автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Разработка и обоснование параметров доочистных транспортеров свеклоуборочных машин

РГ6 од

- / М'ЛЧ

» І і ^ І 3 /« і/ I/ J

ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

_л/ ' /У

ТУНІК Ігор Гордійоїшч л III &

п,и

УДК 631.356.2

РОЗРОБКА ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДООЧИСНИХ ТРАНСПОРТЕРІВ БУРЯКОЗБИРАЛЬНИХ МАШИН

ІШЙЛ1 - Сільськогосподарські машини

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Луцьк - 2000

Дисертацією е рукопис

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті. Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник: заслужений винахідник України,

кандидат технічних наук, доцент ГЕВКО Роман Богданович -

Тернопільська академія народного господарства, доцент кафедри земельних відносин і технологічних дисциплін.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент

РОГАТИНСЬКИЙ Роман Михайлович -

Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, професор кафедри технології машинобудування;

кандидат технічних наук, доцент КОЗІБРОДА Ярослав Іванович -

Тернопільський державний педагогічний університет імені Володимира Г натіока, доцент кафедри загальнотехнічних • дисциплін. '

Провідна установа: Львівський державний аграрний університет,

кафедра сільськогосподарських машин.

Захист відбудеться 2000 року о годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 при Луцькому державному технічному університеті за адресою: 43018, м.Луцьк, вул.Львівська,75.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луцького державного технічного університету за адресою: 43018, м. Луцьк, вул.Львівська,75.

Автореферат розісланий 2000 р. • .

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради А -— дідухв-ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Збирання цукрових буряків коренезбиральними машинами на даний час залишається однією з найбільш ресурсозатратних технологічних операцій в сільському господарстві. Економічна криза, яка охопила практично всі галузі народного господарства України призвела до різкого спаду виробництва бурякозбиральних машин, які морально та технічно застаріли, а впровадження нових ведеться повільно. Один з напрямків підвищення технічного рівня коренезбиралших машин пов’язаний з якісним виконанням ними основних агротехнічних вимог, а саме із зменшенням пошкоджень, втрат і забрудненості коренеплодів.

Вирішити дане технічне протиріччя можливо за рахунок розробки та дослідження таких транспортуючих систем машин, в яких частка пасивного переміщення коренеплодів була б мінімальною. Цього можна досягнути постійним доочищенням вороху буряків при його переміщенні від виходу з активного сепаратора до бункера або транспортного засобу.

Тому розробка та обгрунтування раціональних конструктивно-технологічних параметрів доочисних транспортуючих робочих органів є іктуальною проблемою, вирішення якої дозволить підвищити технічний рівень <оренезбиральних машин.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові юслідження пов'язані з темами по розробці робочих органів коренезбиральних нашим СКБ ВАТ "Тернопільський комбайновий завод" і були направлені на гаеткове вирішення науково-технічної проблеми з впровадження нових машин шя збирання цукрових буряків в рамках цільової комплексної програми 'Національна програма розробки і виробництв технологічних комплексів .іашин і обладнання сільського господарства, харчової та переробної іромисловості", затвердженої Кабінетом Міністрів України 7.03.11.96р.

Метою роботи є розробка та обгрунтування раціональних конструктивно-гехнологічних параметрів доочисних транспортерів бурякозбиральних машин іля підвищення їх сепаруючої здатності.

Завдання досліджень полягають у комплексному теоретичному та жспериментальному дослідженні транспортерів-сепараторів бурякозбиральних ■іашин, з врахуванням різних умов їх функціонування, та визначенням тараметрів робочих органів з умови найменшого ступеня забрудненості іібраного вороху коренеплодів при допустимих рівнях їх втрат та пошкоджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Для обгрунтування іараметрів робочих органів, при їх взаємодії з коренеплодами теоретично іизначений момент інерції цукрового буряка відносно власних осей. Встановлено межі раціональних конструктивно-кінематичних параметрів іавантажувального транспортера шляхом розв'язку диференціальних рівнянь

руху коренеплодів по його поверхнях. Розроблено математичну модель процес; переміщення коренеплодів приймальним транспортером із визначенням вплив; його конструктивних, кінематичних і динамічних параметрів на ступні очищення коренеплодів. Встановлено вплив конструктивних і технологічни: параметрів доочисних пруткових (приймального та завантажувального транспортерів, а також взаємного їх розташування на якісні показники процес; робота бурякозбиральної машини.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведеноп комплексу теоретичних і експериментальних досліджень проведено докорінн; модернізацію причіпної коренезбиральної машини МКП-3, розроблені спроектовані та виготовлені приймальний і завантажувальний транспортери очисники. За результатами повнофакторного експерименту виведена регресі йн залежність, за якою можливо оцінити ступінь сепарації коренеплодів від вплив; домінуючих факторів. На основі польових експериментальних досліджен модернізованої коренезбиральної машини МКП-3 рекомендовані межі значен конструктивно-технологічних параметрів, при яких найбільш ефективні виконується технологічний процес збирання коренеплодів. Технічна новіші. розроблених тренспортерів-сепараторів та їх компоновок з коренезбиральнтп машинами захищена 4-ма Патентами України на винаходи.

