 года (в ценах 2008 года).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ известных подбирающих рабочих органов, применяемых на лукоубо-рочных машинах, показал, что при подборе лука-севка вместе с луковицами на сепарирующие рабочие органы поступает большое количество почвенных примесей, содержание которых в исходном ворохе, при работе на тяжелых почвах, может достигать 20...40 %. Наиболее перспективными являются подбирающие устройства, производящие отделение части почвенных примесей уже в процессе подбора, что обеспечивает повышение производительности труда и качества продукции.

2. В результате обработки и анализа экспериментальных данных по исследованию физико-механических свойств валка лука-севка (фракционный состав валка машинной уборки, размерно-массовая характеристика и фрикционные свойства валка лука-севка и его составляющих) получены данные, необходимые для обоснования конструктивно-технологической схемы подбирающего устройства подборщика лука-севка.

3. Предложена конструктивно-технологическая схема вальцово-биггерного подбирающего устройства подборщика (патент РФ на изобретение № 2240673).

Теоретическими исследованиями получены аналитические зависимости, характеризующие закон и скорость движения точек шестигранного вала, выражения для определения диаметра шестигранного вала, диметра вальцов, частоты вращения шестигранного вала и вальцов и радиуса биггера подбирающего устройства.

4. Разработано и изготовлено вальцово-битерное подбирающее устройство, лабораторные исследования которого подтвердили достоверность результатов теоретических исследований и позволили установить интервалы нахождения оптимальных значений исследуемых параметров, влияющих на полноту подбора лука-севка.

Устойчивая и стабильная работа вальцово-битерного подбирающего устройства обеспечивается при следующих параметрах: высоте установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов Н=275...293 мм, расстоянии между наружными диаметрами соседних вальцов а=9Д ...11,8 мм, глубине подкапывания лемехом Ь=7,3.. .11,2 мм, при этом полнота подбора лука-севка составила 98,95.. .99,24 %

5. Совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской обл.) по материалам исследований разработан и изготовлен опытный образец подборщика лука-севка с валь-цово-битерным подбирающим устройством, лабораторно-полевые и производственные исследования которого показали устойчивою работу на подборе валка лука-севка. При установке конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства на оптимальные (Ъ=15 мм, а=10 мм, Н=0,285 м, А.=1,2) экспериментальный подборщик обеспечивает полноту подбора луковиц 97,6. ..98,7 %, содержание почвенных примесей в убранном ворохе - 5,4 %, повреждение луковиц -1,1%.

Экономические расчеты подтверждают, что применение экспериментального подборщика с вальцово-битерным устройством на подборе валка лука-севка экономически целесообразно. При увеличении эксплуатационных затрат на подборе валка лука-севка на 240 руб./га, по сравнению с базовым подборщиком ППЛ-0,8, прибыль, полученная от дополнительной продукции составляет 1880 руб./га. За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука-севка и содержания почвенных примесей в убранном ворохе годовой экономический эффект на одну машину составил 179489 руб. Капитальные вложения окупятся в течение 2,3 года (в ценах 2008 года).

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Ларюшин, Н.П. Лук подбирают из валков / Н.П, Ларюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Сельский механизатор. - 2004. - № 9. - С. 7.

2. Ларюшин, Н.П. Взаимодействие подбирающе-сепарирующего устройства с валком / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох П Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2007. - № 12. - С. 33-34.

3. Ларюшин, А.М. Параметры вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Тракторы и сельскохозяйственные машины, - 2008. -№1,-С. 16-17.

Описания на изобретение

4. Пат. № 2240673 RUS, МКИ7 А01 D 27/04 Подборщик сельскохозяйственных культур / Ларюпшн Н.П., Ларюшин A.M., Пох С.Г.., Медведев АЛ.; №2003104724; Заяв. 17.02.2003. Опубл. 27.11.2004, Бюл. № 33.

Публикации в центральных журналах, сборниках научных трудов и материалах

конференций

5. Ларюшин, НЛ. Машина для подбора лука-севка из валков / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин, С Л". Пох // Картофель и овощи. - 2005. - № 6. - С. 14.

