автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка элементов технологии и основных параметров уборочной машины, исходя из особенностей строения и физико-технологических свойств табачных растений

2д?чно-лк12зод;з2Янсв ОЭЕЭЁЕНЙЕ ^Ежшгкадз.^шзАШ''

Еа правах.рукописи

РАЗРАБОТКА ЭЗЕЕЕЯЗ тзхнсаюпи И ССНС'ЗНЬЗ ШРА!.ЕГ?С® УБОРОЧНОЙ ЯМЕК, ИСХОДА ИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРСЕКИ II 'Е^О-ТЕХгШСГ^СЛП свойств Т&ЕУП-ЗХ РАСТЕНИЙ

Сиеттальноеть 05.20.01 - Механизастя сальско-

хозяйстаешюго производства

Автореферат

дпссертаппз на соискание ученой стс-леки канлздата техкгч&суло. наук.

Воегля - 1952

Работа выполнена ъ Армянском ордена Знак Почета сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Григорян Ш.М.

Официальные оппоненты: - д.т.н.,, с.н.с. Агаданян I.A.

■ НПО "Армсельхозмеханизацкя"

; - к.т.н. Косемян а.С..

АрмСХП

Ведуиее предприятие - ГСКЕ по машинам для овосезсдствг

1 г.Москэа

в //Р час, на заседании слециалнзнров?.!шого совета Д 132.03.01 по задите диссертаций ка соискание ученой степени доктора наук ■ при научно-дроизЕодсгзенном объединении иАрмсельхозме;:а}Ц1зац1ц:" по адресу: 378414, Республика Армения, Накрийсклй район, пос.ЕгБар ИЗО "Армсельхозыеханиэацкя".

С диссертацией ыоено ознакомиться в библиотеке объединения.

Автореферат разослан еЛ'аиЯ 1992 г.

Ученый секретарь • специализированного совета, .какдвдат технических наук, старший научный сотрудник

1 лол I ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Табаководстзо, несмотря на свою высокую нтабельнссть, зсе .еце базируется на применении малоэффективного Тпото труда. Одной из трудоемких: и мало механизированных опера-й в табаководстве является процесс уборки. Из существующих тех-логий уборки наиболее перспективной, с.точки зрения возможно-ей максимальной механизации процесса, является уборка табака дымя растениями с одновременным отделением листьев,, позволяющая восьми раз снизить трудозатраты и значительно повысить произво-тельностъ.

В связи" с этим большое знаканяе необходимо ул-элать дальнейшей шлексной механизации производства табака, созданиз и внедрению енх технологий и технических средств для увеличения производи-яьности труда- и исключения контакта рабочее с табачными растени-н, наносящими определенный вред здоровью.

Существующие в настоящее время опктнне образцы отечественных баксуборочных машин и серийно выпускаемые за рубежом машны ана-шчного назначения алеют ряд недостатков, основными из которых ляется низкое "качество уборки, что обусловлено применением-резеу— х аппаратов ротационного и сеп.:ентно-пальцевого типа, которым исулз большие энергетические затраты; недостаточная эксплуатзци-ная надеггаость; большие, порядка 30-80 об/с (у ротационных ркку-х аппаратов) скорости.

Для удовлетворения современных требований развития уборочных кик и, в частности, реяуазх аппаратов, необходимо пли внести су-ствекныа изменения в конструкции рекущих аппаратов, э их клиема-ческие и функциональные охедш,. или разработать аппарата, реализу-зе принципиально иовке способа уборки.

Цель и ?,адачч исследований, Целые- настоящей работы является учение архитектоники и физико-технологических свойств табачных стений для разработки нового аппарата среза1 табачных'растений • обоснованием зго параметров.

В соответствии с поставленной целью выдвинуты следующие задано следований :

- изучение архитектоника и физшео-гехнологлчеекк; свойств табач— •с растений;

исследование процесса- резания, грубостебелъных культур;

- разработка конструкции ресудегс аппарата для срезакЕЯ грубо— збельннх культур, з частности, табака:

- теоретическое обсспозанве г разработка основных хонегруктЕв-шк г кпнематпческю: параметров рабочих органов редудего аппарат

- проведение экспериментальных: исследований -к уточнение геомэт-ричес кпх в кинематических параметров рабочих органов е подвода ре гуле го аппарата; .

- определение гехЕико-зконошгаескях показателей предложенного регудеге аппарата.