Особистий внесок здобувпча. В теоретичних дослідженнях обгрунтовані вплив кінематичних параметрів транспортуючого робочого органу на характе; переміщення коренеплодів по поверхнях скребків полотен; розраховані режимі роботи дволанкового доочисного транспортера; проведені експериментальн дослідження з визначенням впливу конструктивних параметрів стрічковії транспортерів, а також взаємного їх розташування на якісні показники процес роботи модернізованою коренезбиральною машиною; встановлені раціональи режими роботи доочисних транспортерів. В двох технічних рішення* захищених патентами України, частка кожного співавтора винаходу однакове Отримано два патенти на винаходи без співавторів.

Апробація результатів роботи. Основні положення виконанії досліджень доповідались і обговорювались: на науково-практични

конференціях викладачів Луцького державного технічного університету (1997 1999рр.); на засіданні науково-технічної ради СКБ і відділу наукови досліджень ВАТ "ТеКЗ" (1998р.); на 2-й Міжнародній науково-практичні конференції в Національному аграрному університеті (Київ - 1997р.); н розширеному засіданні кафедри технології машинобудування Тернопільськог державного технічного університету (вересень 1999р); на науковом міжкафедральному семінарі Луцького державного технічного університет (2000р.).

Публікації. Основні положення та результати досліджень опубліковані 11-ти друкованих працях, з яких 4-й патенти України на винаходи.

з

Структура та обсяг дисертації. Дисертація містить вступ, чотири озділи, запільні висновки, список використаної літератури та додатки. Основна астина роботи викладена на 149 сторінках, містить 39 рисунків, 12 таблиць, 'писок використаних літературних джерел включає 135 найменувань, з яких 12 юземними мовами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В першому розділі проведений огляд конструктивно-технологічних схем урякозбиральних машин і їх транспортно-сепаруючих робочих органів, а ікож аналіз відомих теоретичних і експериментальних досліджень з «значення їх оптимальних конструктивних, кінематичних і динамічних араметрів і режимів роботи.

Фундаментальні основи дослідження технологічних процесів сепарації зренеплодіз транспортно-очисними робочими органами бурякозбиральних ашин та визначення їх оптимальних параметрів викладені в працях відомих зених П.М.Василенка, Погорілого, ІО.Б.Аванесова, О.О.Василенка,

.С.Глуховського, В.М.Булгакова, М.В.Татьянка, Б.П.Шабельїшка, .А.Топоровського, І.М.Серебрякова, Б.М.Гевка, Р.М.Рогатинського,

.Д.Петрова, В.А.Хвостова, М.М.Хелемендика, А.Г.Цимбала, А.К.Сарапулова, .А.Хайліса, М.М.Зуєва, П.В.Савича, П.І.Сичова, Ковтуна та ін.

Значний внесок для вдосконалення технологічних процесів і розробки звих конструкцій вітчизняних бурякозбиральних машин, а також визначення . оптимальних конструктивних і технологічних параметрів зробили .Г.Кузьмінов, Г.М. Смакоуз, Ф.Л. Роденко, Я.А.Павлов, В.В.Вахновський, каченко, В.М.Осуховський, М.Г.Данильченко, Я.І.Козіброда, В.В.Брей, .Ю.Зиков, Р.Б.Гевко, М.А.Мішин, В.А.Грозубінський, А.А.Покуса,

.П.Гурченко, В.В. Дудка, І.І.Русанов та ін.

В даних роботах розглядаються основи взаємодії коренеплодів з

збочими органами, процеси функціонування технологічних вузлів фякозбиральних машин, методики їх проектування та дослідження з «значенням оптимальних конструктивних, технологічних, експлуатаційних та ших параметрів. З аналізу цих робіт можна зробити висновок, що вибір ггимальних параметрів робочих органів необхідно проводити з врахуванням гханіко-технологічних принципів, на яких базуються процеси очищення іренеплодів, використовуючи при цьому моделі їх взаємодії із поверхнями тіараторів.

З метою встановлення раціональних конструктивно-технологічних іраметрів доочисників вороху коренеплодів, виконаних у вигляді повздовжніх іманих транспортерів-сепараторів і розташованих в компонувальній схемі плини за активними очисниками поставлені наступні завдання досліджень:

- розробити перспективні конструктивно-технологічні схеми доочисників

коренеплодів на основі багатоярусної системи переміщення вороху в ламані: стрічкових транспортерах-сепараторах;

- визначити момент інерції коренеплоду цукрового буряка;

- теоретично обгрунтувати характер руху коренеплодів на всіх етапах переміщення в ламаному транспортері, з визначенням впливу конструктивні кінематичних параметрів робочого органа на якісні показники виконані технологічного процесу;

- теоретично обгрунтувати та визначити раціональні параметри і режт роботи сепаруючого дволанкового транспортера з умови захоплені коренеплодів скребковим завантажувальним транспортером і винесені домішок за межі технологічного русла переміщення вороху;

- встановити вплив конструктивних і технологічних параметр стрічкових транспортерів-сепараторів, а також взаємного їх розташування і якісні показники процесу роботи коренезбиральної машини;

- провести модернізацію напівпричіпної бункерної коренезбиральн машини МКП-3 для підвищення її сепаруючої здатності.

