автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с обоснованием конструктивно-кинематических параметров

На правах рукописи

СЕМИКОВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА

РАЗРАБОТКА ВЫКАПЫВАЮЩЕ-СЕПАРИРУЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ВЫКОПКИ ЛУКА-СЕВКА С ОБОСНОВАНИЕМ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иил5Э68Э

ПЕНЗА - 2008

003169689

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

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Ларюшин Андрей Михайлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Емельянов Павел Александрович

кандидат технических наук Хабибуллин Рашид Зякерьявич

Ведущая организация Федеральное государственное образова-

тельное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им НИ Вавилова» (ФГОУ ВПО « Саратовский ГАУ им Н И. Вавилова»)

Защита диссертации состоится «20» июня 2008 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053 02 при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу. 440014, г. Пенза, ул Ботаническая 30, ПГСХА, ауд 1246

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

Автореферат разослан «6» мая 2008 г.

Ученый секретарь „ _ __

Кухарев О.Н.

диссертационного совета '

ротором и передним валом приемного транспортера, и силы теребления луковицы за ботву, а также математическая модель сепарации для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора,

- конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка,

- результаты лабораторных исследований, обосновывающие основные конструктивно-кинематические параметры предлагаемого рабочего органа,

- результаты полевых исследований экспериментального копателя лука-севка, оснащенного выкапывающе-сепарирующим рабочим органом

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы исследований и общую характеристику работы

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

Приведен анализ основных средств уборки лука и конструкций выкапывающих рабочих органов, в развитие которых большой вклад внесли ученые Н Ф Диденко, Л С Землянов, А М 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 выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с обоснованием конструктивно-кинематических параметров, позволяющего повысить производительность труда и качества продукции, сократить потери лука и содержание почвенных примесей при машинной выкопке лука-севка В соответствии с целью сформулированы следующие задачи исследований

1 Обосновать конструюгивпо-технологическую схему выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с учетом физико-механических свойств лука сорта «Бессоновский местный»

2 Выполнить теоретические исследования по определению радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, ротором и передним валом приемного транспортера и силы теребления луковицы за ботву, определить интенсивность удаления почвы из внутренней полости ротора

3 Провести лабораторные исследования по оценке влияния конструктивно-кинематических параметров предложенного выкапывающе-сепарирующего рабочего органа на качественные показатели выкопки лука-севка и определить оптимальные их значения

4. Провести лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального копателя с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом и определить

технико-экономическую эффективность использования копателя на уборке лука-севка.

Во втором разделе «Физико-механические свойства лука-севка» получены результаты изучения физико-механических свойств лука-севка сорта «Бессоновский местный», необходимые для разработки и обоснования конструкции выкапывакнце-сепарирующего рабочего органа Изучены размерная, массовая характеристики, фрикционные свойства, глубина залегания, диапазон сил теребления и разрыва ботвы лука-севка.

Исследования физико-механических свойств лука-севка проводились по методике, разработанной на основе требований ГОСТов, а также на основе методики ВИС-ХОМа, применяемой для изучения физико-механических свойств растений и почв Обработка полученных результатов выполнялась с использованием методов вариационной статистики и ПЭВМ

Результаты исследований размерной характеристики лука-севка показали, что значения диаметра луковиц находятся в пределах 2,7 45,3 мм при среднем значении 21,6 мм, высота луковицы севка - 10 .26 мм при среднем значении 15,23 мм, длина пучка ботвы лука-севка в выпрямленном состоянии - 11 36 см при среднем значении 20,86 см, длина пучка ботвы лука-севка в естественном состоянии - 7.26 см при среднем значении 18,68 см, диаметр пучка листьев - 3,3 18,5 мм при среднем значении 9,8 мм

Результаты исследований массовой характеристики лука-севка показывают, что масса растений находится в пределах 3,49 27,97 г при среднем значении 9,14 г, масса луковицы - 2,75 14,43 г при среднем значении 5,12 г, масса пучка ботвы -0,71 13,1 г при среднем значении 3,8 г Из сравнения опытных значений массовой характеристики лука-севка можно заключить, что отношение массы ботвы к массе растения составляет 46,84 % Объемная масса лука-севка, по данным исследований, находится в пределах 136 .176 кг/мэ, при средней величине 156 кг/м3

Статический коэффициент трения лука-севка по поверхностям полимерная, резина листовая (техническая) составил соответственно. 0,49 0,53; 0,62 0,67

По полученным данным сила теребления лука-севка без предварительного подкапывания изменяется в пределах 4,5 19 Н, в отдельных случаях она достигала 32 Н При предварительном подкапывании сила теребления - 1,4 . 3,7 Н, в отдельных случаях она достигала 6,1 Н

Сила разрыва ботвы лука-севка у основания пучка находилась в пределах 12,2 51,3 Н при среднем значении 28,4 Н, в средней части пучка - 5,4 .38,5 Н при среднем значении 17,3 Н, в верхней трети пучка - 2,8 31,1 Н при среднем значении 14,9 Н

Глубина залегания луковиц находится в пределах 0,5 2 см при среднем значении 1,4 см Поэтому глубина хода подкапывающего рабочего органа уборочной машины должна быть не менее 2 см

Размерную характеристику лука-севка определяли штангенциркулем ШЦ-11-250-0,05, массу растений лука-севка - весами ВЛА-200г-М, статический угол трения - прибором для измерения статического угла трения с набором поверхностей, силу теребления - с помощью изготовленного приспособления к твердомеру конструкции Ревя-кина Ю.Ю, сила разрыва листьев - экстензомстром ЭТ-5

ротором и передним валом приемного транспортера, и силы теребления луковицы за ботву, а также математическая модель сепарации для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора,

- конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка,

- результаты лабораторных исследований, обосновывающие основные конструктивно-кинематические параметры предлагаемого рабочего органа,

- результаты полевых исследований экспериментального копателя лука-севка, оснащенного выкапывающе-сепарирующим рабочим органом

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы исследований и общую характеристику работы

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

Приведен анализ основных средств уборки лука и конструкций выкапывающих рабочих органов, в развитие которых большой вклад внесли ученые Н Ф Диденко, Л С Землянов, А.М Дятликович, Л С Бакулев, В А Хвостов, ММ 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 выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с обоснованием конструктивно-кинематических параметров, позволяющего повысить производительность труда и качества продукции, сократить потери лука и содержание почвенных примесей при машинной выкопке лука-севка В соответствии с целью сформулированы следующие задачи исследований

1 Обосновать конструктивно-технологическую схему выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с учетом физико-механических свойств лука сорта «Бессоновский местный»

2 Выполнить теоретические исследования по определению радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, ротором и передним валом приемного транспортера и силы теребления луковицы за ботву, определить интенсивность удаления почвы из внутренней полости ротора

3 Провести лабораторные исследования по оценке влияния конструктивно-кинематических параметров предложенного выкапывающе-сепарирующего рабочего органа на качественные показатели выкопки лука-севка и определить оптимальные их значения

4 Провести лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального копателя с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом и определить

технико-экономическую эффективность использования копателя на уборке лука-севка.