Остеита дсалелозаний. При разработке л обосноазанпл параметре ревущего аппарата- для среза грубостебельнкд культур к уточнении строения е ф232ко-техаслог5кесксх свойств растений табака объекта исследований являлась:

- анатоме—морфологгческае особенности строения стебля е листьев растения табака;

- экспериментальный образец рег-удего аппарата, разработанной по авторскому свидетельству И 1436918;

- лабораторная установка для исследования предложенного репуцег

■ аппарата.

Мет огт^-в ксслеповакт^!. Разработка рзлуцепо аппарата для срез; Ш1Я грубсстебелвЕПх культур (табака), обоснование кпнег.-.атпчеапз: параметров т. г н с р г е т нч е с глп: показателей рабочих органов проводились на основе теоретически^ зьп-:яадок с учетом агротехнических к копстр;л:тизнпх требований, предьявляе;.^: х; срэпессу г. устройству.

"еоретлчеекге псследованля проведдлпеь с гмвгекенпса -кзтодог юатекатяческого анализа, аналитической геометрии теоретическим механики.'/

В зкеперп^зкталькьх исследованиях прдмеаялксь методы тензе-метрических к Електряческгз: измерений. Обработка п аналпБ результатов епктндх данных прозодзлпсь метода:,катератпческсй статистн-кп с использованием кемпьетерез и вычислительной техники.

Научная новизна результатов пселедоваки?.. Определены ¿пзкко-. технологические свойства стеблей .я листьев растений табака. Получены аналитические зависимости, количественно и качественно парак-

■ теризуицие физико-технологические свойства з зоне резания.

Разработан и изготовлен новый ренудпЁ аппарат для среза грубо стебелькки культур. Аналитически определены к экспериментально уточнены осмопкпе параметры .аппарата. .

Конструктивная ковиё.ча 'рагу^его '-аппарата запидена аг-торо-пс^ свидетель стсогл, на иэ обре тёкзб.

Поакхкчесгая нотаотъ дксза^тацдеянсЗ оиботи заключается з !, что ка основе проведенных теоретических и эксперкяентальнкх '.ледованай создан новнй рекуцнй аппарат для грубсатебельннх ■ зтур, обеспечивающий чистый срез стеблей, с «такгальнымя трудо-•ратала.

Реализация грз'.'чь^атов псследозашй. По рззулътат&и ясследо-,7áí з АпмС;1И разработан и изготовлен опытный ооразец редущего грата для среза грубсстебзлькых культур, лрезедаый оирокпе ярс-•одстзекннз испытания з хозяйствах распублхкз:.

ГССТЬ ЕГО ^гомсельхоз^еханизалгл-' непельзуэтея результата ледсзаннД ярл взнолпенил сг^тно-кснструкторсглх работ но разед-кэ нля уборкя табака целыми растеняллп.

Материала днеезртадлепней работы принят:: Иста зсяяаг научко-лэдозательег^з.! и ко;1структорско-тэхислог:иескал институтов аул х табачных изделий для разработки режулих рабочих органоз акоуборо~них глаяхн.

Агтооб.здяя г-боть:. Основные положения диссертационной работа сййнц я обсуждена на ежегодных научно-дссдедсгательскзх кснфс-T¿iпрофесссрсгсэ-преподагательсхого состава Армянского сель-мияйзтзенного института, на Захггхазсхой научно-практачесисй рэренцдп глслсдах ученых а специалистов (г.Ереван, 1986 г.) а 1G "Армсельхозмеханизадкя".

Публлкакпх Результатов нсслегозантгй. 0снс5нне яолеяенпя р-з->татсв исследован';;:; опубликованы в сала печатных работа:: числе получено одно авторское свкгетельстзо).

работы. Диссертация состоят из введения, пяти глаз, ос выгоден, ennotía литературы и прнлс.т.ениД. Основное содерла-рабс-ты дзлегено на/£&5"стр. машинописного текста, зкхзяает 23 ■щеоз, /¿? таблиц. 3 работе использовано литературных

•чникоз, приложения представлен». на страницах-

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТА Во введении изложена актуальность работа и приведены оснозные, ■ешке на защиту, положения. Цепная глаза. посаянена изучении строения и физике—гехаологп-их свойств стеблей я листьев некоторое сортов табака, возделы-кх з Республике Армения, б основном применительно к задачам назаоав уборочных работ, как то: установлению ссстноаэнзй у разлиннши размерао-зесозши характеристиками стеблей, зыяз-а анатомк^схих особенностей дх строена, иоследозаниЕ Яазигсо-

технологических, свойств е.сопротивляемости стеблей деформациям .при различных: состояниях и видах нагрухения, а. такке исследовали; некоторых вопросов архитектоники стебля, его способности, приспосабливаться к воздействиям внешней средн.

