автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса и обоснование параметров рабочих органов табакоуборочной машины

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

рг6 од

О у ЙЕВ 1338

На правах рукописи УД{ /631.358.022:633.71/

каценко владимир иванович

совершенствован,® технологического прощсса и обоснован;® параметров рабочих органов тлблкоуборочноя машины

С(?ецй.а1ьмость 0Ь.20.С1 - Механизация сельскохозяйственного

производства

А гтореферат

дис<г.ерт»ц*и на соискание учёной степени кандидата технических наук

Краснодар - 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте табака, махорки и табачных изделий БНИГТИ НПО "Табак"

Научный руководитель - заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор ЛЕОНОВ И.П.

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор ФОРТУНА В.И.

кандидат технических наук КУЗНЕЦОВ Г.Я.

Ведущая организация - Кубанский научно-исследовательский институт по испытанию тракторов и сельскохозяйственных машин / КубНИИГнЦ /, г.Новокубанск

Защита состоится 1998 г. в 14 часов

аудитория 401 факультета механизации, на заседании диссертационного совета К 120.23,02 Кубанского государственного аграрного университета по адшсу: ЗЬ0044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13 Кубанский государственный аграрный университет, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. ,

Автореферат разослан " 1995 г-

Учёный секретарь диссертационного совета,

профессор 1 /О^д^ ПРОЩАК В.Ы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теаад. Табак/является одной из самих трудоёмких /льтур. На уборку и послеуборочную обработку урожая приходится э 7С% от всех трудозатрат. На настоящий период достигнут техни-еский прогресс по разработке ыааин дяя полистной уборки табака рэдних ярусов, доля которых составляет до 45% от общего объёма рожая. Вместе с тем, в последние года создан« и внедрены сорта абака с выравненным периодом созревания листьев, разработаны новые гротехнические приёмы возделывания и энергосберегающие технологии ослеуборочной обработки, что позволило проводить исследования по озданию технических средств для уборки всего урожая листьев, Ана-из результатов этого сравнительно нового направления работ пока-ывает, что предложенные машины пока не обеспечивают выполнение ехнологического процесса уборки листьев с требуемыми параметрами ачества и надёжности. Поэтому, разработка более соверпенной тех-ологической схемы, обоснование параметров рабочих органов табако-борочной машины дяя уборки всего урожая листьев является актуальной задачей.

Работа выполнена согласно комплексных научно-технических |рограмм: задание 05 проблемы О.СХ-52 ЫСХ СССР 05.01.02 "Создать даорядную машину для уборки табака целыми растениями в один при-■м"; задание 04 проблемы 0.СХ-24 04.02 "Провести исследования по нификации рабочих органов для уборки табака в один приём с работа! органами для уборки листьев по ломкам". "Усовершенствовать технологическую схему комбайна для уборки табака и сбора пожнив-га остатков"; договору # 1051 с ГНТУ при комиссии СМ СССР по про-(овольствию и закупкам и договоров » 10-12/92, * 10-9/93, ' 10-7/94 "Создать приспособление к кормоуборочному комбайну для 'борки пожнивных остатков со сбором листьев табака"; Государет-

венному контракту № 12/96 с Минсельхозпродом РФ "Создание и.серийное производство приспособления к кормоуборочному комбайну для уборки листьев табака"", №ГР'В3092726; №ГР 01.86.0 333419 и №ГР 03.9.20 002037.

Цель работы. Разработать и исследовать■процесс уборки листьев всего уроаая и обосновать-параметры технологической схемы -и рабочих органов табакоуборочной машины.

Объект исследований. Процесс уборки листьев табака всего урожая и разработанные экспериментальные образцы рабочий органов для его реализации, экспериментальные и опытные образцы машин.

Задачи исследований. ......

' 3. Разработать и обосновать: способы построения модели процесса отделения листьев; принцип построения технологической схемы машины для уборки листьев табака всего урожая;' основные технические требования, к конструкции рабочих органов для отделения листьев, стабилизации процесса отделения, заведения и подачи.

2. Выявить биометрические параметры растений' табака и табачной плантации, функционально связанных с процессом уборки урожая.

3. Изыскать рациональную технологическую схему машины и рабочие органы для осуществления уборки листьев всего урожая.

4. Оптимизировать технологические, конструктивные, кинематические параметры рабочих органов машины и провести экспериментальную проверку.

5. Определить экономическую эффективность и перспективность использования результатов исследований.