Во втором разделе «Физико-механические свойства лука-севка» получены результаты изучения физико-механических свойств лука-севка сорта «Бессоновский местный», необходимые дня разработки и обоснования конструкции выкапывающе-сепарирующего рабочего органа. Изучены размерная, массовая характеристики, фрикционные свойства, глубина залегания, диапазон сил теребления и разрыва ботвы лука-севка.

Исследования физико-механических свойств лука-севка проводились по методике, разработанной на основе требований ГОСТов, а также на основе методики ВИС-ХОМа, применяемой для изучения физико-механических свойств растений и почв Обработка полученных результатов выполнялась с использованием методов вариационной статистики и ПЭВМ

Результаты исследований размерной характеристики лука-севка показали, что значения диаметра луковиц находятся в пределах 2,7.. 45,3 мм при среднем значении 21,6 мм, высота луковицы севка - 10 .26 мм при среднем значении 15,23 мм, длина пучка ботвы лука-севка в выпрямленном состоянии - 11 36 см при среднем значении 20,86 см, длина пучка ботвы лука-севка в естественном состоянии - 7 26 см при среднем значении 18,68 см; диаметр пучка листьев - 3,3 18,5 мм при среднем значении 9,8 мм

Результаты исследований массовой характеристики лука-севка показывают, что масса растений находится в пределах 3,49 27,97 г при среднем значении 9,14 г, масса луковицы - 2,75 14,43 г при среднем значении 5,12 г, масса пучка ботвы -0,71 13Д г при среднем значении 3,8 г Из сравнения опытных значений массовой характеристики лука-севка можно заключить, что отношение массы ботвы к массе растения составляет 46,84 % Объемная масса лука-севка, по данным исследований, находится в пределах 136 176 кг/м3, при средней величине 156 кг/м3

Статический коэффициент трения лука-севка по поверхностям полимерная, резина листовая (техническая) составил соответственно 0,49 0,53,0,62 0,67.

По полученным данным сила теребления лука-севка без предварительного подкапывания изменяется в пределах 4,5 ,19 Н, в отдельных случаях она достигала 32 Н При предварительном подкапывании сила теребления —1,4 3,7 Н, в отдельных случаях она достигала 6,1 Н

Сила разрыва ботвы лука-севка у основания пучка находилась в пределах 12,2 51,3 Н при среднем значении 28,4 Н, в средней части пучка - 5,4 38,5 Н при среднем значении 17,3 Н; в верхней трети пучка - 2,8 31,1 Н при среднем значении 14,9 Н

Глубина залегания луковиц находится в пределах 0,5 2 см при среднем значении 1,4 см Поэтому глубина хода подкапывающего рабочего органа уборочной машины должна быть не менее 2 см

Размерную характеристику лука-севка определяли штангенциркулем ШЦ-11-250-0,05, массу растений лука-севка - весами ВЛА-200г-М, статический угол трения - прибором для измерения статического угла трения с набором поверхностей, силу теребления - с помощью изготовленного приспособления к твердомеру конструкции Ревя-кина Ю10 , сила разрыва листьев - эксхензометром ЭТ-5.

Рисунок 1 - Схема выкапывающе-сепарирующегорабочего органа 1 - лемех, 2 - битер, 3 -лопасти эластичные; 4 — ротор, 5 - боковина, б-стержни, 7 —пружина, 8 —вал, 9 - шнек

В третьем разделе «Теоретическое исследование выкаиывающе-

сспарирующего рабочего органа в процессе выкопки лука-севка» предложена запатентованная конструкция выкапываю-ще-сепарирующего рабочего органа (рисунок 1) (патент РФ № 2240671), состоящего из лемеха 1, битера 2 с эластичными лопастями 3 и ротора 4, состоящего из боковин 5 и стержней 6, зафиксированных для исключения свободного вращения относительно боковин 5 ротора 4, с помощью пружин 7 на боковинах 5 ротора 4 Внутри ротора 4 и на его валу 8 жестко установлен шнек 9 со спиралями правого и левого направлений от его середины Битер и ротор соединены приводом во встречное вращение.

Технологический процесс выкопки лука-севка предложенным выкапывающе-сепарирующим рабочим органом протекает следующим образом При движении машины лемех 1 подрезает пласт, содержащий луковицы и опускает его на дно образованной борозды В момент схода пласта с лемеха 1 стержни 6 ротора 4, максимально приближенные к поверхности подрезанного лемехом 1 пласта почвы, и лопасти 3 битера 2 защемляют шейку ботвы луковицы (которая сохраняется до конца уборки), выдергивают ее из пласта и подают их на транспортер Почва, захваченная стержнями 6 ротора 4, проходит в его внутреннюю полость, откуда ока удаляется шнеком 9 со спиралями левого и правого направлений через окна в обеих боковинах 5.

При определении конструктивно-кинематических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа были приняты следующие основные допущения агрегат движется равномерно и прямолинейно, рабочие органы вращаются с постоянной угловой скоростью, высота расположения рабочих органов над поверхностью почвы в период теребления не меняется

Чтобы при тереблении было меньше обрывов листьев лука и его потерь, листья лука выкалы-вающе-сепарирую-щим рабочим органом желательно захваты-

Рисунох 2 — Схема к определению закона движения крайних точек битера и ротора

вать в том месте, где пучок листьев имеет наибольшую прочность

Для определения координаты точки начала захвата ботвы рабочим органом рассмотрим траектории движения точек лежащих на наружной кромке лопасти битера и на стержне ротора.