В другому розділі проведене теоретичне обгрунтування параметр доочисних транспортерів бурякозбиральних машин. На основі системної аналізу принципових конструктивно-технологічних схем коренезбиральні машин проведений структурно-схемний векторний синтез транспортно-очисні пристроїв, які забезпечують одночасне переміщення та сепарацію воро; коренеплодів із змішюнаправленим та багатоярусним шляхом транспортуваїш

Для обгрунтування параметрів робочих органів, при їх взаємодії коренеплодами теоретично розрахований момент інерції цукрового буряі відносно власних осей

шН

(2с+Н)

ЗН +12Ь

,2\

-^ус

г' І уЬг

шН

укс ‘уііс

2с+Н

п(а

V

ЗН2

80

+зь2

'с^+сНУ (2Н+Зс)2 16+64^6<2с+Н)2

сЬ2 19с3 + 5Н+320Н

шіа2 +

80

Ь2)(ЗН+8с)

а2с 19с3

Н------1--------1

5Н 320Н

чІ6 + 64

2Н+ЗсГ

2с+н;

(і

20(Н+2с)

Де Іхс, Іус, і/с - моменти інерції коренеплоду відносно осей X, у, ї , проведені через центр ваги; т — маса коренеплоду; Н - довжина конусної частш коренеплоду; а,Ь,с -півосі напівеліпсоїдної частини коренеплоду.

Для обгрунтування параметрів вивантажувальної лані завантажувального транспортера розглянемо його розрахункову схему (рис.: на якій позначено: 1- полотно транспортера; 2- скребки; 3- бокові дис:

Схема для визначення параметрів завантажувального транспортера

барабана з радіусом Я; 4- трубчатий вал з радіусом г; 5- направляюча решітка; Л - величина зазору між трубчатим валом і направляючою решіткою; N1 і N2 - нормальні сили, що діють на коренеплід зі сторони полотна і скребка; Р„ - відцентрова сила, що діє на коренеплід; Еф - сила тертя; а і (3 - кути нахилу піднімальної та вивантажувальної ланок до горизонту; І - висота скребка; V - лінійна швидкість полотна; Кг, - приведений радіус коренеплоду; О - відстань від центру трубчатого валу до точки взаємодії коренеплоду з направляючою решіткою; <р - текучий кут переміщення коренеплоду в зоні передавальної ланки, який змінюється в межах [-(90°-а)< Ф <(90"-[3)].

Метою теоретичного розрахунку є визначення максимально можливої ;личини Д, через який здійснюється просипання домішок грунту. Рівняння

вповаги коренеплоду на передавальній ланці мають вигляд

[ ш''Л

М, совф 4- ІМ2 БІїнр - М/ со&р-----—(Л - Я5 )со яр=0;

К ШАГ (2)

■ Ы, віпф + N2 соэф + Ы2Г віпер - пг^+ ——(її- Л5 )этф = 0.

І1~

Мінімальна швидкість транспортера, при якій коренеплід утримується зигиснутим до поверхні полотна (N(=0) рівна

/й(5ІПСр — Ґ СОБф) . .

1 ■ - ■ ■ - ■—■—~,ПрИ БІПф — І СОЭф>0, (і)

Я- іі8 ї ґ - коефіцієнт тертя.

Рівняння руху коренеплодів по поверхні скребків, при їх сходженні на іправляючу решітку мають вигляд

[N.. собР - біп (5 = тХ;

[1М25Іпр+ 1^со5р-п^=тУ.

Відстань Д при мінімально допустимій швидкості полотна, з умови ззащемлення кондиційних коренеплодів між направляючою решіткою і

У = И.

(4)

скреоками рівна

Д = V.

2(1-2ІІЙ)

• г.

р

”(сок|і-Г біп{5)

З аналізу даних залежностей иа ПЕОМ побудовані графічні залежност впливу параметрів (Я6; Я; г; р) на величину О-Д+г при мінімальній швидкост полотна V, коли коренеплід утримується притиснутим до поверхні полоти; (рис.2.)

йо

и,т а

іч

Ь

У /, \

У \Л

V/

/ 4,

Эм

ОЯ

ЛЯ

<?/

422

М 22 ЗО ЗЯ {* £в 6Є

в, 4г

£62 й,м а&г

{>0? 4&75 Ці 4тЙГ 02

Рис.2. Залежності впливу параметрів Ле: Я; г: Р на зміну V і і).

При дослідженні впливу одного з параметрів на величини V і О інш залишались незмінними і їх абсолютні значення були рівними: Яп 0,05 м; К -

0,3 м; г = 0,1 м; р= ЗО"; 1 = К - г - 30 мм (при і" = 0,3). Встановлено, що прі збільшенні Яе, від 0,03 м до 0,07 м V змінюється в незначному діапазоні, а самс від 1,54 до 1,64 м/с. При цьому, шлях проходження коренеплодів до взаємодії' направляючою решіткою зменшується від 0,36 до 0,32 м. В межах зміни кутії нахилу Р = 2511. ..45° V досить суттєво спадає від 1,7 до 1,3 м/с. Відстань О прі цьому не змінюється і складає 0,356 м. Значний вплив на зміну величин V і С має значення радіусу бокових дисків Я, для яких при Я = 0,3...0,6 м V відповідно становить 1,6...2,2 м/с. Встановлено, що зміна г не впливає на V, ; збільшенім г від 0,1 до 0,2 м призводить до зменшення Б від 0,35 до 0,17 м.

Проведений аналіз процесу переведення коренеплодів з піднімальної ж вивантажувальну ланку дає можливість попередньо вибрати раціональн конструктивні та кінематичні параметри транспортера, які знаходяться в межах V = 1,2...1,4 м/с; II = 0,25...0,3 м; г = 0,1 ...0,12 м; р = 30#...40°.