-Методика исследований. В теоретических исследованиях применялис: принципы теоретической механики и высшей математики. Использованы методы: комплексных сопротивлений, подобия и анализа размерностей, планирования многофакторного эксперимента. Разработана методика, в осно: которой ОСТ 30.8Л6-87 "Машины для уборки,табака и махорки. Программ; и метода испытаний". Обработку и анализ результатов экспериментальных исследований проводили методами математической статистики с

¡пользованием ЭВМ и микропроцессорной техники.

Научная новизна. Разработана классификация машин и листоотде-1ющих устройств, позволяющая выбирать направления совершенствова-ш технологического процесса машинной уборки листьев табака; пред->жена и теоретически исследована механическая модель процесса отменил листьев со всего растения, установлены закономерности пропса; обосновано, что в состав технологической схему тябакоубороч->й машины необходимо вводить рабочие органы для подачи растений е ютоотделительный аппарат и стабилизации процесса, отделения^ листь-. • з; выявлены й установлены биометрические параметры, растений-табака табачной плантации, .функционально связанные с процессом уборки эожая; получена математическая модель, позволяющая определять оп-шалыте параметры листоотделигельного. аппарата и устройств для габилизации. процесса 'отделения листьев; разработана технологичес-=ш схема, рабочие органы табакоуборочной машины и оптимизированы к параметры. Новизна конструктивных решений подтверждена семью вторскими"свидетельствами и патентом на изобретение.

Практическая ценность. Разработаны рекомендации и' методики по абору и обоснованию Технологических, конструктивных и кинематичес-их параметров рабочих органов и технологической схемы табакоубо-зчной машины, которые также дают возможность создать универсальный абакоуборочный модуль для различных технологических способов убор-и табака.

Практическая реализация. Результаты исследований были переданы ГСКБ НПО "Армсельхозыеханизация" и использованы' при создании ма-ины для уборки табака целыми растениями. Данный тип машин был из-отовлен в одно- и двухрядном исполнении, прицепном и навесном вари-нтах.' Испытания, проведённые КубНИИТиМом на опытных полях НПО "Та-ак",-Армении и Краснодарского края, показали положительные резуль-аты и,рекомендованы к применению в хозяйствах, возделывающих табак о данной технологии.

материалы диссертационной работы по подаче растений в листо-отделительный аппарат и стабилизации ароцео.са отделения листьев, компановки технологической схемы машины были переданы в ГСКЕ ПО "аолдселькаш" и использованы при разработке машины для полистной уборки табака, окпперименгальные и опытные образцы созданных наш успеэно прохли испытания на полях Краснодарского края и Молдавии с рекомендацией постановки на производство. Результата исследований были использованы при разработке ОСТ 10.8.16-87 "Испытания сельскохозяйственной техники, ¡¿апины для уборки табака и махорки, программа и метода испытаний". Результаты исследований использош ны при создании комбинированного агрегатг, состоящего из табако-уборочного модуля и машин для уборки грубостебельных культур. Решением Межведомственного экспертного совета Государственной поддержки по перспективным разработкам сельхозмашиностроения Pw серийный выпуск этих машин поручен заводу "Краснодаррисмаш". Экономическая эффективность от использования таких машин в табаководческих хозяйствах составила 1,92 млн.руб./га за сезон уборки при сроке окупаемости до 2 лег (по цеЯам 1996 г.) и высвобождения 42 рабочих за сезон.

Апробация работы. Результаты теоретических и экспзримзнталъ-ных исследований докладывались на Всесоюзном семинаре поььыения квалификации научных работников институтов МСХ, ВИМ в 1981 г. в г. Москве, отчётно-плановых сессиях и конференциях Ш0 "Табак" 1982...1989 г.г.; на 7-ой и 8-ой научно-практических конференции; молодых учёных и специалистов ВИГИМа 1982, 1984 г.г., г. Краснодг третьей научно-практической конференции молодых учёных и специалистов г. Краснодара, 1985 г.; конференции молодых учёных КС/;; 1986 г., г. Краснодар; заседании секции растениеводства НТС НПО "Армсельхозмеханизация", 1987 г., г. Ереван; засгданиях НТС ГСКБ ПО "Молдсельмаш" 1983, 1985, 1986, 1990 г.г., г. Бельцы; на НТС