Анатоыо-морфолопнеекне особенности стеблей табака, обеспеч: вашке его прочность z устойчивость к продольно-поперечинм натру: кап внешней среды, дают.клзч к пониманию его архитектоники, что необходимо при уточнении параметров уборочных катин.

Б качестве объектов изучения были внбранк сорта табака "Остролнот-44", "Самсун-3£",-"Тралеэонд-54", культивируемые в ре1 публике. С целыз установления зависимостей мегду геометрическими размерами стеблей табачных растений, были проведены измерения дя . стеблей, а т-акке внслгех и внутренних диаметров поперечных сечен стебля по его длине» Анатомические исследования проводились

по всей, длине.как стебля, так и листьев.

Измерения показали, что лля всех исследованкнх сортов аслич ни плопздей всех трех слоев о уменшенгем диаметра - стебля ъ нздр. лекнк от кокля к .верзине снксаатся, sa искпяенизг гареягзвги вол корневой шейки» Однако у отдедьнкх слоев закономерность ó того ен жения различна. Так,_ изменение плопгдн иаренгиун' незначительно в пределах интервала от вкхела первого листа почти но середины сте ля. Удельная клопадв древзеинн, обусланлизаэдгя ъ основная.sser— soctí> стеблч, особенно резко у^гны^ется от ка^мя стебля до 1-го г узла: с. вкходо;,! листьев гта величина уцьнъзазтел по пр.'п/.елг-лейке закону, незначительно возрастая у саной зевпикн стебля.

Установлено, что модуль упругостп -слоев внутреннего и Kspys ного.древеенкх колец по сравнению с серединой на 35-40£ shbiicsi ст совместности де-20р;:адпк е&елкпх тканей.

Для гняглзкия характера изменения геометрической гесткости сечелй стебля но его. длине приводятся графики: 1-е учетов вел чийы Сядаентов шериий сечений на- уровне максимального утсл^зяня узла К середин изютзузлзй г 2- по зела-чина.1.; комеетов инерцпйс чений узлов на уровне максимального утелгекся. Величину л:о:.:ента кнердии атих сзчений-нскно. представить состолиой из двух - состав.*: .сих: момента инерции сечения, условно принятого кругом, и кокент инерции сечения, принятого нолуаллипсои.

Графики Le 2.идентичны..Б -обоих случаях укеныаение геолтегр ческой seoTKocTii сечений стебля но его длине от 1-го узла изчтп его середины носит;прямолинейный характер, оаеашгийся далее

Рис.1.

злее интенсивным ее уменьшением. Так, на участке от середины до гриины стебля изменение геометрической жесткости обусловлено цзактером изменения момента инерции полуэллипса, величина кото->го почти постоянна до середины стебля, з•направлении от комля вершине, затеи уменьшается.

Имеется достаточно работ, посвященных исследованиям физико-жюлогическнх сеойотз стеблей я листьев, однако таковые отсут-;вуат для отдельных их тканей - анатомических составляющих.

3 результате экспериментов ка растя&ение били определены ве-гпны статических показателей разруаашшс напряжений, модуля тругоста стеблей главных и вторичных гилок листьев исследуемых зртов табака, при различных злажнсстях, а такге удельная работа '.зру^екия различных тканей по длине стебля. 7 стеблей табака 5пытквалн5ь кора, древесина я сердцевина. У листьез табака истш-шалисъ как главная, так и исходящие от нее жилка П-го порядка.

а

В определенном приближении, принимая эти жилке в качестве арматуры все остальное моекс считать 'зедолнЕтелек"« .

В табл.1 приведены ыехакические показатели тканей стеблей табака.

■ Таблица I

Статические показатели модуля упругость и предела прочности

КааменовапЕе ткакп кле" участка

кора

ксилема! пареазк;

Е, МП* среднее значение К среднеквадратичное стклсненге и К03ф&ПП2екТ вгегтягтги .V <-> г- ОО 4,5 12.5 1620 270 14,3 3020 430 14,3

(Г, МПа среднее значение X средне кзадратдчное отклонение . . (Г ко&Зёёгппент вартапта V 3 0,41 13,6 51 1 700 . 7,1 98 14,0 I 34.0

Установлено, что модула упругости ксглемной ткакг табака ка крайклх участкам стебля, а также предел прочности у верхней части на 30-32% ыеаыае по сравнение со средним показателем. Предел прочности же з нпгней части стебля близок к своему среднему показатели, Модуль упругости z предел прочности, тканя стеблей табака на крайни: участках значительно врезкиавт данные зткх показателе" в средней части стебле.