Начало неподвижной системы координат Охи (Уу (рисунок 2) с началом координат в точке (У, расположенной так, чтобы ось (Ух находилась на нижнем уровне положения конца лопасти битера и нижней точки нахождения стержня ротора и была направлена в сторону поступательного движения уборочной машины, а ось (Уу пересекала соответственно геометрический центр вращения битера и ротора в начальный момент движения и была направлена вертикально верх

Как видно из рисунка 2, лопасти битера выкапывающе-сепарирующего рабочего органа при поступательном и вращательном движении будут совершать движения по кривой, параметрическое уравнение которой имеет вид

У6 =Л6 [/-с<к(йу)] Г

где им - поступательная скорость движения машины, м/с, ®6 - угловая скорость вращения битера, с"1, Не-радиус окружности, описываемой лопастью битера при вращении, м

Таким же образом можно записать закон движения стержня ротора до начала теребления

где Ыр - радиус окружности, описываемой стержнем ротора при вращении, м, сор - угловая скорость вращения ротора, с"1

Сила N зажатия ботвы лопастью битера выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (рисунок 3) должна обеспечивать такую силу Р сцепления рабочих органов выкапывающе-сепарирующего рабочего органа с ботвой, которая в состоянии преодолеть силы сопротивления теребления луковицы

Исходя из этого, можно записать условие теребления луковицы выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, следующим образом обеспечиваемая лопастью битера и стержнем ротора

Р=м /=е+е+^5[/>Л (3)

где/- коэффициент трения листьев лука о материал, из которого изготовлены лопасти битера и стержни рсггора, в - вес луковицы с ботвой и налипшей на нее поч-

вой, Н, (2 - сила связи подкопанной луковицы с почвой, Н, Ри„ - сила инерции извлекаемой из почвы луковицы, Н, [Ре] - допустимое усилие разрыва ботвы, Н.

Сила инерции Рт (рисунок 4) извлекаемой из почвы луковицы зависит от скорости извлечения луковицы из почвы и может быть определена из выражения

т Ли*

Р... =-

2-5.

Рисунок 4 — Схема к определению силы инерции Рш луковицы

(4)

где т - масса извлекаемой луковицы, кг, - путь теребления, то есть отрезок пути луковицы в процессе извлечения ее из почвы, на котором имеют место наибольшие усилия теребления, м, Аос - приращение скорости луковицы в направлении теребления, м/с

Величина Лис равна разнице между скоростью теребления от и скоростью подачи луковицы ил подкапывающей скобой вдоль направления теребления

Лис=иТ -о, (5)

С увеличением скорости движения машины возрастает (пропорционально ия во второй степени) сила инерции Рия извлекаемого из почвы луковицы, а следовательно, и общее сопротивление тереблению луковицы Как показала практика, при скорости машины выше 5 км/ч сопротивление тереблению возрастает настолько, что превышает допустимое усилие разрыва ботвы [Ре], ботва обрывается, потери лука-севка невы-теребленными луковицами превышают допустимые по агротехническим требованиям Для надежного защемления ботвы луковицы, чтобы она не соскальзывала с рабочей поверхности лопасти битера и стержня ротора при тереблении, необходимо обеспечить следующее условие

.(о+е+р,) ъ

2 а /

Таким образом, силу теребления луковицы за ботву, найдем из условия 0-и2ы [ф+Л2 +2 1 сояат -хта!

-

(6)

-Фб], (7)

2-г ^

где а - угол наклона лемеха к поверхности почвы, град, аТ - угол между векторами скорости движения машины и линейной скорости вращения рабочих органов, град

Абсолютная скорость двюкения луковицы ис при тереблении (рисунок 5) будет складываться из скоростей движения машины им и линейной скорости вращения рабочих органов ит, направленной под углом агк горизонтали

P !¿<" ил 5 - Схема к определению радиуса ротора выкапывающе-сепарирующего

рабочего органа i * личину угла Oj- можно определить как

аТ = arceos—, (8)

А

где Л - показатель кинематического режима рабочего органа

Так как vj лежит на касательной окружности ротора в точке С, то отрезок СОр является перпендикуляром ог и ZFCOp — 90°, тогда

Z.OJCC, = 18СР -ат- 90° = 90° -ат=сс, (9)

Из прямоугольного треугольника ACC¡Op угол ¿CiOpC~ctT После вычислений и преобразований радиус ротора

*,=~7-Ь-^ (Ю)

sm\ 180° -a>¡t-ar - arcsin

Межосевое расстояние битера и ротора (рисунок 5)

+ —-^-^ (И)

íg 180" - <y,f - ат - вгстл— V. ríj

При поступательном движении машины лопасти битера, приподнимая полегшую ботву и направляя ее и стоячую ботву в зону теребления, которая подхватывается стержнями ротора в момент схода пласта почвы с подкапывающего лемеха, встречаются со стержнями ротора в точке С

При этом дайна участка перемещения луковицы при тереблении должна быть не менее глубины залегания луковицы, то есть

(

180 '

где ф - угод теребления, то есть угол между точкой С начала теребления и точкой Д конца теребления луковицы, 1рад, Ьл - глубина залегания луковицы в почве, м

Подставляя значение угла

гСОрК = 180" -

а,1-ат-агс5т^ » выражение

Д

(12), найдем длину участка перемещения луковицы при тереблении

1180° - -ае7- агсзт-'

I,.*

(13)

90 ^ '

При тереблении лука выкапывающе-сепарирующим рабочим органом почва, за счет прижатия лопастями битера к поверхности ротора, проходит между стержнями ротора, откуда шнеком удаляется через боковины ротора

В связи с тем, что выкапывающе-сепарирующий рабочий орган производит не только извлечение луковиц из почвы, но и выполняет первичное отделение почвенных примесей, то для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора используется модель сепарации, предложенная Э И Липковичем

тл+ту+т1 =М = (14)

где т, - масса неудаленной почвы из внутренней полости ротора, кг, - масса почвы, удаленной шнеком через боковые окна ротора, кг; т2 - масса почвы, удаленной через зазоры между стержнями ротора, кг

Изменение состояния общей массы Мпочвы во внутренней полости ротора через скорость убывания запишется системой дифференциальных уравнений

¿т

Л

У _

= Ртг - ут)

¿т г

~ут

(15)

где р, у- коэффициент пропорциональности (величина постоянная), с'1

После математических преобразований интенсивность удаления почвенных примесей из внутренней полости ротора в зависимости от времени запишется в следующем виде

М

тх=М е

=ш и-»

у-Р

(е-* -е'"}

(Р

-у е

-е>

-Р+у)

(16)

После извлечения лука-севка выкапывающе-сепарирующего рабочим органом из почвы, лук подается на приемный транспортер, где происходит вторичное отделение почвенных примесей из вороха Для предотвращения потерь луковиц между приемным транспортером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа межосевое расстояние между ротором и передним валом приемного транспортера (рисунок 6) определяется по выражению

X = АР~Яр 1 ~а)+гпр ¡та-ЕМ согог + М?,

7 = (га + ЕМ .ял а + гтр ссюа)-

Яр -а).