6. Ларюшин, Н.П. Концепция развития подбирающих рабочих органов луко-уборочных машин / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Совершенствование ресурсосберегающих технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: Сб. материалов науч.-пракг. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета. - Пенза: РИО ПГСХА, 2003,- 134-137.

7. Ларюшин, Н.П. Устройство для подбора вороха лука-севка / НЛ. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: Сб. материалов Международной науч.-практ. конф. - Пенза, 2003. - С. 81.

8. Ларюшин, Н.П. Некоторые физико-механические свойства валка лука-севка / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники: Материалы XTV науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. - Ижевск, 2003. - С. 136-141.

9. Ларюшин, Н.П. Обоснование параметров и режимов работы элементов вальцового подбирающего рабочего органа подборщика / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Вавиловские чтения - 2004: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. - Саратов, 2004. - С. 62-65.

10. Ларюшин, Н.П. Обоснование работы элементов вальцового подбирающего рабочего органа подборщика / НЛ. Ларюшин, А.М, Ларюшин, С.Г. Пох // Роль науки в АПК: Сб. науч. трудов науч.-практ. конф. инженерного факультета Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 187-190.

11. Ларюшин, Н.П. Теоретическое исследование вальцово-сепарирующего подбирающего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Молодые ученые в XXI веке: Материалы всероссийской науч.-практ. конф. Молодых ученых и специалистов. - Ижевск: РИО ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. Т П, 2005. - С. 204-206.

12. Ларюшин, Н.П. Обоснование конструктивных параметров вальцового под-бирающе-сепарирующего рабочего органа / Н.П. Ларюпшн, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Ульяновские чтения - 2005. Материалы международной науч.-пракг. конф., посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов: РИО ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ, 2005. Ч. II. - С. 227231.

13. Ларюшин, НЛ. Результаты лабораторно-полевых испытаний вальцово-битерного подбирающе-сепарирующего устройства уборочной машины / Н.П. Ларюшин, AM. Ларюшин, С.Г. Пох // Повышение эффективности использова-

ния автотракторной и сельскохозяйственной техники: Межвуз. Сб. науч. трудов XVI региональной науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 227-231.

14. Ларюшин, A.M. Обоснование диаметров вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Наука и образование - сельскому хозяйству: сб. мат-лов науч.-практ. Конф., поев. 55-летию Пензенской ГСХА. -Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 217-218.

15. Пох С.Г. Определение конструктивно-режимных параметров вальцового подбирающего рабочего органа / С.Г. Пох, Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин // Инновация молодых ученых агропромышленному комплексу: Сб. материалов науч.-практ. конф. молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 117-118.

16. Пох С.Г. Исследования вальцово-битерного подбирающее-сепарирующего устройства уборочной машины на качественные показатели его работы / С.Г. Пох // Инновация молодых ученых агропромышленному комплексу: Сб. материалов науч.-практ. конф. молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 118-119.

17. Ларюшин, Н.П. Обоснование оптимальных параметров подбирающе-сепарирующего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. материалов международной науч.-практ. конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008.-С. 217-218.

Подписано в печать 10.04.09 г. Формат 60х84/16.0бъем I п.л. Тираж 100. Заказ № Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

Цель исследований. Повышение качества подбора валка лука-севка и снижение затрат труда за счет применения подборщика с вальцово-битерным устройством.

Объектом исследования является технологический процесс подбора валка лука-севка вальцово-битерным устройством.

На основе анализа известных технических средств уборки лука выбрана и разработана схема вальцово-битерного подбирающего устройства подборщика, новизна технического решения которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2240673 (Приложение А). Исследованиями получены данные о физико-механических свойствах валка лука-севка сорта «Бессоновский местный». Представлены теоретические исследования, позволяющие обосновать основные конструктивные и режимные параметры вальцово-битерного подбирающего устройства и определить их влияние на качество подбора.