Розроблено математичну модель процесу переміщення коренеплодії приймальним транспортером із визначенням впливу його конструктивних

кінематичних і динамічних параметрів на ступінь очищення оренеплодів. Варіанти розташування коренеплодів радіусом Яд, на рутковому полотні транспортера представлено на рис.З. У вершинах кутів

на схемі представлено варіанти розташування

центрів мас коренеплодів. Розміщення коренеплоду на транспортері визначається направляючими кутами а! та ос*" реакцій прутків та скребка відповідно в інерційній Охуг та рухомій 0"х"у"2м системах координат та кутом їх розхилу 8„. Рухома система координат 0"х"у" жорстко зв'язана зі скребком висотою И та радіусом заокруглення г,. Перехід від власної до інерційної системи координат здійснювався за допомогою матричних перетворень однорідних систем координат.

Рис.З Варіанти розташування коренеплоду на полотні транспортеру

Швидкість коренеплоду при його переміщенні по поверхні доочисного іриймального транспортера має вигляд

^хс * • dy, ^Ус ■

Хс = _^cosy-xcsmyt------------r^srny, -

dt dt dt

„ dy dx'o- / \ ■

- yc cosy, — + ——cosy - Acoc cos(aAtJsm y; dt

dt

Y„ = ——-sin у + у с cosy,

dt

dy, dxr — + ——cosy, dt dt

„ . dy, dy0. . , , \ .

-xcsmy, — + —-siny-A(oA cos|a)At)sin y,, dt dt

(6)

ie Xc", Yc", Z" - координати розміщення коренеплоду у рухомій системі соординат; yt - біжучий кут нахилу транспортера; А та соА - амплітуда та солова частота поперечних коливань транспортера; Х'0”, Y’0", ZVr -соординати центру рухомої системи 0"X"Y"Z" в інерційній системі OXYZ. Прискорення коренеплоду для цього випадку рівні

|хс=хс cosy,—ус sin у, + AaA2sin(coAt)siny,;

[Ус=ус sin у, +хс cosy, + Асол'sin(coAt)cosyt.

При перекочуванні коренеплоду через край скребка його прискорення в рухомій системі координат 0"х"у" будуть

де Лсхі - приріст направляючого кута реакцій скребка N1.

Із врахуванням зусиль від прискорень полотна транспортера під час його коливання рівняння рівноваги коренеплоду масою т прийме вигляд

Оскільки працездатність транспортера на приймальній ділянці однозначно забезпечується при N1 > 0 і N3 > 0, то умова гарантованого транспортування коренеплоду рівна

У першому наближенні граничне значення у при якому втрачається зв'язок коренеплоду із прутками визначається за наближеною залежністю

транспортера. '

Залежність допустимого кута нахилу у для приймальної зони транспортера від радіуса коренеплоду для різних значень коефіцієнта динамічності представлено на рис. 4. Згідно результатів обчислень діапазон зміни кута нахилу приймального транспортера у є стабільним для утримання коренеплодів будь-яких розмірів па полотні транспортера і знаходиться в межах 0...300. Враховуючи можливе пружне кутове зміщення скребка, яке за даними експериментів під еквівалентним навантаженням перевищує Ау=50, рекомендовані кути нахилу приймальної зони становлять у < 25°.

Для вивантажувальної гілки умовою експлуатаційної придатності транспортера є сходження всіх кондиційних коренеплодів. Враховуючи те, що сходження коренеплодів діаметром 40...60 мм для кутів нахилу 7=60"...75°, при яких ефективно виносяться домішки, можливе лише від динамічної дії транспортера в процесі його коливання, то уточнення параметрів вивантажувальної зони проводилось експериментально.

і:

^собсі, + Н3соза, +тАмЛ25Іп(шЛ()5Іпу1 =0 І^БІпа, +М35Іпа3 +тАсйА2зіп(сйлі)со5у, = пц;.

(9)

сов

((Оді) ( " \

-соэих, +2у).

(Ю)

(II)

де

динамічності поперечних коливань полотна

го гз зо зз 40 ьз зо 55 бо л>лг то

Рис.4. Значення допустимого кута нахилу у приймальної ланки транспортера від приведеного радіуса коренеплода Я при коливаннях полотна з коефіцієнтом динамічності відповідно: 1-к=2: 2-к=1; З-к-0,5; 4-к=0,3; 5-к=0,1; 6-к=0.

В третьому розділі представлена програма, методика та результати експериментальних досліджень. Першочерговим завданням, яке було поставлене для підвищення ступеня сепарації коренеплодів і зменшення їх пошкоджень, полягало у визначенні раціональних конструктивних і технологічних параметрів вивантажувальної ланки завантажувального транспортера, а також у проведенні докорінної модернізації зони переходу коренеплодів з активного сепаратора на завантажувальний транспортер шляхом введення в конструкцію машини приймального дволанкового транспортера-очисника. Для цього, була розроблена конструктивно-технологічна схема модернізованої причіпної бункерної коренезбиральної машини, яка зображена на рис.5. Машина містить раму 1, трансмісію 2, викопуючий пристрій 3, приймальний дволанковий тпанспортер-очисник 4, завантажувальний транспортер 5, бункер 6, виконаний з двох частин і гідросистему 7.