жзедомственного экспертного совета Государственной поддержки по ¡рспективным разработкам сельхозмашиностроения, 1994 г., г.Ижевск; I расширенном заседании лаборатории механизации и агротехнической миссии ВНИТТИ НПО "Табак", апрель 1997 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опублико-ио 15 статей, в том числе семь авторских свидетельств на изобразил, один патент и одно решение на выдачу патента.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, 1цих выводов и рекомендаций, списка литературы. Работа изложена I 174 страницах машинописного текста, в том числе 2Ь таблиц, | иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткое изложение тенденции развития маиин-Я уборки табака, обоснование темы, приводятся научно-практические зультаты исследований, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ существующих методов подхода к реше-в вопросов создания машин для уборки листьев табака, приведён обр опубликованных работ и анализ технологических схем и машин для орки табака.

Анализ работ исследователей, работавших в области создания та-коуборочной техники, - Е.И. Флоренцева, Б.П. Новикова, И.П. Леоно-, Т.Ы. Ревозяна, А.П. Михайлова, Ш.М. Григоряна, А.И. Алкалай, Гроссели л других показывает, что целенаправленность исследований ла сосредоточена, в основном, только на обосновании параметров раз-чных типов листоотделягащих устройств, в основу конструкций кото-х закладывался либо принцип генерации ударных нагрузок, разруша-йх основание черешка, или условия безопорного скользящего реза-я. При этом, черешок листа представлялся консолью с жёсткой за-

дел кой в стебле растения, рассматривался продьсс с е^ияачад^ том без учёта энергетических и параметрических характеристик стеС ля и предмордия листьев. Выявлено, что в предлагаема технологических схемах машин и в обосновании параметров структурные звекьс вопросам заведения, подачи растений в русло листоотделителььых устройств, организации процесса отделения и выноса листьеЕ уделялось мало внимания. Лишь в единичных работех И.П. Леонова, Л.И. Л капай освещены способы заведения и подачи растений в русло пальца во-вибрационного и шнеково-лопастного листоотделдющих устройств с помощью цепочно-пальцевого транспортёра. А.И. Алкалай рассматру: вал вопросы стабилизации вертикальной устойчивости растения с помощью плоско-ремённого губчатого транспортёра при уборке средних ярусов восточных типов Табаков.

Анализ результатов исследований показывает, что до сих пор н создана малина для полистной уборки табака восточного типа. Это, з, свою очередь, предопределило необходимость соверпенствования технологической схемы машины и обоснования параметров рабочих орг. нов для уборки урожая табака новых сортов со сближенным периодом созревания листьев всех ярусов.

В конце главы сформулированы гипотеза и задачи исследований.

Во "второй главе теоретически обоснованы модель процесса отделения листьев табака маготшш способом, основные принципы построения техаологической схемы и технические требования к конструкции

/

рабочих органов машины для уборки листьев табака всего урожая.

• В общем плане, растение табака при уборке урожая листьев машинным способом имеет сложную картину нагружения (рис. I). Так ка! действие отделяющего звена возбуждает со стороны растений упругий

юр через черешок листа, то всегда возникает импульс момента ко-*ества движения. Как только создастся критическое'состояние, про-содит либо отделение листа, либо разрушение самого стебля или э корневой системы. То есть, всегда будет существовать прямая та напряжений и обратная сторона разгрузки.

табачного растения от критических перемещений черешка листьев при их уборке О ¡00 - параметрические нагрузки листоотделителя, разрушающие черепок листа. Отыскание решения данной динамической задачи было проведено использованием метода комплексных сопротивлений, описанных в удах И.А. Дружинского,> Н.Е. Жуковского и других авторов. Для

данного процесса были рассмотрены условия, при которых наступит момент, когда, возможно, произойдёт как отделение листа, так и ра рушение стебля растения. Получено уравнение состояния системы:

И /Къ А ^ Кг. „

где Сл) ~ круговая частота отделяющего звена;

СО^ - круговая частота холостого хода системы; К, Кг ~ УпРУгости стебля и черепка листьев в полосе воздействия нагрузок.

табачного растения в процессе уборки

На рис. 2 представлено графическое отображение решений данно-'0 уравнения, показывающее существование точек перегиба кривых 1 областей возможного критического состояния одновременного разру-аения стебля и черешка листа. Обобщением результатов работ А.И. Фло-эенцева, Б.П. Новикова, И.П. Леонова и других исследователей, раэ->абатывавших способы отделения листьев при динамическом воздейст-)ии, было выявлено, что при рекомендуемых оптимальных параметрах сритической скорости удара, плеча приложения, круговой частоты отделителя СО = 12...16 с-1 и возникающей круговой частоты колебаний :тебля растения 9,4.. .12,6 с"*,- имеет место отношение тг = 0,6...0,7. ато'сопоставимо с результатами теоретического обо-знования.