Изложены основные методические положения и приемы, применяемые при лабораторных и лабораторно-полевых исследованиях, и приведены результаты экспериментов по определению качественных показателей работы вальцово-битерного подбирающего устройства.

На основании результатов производственных исследований подборщика с вальцово-битерным подбирающим устройством определены технико-экономические показатели его использования на производстве.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПОДБОРА ЛУКА-СЕВКА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Ручной подбор лука-севка.

1.2 Подбор лука-севка с частичной механизацией.

1.3 Механизированный подбор лука-севка.

1.4 Выводы.

1.5 Цель и задачи исследований.

2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВАЛКА ЛУКА-СЕВКА

2.1 Условия проведения опытов и характеристика изучаемого сорта.

2.2 Методика проведения исследования и обработки результатов.

2.3 Размерно-массовая характеристика валка лука-севка.

2.4 Размерно-массовая характеристика составляющих валка лукасевка.

2.5 Фрикционные свойства состава лука-севка и его составляю

2.6 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАЛЬЦОВО-БИТЕРНОГО УСТРОЙСТВА В ПРОЦЕССЕ ПОДБОРА ВАЖА ЛУКА-СЕВКА 47 3.1 Обоснование направления теоретического исследования процесса подбора лука-севка вальцово-битерным подбирающим устройством.

3.2 Обоснование конструктивных параметров подкапывающего лемеха вальцово-битерного подбирающего устройства.

3.3 Определение диаметра шестигранного вала.

3.4 Уравнения траекторий движения произвольных точек поверхности шестигранного вала.

3.5 Скорость движения произвольных точек поверхности шестигранного вала.

3.6 Определение диаметра вальцов подбирающего устройства.

3.7 Определение частоты вращения вальцов подбирающего устройства.

3.8 Определение радиуса битера подбирающего устройства.

3.9 Выводы.

4 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАЛЬЦОВО-БИТЕРНОГО ПОДБИРАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

4.1 Исследование оптимальных конструктивно-кинематических параметров вальцово-битерного подбирающего устройства

4.1.1 Методика проведения и обработка результатов.

4.1.2 Результаты лабораторного исследования по определению параметров вальцово-битерного подбирающего устройства.

4.1.3 Результаты исследования по обоснованию оптимальных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства.

4.2 Выводы.

5 ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПОДБОРЩИКА С ВАЛЬЦОВО-БИТЕРНЫМ УСТРОЙСТВОМ НА ПОДБОРЕ ВАЛКА ЛУКА-СЕВКА.

5.1 Условия и методика проведения исследований.

5.2 Результаты лабораторно-полевых исследований вальцово-битерного подбирающего устройства в составе подборщика.

5.3 Результаты производственных исследований подборщика лука-севка.

5.4 Выводы.

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО

ПОДБОРЩИКА ЛУКА-СЕВКА С ВАЛЬЦОВО-БИТЕРНЫМ

ПОДБИРАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ.

6.1 Выводы.

Перед сельским хозяйством нашей страны стоят задачи полного удовлетворения возрастающих потребностей народа в продуктах питания, в том числе и овощах.

Среди разнообразия овощных культур, возделываемых в стране, особое место принадлежит луку. Лук является ценным продуктом питания, обладающим, наряду с высокими питательными качествами и лечебными свойствами [1, 2, 3]. Он содержит более 30 видов минеральных веществ и большое количество эфирных масел.

Лук-репку выращивают из севка и семян. Первый способ - самый распространенный и наиболее освоенный в Нечерноземной зоне и средней полосе России, а так же в северной части европейских стран [2]. В указанных районах этот способ обеспечивает 75% всего урожая лука.

Несмотря на специализацию хозяйств и механизацию ряда трудоемких процессов (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка и др.), трудозатраты на возделывание лука еще велики, при этом более 60% их приходится на работы, связанные с его уборкой, послеуборочной обработкой и хранением [4].