(17)

сепарирующего рабочего органа и вала приемного транспортера 1 - битер, 2 -ротор, 3 - вал передний приемного транспортера, 4 - транспортер приемный

В четвертом разделе «Лабораторные исследования выкапывающе-сепарирующсго рабочего органа» изложена пр01рамма и методика исследований по оценке полноты выкапывания в зависимости от конструктивно-кинематических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа на основе планирования многофакторного эксперимента, приведены результаты лабораторных исследований

Исследования с целью нахождения оптимальных конструктивно-кинематических параметров предлагаемого выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, проводились на установке, смонтированной на почвенном канале Критерием оптимизации являлась полнота вытопки, 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 повторносгь опытов

При определении оптимальных геометрических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три фактора, существенно влияющие на полноту выкопки лука-севка диаметр ротора-^, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа - й и расстояние между битером я ротором-а

Для определения полноты выкапывания предлагаемым выкапываюгце-сепарирующим рабочим органом использовали математическую теорию планирования трехфакторного эксперимента О- оптимального плана (Бокса на кубе) В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость (1)?, Ь, а), которая в раскодированном виде запишется

у=61,45+22,107 Пр+11,781 И+19,972 а-0,588 Пр2-0,559 Ь2-0,262 а2 (18) С целью изучения поверхности отклика строились двумерные сечения с контурными линиями (рисунок 7), соответствующие определенным значениям параметра оптимизации

Рисунок 7 - Двумерные сечения поверхности отклика, характеризующие зависимость полноты выкопки лука-севка (у): а) от диаметра ротора (О^ и высоты установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (И); б) от расстояния между битером и ротором (а) и высоты установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (к); в) от диаметра ротора (Т>р) и расстояния между битером и ротором (а)

Анализируя графическое изображение двухмерных сечений можно сделать вывод, что оптимальные значения исследуемых параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа находятся в интервалах: Dp=13,68-14,32 см, а=32,74— 33,82 см., h=3,1-3,3 см; при этом полнота выкалывания составляет 98,6. ..99,1 %.

В пятом разделе «Лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом» изложена программа и методика исследований по обоснованию оптимальных конструктивно-кинематических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа экспериментального копателя 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 копатель лука-севка (рисунок 8), основными узлами которого являются рама 1, смонтированная на шарнирном механизме 2, лемех 3, предлагаемый выкапывающе-сепарирующий рабочий орган, опорные колеса 6, каток 7, приемный элеватор 8, механизм механического регулирования глубины подкапывания 9, валкообразователь 10.

Рабочие органы закреплены на подвижной части рамы машины посредством шарнирного механизма и имеют возможность копирования поверхности почвы посредством опорных колёс. Привод рабочих узлов осуществляется от В ОМ трактора. Агрегатируется копатель с тракторами типа МТЗ-82.

4 5

и и и М. \Ж

Рисунок 8—Схема экспериментального копателя для выкопки лука-севка 1 - рама, 2—механизм шарнирный, 3-лемех, 4 —битер, 5—ротор, б - колеса опорные, 7—каток, 8 — элеватор приемный, 9 - механизм регулирования глубины подкапывания, 10 — валкообразователь

При проведении лабораторно-полевых и производственных исследований руководствовались ОСТ 70 87-83 «Методика испытаний машин для уборки овощных и бахчевых культур».

Качество работы выкапывающе-сепарирующего рабочего органа на полноту выкопки и содержание почвеппых примесей в убранном валке определялось следующим образом

В начале учетной делянки при безостановочном движении машины 10 м по сигналу под приемный элеватор, изготовленный из транспортерной ленты, подставляли брезент, в который собиралась вся убранная масса В конце делянки брезент убирали

Величина потерь лука-севка определялась по формуле

—ЮО, (19)

бл+е*

где (}п - количество потерянных луковиц, шт.,

(2я - количество выбранных из почвы луковиц, шт

Количество почвенных примесей в убранном валке определяли по выражению

с

бв

100%,

(20)

где X Огш - масса почвенных примесей в убранном валке, кг, Оа - масса убранного валха, кг На протяжении опыта все конструктивно-кинематические параметры выкапывающе-сепарирующего рабочего органа экспериментального копателя 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 величины потерь 3и количества почвенных примесей е от диаметра ротора выкапывающе-сепарирующего ра-

бочего органа расстояния между битером и ротором а, высоты установки выкапы-вающе-сепарирующего рабочего органа А (рисунок 9), от рабочей скорости машины им и соотношения окружной и поступательной скоростей Я (рисунок 10). а) б)

Диаметр ротор» Ор, мм

Расстояние между битером к ротором я, им

и„.Л Соотиомеыкокружюймвоступителмюйекорккй X

Рисунок 10 - Зависимость величины потерь 8луковиц и количества почвенных примесей в ворохе е: а) от рабочей скорости машины им; б) от соотношения окружной и поступательной скоростей Я

Высота • ; г 111...■ пыкдпывяющ?<атяр!ф}пшеп1 рг.йонгп ергтл

I:, ИМ

8 Рисунок 9 - Зависимость величины

• потерь 8луковиц и количества почвенных

примесей в ворохе е: а) от диаметра

\ ротора выкапывающе-сепарирующего

1 рабочего органа Ор; б) от расстояния

I между битером и ротором а;

I в) от высоты установки выкапывающе-

| сепарирующего рабочего органа А

Из апализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что диаметр ротора выхапывающе-сепарирующего рабочего органа будет оптимальным в интервале Dp=130 150 мм, расстояние между битером и ротором а=315 . 355 мм, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h=22 31 мм, рабочая скорость и„=0,8 .1,45 м/с, соотношение окружной и поступательной скоростей ?.=1,1 1,4

Результаты исследований послужили основанием для разработки совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской области) копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом КЛН-1,4

С целью определения качественных показателей работы копателя КЛН-1,4 производственные исследования проводились на полях ООО «Агрокомплект» в Бессо-новском районе Пензенской области при уборке лука-севка сорта «Бессоновский местный», качество уборки сравнивали с лукоуборочной машиной МЛС-1,4

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, длина гона 260 м

Проведенные исследования показали устойчивою работу копателя КЛН-1,4 на выкопке лука-севка при производительности - 0,42. 0,6 га/ч