Приймальний транспортер 4 складається з рами 9, верхня і нижня секції якої можуть переміщатися відносно рами машини незалежно одна від одної, привідного вала, ведучі барабани 8 якого виконані з пазами для зачеплення зубців полотен, розворотних 10, і опорних 11 роликів. Робочим елементом транспортера є пруткове полотно 12 з еластичними скребками-активізаторами. Завантажувальний транспортер містить раму 14, що виконана жорсткою, а кут між верхньою і нижньою її частинами складає 90". Для плавної зміни напрямку транспортування служить барабан 15, який виконано ступ і н чатим. Діаметр бокових дисків, на які опирається полотно 16 становить 630 мм, а діаметр

Рис. 5 Принципова схема модернізованої коренезбиральної машини МКП - 3.

трубчатого вала, по якому транспортуються коренеплоди - 250 мм. В нижній частині робочу гілку полотна транспортера охоплює кожух 13, що запобігає виносу буряків приймальним транспортером 4 і їх втратам. У верхній частині під робочою гілкою полотна завантажувального транспортера встановлена направляюча решітка 17.

При роботі, копач викопує коренеплоди, частково очищає їх і передає на приймальний транспортер. Полотно підхоплює їх і транспортує з наростаючим кутом підйому від а до (3. Останній вибраний в таких межах, що коренеплоди не можуть утримуватись на полотні і скочуються вниз, а домішки виносяться :«» межі машини. Із зони сепарації коренеплоди відбираються скребковим полотном завантажувального транспортера і транспортуються до барабану. При переході коренеплодів на вивантажувальну ланку транспортера вони попередньо проходять між полотном і барабаном. За рахунок наявності активних .бокових дисків і трубчатого валу коренеплоди перекидаються на пруткову направляючу решітку. Решітка має можливість регулювання зазору,

вореного між нею і трубчатим валом Дплі коренеплоди скребками вантажувального транспортера пересуваються по решітці, де остаточно тіпаються від грунту і потрапляють у бункер. При накопиченому бункері за )помогою гідроциліндрів проводиться вивантаження коренеплодів.

За результатами експериментальних досліджень встановлено, що при іільшенні зазору Д від 20 до 100 мм між направляючою решіткою і трубчатим том забрудненість вороху зменшується, однак при досягненні Д = 100 мм, при видкості полотна 0,88 м/с, втрати коренеплодів починають перевищувати шустимі агровимогами норми. На основі досліджень встановлено, що зазор Д эвинен знаходитись в межах 80...90 мм при швидкості полотна 0,88 м/с і Ю...110 мм при швидкості полотна 1,0 м/с.

Для виявлення закономірностей впливу основних факторів при виконанні :хнологічного процесу машиною, а саме кутів нахилу нижньої а та верхньої Р інок до горизонту приймшіьного транспортера, а також лінійної швидкості элотна V на ступінь очищення коренеплодів реалізований повиофакторний ссперимент ПФЕ 2\ При обробці результатів експерименту отримано атематичну модель у вигляді лінійної регресії

У = 5.28 + 0.084р- 1.1895V. (12)

Дослідження проводились при твердості грунту 1,8 МПа і вологості 24 %. рожайність коренеплодів становила 28 т/га. Параметри змінювались в таких апазонах: 10° < а < 25°, 50° < р <80°, 0,9 < V <1,3 (м/с).

Для визначення рівня впливу на показники роботи машини окремих акторів, таких як куги а і Р нахилу нижньої і верхньої секції приймального іанспортера, швидкості руху машини Ум, швидкостей руху полотен зиймшіьного Уп та завантажувального Уз транспортерів, зазору 1г між шсними елементами викопуючого пристрою та приймальним транспортером, також концентричного зазору Б між полотном приймального транспортера і фінішами скребків завантажувального транспортера проведені дослідження в ольових умовах. Результати досліджень представлені на рис. 6. При цьому, ■значачись такі показники: загальні втрати коренеплодів - “В", сильні эшкодження коренеплодів - "П", загальна забрудненість коренеплодів у /нкері машини - "З". Під час проведення досліджень впливу зміни одного з акторів на показники роботи машини, інші залишшіись незмінними і Зсолютні значення становили: кути нахилу секцій приймального транспортера = 15° і Р = 70і’, швидкості руху полотен транспортерів - Уп - 1,00 м/с і Уз = ,25 м/с, зазори - її = 40 мм і Б = 50 мм, швидкість руху машини становила Ум = ,56 м/с, що відповідала 4-й передачі трактора.

Результати досліджень свідчать, що зміна кута а мало впливає на ступінь ібрудиеності коренеплодів "З" і при збільшенні кута а від 10" до 25п "З"

Рис. 6. Залежності загальних втрат "В" сильних механічних пошкоджень "П", забрудненості "З" коренеплодів від зміни кутів а і Р нахилу нижньої і верхньої секцій приймального транспортера, швидкості руху полотен приймального V,, та завантажувального V, транспортерів, зазору її між очисним елементом сепаратора та приймальним транспортером і зазору Б між полотном приймального транспортера та вершинами скребків завантажувального транспортера.

меншився на 0,1%. Пошкодження коренеплодів "II”, при цьому зросли па 0,2%. >ільш відчутно змінилися загальні втрати "В" за машиною, які з ростом кута а більшилнся з 1,22% до 1,53%. що перевищує агротехнічні вимоги.