Опыты по исгштаюга галок листьев табака (главных и П-го порядка) позволили установить, что язмененде механически: показателей аплок П-го порядка по длпяе дзета не азеет какой-лябо закоасмерно-стк, а у глазной халкд предел прочности зо всех случаях возрастает по закону, близкому к прямолинейному. Модуль упругости у оснований чеоеакг.¡.листа табака скелетных сортов (гралезонд, са'-сук к т.д.) несколь.со снижается ж, не доходя до пяастлккЕ листа, увеличиваете;: до самой верхушек. 7 сидячего листа табака сорта "Остролист-44И модуль упругости непрерывно увеличивается от основания к вереине," причем, с середашк листа возрастание а того показателя более Ентен-C2BH0, Механические показатели на самсы конце главней soke листа приближаются к показателя!.! жалок П-го порядка.

Необходимо отметить, что изменение ыехакетесгаос показателей колезхта главно! jeeoez по длине Едентячво кзмекеклэ такоксс для

лей зшлки. з целом,архитектоника стеблей и листьев табака харак-жзуетсч изменением механических свойств составляющих их тканей алиментов по длине, что придает определенную жесткость или гиб-;ть той или иной части растеши, необходимые для сохранения его гойчивости пси механических нагрузках внешней средн.

По втопей' глазе 'диссертации приведено теоретическое обоснсва-. п аналитическая кинематика механизма привода реяу^его аппарата, 'основе исследований процесса кошения косой, осуществляемого ■I ченшпе скосостях а сравнительно менывж энергетических затра-с, разоаботан" оеауащи аппарат плоско-колебательного вращатвль-го типа для среза грубостеоелъных культур, ноет которого •имитя-эт особенности двжеешад ручной косы. С целыэ наиболее полного зтооения •двлхекш ножа коек, точного определения размеров звеньев -лрата, а такае обеспечения идентичности процессов скользящего зания ножом аппарата я ручкой косы был проведен кинематический 1лиз предложенного аппарата. Для решения поставленной задачи зникла необходимость з обеспечении связи между скоростями точек аудай кромки нояа и кинематическими и геометрическими звеньями :апа?а и его траекторией, (рис.2).

Рис.2. Кинематическая схема режущего аппарата

Скорость произвольной точке А режущей кроши ножа можно определить следухщам образе«:

Скорость точки Л можно определить и таким образом:

Vот. {Р)>

ч ОН Ж'^Г'

Для определения скорости точки Л необходимо определить мгновенный радиус-вектор

Л

где

Чл-Яъ^Ч1

После преобразований е определения углов для оконча-

тельно получим

С целью уточнения размеров звеньев механизма и его динамической сделки необходимо определить кинематические параметры шарнира Радцус-вектор точки С равен

л-

-Везьо!

вставляя и преобразуя, подучи.:

Оцредедяя аналоги скоростей точ:ек М ж С , мсошо определи скорости атях точек,

у-? * («

Обозначит/ выражение (I) через. 9 » а варазввЕе {5} - чгерез. . скорости для точек Л ж б получим

>• -¡С ■)

Придавая качение переменному т можно определив скорости тек Л к > , и сравнивая ж с данными скоростями чистого ср_езг: скольдокием (скорости течек рокущей кромки косы) можно опреде-гъ размеры (0,3, Я ) привода режущего аппарата.

Ускорение произвольной точки режущей кротки нога спреде-зтея оледушям образом:

с/1% ъ/СиГЪ*) . а/гЬ . с/и? .

сИ ? аг ' ас г *

Поскольку при работе реаущего аппарата в нормально!.! регпеле иГ-^ми, то

(5)

з У^б - аналог ускорения; '¿^ - анатог скорости

из выражения (3) определения

¡X - оЯьСлУ .V у о ''

¿Л

гавляя в вкра-ение данные 7 , и ^ , и л" ¿ференцируя

V и возвращаясь к данным обозначениям, получаем

с/1%. а Я /_ Яс&з

а

Вставляя з (5) мог.ем определить ускорение точки & . Усх^оре-точки С определяется аналогичным образом.