При оптимальных значениях параметров (Dp=140 мм, а=335 мм, к=30 мм, ом~ 1,1 м/с, А=1,2) полнота выкопки луковиц составила - 97,8 98,9 % (по АТТ не менее 97%), а количество почвенных примесей в ворохе - до 6,5 % (по АТТ не более 15 %)

В пятом разделе «Технико-экономическая эффективность использования экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом» представлены расчеты показателей технико-экономической эффективности применения экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом в сравнении с лукоуборочной машины МЛС-1,4 Прямые эксплуатационные затраты снизились на 238 рубУга За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука-севка и содержания почвенных примесей в убранном валке годовой экономический эффект на одну машину составил 15161 руб, при сроке окупаемости 1,27 года (в ценах 2007 года)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ известных выкапывающих рабочих органов, применяемых на серийных и опытных образцах лукоуборочных машин, показал, что при выкопке лука-севка вместе с луковицами на сепарирующие рабочие органы поступает большое количество почвенных примесей, поэтому наиболее перспективными являются выкапывающие рабочие органы, производящие отделение части почвенных примесей уже в процессе извлечения луковиц из почвы, что обеспечивает повышение производительности труда и качества продукции

В результате изучения физико-механических свойств лука-севка сорта «Бессоновский местный» установлено, что средние значения, диаметра и массы луковиц севка составляют 21,6 мм и 5,12 г соответственно, высота луковиц - 15,23 мм, высота ботвы лука-севка в выпрямленном состоянии - 20,86 см, высота ботвы в естественном

бочего органа Т)р, расстояния между битером и ротором а, высоты установки вшоще-сепарирующего рабочего органа А (рисунок 9), от рабочей скорости ом и соотношения окружной и поступательной скоростей Я (рисунок 10)

выкапы-машины

Дмдметр ратяр* Ср, им

В)

а г

Расстояние мгхлу №трм « ротър«м я, к

Рисунок 9 - Зависимость величины потерь Злуковиц и количества почвенных примесей в ворохе е а) от диаметра ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа Ир, б) от расстояния

между битером и ротором а, в) от высоты установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа А

Высота усмим выкяпышош-сетр

Рисунок 10-Зависимость величины потерь 5луковиц и количества почвенных примесей в ворохе е а) от рабочей скорости машины им, б) от соотношения окружной и поступательной скоростей X

Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что диаметр ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа будет оптимальным в интервале Dp=130. 150 мм, расстояние между битером и ротором а=315 355 мм, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h=22 31 мм, рабочая скорость ии=0,8. 1,45 м/с, соотношение окружной и поступательной скоростей Я=1,1 1,4

Результаты исследований послужили основанием для разработки совместно с ООО «КЗТМ» (г Кузнецк Пензенской области) копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом КЛН-1,4

С целью определения качественных показателей работы копателя КЛН-1,4 производственные исследования проводились на полях ООО «Агрокомплект» в Бессо-новском районе Пензенской области при уборке лука-севка сорта «Бессоновский местный», качество уборки сравнивали с лукоуборочной машиной МЛС-1,4

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, длина гона 260 м

Проведенные исследования показали устойчивою работу копателя КЛН-1,4 на выкопке лука-севка при производительности - 0,42 0,6 га/ч

При оптимальных значениях параметров (£>р=140 мм, а=335 мм, й=30 мм, iy=l,l м/с, Л= 1,2) полнота выкопки луковиц составила - 97,8 98,9 % (по АТТ не менее 97%), а количество почвенных примесей в ворохе - до 6,5 % (по АТТ не более 15 %)

В пятом разделе Технико-экономическая эффективность использования экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом» представлены расчеты показателей технико-экономической эффективности применения экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом в сравнении с лукоуборочной малины МЯС-1,4 Прямые эксплуатационные затраты снизились на 238 руб /га За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука-севка и содержания почвенных примесей в убранном валке годовой экономический эффект на одну машину составил 15161 руб, при сроке окупаемости 1,27 года (в ценах 2007 года)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

I Анализ известных выкапывающих рабочих органов, применяемых на серийных и опытных образцах лукоуборочных машин, показал, что при выкопке лука-севка вместе с луковицами на сепарирующие рабочие органы поступает большое количество почвенных примесей, поэтому наиболее перспективными являются выкапывающие рабочие органы, производящие отделение часта почвенных примесей уже в процессе извлечения луковиц из почвы, что обеспечивает повышение производительности труда и качества продукции

В результате изучения физико-механических свойств лука-севка сорта «Бессоновский местный» установлено, что средние значения диаметра и массы луковиц севка составляют 21,6 мм и 5,12 г соответственно, высота луковиц -15,23 мм, высота ботвы лука-севка в выпрямленном состоянии - 20,86 см, высота ботвы в естественном

ВПО «Саратовский ГАУ» - Саратов РИО ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ, 2005 Ч II -С 41-44

13 Ларюшин, А М. Результаты испытаний копателя лука-севка в полевых условиях / А М Ларюшин, Н М Семихова // Повышение эффективности использования автотракторной и сельскохозяйственной техники Межвуз Сб науч трудов XVI региональной научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья - Пенза РИО ПГСХА, 2005. - С 233-235

14 Семикова, Н М Лабораторные исследования выкапывающего рабочего органа для уборки лука-севка / Н М. Семикова, А М Ларюшин // Инновационные технологии в сельском хозяйстве Сб материалов межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006 -С 75-76

15 Ларюшин, А М Теоретическое обоснование работы шнека выкапывающе-сепарирующего устройства для уборки лука-севка / АМ Ларюшин, Н М Семикова // Наука и образование - сельскому хозяйству сб мат-лов науч - практ конференции, поев 55-леотю Пензенской ГСХА -Пенза РИО ПГСХА, 2006 С 246-247

16 Ларюшин, А М Обоснование силы, обеспечивающей теребление луковиц за ботву выкапывающе-сепарирующим устройством / АМ Ларюшин, НМ Семикова, Н.П Ларюшин // Инновация молодых ученых агропромышленному комплексу Сб материалов научно-практической конференции молодых ученых - Пенза РИО ПГСХА, 2007 - С. 114-115

17 Семикова, НМ Исследование выкапывающе-сепарирующего рабочего органа на качественные показатели его работы / Н М Семикова // Инновация молодых ученых агропромышленному комплексу- Сб материалов научно-практической конференции молодых ученых -Пенза РИО ПГСХА, 2007. - С 115-117

Подписано в печать 15.04.08 г. Формат 60x84/16 Объем 1 п л. Тираж 100 Заказ № 32 Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

19

Цель исследований. Разработка выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка с обоснованием конструктивно-кинематических параметров, позволяющего повысить производительность труда и качество продукции, сократить потери лука и содержание почвенных примесей при машинной выкопке лука-севка.