Анализ полученных результатов по разработке модели процесса зтделения листьев и методики её исследования позволяют определять 1ричинные связи между задаваемыми параметрами разрушающей нагрузки, реакцией растения, его энергетическими характеристиками и показы-зает, что принцип построения техналогической схемы машины для уборки всего урожая листьев надо искать с одновременной реализаци-5Й как способа отделения, так и осуществления стабилизации процес-:а отделения.

Исходя из возможности организации процесса уборки всего уро-!сая листьев, и, осуществляя вышеизложенные принципы, был разработан :пособ обработки растения как стойки, подпертой двумя движущимися зпорами, расположенными по обеим сторонам зоны действия рабочих »лементов листоотделителя. На основе экспертизы предложенных ранее конструкций и результатов авторского поиска, были предложены и защищены авторскими свидетельствами и патентами два варианта технологического процесса: поточно-тупиковый и поточно-проходной. В первом варианте уборка урожая листьев производится со срезанного растения,

по второму - с растения на корню. Необходимость рассмотрения обоих вариантов, прежде всего, связана с особенностями современных концепций технологий возделывания.и уборки.

Так как растения табака характеризуется спиральным филотакси-сом, то отделяющие элементы листоотделительного устройства должна иметь законы движения, тождественные с филотаксисом растения. Выше было указано на необходимость Задаваться параметром круговой частоты .отделителя из условия соотношений к круговой частоте свободных колебаний и прочностных характеристик стебля, и черешков листьев > данного яруса уборки. Исходя из вышесказанного, получены значения-скоростей точек взаимодействия элементов листоотделителя с черешками листьев (2), (3), (4), обеспечивающих соблюдение условий поточности и непрерывности процесса уборки, то есть, учитывая значения выражение (рис. 3).

. - * +т. (СО* ^ *Д (2 У

- угол расположения листьев относительно друг друга; /-/ - высота убираемого яруса;

Я Ч. - радиусы стебля у основания и в конце убираемого 1 яруса листьев;

- скорость движения машины.

Выражения (2) и (3) являются исходными для определения ускорений по осям "Xя и "У".

см

где СО - круговая частота отделителя;

- число оборотов винтовой линии данного яруса уборки;

8

-*>ъ№с* (¿с«* .

(б) (7)

Рис. о. Схема к анализу взаимодействия элементов отделителя с черешками листьев , - радиусы стебля в начале и в конце яруса уборки листьев; У - угол расположения листьев.относительно друг друга; о4 - угол наклона образующей нормальной плоскости нижнего

яруса листьев; И - высота яруса уборки.

Проведённый анализ позволяет сделать выводы:

- оптимальным техническим решением конструкции листоотделяю-щего устройства будет то, которое обеспечит наименьшие импульсные нагрузки, а его отделители создавали бы условия скользящей опоры для стебля растения при обеспечении равномерного сьёма листьев и выноса их из зоны работы;

- конструкция компенсаторов импульсных нагрузок должна стабилизировать возбуждение растения по всему контуру вокруг стебля, а режим их работы должен быть синхронизирован с работой листоотделя-ющего устройства;

- конструктивные параметры устройства для отделения листьев, стабилизации процесса отделения должны быть обоснованы при постановке эксперимента в две стадии: определение параметров листоотде-лителя и значений критических нагрузок; определение параметров компенсаторов с экспериментальной проверкой единого' блока устройств, уточнение передаточных параметров и согласование совместного режима работы.

Вышеизложенное определяет и исходные требования к организации подачи растений для осуществления-процесса отделения листьев. Подача растений начинается с захвата его и ориентации в определённом положении.. Для создания кругового обхвата растения наиболее приемлема конструкция подающе-направлящего устройства в виде бесконечного волнового контура (рис. 4]. Условие скользящего обхвата растения возможно, если растение будет оставаться в зоне площадок, не пробегаемых выступами волны.

В результате получена/зависимость кинематического режима работы устройства:

де - радиус образующей окружности, задаётся среднестатистическим радиусом габитуса растений;

(X - глубина впадины волнового контура.