В третьей главе диссертации приведены программа и методика :пердгг;нталъкых исследований. Экспериментальные исследования •рабстанкого режущего апгарага, согласно программе, были прове-ш в три этапа - лабораторные, лабораторно-полеше и полевые, здетруирован и изготовлен специальный лабораторный стенд аппарате :тояь;~лй яз трзх келодзп;шых направляющих рельсов, весемешагаейся

по шел каретки, на которой смонтированы .электродвигатель постоянного тока и собственно ренушй аппарат. Каретка перемешается по рельсам с заданной скоростью посредством лебедки. Вдоль рельсов, под рекущиы аппаратом, установлены маогогвездные заззаш для крепления срезаемых растеши1!. Стенд также позволяет имитировать работу режушего аппарата в полевых условия?:.

Кроме тензометраческих измерений динамических параметров ревущего аппарата сгевд позволяет производить также измерения г-шема-тических параметров его ножа. В трех точках релуцей кромки ножа наносятся контрастные отметки, под зоной прохода ксжзй устанавли- ' ваетсяэкран и производится скоростная вертикальная киносъемка. Кадры скоростной киносъемки проецировались на экране пскадрозо последовательно. Отмечались положения трех точек режущей кромки -точки & (основание ревущей кромки), точки С (середина режущей кромки) и точки Л (кончик) за один полный рабочий цикл, а затем по кривой линии соединялись последовательные положения одноименных точек.

Рис.3. Графики зависимостей перемещена (5 ),скорос:-:: (V .), ж ускорения (С*. ) нагл рехущето аппарата.

По полученной киаеграмге построены графика зависалостой ( 5 ) перемещения, скорости ( V) и ускорения ( б? ) точек режущего аппарата.

Держатель-нож системы (весои <? ) подвергался поперечному изгибу грузом ( Р ), падгвпэг с высотк ( Н ). Место падения груза шбрано в зоне резания на режуаей кройке ножа. В момент времени, когда система получает няибсльаез перемещение вследствие ударного дейстзкя груза Р г силы $ , потенциальная энергия системы получает наибольшее значение (в этот момент кинетическая энергия равна нулю).

Скорость определяется из условия равенства количества движения до и после удара.

Р

р7ИГ*'

Потенциальную энергию можно определить и через силу и полное перемещение сГ ( Кд - коэффициент динамичности)

11' Ж**®, -оГ •

Стскда динамический коэффициент, который равен отношению -С-( der - прогиб системы от статического действия груза) определяете

следухщлк образом:

Били сняты осциллограммы процессов нагружения держателя нежа. Сравнения же площадей осциллограмм различных динамических яагру-еений показа":, что между ними и величинами потенциальной анергии хеформацяк держателя существует прямолинейная связь. С целью опре-зеленил коэффициента пропорциональности бкло снято несколько тари-ювашшх осциллограчм ири различных грузах к скоростях удара, к для :?лс?ого- случая бши определены динамический коэффициент А^ , стз-[изесхсе перемещение и потенциальная энергия деформации пли работа ж^згих сил -3 :

.3: т и.^

где иУ - площадь осциллограммы, у*";

т - коэффициент пропорциональности, Дз/а*'.

В опытах по изучения процесса резания стеблей тасака по плс-цадя осциллограшы определяла Л (или 2í ), затеи р а Я K-j. Последняя является дпкамнческам усилием резания. Эта сила является исходной при определения энергоемкости аппарата и расчета звеньев на прочность и аесткость.

Тарировка системы производилась такке по ударному дапульсу.

s=f-¿ni* к)

где - масса грузика, падающего на hos;

1f - скорость грузика з начале удара;

К - коэффициент восстааоздензя (при ударе стали о сталь К = 0,55).

Для серии опытов по тарировке, определив ударный импульс (5 и площадь осциллограмм», установили, что меяду нган существует прямолинейная связь. В опытах по изучении процесса резаная измерялась площадь осциллограмм ' иУ , затем определялся ударный импульс , и делением последнего на продолжительность удара С (определяется по осциллограмме), получена средняя величина силы резания Рер .

Имея величину Р^ , определялся масштаб ординаты осциллогрпм мы, затем и наябользее значение усилия резакия Ртлх •

В четвертей главе бил изучен процесс резания стеблей табачня растений. Спыгыпо выявления влияния форг-ы реяущ&й кромки на показа телз процесса резания проводились при скоростях резакия для экспериментальных нсзеЗ 12 и/с, для существующих - 4,8 м/с.

Из данных таблицы следует, что из гсследуемах экспериментальных нокей наиболее вытодныгл с энергетической точки зрения является eos с вогнутей реяущей кромкой. Это объясняется тал, что геометрия ренуцей кроьжя этого нега наиболее близко позторяет особенности нога ручней косы и коэффициент скольяекия почти в 1,5 раза больше ч:м у ножа Л I. и дочти вдвое больае, чек у нояа № 3.