Объектом исследования является технологический процесс выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом.

На основе анализа известных технических средств уборки лука выбрана и разработана схема выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, новизна конструкции которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2240671 (Приложение А). Исследованиями получены данные о физико-механических свойствах лука-севка сорта «Бессоновский местный» и его компонентов. Представлены теоретические исследования, позволяющие обосновать основные конструктивно-кинематические параметры выкапывающе-сепарирующего рабочего органа и определить их влияние на качество выкопки.

Изложены основные методические положения и приемы, применяемые при лабораторных и лабораторно-полевых исследованиях, и приведены результаты экспериментов по определению качественных показателей работы выкапывающе-сепарирующего рабочего органа.

На основании результатов производственных исследований копателя с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом определены технико-экономические показатели его использования на производстве.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

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

1.1 Ручная выкопка лука-севка.

1.2 Средства частичной механизации выкопки лука-севка.

1.3 Средства полной механизации выкопки лука-севка.

1.3.1 Лукоуборочные машины подкапывающего типа.

1.3.2 Лукоуборочные машины теребильного типа.

1.4 Выводы.

1.5 Цель и задачи исследования.

2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛУКА-СЕВКА.

2.1 Условия проведения исследований и характеристика изучаемой культуры.

2.2 Методика проведения исследования и обработки результатов

2.3 Характеристика состояния посевов лука-севка.

2.4 Размерно-массовая характеристика лука-севка.

2.4.1 Размерная характеристика лука-севка.

2.4.2 Массовая характеристика лука-севка.

2.5 Фрикционные свойства лука-севка.

2.6 Сила теребления лука-севка:.

2.7 Прочность ботвы лука-севка.

2.8 Глубина залегания луковиц севка.

2.9 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫКАПЫВАЮЩЕ-СЕПАРИРУЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА В ПРОЦЕССЕ

ВЫКОПКИ ЛУКА-СЕВКА.

3.1 Обоснование направления теоретического исследования процесса выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом.

3.2 Определение траектории движения конца лопасти битера и стержня ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа.

3.3 Определение силы, обеспечивающей теребление луковиц за ботву.

3.4 Определение геометрических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа.

3.5 Определение длины участка перемещения луковицы при тереблении.

3.6 Обоснование процесса удаления почвенных примесей из внутренней полости ротора.

3.7 Определение взаимного расположения ротора выкапывающесепарирующего рабочего органа и переднего вала приемного транспортера.

3.8 Выводы.

4 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫКАПЫВАЮЩЕ

СЕПАРИРУЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА.

4.1 Исследование оптимальных конструктивно-кинематических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа.

4.1.1 Методика проведения и обработка результатов.

4.1.2 Результаты лабораторного исследования по определению параметров выкапывающе-сепарирующего устройства.

4.1.3 Результаты исследования по обоснованию оптимальных параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа.

4.2 Выводы.

5 ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОПАТЕЛЯ

ЛУКА-СЕВКА С ВЫКАПЫВАЮЩЕ-СЕПАРИРУЮЩИМ

РАБОЧИМ ОРГАНОМ.

5.1 Условия и методика проведения испытаний.

5.2 Результаты лабораторно-полевых исследований выкапывающесепарирующего рабочего органа.

5.3 Результаты производственных испытаний копателя лука-севка.

5.4 Выводы.

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОПАТЕЛЯ ЛУКА-СЕВКА С ВЫКАПЫВАЮЩЕ-СЕПАРИРУЮЩИМ

РАБОЧИМ ОРГАНОМ.

6.1 Выводы.

В задачи аграрного сектора нашей страны входит удовлетворение потребности населения в продуктах питания, в том числе и в овощах, а промышленности - сырьем.

Среди разнообразия овощных культур, возделываемых в стране; особое место принадлежит луку. Лук является ценнейшей овошдой культурой. Помимо применения в кулинарии и консервной промышленности лук, обладая сильными бактериальными свойствами, издавна используется в качестве лекарственного растения [1, 2]. 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 процессов1 (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 [3].

Это объясняется тем, что уборка лука и послеуборочная доработка в основном выполняется вручную. Особенно трудоемок процесс уборки лука-севка. Норма выработки на человека за 7-часовую смену составляет в среднем 0,02.0,03 га при выдергивании и укладке луковиц* в валки для дальнейшего дозревания. 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. Выкопка лука в этом случае сопряжена с еще большими затратами труда, к тому же его труднее просушить и длительное время хранить.

Чтобы своевременно, быстро и качественно убрать лук, в хозяйствах применяют различные приспособления в виде подкапывающих скоб. Однако они только незначительно облегчают процесс выборки лука из почвы и проблему механизации уборки не решают.

Затраты на уборку этой культуры еще очень велики и составляют 383 человеко-часа на 1 гектар [3]. Это приводит к неуклонному сокращению площадей под репчатым луком'в хозяйствах госсектора РФ; в 1994 г. площадь под ним составляла всего 19,6 тыс. га.

Восстановление посевных площадей до размеров, обеспечивающих полное удовлетворение потребностей населения РФ, возможно лишь при комплексной механизации производства лука.

Для уборки лука конструкторские и научно-исследовательские организации создали ряд уборочных машин, однако они еще не полностью отвечают требованиям к уборке. Процесс отделения почвенных комков на сепарирующих органах протекает неудовлетворительно, особенно при уборке лука-севка на тяжелых почвах, так как размеры почвенных примесей соизмеримы с размерами луковиц.

Исследованиями Диденко Н.Ф. [4] и др. установлено, что наиболее перспективным в отношении уменыиения<количества почвенных комков в валке является теребление лука за ботву. Однако, до настоящего времени не найдены технические решения, обеспечивающие достаточную полноту извлечения луковиц из почвы при полегшей и частично отмершей ботве и при этом отвечать агротехническим требованиям по содержанию почвенных примесей в валке.

Используемые в корнеклубнеуборочных машинах теребильные рабочие органы ручьевого типа на уборке лука, в особенности, многогнездных сортов, оказываются неработоспособными.

Создание надежных в работе машин для замены ручного труда на уборке лука, обеспечивающих получение качественной продукции при минимальных трудозатратах, сдерживается отставанием в разработке простых и надежных рабочих органов для уборки мелкоразмерных корнеклубнеплодов (лука-севка) в широком диапазоне почвенно-климатических условий. Это и составляет научную проблему, от решения которой зависит коренное повышение производительности труда в этой области сельскохозяйственного производства и обеспечение населения РФ" ценной продовольственной культурой.