Результати дослідів свідчать, що кут р відчутно впливає на забрудненість ;орєнеплодів, яка зростає від 7,5% при р = 50° до 9,1% при р = 80°. Іошкодження коренеплодів прямопропорційно зменшуються від 3,8% при Р = іО(І до 3,2% при р = 801’. Втрати коренів в межах значень кута р = 60"...80“ алишалнсь стабільними і становили 1,38% і тільки при значені кута нахилу р = ІО" складали 1,52%. '

Швидкість полотна змінювали за допомогою набору змінних зірочок. Під іас проведення дослідів Уп надавали значення: 0,88; 1,00; 1,09; 1,25 м/с. ’езультати досліджень свідчать, що Уп відчутно впливає на забрудненість горенів, яка в досліджуваних межах зменшилась від 8,6% при \/п = 0,88 м/с до г,5% при Уп = 1,25 м/с. Дещо знизились пошкодження коренеплодів - від 3.7% № 3,0%. Втрати коренів в діапазоні швидкості Уп = 0,88...1,09 м/с знаходились іа рівні 1,34%, а з подальшим ростом швидкості до 1,25 м/с збільшились до ,44%.

Зміна швидкості завантажувального транспортера Уз практично не іііливає на забрудненість коренеплодів, яка знаходилась на рівні 8,3%. При ібільшенні швидкості Уз втрати коренеплодів знизились від 1,54% до 1,33%, що юв'язано з активізацією відбору коренеплодів із зони забору. При цьому, іошкодження коренеплодів зросли від 3,2% до 3,4%.

Зміна відстані її між в межах від ЗО до 60 мм здійснювалась іерестановкою місця закріплення транспортера на рамі машини. Найбільший цілив відстань Ь має на втрати коренеплодів. Так, із збільшенням її від ЗО до ІО'мм "В" залишилися стабільними і знаходились на рівні 1,35%, а далі почали нтенсивно зростати і досягай рівня 1,7% при її = 60 мм. Відчутно зменшилась ’З" з 8,5% при її = ЗО мм до 7,4% при Ь — 60 мм. ”П" при всіх значеннях Ь ;алишились в межах 3,4.„3,6% без будь-якої тенденції до росту чи падіння.

Важливим елементом в системі транспортування, очищення і іавантаження коренеплодів є зона "забору", де відбувається захоплення соренеплодів скребками завантажувального транспортера. В цьому місці жребки рухаються на певній відстані Б (концентричний зазор) від полотна іриймального транспортера. Результати дослідів свідчать, що втрати коренів ірактично не залежать від значення Я і знаходяться на рівні 1,4%. Збільшення іазору Б призводить до зростання часу перебування коренеплодів в зоні відбору, і також кількості їх зіткнень один з одним та скребками. Це викликає ріст юшкоджень від 2,8% при Б = 40 мм, до 4,2% при Б = 70 мм, але в той же час і шиження забрудненості від 8,6% до 7,1 % відповідно.

З метою вивчення впливу швидкості руху машини Ум на показники її

роботи проведені дослідження при значеннях Ум, що складали: 0,79; 1,27; 1,5 і 1,85 м/с. Встановлено, що з ростом Ум значення всіх якісних показників роботи зростали. Найбільш динамічно зростала забрудненість коренеплоді Пошкодження коренів збільшувались прямопропорційно швидкості інтенсивністю 0,57% на кожен м/с приросту Ум в досліджуваному діапазої Втрати коренеплодів знаходились в межах 1,23% при швидкостях Ум

0,79...1,27 м/с, а далі почали повільно зростати і склали 1,4% при Ум=1,85 м/с.

В четвертому розділі представлена практична реалізація роботи розрахунок економічної ефективності результатів досліджень і перспектш вдосконалення транспортно-сепаруючих робочих органів коренезбиральні машин. За результатами агротехнічної оцінки якості виконання технологічної процесу модернізованою коренезбиральною машиною МКГ1-3 встановлено, н загальна забрудненість коренеплодів зменшилась на 6,6% в порівнянні роботою базової моделі і відповідно становила 7,4...7,8%. Втрати коренеплод і їх сильні механічні пошкодження відповідно знаходились в межах: "В" 1,3... 1,4%, "П" = 3,0...3,2%.

Наведено ряд перспективних конструктивно-технологічних схс бурякозбиральних машин та їх робочих органів, які базуються на одночасної* переміщенні та сепарації вороху коренеплодів в технологічному рус стрічкових транспортерів.

За результатами розрахунків встановлено, що при потоковій технолої збирання коренеплодів річний економічний ефект від модернізації транспорті! сепаруючих робочих органів машини МКП-3 становить 1040 гри.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. На основі системного аналізу принципових конструктивн технологічних схем бурякозбиральних машин для підвищення їх очисні можливостей проведений структурно-схемний векторний синтез транспорті^ сепаруючих пристроїв із зміннонаправленим та багатоярусним шляхе переміщення коренеплодів. Теоретично визначений момент інерції коренепло; цукрового буряка відносно власних осей з метою адекватного моделювані процесів транспортування та очищення вороху з вибором раціональні параметрів робочих органів машин.

2. На підставі розробленої математичної моделі руху коренеплодів і

поверхнях завантажувального транспортера встановлені межі йоі рекомендованих конструктивних і кінематичних параметрів: лінійна швидкісно;! отма V = 1,2...1,4 м/с: радіус бокових дисків Я = 0,25...0,3 м: раді; трубчатого вала г = 0,1... 0,12 м; кут нахилу вивантажувальної лані транспортера (3 = ЗО11..,40й. '

3. Розроблена математична модель роботи приймального дволанкового оочисного транспортера дозволила комплексно оцінити взаємодію оренеплодів з несучими поверхнями робочого органа в різних режимах іункціонувания та визначити його основні конструктив но-технолопчні араметрн. Встановлено, шо стабільне захоплення коренеплодів на приймальній анці транспортера відбувається при куті її нахилу до горизонту менше 25°. "раничне значення кута нахилу вивантажувальної ланки, при якому пійснюється сходження коренеплодів, зменшується при збільшенні радіуса оренеплоду цукрового буряка, коефіцієнта динамічності, та при зменшенні исоти скребка і відстані між прутками.