Из данных таблицы следует такге, что энергетические показател у предложенного аппарата в среднем з 1,5-1,8 раза иенычэ, чем у существующего сгп.:ентно-пальцезого типа. Зто глазным образом сбусл лзко характером среза стебле; у предложенного аппарата: ноя в зоне повторяя двикенгл нсгл ручкой коске,•ссЕерпает скользящее резакпэ чаинка коэ-йггцизктсм скэльгенгл, в сукестзуагцас ке аппарата:-:

Таблица 2

Показатели процесса резания

Нож и способы резания работа среза Наибольшее усилие резания Среднее значение усилия резания Момент на приводном валу ,

спер;ментальный ж # i (скользящее зание) 4,88 2S7 264 198

спериментальный i í 2 (скользящее зание) 4,23 231 2Ü2 152

спериментальный & £ 3 (скользящее зание) 5,06 321 284 218

а существующего яаоата (вормально-бовое резание) ?,86 432 ■ 318 -

шентно-пальцевого типа резание нормальное, почти рубяиее, что энергетической точки зрения наименее выгодно.

Для сравнительной оценки существующие реяущих аппаратов шентно-пальцевого типа и предложенного режущего аппарата плоско-лебателвно-врааательного типа были определена динамические и . гргетические показатели процесса резания стебля табака в рекузаих pax сеплентно-пальцевых аппаратов. Процесс резаыи был имитирован маятниковом копре КК-30 с поможыо специально приспособленного гтизореза п тензосешента. Эти оинтц проводились по методике, пробно описанной в работе 7 (см.опубликованные автором труды).

Существенную) разницу а работах среза обоими способами резания ¡то объяснить имеано тем обстоятельством, что во втором случае гтъ кинетической энергии ножа затрачивается на сплиапвание стеб-к уплотнение материала.

На. величину разности динамических показателей процесса рваная предложенному и существующему способам оказывает влияние и ско-зть резания (в первом случае скорость в 2,5 раза выше). Чтсбн пенить влияние этого фактора, били проведена ештн с одииаконгг/ эростями резания С= 5 м/с). Результаты доказали, что в. а ток fz&e работа среза по первому способу в среднем в 1,4-1,5 púc-a

Ife

меньше, чем по второму, т.е. преимущество предложенного способа резания грубостебельЕнх культур; в частности, .табака, очевидно.•

Одним из основнкз фактороз, злияашпс на качество среза и энергетические показателя процесса, является скорость ножа и соотношение его касательной я нормальной составлявших (коэф^итяент сксльаешш).

lia ряс.4 приведены графика завислиостей усилия я работы резания от сксростза ноза (скорости резания). Опыта проводились лрл оптимальном угле установки ноза ( d - +16°4- +25°), при котором коэффициент скольжения становится равнин коэффициенту скольжения лезвия ручной косы. " :

Были испытаны все три экспериментальных нога. У всех ноаей закономерности изменения величгн от скорости одинаковый (на рис.4 приведены графики только для асла № 3).

Рис. 4

Из рис.4 следует, что с увеличением скорости среза усилие резания уменьиается. Причем,* при увеличении скорости от 5 до 20м/с усилию резания уменьшается'значительно (около 30£), дальнейшее-увеличение скорости вызывает более умеренное уменьзение усилия.

Работа резания (работа, вычисленная по моменту Еа валу элех-

зодвнгателя) с увеличением скорости резания также уменьшается. *тенсизное уменьшение происходит при увеличении скорости от 6 i 20 м/с, наименьшее значение получается при скорости нега околг 5 м/с. С дальнейшим увеличением скорости работа, затраченная на 1изсд ножа и резание (начиная со скорости 25-28 м/с) постепенно зеличпвается.

Изучение работы, затраченной только на прозесс резания стеб-:й (работа, вычисленная по текзедатчикам :;якей) показало, что :в часть общей работы с увеличением скор-хлт постепенно уменьшайся с убывающей интенсивностью и после движения скорости кожа >-30 м/с. Это значит, что увеличение оошей затраченной работы, 1Чиная со скорости 26-28 к/с,обусловлено увеличением сил сопро-Евления в механизме привода нома, а уменьшение работы при увели-!нки скорости до 25-26 м/с в оснсвнс:.: связано с уменьшением ycit-я резания. С энергетической точки зрения для предложенного реку-го аппарата оптимальной следует считать скорость ножа в интер-ле 15-25 м/с.