Поэтому тема, посвященная разработке рабочего органа для уборки лука-севка, направленная на решение вышеуказанной проблемы, является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.

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.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- теоретические исследования по обоснованию радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, ротором и передним валом приемного транспортера, и силы теребления луковицы за ботву, а также математическая модель сепарации для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора;

- конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для выкопки лука-севка;

- результаты лабораторных исследований, обосновывающие основные конструктивно-кинематические параметры предлагаемого рабочего органа;

- результаты полевых исследований экспериментального копателя лука-севка, оснащенного выкапывающе-сепарирующим рабочим органом.

1. Анализ известных выкапывающих рабочих органов, применяемых на серийных и опытных образцах лукоуборочных машин, показал, что при вы копке лука-севка вместе с луковицами на сепарирующие рабочие органы по ступает большое количество почвенных примесей, поэтому наиболее пер спективными являются выкапывающие рабочие органы, производящие отде ление части почвенных примесей уже в процессе извлечения луковиц из поч вы, что обеспечивает повышение производительности труда и качества продукции.В результате изучения физико-механических свойств лука-севка сорта «Бессоновский местный» установлено, что средние значения: диаметра и массы луковиц севка составляют 21,6 мм и 5,12 г. соответственно; высота лу ковиц - 15,23 мм; высота ботвы лука-севка в выпрямленном состоянии -

20,86 см; высота ботвы в естественном состоянии - 18,68 см; статический ко эффициент трения лука-севка по резиновой поверхности составил 0,65; сред нее значение силы теребления с подкапыванием составило 3,7 Н, а сила те ребления без подкапывания - 19 Н; значения силы разрыва ботвы лука-севка у основания пучка ботвы - 28,4 Н; в средней части пучка ботвы - 17,3 Н и в верхней трети пучка ботвы - 14,9 Н.

2. Теоретическими исследованиями получены выражения для определе ния радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором выка пывающе-сепарирующего рабочего органа, ротором и передним валом при емного транспортера и силы теребления луковицы за ботву, определена ин тенсивность удаления почвы из внутренней полости ротора, что позволяет увеличить полноту выкапывания и снизить содержание почвенных примесей в исходном ворохе.3. Лабораторные исследования выкапывающе-сепарирующего рабочего органа подтвердили достоверность результатов теоретических исследований и позволили установить оптимальные значения основных факторов, влияющих на полноту выкапывания лука-севка выкапывающе-сепарирующим ра бочим органом.Устойчивая и стабильная работа выкапывающе-сепарирующего рабоче го органа обеспечивается при следующих параметрах: диаметре ротора Dp=13,68-14,32 см, расстоянии между битером и ротором а=32,74-33,82 см, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (расстоя ние от поверхности почвы до нижней крайней точки рабочей поверхности битера и ротора) h=2,2-4,l см, при этом полнота выкопки лука-севка соста вила 98,6... 99,1 %

4. Лабораторно-полевые и производственные исследования эксперимен тального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим орга ном, разработанного и изготовленного по материалам исследований совмест но с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк), показали устойчивою работу копателя на выкопке лука-севка. Экспериментальный копатель обеспечивает полноту вы копки луковиц 97,8...98,9 %, а содержание почвенных примесей в ворохе - до Экономические расчеты подтверждают, что применение эксперимен тального копателя с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом на вы копке лука-севка экономически целесообразно. Прямые эксплуатационные затраты снизились на 238 руб./га в сравнении с лукоуборочной машиной МЛС-1,4. За счет увеличения производительности, уменьшения потерь лука севка и содержания почвенных примесей в убранном валке годовой эконо мический эффект на одну машину составил 15161 руб., при сроке окупаемо сти 1,27 года (в ценах 2007 года).

1. Бакулев, А.С. Резервы интенсификации овощеводства / А.С. Бакулев // Картофель и овощи. - 1985. - № 11. - 7-12.

2. Филонов, М.А. Из истории репчатого лука / М.А. Филонов // Картофель и овощи. - 1991.- №1. - 29.

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

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

5. Землянов, Л.С. Разработка и внедрение высокопроизводительных комплексов машин для уборки и послеуборочной обработки овощей: Автореферат Дис. ... канд. техн. наук в форме научного доклада 05.20.01 / Л.С Землянов. - М., 1987. - 23 с.

6. Мейлахс, И.И. Технология механизированного производства лука- репки из севка. Интенсификация овощеводства Нечерноземной зоны РСФСР/ И.И. Мейлахс, В.Е. Смирнов - М.: Россельхозиздат - 1986. - 93...98.

7. 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 05.20.01 / Э.С. Рейнгарт М. - 1995. - 74 с.

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

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

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

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

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

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

14. Поволжская, МИС - Протокол № 82-66 испытания лукоуборочной машины УЛШ-2М. Кинель, 1966.

15. Поволжская, МИС - Протокол № 52 - 5362 испытания лукоуборочной машины УЛШ-2М. Кинель, 1962.

16. Мейлахс, И.И. Рациональная технология сбора лука / И.И. Мейлахс, В.А. Майнин, Э.С. Рейнгарт и др. // Картофель и овощи. — 1989. — № 4. — 29...32.

17. Хваостов, В.А. Основные направления создания конструкций машин для уборки овощей. Обзорная информация ЦНИИТЭИ тракторсельхозмаш / В.А. Хваостов, Э.С. Рейнгарт, О.Л. Пантелеев и др. — М., 1985. - 62 с.

18. 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.

19. Wringet Н. Erntegerat fur Gemuse - Gemusebau, 2002, H 5, S. 36.

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

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

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

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

24. Дятликович, А.И. Уборка и доработка лука в ГДР / А.И. Дятликович, И.И. Мейлахс // Картофель и овощи. - 1980.- №11. - 37...38.

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

26. Hop J. — Mechanisatie big de cogst van Zffiuien. Zandbauevmechanisisatie. Zg. 16, № 5 6 1992.

27. Rejnken Q. - Aislandische Vollernte - mfschinen fur der Gemusebau.

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

29. 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 .

30. Мейлахс, И.И. Механизация уборки и послеуборочной обработки лука в Голландии / И.И. Мейлахс, Э.С. Рейнгард // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1983. - № 1. - 58...61.

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

32. Wingate-Hill R. Perfornance of a top-lifting harfester for early onions - Yournal Agr. Engin Res., 1977, V. 22, № 3, p. 271.. .281.