Это объясняется тем, что уборка лука и послеуборочная доработка в основном выполняется вручную. Особенно трудоемок подбор лука-севка. Норма выработки на человека за 7-часовую смену составляет в среднем 0,03.0,05 га при подборе лука из валков или куч после просушки. В период уборки урожая хозяйствам, имеющим значительные площади под луком, приходиться привлекать к работе большое количество рабочей силы. Такие возможности имеются не всегда, учитывая, что время уборки лука является очень напряженным для любого хозяйства (начало августа), поэтому сроки уборки затягиваются, что ведет к потерям урожая и повышению затрат труда. Помимо этого, запаздывание с уборкой, особенно в дождливое время, ведет к заражению лука шейковой гнилью и вызывает возобновление роста луковиц. Подбор лука в этом случае сопряжен с еще большими затратами труда, к тому же его труднее просушить и длительное время хранить.

Это объясняется отсутствием специальных машин для подбора валка лука-севка, а различные приспособления, которые только незначительно облегчают процесс подбора валка, не решают полностью проблему механизации уборки. Серийные уборочные машины при подборе валка лука-севка не выполняют основных качественных показателей, содержащихся в агротехнических требованиях. Процесс подбора валка лука-севка протекает неудовлетворительно, так как во время подбора подбирающий рабочий орган передает на элеваторы машины вместе с луком и почвенные примеси, размер которых соизмерим с размером луковичек (7.30 мм), в результате чего требуются дополнительные затраты труда на доочистку лука на пунктах послеуборочной обработки.

Поэтому задача уменьшения количества почвенных примесей в подобранном валке лука-севка и улучшения его качественных показателей путем разработки подбирающего рабочего органа для подбора валка лука-севка, является актуальной.

Приведенные в работе теоретические исследования выполнялись с использованием методов теоретической механики и прикладной математики. В экспериментальных исследованиях нашли применение вариационная статистика и математическая теория планирования эксперимента. Лабораторные и полевые исследования проводились в соответствии с действующими ОСТами и частными методиками. Обработка результатов исследований осуществлялась методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием ПЭВМ.

На основании выполненных исследований на защиту выносятся:

- теоретические исследования по обоснованию наружного диаметра шестигранного вала, диаметра и частоты вращения вальцов подбирающего устройства и радиуса битера;

- конструкция вальцово-битерного устройства для подбора лука-севка;

- оптимальные значения конструктивных и режимных параметров высота установки осевой линии битера относительно рабочей поверхности вальцов, расстояние между наружными диаметрами соседних вальцов, глубина подкапывания лемехом и кинематический режим работы подбирающего устройства) подборщика лука-севка с вальцово-битерным устройством.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ известных подбирающих рабочих органов, применяемых на лукоуборочных машинах, показал, что при подборе лука-севка вместе с луковицами на сепарирующие рабочие органы поступает большое количество почвенных примесей, содержание которых в исходном ворохе, при работе на тяжелых почвах, может достигать 20.40 %. Наиболее перспективными являются подбирающие устройства, производящие отделение части почвенных примесей уже в процессе подбора, что обеспечивает повышение производительности труда и качества продукции.

2. В результате обработки и анализа экспериментальных данных по исследованию физико-механических свойств валка лука-севка (фракционный состав валка машинной уборки, размерно-массовая характеристика и фрикционные свойства валка лука-севка и его составляющих) получены данные, необходимые для обоснования конструктивно-технологической схемы подбирающего устройства подборщика лука-севка.

3. Предложена конструктивно-технологическая схема вальцово-битерного подбирающего устройства подборщика (патент РФ на изобретение № 2240673).

Теоретическими исследованиями получены аналитические зависимости, характеризующие закон и скорость движения точек шестигранного вала, выражения для определения диаметра шестигранного вала, диметра вальцов, частоты вращения шестигранного вала и вальцов и радиуса битера подбирающего устройства.

4. Разработано и изготовлено вальцово-битерное подбирающее устройство, лабораторные исследования которого подтвердили достоверность результатов теоретических исследований и позволили установить интервалы нахождения оптимальных значений исследуемых параметров, влияющих на полноту подбора лука-севка.