Изучена так^е зависимость энергетических-показателе!! ст угла тановки нока з горизонтальной плоскости (oí- ). Ka рис.5 прицепы графике зависимостей усилия и работы резания (по показаниям датчиков теизонога) ст угла с- .

Опыты показали, что при oí -110° и с>С > 50° резания'стеб-й не происходит из-за отсутствия нормальной составляющей скоро-z (коэффициент скольжения стремится к бесконечности).

Наибольшее усилие резания тлеет место при о( = -32°, реза-е нормально-лобовое (коэффициент сколькенкя" 6=0). Накмень-е значение работы резания получается при о{ = +25° (коэффициент ольжекия приближается к коэффициенту скольжения ручной косы). •

Увеличение с4 от этого положения в отрицательную и подоед-льнта сторону вызывает увеличение работы среза, оптимальным с ергетической точки зрения следует■считать значение угла c¿ с-т 5* до -f-ЗО0.

В пятой гдазе диссертации приводятся результаты полевых пепы-акй предложенного режущего, аппарата.

Экспериментальный образец аппарата был смонтирован на навеске тадпонной косилки КРН-2,1, привод аппарата осуществлялся с поыо-з БОЛ трактора марки МТЗ-80.

Полевые испытания проводились на табачный плантациях Ззрде-некогс района Республики Армения в сентябре месяце 1Э90 года.

•НО -¡Ь 1& Чрб -52 о 2

Н«* ¿ЕРЭЙЛШЯ*

/

/ Рас. 5

Уборка табачных растений осуществлялась одним режущим аппаратом с двумя ножами (за один ход убирались табачные растения в два ряда).

Опыты по тешзсметрзчеокоиу исследования процесса резания стеблей при уборке табачных растений показали несущественные отклонения медцу статистичесгаши показателя.® в полевых и лабораторных условиях Св результатах опытов, проведенных в долевых уело-виях, коэффициент вариацпи на 2-3$ больпе). Это говорит о том, что при разработка конструкции предложенного аппарата мсгно с достаточной надежностью использовать данные лабораторных исследований. Полевые испытания'показали," что преддояэнный реауцпй аппарат успешно монет быть применен на табаксуборсчных кадннах, а такге на силосоуборочных малинах. Полевые испытания позволили такга уточнить некоторые геометрические и кинематические параметры ноаа

парата. Б частности, было установлено, что оптимальная длина" аа для предложенного аппарата составляет 17-20 см. Оптимальное отноаекие линейной скорости ножа ( Щз ) и скорости поступателъ-го перемещения агрегата ( V*/) определено из условий недсауйзпяя вторного прохода ножом одной и той же площади и псг.тзнекия нос» сков площадей.

Теоретическим путем получено и экспериментально подтверждено, о •■ ■ 9- &

Б пятой главе приводится также зконсггачоское обоснование прс-д* венного режущего аппарата. Годовая эксн^иаческая эффективность применения одного аппарата с двумя кожами составит около 00 руб.

ОБЩИЕ ВЫ В 0 Д. U

1. йаявленные особенности анатомо-морфолопгческэго строения ебля к полученнвгвеличинь" механических показателей стеблей и стьез различных ссртоз таоака и отдельных его тканей могу? бить ложе;ш в основу при выработке предпосылок, кеобхоцю.азс при вкбср? ртов, поболее пригодных для кабинкой убoprci целизли растениями.

2. Установлено, что.стебель.табака представляет собой"весьма циональное строение, успепно сопрс5.пзджцеесл внешним механкчес-м "нагрузка'/:. На основании изучения архитектоники стебля табака едложена его более совершенная ксдедь, которая позволит наибar.ee чно резать-задачи среза и убери:. .

3. Изучение процесса резания позволило установить, что с энер тичесяой точки зрения радг.оналыагм является скользящее резание звием, гесмэтргяес'сие и параметрп которого идеи ч!ш таXOSiZf для ручной косы.

4. Предложена схема и разработана ютстдрщия тяоеко-колебэ-лъного вращательного режукего аппарата (а.о. £ I43SSI8), нож ко-рего з зоне резания, повторяя особенности движения кожа ручной 'си, осуществляет скользящее резание грубостебельшл: культур, частности, стеблей табачных растений при маясс энергозатратах римерно б 1,5-2,0 раза иеныие, чем у * зуздеетвушах аппаратов) в :оростях чистого резания (примерно s 4-5 раз мекыае, чем у сусес.1 эднх аппаратов вращательного типа).