4. За результатами теоретичних розрахунків встановлено, що наявність оперечних коливань пруткового полотна є одним із найважливіших факторів убезпечення сходження коренеплодів з доочисної ланки транспортера в зоні ивантаження. При цьому, раціональні значення коефіцієнта динамічності овинні знаходитись в межах к = 0,5... 1; міжпруткова відстань із умови езащемлення кондиційних коренеплодів повинна становити 40±2 мм при іаметрі прутків 10 мм, а висота скребка - 35...40 мм при його радіусі юкруглення 5 мм. Пружні кутові коливання скребків під навантаженням не овинні перевищувати 5а.

5. Проведено докорінну модернізацію причіпної коренезбиральної ашини МКП-3, розроблені, спроектовані та виготовлені дослідні приймальний

завантажувальний транспортери-очисники. На основі повнофакторного ксперименту виведена регресійпа залежність, за якою підтверджено, що сповним фактором який впливає на забрудненість коренеплодів є кут нахилу нвантажувальної ланки приймального транспортера і в меншій степені лінійна івидкість полотна. Зміна кута нахилу завантажувальної ланки сутієвого впливу а забрудненість коренеплодів не чинить.

6. Грунтуючись на результатах проведених експериментальних осліджень модернізованої коренезбиральної машини МКП-3 в польових мовах встановлено, що вона найбільш ефективно працює при таких знструктивно-технологічних параметрах: зазор між направляючою решіткою і трубчатим валом повинен знаходитись в межах: 80...90 мм при швидкості олотна 0,88 м/с і 100...110 мм при швидкості полотна 1 м/с; кут нахилу ижньої секції приймального транспортера а < 20°; кут нахилу верхньої секції риймального транспортера {і = 55°...75°; швидкість руху полотна приймального занспортера Уп = 0,9... 1,2 м/с; швидкість руху полотна завантажувального занспортера Уз = 0,95...1,25 м/с; відстань між очисним валом сепаруючого ристрою і приймальним транспортером її < 50 мм; концентричний зазор між элотном приймального транспортера і вершинами скребків Б = 50...70 мм; эступальна швидкість руху машини не повинна перевищувати 1.85 м/с.

7. Запропоновані перспективні напрямки вдосконалення транспортно-очисних пристроїв бурякозбиральних машин, які базуються на одночасному переміщенні та сепарації вороху коренеплодів в технологічному руслі стрічкових транспортерів. Технічна новизна розробок захищена 4-а патентами України на винаходи. Річна економічна ефективність від вдосконалення транспортно-сепаруючих органів коренезбиральної машини МКП-3 складає 1040 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Тунік І.Г. Синтез транспортно-очисних пристроїв коренезбиральних машин// Вісник Національного аграрного університету. Том 2 "Перспективні технології вирощування та збирання цукрових буряків",- Київ, 1997,- С.52-53.

2. Тунік І.Г., Гевко Р.Б., Гладьо Ю.Б., Синій С.В. Обгрунтування конструктивно-кінематичних параметрів завантажувального транспортеру коренезбиральної машини// Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей. Волинське відділення ІАУ,- Луцьк, 1998,- С. 135-143.

3. Гевко Р.Б., Ткаченко І.Г., Тунік І.Г., Осуховський В.М. Теоретичне обгрунтування параметрів технологічного процесу транспортно-очисного пристрою // Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей Луцького державного технічного університету. Вип.5,- Луцьк.- 1999,- С.31-45.

4. Гевко Р.Б., Тунік І.Г., Синій С.В. Вплив зони взаємодії робочого органу очисника на кутову швидкість обертання коренеплоду// Вісник Національного аграрного університету. Том 2 "Перспективні технології вирощування та збирання цукрових буряків".- Київ, 1997,- С.45-48.

5. Гевко Р.Б., Тунік Г.Г., Гупка Б.В., Синій С.В. Визначення якісних показників модернізованої коренезбиральної машини// Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей. Волинське відділення ІАУ,- Луцьк, 1998 -С.27-31.

6. Гевко Р.Б., Тунік І.Г., Ткаченко І.Г. Результати дослідження системи завантаження буряків у бункер коренезбиральної машини// Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей. Волинське відділення ІАУ.-Луцьк, 1998.- С.32-46.

7. Тунік І.Г., Безпальок А.П., Комар Р.В. Огляд консчруктишш-технологічних схем бурякозбиральних машин і їх транспортно-сеяаруючих робочих органів// Сільськогосподарські машини: Збірник наукових статей Луцького державного технічного університету. Вип. 5,- Луцьк,- 1999.- С.263-270.

8. Патент 24449 А Україна, МКВ А 01 О 25/04, 27/04. Коренезбиральнг машина/Тунік І.Г.(Україна).- N97041930; Заявлено 22.04. 97; Опубл. 17.07.98.

9. Патент 24436 А Україна, МКВ А 01 D 25/04, 27/04. Коренезбиральна машина/ Тунік І.Г.(Україна).- N97041930; Заявлено 22.04. 97; Опубл. 17.07.98.