Устойчивая и стабильная работа вальцово-битерного подбирающего устройства обеспечивается при следующих параметрах: высоте установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов Н=275.293 мм, расстоянии между наружными диаметрами соседних вальцов а=9,1. 11,8 мм, глубине подкапывания лемехом Ь=7,3.11,2 мм, при этом полнота подбора лука-севка составила 98,95. .99,24 %.

5. Совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской обл.) по материалам исследований разработан и изготовлен опытный образец подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством, лабораторно-полевые и производственные исследования которого показали устойчивою работу на подборе валка лука-севка. При установке конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства на оптимальные (Ь=15 мм, а=10 мм, Н=285 мм, А=1,2) экспериментальный подборщик обеспечивает полноту подбора луковиц 97,6.98,7 %, содержание почвенных примесей в убранном ворохе - 5,4 %, повреждение луковиц - 1,1 %.

Экономические расчеты подтверждают, что применение экспериментального подборщика с вальцово-битерным устройством на подборе валка лука-севка экономически целесообразно. При увеличении эксплуатационных затрат на подборе валка лука-севка на 240 руб./га, по сравнению с базовым подборщиком ППЛ-0,8, прибыль, полученная от дополнительной продукции составляет 1880 руб./га. За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука-севка и содержания почвенных примесей в убранном ворохе годовой экономический эффект на одну машину составил 179489 руб. Капитальные вложения окупятся в течение 2,3 года (в ценах 2008 года).

1. Ершов, М.И. Лук / М.И. Ершов. - М.: Моск. Рабочий, 1973. - 88 с.

2. Казакова A.A. Лук / A.A. Казакова. Л.: Колос, 1970. — 360 с.

3. Воробьева A.A. Лук / A.A. Воробьева. — М.: Россельхозиздат, 1980. -55 с.

4. Хвостов, В.А. Основные направления создания конструкций машин для уборки овощей / В.А.Хвостов, Э.С. Рейнгарт, О.Л. Пантелеев, Л.И. Лев-чук, Т.М. Корхина // Обзорная информация ЦНММТЭМ тракторсель-хозмаш. М.: 1985. - 62 с.

5. Диденко, Н.Ф. Машины для уборки овощей / Н.Ф.Диденко, В.А. Хвостов, В.П. Медведев. М.: Машиностроение, 1984. - 320 с.

6. Диденко, Н.Ф. Исследование процесса работы колеблющегося лемеха в тонком слое почвы. Автореф. дис. . канд. техн. наук; Спец. 05.20.01 / Н.Ф. Диденко. -М., 1967. 21 с.

7. Землянов, Л.С. Разработка и внедрение высокопроизводительных комплексов машин для уборки и послеуборочной обработки овощей: Автореф. дис. . канд. техн. наук в форме научного доклада; Спец. 05.20.01 / Л.С Землянов. М., 1987. - 23 с.

8. Мейлахс, И.И. Технология механизированного производства лука-репки из севка. Интенсификация овощеводства Нечерноземной зоны РСФСР/ И.И. Мейлахс, В.Е. Смирнов. М.: Россельхозиздат, - 1986. -С. 93.98.

9. Петров, Г.Д. Механизация работ в овощеводстве достижения и проблемы / Г.Д. Петров, В.А. Хвостов, Л.С. Землянов // Плодоовощное хозяйство. - 1987. -№ 1. - С. 17-19.

10. Рейнгарт, Э.С. Обоснование параметров и разработка машин для уборки и послеуборочной обработки корнеплодов и лука. Автореф. дис. . докт. техн. наук в форме научн. доклада; Спец. 05.20.01 / Э.С. Рейнгарт. М.,-1995.-74 с.

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

12. Ларюшин, Н.П. Научные основы разработки комплекса машин для уборки и послеуборочной обработки лука. Дис. . докт. техн. наук; Спец. 05.20.01 / Н.П. Ларюшин. - Рязань, 1996. - 350 с.

13. Дятликович, А.И. Промышленная технология производства лука-репки. Рекомендации / А.И. Дятликович. М.: Россельхозиздат, -1985.- С. 44.