Значение Я0 содержит параметр коррекции, учитывающий отрица-гльный угол закрутки У упругой подвески ротора или смещение вы-рупа волнового контура. Введение данного параметра было обуслов-що созданием мягкого режима обхвата растений, оказавшихся на ющадках, пробегаемых выступами одного ротора или ветвями волно-1Г0 контура; расчётное значение угла У находится иэ Еыражения:

? = ± ¿-ал4<и*((9)

В третьей главе приведены методики экспериментальных исследований, универсальные стендовые установки, приборы и оборудование.

ка маептабнэго фотоанализа. Эта хе методика использована для определения параметров фидотаксиса растений. При определении силы и углов отгиба растений использован прибор и методика ВИСХОЫ. Силы реакции стебля при отделении листьев определялись на разработанной установке по методике подобия и анализа размерностей. При оптимизации параметров рабочих органов и технологической схемы машины использовались методики планирования многофакторкых экспериментов. Определение энергозатрат гидропривода проводилось по методикам КубНИИГиЫ. Дабораторно-полевые исследования и испытания провод/лис» согласно ОСТ 70.8.11-76 и 10.8.16-27 "Испытания с/х технини. Машиге для уборки табака и махорки. Программа и методы испытаний'.'

В четвёртой главе приведены результаты и анализ экспериментальных исследований. Установлено, что количество растений с угловым отклонением и выходом за середину междурядья достигает в отдельные годы до 5456; искривленных растений с радиусом 0,2...0,Ь м - до 5%; двойников от одного корня - до 125?. Анализ исследований представлен в виде масштабнокосрдинатных диаграмм.

Приведены результаты исследований по установлению фаз фило-таксиеа для сортотипов: Трапезонд, Остролист, Вирджиния (рис.

При исследовании параметров стебяестояния была разработана методи-

Иа диаграмм видно, что для отечественных сортотипов характор-но веерное расположение листьев по спирали подъёма с фазовым углем сдвига порядка 20 град., для Вирджинии - диаметральное расположение листьев. Изменение угла подъёма спирали, отражающей ход расположения листьев на стебла растения табака (рис. 6) таэвт одинаковую закономерность для Траг.еюкдов я Вирдашнин, где отслеживаются три. зоны, в которые попадают листья нижних, средних и верхних ярусов уборки, и в пределах этих ярусов существует определённый угол подъёма спирали. Для Остролистов изменение угла подъёма практически постоянно.

1' .1 V

1 ^

1 \ « . \

1 \ \\

1 \ \\

\ \ \\

\ N V

\ о -s \ \

\ \ ч о \

о \ \ \

0 1 о \ \

о V 1

24

22

20

«18 о л

olß

lu I12

¡30.

о

я)

л 8

к

а

° Д

к

2 0

Рис. 6. Изменение угла подъёма спирали, отражающей ход расположения листлев на стебче растений табака

• — — — Вирджиния --- Грапезонд

— о — „'--—

При изучении вопроса вертикальной устойчивости растений табака тр'":х сортотипов при статическом воздействии было установлено, что на высоте уборки нижних ярусов листьев усилие на отклонение стебля в 22...30 раз больше, чем на высоте верхних ярусов, и на отой высоте при нагрузках 12...2Ь Н стебель изгибается до критически* радиусов 0,3___0,Ь м. На высотах уборки нижних ярусов при

отклонении растения на 10...15 град, начинается перемещение его корневой системы. Результаты исследований представлены в виде кривых , показывающих зависимость между усилиями и угловыми отклонениями на разных высотах воздействия.

С целью оптимизации параметров листоотделяющих и стабилизирующих устройств, оценки кинематического и силового возбуждения растения проведены исследования процесса отделения листьев для двух I

способов: ударным и реЬанием, с использованием методов математического моделирования, теории подобия и анализа размерности. Получено критериальное уравнение, отражающее влияние действующих факто ров процесса отделения:

Р=А(с{г)£.фу1/'*УК е~3 } (и)

где Р - сила реакции растения при отделении листьев;

О, - жёсткость черешка листа;

/г - плечо приложения нагрузки на черешок листа;

У - момент инерции листоотделителя;

V - скорость отделения листа;

- угол атаки отделителя битерного типа (угол заточки режущей кромки отделителя режущего типа);

С - длина стебля до отделяемого листа; А,£(К- коэффициенты, установленные экспериментально.