5. Б результате теоретических доследований, ислучеда аналкти-¡cicie зпражевпя, позвагпгдие 'по -здданнкм ^сс&етрячекзм, иинематп.-•саям и .¿ооэдвзеезим жадаыгтрзк регупей -газотх ножа определить ¡змерц агаяьев а^^йЬга ^piasra гр.ез$Е0гс аппарата.

6. Разработана методика,лабораторных исследований процесса резания табачннх растений и создан стенд для исяптакня предложенного аппарата, позволявшие с высокой точностью определить механические показатели процесса резания и внести существ.знннз уточнения в^тшеющиеся до сих пер величины. Исследования на стенде позволили

' установить.,, ,что энергетические показатели у предложенного аппарата в среднем в 1,?чраза ниг.е, чем у сущеатзузогцзгс селиенгно-пальцегс-го типа.

7. Установлена корреляционная связь мехпу показателями механических свойств стеблей табака (иодуль упругости £ , предел прочности при растяжении) и показателями прогресса их реса-:ния (усилие резания • р , работа среза J?). Коошриионт корреляции составляет 0,65-0,90.

8. Установлено, что для предлокенного плсско-зра^ательно-колз' ' батеяьного.ревущего аппарата скояьзяаего резания сЕтяаальнш яэлл-

, ется ноя с вогнутой pesyneS кромкой с геометрическими параметра;»?;! и характером слонного дзкзэнпя, при которых коэффициент скольжения (<s ) увеличивается как от основания нс:ка к кенчику (по гиперболическому закону в среднем от 2 до 6), так и в течение рабочего хода (от 1,5 в серединной точке режущей кромки, в начале хода до 5 s той zs точке-, в конце хода). У этого неяа энергетические псказател: процесса резаная ,в 1,3-1,4 разаиеяъаз, чея у нолей с прямолинейной и внпуклой реаувзма кромками-

9. Для предложенного ре&уцзго аппарата оптимальным с экорготл-ческой точки зрбшил углом установки коза в горизонтальной плоскости (Cr- ) является интервал 02 -t-Iif^c +-30° (касательная х резущей кре:;-

, ке в ее срединной точке отклонена на величину öL по направлена движения). Оптимальнее. значение скорости ножа составляет 15-25 м/с.

10. Полевые испытания экспериментального образца рехуцего аппарата подтвердили достоверность результатов экспериментальйкх и теоретических исследований и показали работоспособность предложенного аппарата. Годовая экономическая эффективность от применения одного аппарата составит около I8GQ руб.

П. Результата исследований и принципиальная кинематическая схема предлозенного pesysjero аппарата принята Молдавским научно-исследовательским и конструкторско-технологичзсмзл институтом табака и табачкнх изделий и НПО "Армсглёхозаехандзация" за основу при создании рекуцего аппарата для уборки табака цедыш растения,

Qceoehhs патоления: диссертации опубликованы s следуазих е-чатнжс работах:

1. jt вопросу архитектоники табака. - Тезисы докладов Зак^...-азско* научно-практической. конйерекпш: кслодшс учеккх к спэипалпс-зз. - Ереван. 1386, (в соавторстве)

2. Кзкскаше к обоснование параметров лезвия нога реяущего плрата для убзркк груо'остебельннх культур. - Материала докладов -ой республхпсанс-кой конференции аспирантов Армянской ССР. - Ере-з.к. 1237. (в соавторстве)

3. A.c. ß 1433SIS. СССР. Привод рзхучего аппарата. - £ 7, 588 (з соавторстве)

4. Аналитическая югаегатака к-оскоколе батально rc режуаего ап-¿рата дяя уборки грубо стебельных культур. - Сборник научннл трудов dnCXH. зш. 50. 1991 (в соавторства)

5. Мехаккческне свойстра тканей травянистых растений. - Сборок научнкх трудов Ар:.С1И. вш. 50. ISSI (в соавторстве)

-2. Кинематическое обоснование л"оскоколс-йагальгого режущего пирата. - "Агрспрам: Наука к производство". Ереван, вш. 10. 1991. ? соавторстве)

7. Определение энергетических показателей плоскокоявбатально-> реяугзгэ аппарата. - "Агропром: Наука г производство". Ереван, пл. 0. 1952 (s соавторстве)

Подписано к печати 8.C5.S2 г. Формат бум. £0x84 I/I6 1,0 а.г.. Зек. 53 Тираж 120

ООП Apw.CXK ys. Теряна 74