14. Бакулев, Л.С. Технологические основы машинной уборки овощей. -Дис. докт.техн.наук; Спец. 05.20.01 / Л.С. Бакулев. -М., 1984.-450 с.

15. Р-65/12. Исходные требования на разработку комплекса машин для уборки лука-севка (валкователь-подборщик). — М.: ВНИИССОК, 1986.

16. Диденко, Н.Ф. Механизация уборки лука / Н.Ф. Диденко, Л.С. Земля-нов, Б.И. Тетерев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1971. -№7. -С. 23-25.

17. Мейлахс, И.И. Механизация уборки и послеуборочной обработки лука. Обзорная информация, ВНИИТЭИСХ ВАСХНИЛ / И.И. Мейлахс, Б.М. Баранович. -М., 1980. 57 с.

18. Семенов И.В. Машины для уборки лука / И.В. Семенов, Б.А. Маклин // Картофель и овощи. 1987. - № 12. - С. 41-42.

19. Протокол № 19-77-82 /116051 б/ государственных испытаний приспособления в ЛКГ-1,4 для уборки лука-севка. Поволжская МИС, Кинель. -1982.

20. Протокол № 22-34-83 государственных испытаний приспособления к ЛКГ-1,4 для уборки лука-севка. ЦНИИТЭИ, Правдинск. 1983.

21. Протокол № 19-73-84 /2160810/ государственных периодических испытаний лукового копателя ЛКГ-1,4. Поволжская МИС, Кинель. 1984.

22. Протокол № 19-91-86 /2161710/ государственных периодических испытаний лукового копателя ЛКГ-1,4. Поволжская МИС, Кинель. 1986.

23. Сизов В.И. Исследование технологического процесса подбора валка лука-севка пневматическим подборщиком. Автореф. дис. . канд. техн. наук; Спец. 05.20.01/ В.И. Сизов. - Саратов, 1974. - 19 с.

24. Мейлахс, М.М. Механизация уборки и послеуборочной обработки лука в Италии / М.М. Мейлахс, Э.С. Рейнгарт // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1987. - № 6. - С. 60-64.

25. Рейнгарт, Э.С., Машины для уборки и послеуборочной обработки лука в Японии / Э.С. Рейнгарт, И.М. Мейлахс // Тракторы и сельхозмашины. 1981.-№ 6-С. 38-40.

26. Диденко, Н.Ф. Основные тенденции развития сельскохозяйственной техники для уборки овощных корнеклубнеплодов / Н.Ф .Диденко, В.А. Хвостов // Тракторы и сельскохозяйственные машины . — 1976. -№5.-С. 43—46.

27. Н. Meiners, W. Bucks, R. Hegemann, R. Rempfer Fachkenntnisse landmaschinenmechaniker. Technologi technischemanhematik -technisches zeichnen. — Handwerk und technik - Hamburg, - 1993. — 333 s.

28. Wringet H. Erntegerat für Gemüse Gemusebau, 2002, H 5, S. 36.

29. Vollks B. — Erfarungen bei der Produktion von Speisezwiebeln in der ZPV. «Tohmas munzer» Ypob Borneche. „Feldwirtschaft", Jg. 9, № 11, 1991.

30. Hop J. — Mechanisatie big de cogst van Zffiuien. Zandbauevmechanisisatie. Zg. 16, №56 1992.

31. Rejnken Q. Aislandische Vollernte - mfschinen für der Gemusebau.

32. Banholzer Q. Moderne Arbeitsvervafaren it Produktion — sprozeb deurzwiebeln. «Feldwirtschaft», № 2, 1990.

33. Горячкин, В.П. Собрание сочинений.: В 3-х т. / В.П. Горячкин. М.: Колос, 1965, Т.1.-720 с.

34. Желиговский, В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов / В.А. Желиговский. — Тбилиси, изд-во Грузинского СХИ, 1960. — 145 с.

35. Летошнев, М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет, проектирование и испытание / М.Н. Летошнев. М-Л.: Сельхозгиз, 1955. -764 с.