33. Sjorall S., Yohansson S. Upptagningsmkin for I rader vaxandle vaster Sason koksvaxter eller skogsplanktork, Patent, Sweden, A 01 D 25/04, № 3881110, 1976.

34. Ларюшин, Н.П. Исследование технологического процесса выкопки лука-севка. Дис.... канд. техн. наук 05.20.01 /Н.П. Ларюшин - Саратов, 1974.

35. Машиностроение. Энциклопедия. - М.: Машиностроение. - 1998. - 565 с.

36. Ларюшин, Н.П. Теребильный аппарат для уборки лука-севка / Н.П. Ларюшин - Информ. листок Пензенского ЦНТИ. - 1981. - № 42.

37. Рахматуллин, М.М. Разработка и обоснование технологического процесса и технических средств для однофазной уборки лука-севка. - Автореф. дис. ... канд. с/х наук 05.20.01 / М.М. Рахматуллин - Москва, 1992. - 23 с.

38. Вершинин, Ю.А. Разработка технологии и технических средств для двухфазной уборки лука-севка с использованием гидросортировки. Дис. ... канд. техн. наук 05.20.01 / Ю.А. Вершинин - Москва, 2006. - 176 с.

39. Протасов, А.А. Совершенствование технологических процессов и технических средств для уборки лука — Дис. ... докт. техн. наук 05.20.01 / А.А. Протасов. - Саратов. 2005. - 370 с.

40. Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов - М.: Машиностроение, 1977.

41. А.с. № 1358832 (СССР). Способ выкапывания корнеплодов и лука / Ла- рюшин Н.П., Кухмазов К.З. - Опубл. в Б.И. № 46, 1987.

42. Марченко, А.П. Снижение почвенных примесей в ворохе лука-репки при машинной уборке Дис. ... канд. техн. наук 05.20.01 / А.П. Марченко - Саратов, 2006. - 153 с.

43. А.с. № 1342449 (СССР). Устройство для теребления сельскохозяйственных культур / Ларюшин Н.П., Кухмазов К.З., Опубл. в Б.И. № 37, 1987.

44. А.с. № 1461384 (СССР). Устройство для уборки корнеплодов и лука / Ларюшин Н.П., Кухмазов К.З., Опубл. в Б.И. № 8, 1989.

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

46. А.с. № 1342449 (СССР). Устройство для теребления сельскохозяйственных культур / Ларюшин Н.П., Кухмазов К.З., Опубл. в Б.И. № 37, 1987.

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

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

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

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

51. Посявин, А.Т. Технология производства лука / А.Т. Посявин. - М.: Рос- сельхозиздат, 1984. - 96 с.

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

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

54. Лудилов, В.А. Семеноводство овощных и бахчевых культур / В.А. Лудилов. - М . : Агропромиздат, 1987. - 224 с.

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

56. 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.

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

58. Чичкин В.П. Овощные сеялки и комбинированные агрегаты: теория, конструкция, расчет / В.П. Чичкин - Кишинев: Штиинца, 1984. - 392 с.

59. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб. - Взамен ГОСТ 12036-60; Введ. 01.01.86. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 35 с.

60. ОСТ 70.5.1-82. Испытание сельскохозяйственной техники. Программа и методы испытаний. - Взамен ОСТ 70.5.1-74; Введ. с 18.02.82; - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 179 с.

61. ГОСТ 12041-82. Метод определения влажности. - Взамен ГОСТ 12041- 66; Введ. 01.01.82. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 4 с.

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

63. Физико-механические свойства растений, почвы и удобрений. Методы исследования, приборы, характеристика. - М.: Колос, 1970. - 425 с.

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

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

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

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

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

69. Гутнер, Р.С. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта / Р.С. Гутнер, Б.В. Овчинский - М.: Наука, 1970. -432 с.

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

71. Ларюшин, Н.П. Теоретические и экспериментальные исследования би- терного теребильного аппарата на выкопке лука. Монография / Н.П. Ларюшин, К.З. Кухмазов. - Пенза.: Полиграфист, 1996. - 58 с.

72. Ларюшин, A.M. Параметры устройства для уборки лука-севка / A.M. Ларюшин, Н.М. Семикова // Тракторы и сельскохозяйственные машины.-2007.-№ 11.-С. 32...33.

73. Ларюшин, Н.П. Копатель для уборки лука-севка / Ларюшин Н.П., Ларюшин A.M., Семикова Н.М. // Картофель и овощи. - 2005. - № 5. - 27.

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

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

76. 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.

77. 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.

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

79. Ларюшин, Н.П. Комплекс машин для производства лука. Теория, конструкция, расчет / Н.П. Ларюшин, К.З. Кухмазов, А.В. Поликанов, О.Н. Кухарев и др. - Пенза: РИО ПГСХА, 2001. - 267 с, ил.

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

81. Ерохин, М.Н. Проектирование и расчет подъемно-транспортирующих машин сельскохозяйственного назначения / М.Н. Ерохин, А.В. Карп, Н.А. Выскребенцев. -М.: Колос, 1999. - 228 с.

82. Бондаровский, Ф.П. Детали машин и подъемно-транспортные машины / Ф.П. Бондаровский, Г.В. Корнеев. -Киев.: Машгиз, 1962. - 552 с.

83. Ларюшин, Н.П. Комплекс машин для производства лука. Теория, конструкция, расчет/ Н.П. Ларюшин, А.В. Поликанов, О.Н. Кухарев, А.М. Ларюшин и др. - М.: Информагротех, 2005. - 248 с, ил.

84. Кухмазов, К.З. Совершенствование технологии и технических средств для производства лука-севка в условиях в условиях Среднего Поволжья 05.20.01 / К.З. Кухмазов. - Пенза, 2000. - 402 с.

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

86. Кринецкий, И.И. Основы научных исследований / И.И. Кринецкий. - Киев - Одесса: Вища щкола, 1981. - 208 с.

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

88. ОСТ 70.4.2-80. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методы испытаний. - М . : изд. стандартов, 1981 г.

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

90. 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.

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

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

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

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

95. Новиков, СЕ. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы / СЕ. Новиков. - М.: Инфор-магробизнес, 1994. - 220 с.

96. Волкова, Н.А. Экономическое обоснование инженерно-технических решений дипломных проектов. - Учебное пособие / Н.А. Волкова. - Пенза: Пензенская ГСХА, 2002. - 167 с.

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

98. Годовой отчет Министерства сельского хозяйства и продовольствия Пензенской области за 2006 год. Пенза. - 2007. - 280 с.