10. Патент 22298 А Україна, МКВ А 01 D 25/04, 27/04. Коренезбиральна машина/ Данильченко М.Г., Тунік І.Г., Гевко Р.Б. та ін. Україна).- N97041589; Заявлено 04.04.97. Бюл.Ш, 1998р.

11. Патент 21643 А Україна, МКВ А 01 D 25/00, 27/04.Транспортно-зчисний пристрій/ Капайджан О.С., Маланчин А.М., Тунік І.Г. та ін.(Україна).- N97041590; Заявлено 04.04.97. Bkm.N2, 1998р.

АНОТАЦІЯ

Тунік І.Г. Розробка та обгрунтування параметрів доочисних гранспортерів бурякозбиральних машин.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - Сільськогосподарські машини. Луцький державний технічний університет, Луцьк, 2000.

Дисертаційна робота направлена на підвищення ступеня сепарації коренеплодів цукрових буряків шляхом розробки та обгрунтування раціональних конструктивно-кінематичних параметрів доочисних пруткових транспортерів. Розроблено математичну модель процесу переміщення коренеплодів приймальним транспортером із визначенням впливу його конструктивних, кінематичних і динамічних параметрів па ступінь очищення коренеплодів. Встановлено вплив параметрів доочисних транспортерів, а також взаємного їх розташування на якісні показники процесу роботи бурякозбиральної машини. На основі проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень проведено докорінну модернізацію причіпної коренезбиральної машини МКП-3.

Ключові слова: доочисний транспортер, бурякозбиральна машина, раціональні параметри, коренеплід цукрового буряка, модернізація, режими роботи машини.

ANNOTATION

Tunik I.G. The working out and substantiation of parametrs of beet-larvester cleaning transporters. - Manuskript.

Dissertation to achieve a scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.05.11- agricultural machines. Lutsk State Technical University, Lutsk, 2000.

The thesis deals nitli the increasing the separation degree of sugar - beet roots by means of the working out and substantiation of rational strukture - kinematie parametrs of cleaning rod transporters. The mathematical model of root replacement

by receiving transporters nith the determining of the effekt of its stniktural kinematic and dinamic parameters on the quality of roots cleaning is worked out. The influence of cleaning transporter parameters as well as the common place of their allocation on the quality indices of beet- harvester operation is determined. On the basis o1 theoretical and experimental investigations, the basie modernization of trailer root-liarvesters MKP-3 is carried out.

Key words: cleaning transporter, root-harvesters, rational parametrs, sugar beet root, modernization, machine operation regime.

АННОТАЦИЯ

Тупик И.Г. Разработка и обоснование параметров доочистительных транспортеров свеклоуборочных машин - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук пс специальности 05.05.11 - сельскохозяйственные машины,- Луща»:

государственный технический университет, Луцк, 2000.

Диссертационная работа направлена на повышение показателей качеств;: работы свеклоуборочных машин на основании разработки до- очистительных транспортеров, установленых между активным сепара- тором и выгрузочным транспортером и обосновании их рацональных конструктивных, кинематических и динамических параметров.

На основании системного анализа конструктивно-технологических схем свеклоуборочных машин для повышения их очистительных возможностей проведен структурно-схемный векторный синтез транспортно-сепарируюших устройств с разнонаправленным и многоярусным путем перемещения корнеплодов. Теоретически расчитан момент инерции корнеплода сахарной свеклы относительно собственных осей для возможности адекватной: моделирования процесов транспортировки и сепарации вороха корней с выбором рациональных параметров рабочих органов.

Установлены границы рациональных параметров загрузочного Транспортера путем решения диференциальных уравнений движение корнеплодов по его поверхностях. Разработана математическая модель процессе перемещения корнеплодов приемным транспортером- сепаратором с определением влияния его конструктивных, кинематических и динамически* параметров на степень очистки корнеплодов. Установлено, что граничное значечение угла наклона выгрузочного звена транспортера, при котором корнеплоды перекатываются по прутковой сепарирующей поверхности уменшается при увеличении радиуса сахарной свеклы, коэффициент? динамичности, а также при уменьшении высоты скребка и расстояния межд} прутками.

На основании теоретических исследований установлено, что поперечные

олебания полотна являются главным фактором схождения корнеплодов из гпарирующего звена транспортера.

Установлено влияние конструктивных и кинематических параметров оочистительных транспортеров, а также взаимного их размещения на ачественные показатели процесса работы свеклоуборочном машины.

За результатами полнофакторного експеримента выведена регрессивная шисимосгь, которая даёт возможность оцепить степень сепарации орнеплодов от влияния доминирующих факторов.

На основании проведенного комплекса теоретических и експери-ентальных исследований проведена коренная модернизация полуприцепной эрнеуборочной машины МКП-3, разработаны, спроектированы и изготовлены риемный и выгрузочной транспортеры очистители. Рекомендованы границы «чений конструктивно-технологических параметров, при которых наиболее })фективно осуществляется технологический процесс уборки корнеплодов.

Предложены перспективные направления усовершенствования занспортно-очистительных устройств свеклоуборочных .машин, которые азируются на одновременном перемещении и сепарации вороха корнеплодов в гхнологическом русле ленточных транспортеров. Техническая новизна азработок защищена 4-я патентами Украины на изобретения.

Ключевые слова: доочистительный транспортер, свеклоуборочная

ашина, рациональные параметры, корнеплод сахарной свеклы, модернизация, !жимы работы машины.