36. Гудков, А.Н. Некоторые проблемы сельскохозяйственного производства / А.Н. Гудков. М.: Сельхозгиз, 1962. - 46 с.

37. Алексеева, М.В. Репчатый лук / М.В. Алексеева. — М.: Россельхозиздат, 1982.-112 с.

38. Мачнева, Н.П. Сроки уборки лука-севка / Н.П. Мачнева // Картофель и овощи. 1979. - №7. - С. 23-25.

39. Ларюшин, Н.П. Некоторые физико-механические свойства лука-севка / Н.П. Ларюшин // Сб. научных трудов. Вып. 83, Сарат. с.-х. ин.-т 1976. -С. 17-20.

40. Посявин, А.Т. Технология производства лука / А.Т. Посявин. М.: Россельхозиздат, 1984. - 96 с.

41. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений (методы исследования, приборы характеристика). М.: «Колос», 1970. — 423 с.

42. Кухмазов, К.З. Технологический процесс выкопки лука-севка с обоснованием параметров битерного теребильного аппарата. Дис. канд. техн. наук; Спец. 05.20.01 / К.З. Кухмазов. Саратов, 1989. - 145 с.

43. Хвостов, В.А. Проектирование овощеуборочных машин (теория, конструкция, расчет): Учебное пособие / В.А. Хвостов, Н.П. Ларюшин. — Пенза, 1994.-168 с.

44. Ларюшин, A.M. Совершенствование технологического процесса сепарации вороха лука-севка при машинной уборке. Дис. . канд. техн. наук; Спец. 05.20.01 / A.M. Ларюшин. Саратов, 2002. - 175 с.

45. Лудилов, В.А. Семеноводство овощных и бахчевых культур /

46. B.А. Лудилов. — М.: Агропромиздат, 1987. — 224 с.

47. Пьянков, А.И. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений (методы исследования, приборы, характеристика) / А.И. Пьянков, О.Э. Фрей. -М.: Колос, 1970.-423 с.

48. ГОСТ 12041-82. Метод определения влажности. Взамен ГОСТ 1204166; Введ. 01.01.82. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 4 с.

49. ГОСТ 12042-89. Метод определения массы 100 семян. — Взамен ГОСТ 12042-66; Введ. 01.01.89. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

50. Кононков, П.Ф. Производство семян и севка репчатого лука / П.Ф. Коненков, Н.В. Онищенко. -М.: Агропромиздат, 1985. -79 с.

51. Иванов, В.М. Математическая статистика / В.М. Иванов, В.Н. Калинина, Л.А. Нешутова идр. -М.: Высшая школа, 1981. 371 с.

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

53. Волосевич, Н.П. Разработка технологического процесса, конструкции и теоретических основ крупноячеистых сепараторов корнеплодов.: Авто-реф. дис. . докт. техн. наук; Спец. 05.20.01 / Н.П. Волосевич. Челябинск, 1992.-42 с.

54. Диденко Н.Ф. Машины для уборки овощей / Н.Ф. Диденко, В.А. Хвостов, В.П. Медведев. М.: Машиностроение, 1984. — 320 с.

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

56. Ларюшин, Н.П. Устройство для подбора вороха лука-севка / Н.П. Ла-рюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. материалов Международной на-уч.-практ. конф. — Пенза. — 2003. — С. 81.

57. Василенко, П.М Культиваторы (конструкция, теория, расчет) / П.М. Василенко, П.Т. Бабий. Киев: из-во УАСХН. - 1961. - 240 с.

58. Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, Н.М. Панов. М.: Машиностроение. - 1977. - 328 с.

59. Босой, Е.С. Теория, конструкция сельскохозяйственных машин: Учебник для вузов сельскохозяйственного машиностроения / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан-Шах. -М.: Машиностроение,- 1977.-568 с.

60. Колчин, Н.И. Машины для сортирования и послеуборочной обработки картофеля / Н.И. Колчин. М.: Машиностроение. - 1966. - 258 с.

61. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей: избранные главы высшей математики для инженеров и студентов втузов, задачи и упражнения / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. М.: Наука, 1969. - 368 с.

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

63. Гернет, М.М. Курс теоретической механики / М.М. Гернет. М.: Высшая школа, 1973. — 324 с.

64. Ларюшин, A.M. Обоснование диаметров вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Наука и образование — сельскому хозяйству: сб. мат-лов науч.-практ. конф., поев. 55-летию Пензенской ГСХА. Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 217-218.

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

66. Ларюшин, A.M. Параметры вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Тракторы и сельскохозяйственные машины. № 1. - 2008. — С. 16-17.

67. Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах. Учебное пособие для студентов втузов. В 2-х частях / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. — М.: Высшая школа, 1986. — 425 с.

68. Кухмазов, К.З. Совершенствование технологии и технических средств для производства лука-севка в условиях в условиях Среднего Поволжья. Дис. д-ра. техн. наук; Спец. 05.20.01 / К.З. Кухмазов. Саранск, 2000. - 402 с.

69. Ларюшин, Н.П. Комплекс машин для производства лука. Теория, конструкция, расчет / Н.П. Ларюшин, К.З. Кухмазов, A.B. Поликанов, О.Н. Ку-харев и др. Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - 267 е., ил.

70. Ларюшин, Н.П. Комплекс машин для производства лука. Теория, конструкция, расчет/ Н.П. Ларюшин, A.B. Поликанов, О.Н. Кухарев, А.М. Ларюшин и др. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 248 е., ил.

71. Ларюшин, Н.П. Машины для уборки лука Теория, конструкция, расчет / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. -248 с.

72. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колос, 1980. - 167 с.

73. Кринецкий, И.И. Основы научных исследований / И.И. Кринецкий. — Киев Одесса: Вища школа, 1981. - 208 с.

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

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

76. Кукта, Г.М. Испытание сельскохозяйственных машин / Г.М. Кукта. — М.: Машиностроение, 1964. 284 с.

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

78. Завалишин, Ф.С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства / Ф.С. Завалишин, М.Г. Мачнев. М.: Колос,1982.-231 с.

79. ОСТ 70.87-83. Машина для уборки овощных культур, испытания сельскохозяйственной техники. — М.: Сельхозтехника, 1984. 116 с.

80. ГОСТ 24055-88 24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения. - М.: Изд-во стандартов. -1988.

81. Ларюшин, Н.П. Лук подбирают из валков / Н.П. Ларюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Сельский механизатор. 2004 № 9. - С. 7.

82. Ларюшин, Н.П. Машина для подбора лука-севка из валков / Н.П. Ла-рюшин, A.M. Ларюшин, С.Г. Пох // Картофель и овощи. — 2005. — № 6. — С. 14.

83. Антошкевич, B.C. Экономическое обоснование новой сельскохозяйственной техники / B.C. Антошкевич. М.: Экономика, - 1981. - 216 с.

84. 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.

85. Бухлов, В.А. Экономический справочник сельскохозяйственного специалиста / В.А. Бухлов, П.И. Пиннер. М.: Россельхозиздат, 1983. -192 с.

86. ГОСТ 23728-88, ГОСТ 2730-88. Методы экономической оценки. Техника сельскохозяйственная. М.: Государственный комитет по стандартам, 1988 г.

87. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства. М.: Информагротех, 1995. - 576 с.

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

89. Новиков, С.Е. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы / С.Е. Новиков. М.: Информагробизнес, 1994. - 220 с.

90. Волкова, H.A. Экономическое обоснование инженерно-технических решений дипломных проектов. Учебное пособие / H.A. Волкова. - Пенза: Пензенская ГСХА, 2002. - 167 с.

91. Методы экономической оценки сельскохозяйственной техники. -М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. 25 с.

92. Волкова, H.A. Экономическая оценка инженерных проектов (методика и примеры расчетов на ЭВМ): Учебное пособие / H.A. Волкова, В.В. Коновалов, И.А. Спицин, A.C. Иванов. Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - 242 с.

93. Кухарев, О. Н. Организация и управление производством / О.Н. Куха-рев. Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 82 с.