Аналитический вид уравнений для битерного (II) и режущего (12 типов листоотдеЛителей подучен в виде:

р^ *{479; 3,9; €, 8}(Ы*) Ч»(сА)*4$Ч>1*е* (и)

Рр 7; 0/7) О^вН^У^иЬ^^е"3, '

где Ру , Рр - сила реакции растения при воздействии битсрным и режущим типами листоотдалителеЯ.

Коэффициенты, заключённые в фигурные скобки, определяют к;д уравнений для высоты зоны убираемого яруса 0,5«, I,Он, 1,5м соответственно. Согласно полученным выражениям, и, используя имэяциеся данные, были построены кривые изеенения силы реакции стебля по зц-соте убираемого урожая (рис. 7). Анализ результатов исследований показывает, что при всех равных условиях битерный тип дистоотдо.та-теля оказывает значительно большее силовое нагружониэ растений. Было выявлено, что на высотах, начиная с 1,2м, технологический процесс отделения без стабилизации растения невозможен.

режущего и битерного типов —х—х— - режущий —о—о— - битерный

Установлено, что кольцевые и полукольцевые амортизаторы, изготовленные из каучуковых резин НК-1224 или СКИ-3 с размерами: диа-

метр ЬО.ХО км, толщиноК 'о мм и высотой не менее 100 мм, как при защемлении листьев ме;хду собой, так и листьев к стеблю, не наносят повреждения листьям при нагрузках, в два раза превышающих возникавшие силы упругого отпора стебля при отделении листьев.

Исследования показали, что исполнение двухручьевого бесконечного волнового контура с размерами для полукольцевых амортизаторов мо&ет одновременно выполнять функции заводящего '.' подаюше-стабили-зирувщего устройства в технологической схеме машины при уборке листьев как на корню, так и со срезанного растения.

В качестве ьторой ог.оры, выполняющей подающе-демпфирующие Функции и работающей со стеблем растения, найдена конструкция и обоснованы параметры цилиндрических вальцев, снабженных .;о периферии продольными прутковыми битерами при взаимном расположении вальцев так, что битер одного находится между двумя другого. Йа счит этого, стебель растения не сжимается, а изгибается.

Разработаны и исследованы технологические схемы машин, реализующих два способа организации процесса уборки всего урожая листьев: со срезанного растения и на корню, гри компановке предложенных рабочих органов по принципу стабилизации растения двумя опорами относительно листоотделителя. Установлено, что при организации процесса, когда растение срезается и подаётся б листоотделктель, существует граничная скорость уборки, увеличение которой снижает качественные показатели. Так, при псдаче растения ьерсиной она составляет до 0,5 м/с, а комлем - до 0,4 м/с. Приведены результаты исследований и их анализ.

Обосновано, что при способе организации процесса уборки на корню возможно осуществление уборки листьев как по ярусам, так и всего урожая, по компановочной схеме машины, представленной на рис. 8.

листьев

I - заводяще-направлягацев устройство; 2 - листоотделя-щео устройство; 3 - вальцы; 4 -бункер-накопитель.

Получены математические модели, характеризующие возмогшую высоту уборки за один проход с обеспечением наибольшей полноты сбора листьев ( 13) и нннниальЕШи повреадениями (14 ) от факторов, устанав-яивакцих параметры компановки, конструкции рабочих органов и режи-аы^ работы.

15*/, +

* Х^-О^ЗХ^ (хз)

Получено в результате исследования уравнения: угол атаки .X « 42 град., скорость уборки Хг= 2,4 м/с, скорость лиетоотделз-ния У^« 2,84 м/с, вылет подаюцв-фиксирующего устройства относительно листоотдвлителя = 220 т.

Математическая модель, отражающая влияние факторов на повреждаемость листьев (14) показывает, что наибольшее воздействие оказыпа

ет параметр установки вальцев относительно первой ячейки листоотде-лителя X, и частоты вращения вальцев Начало взаимодействия вальцев с растением Х^ должно осуществляться с опозданием на два шага расстановки сформировавшая ячеек листоотделяющего контура.

& = /0, 8 * + 96X, + I вгх,х3-

- -1,38хгхч+ 16/х,1т (14)

Установлены,оптимальные значения частоты вращения вальцев Хг = 2,8 с"1, угла раскрытия вальцев = 8 град., а также смещения вальцев относительно первой = -1Ь6 мм и последней =■ -78 к*,: ячеек листоотделяющего контура. При этих параметрах обеспечивается полнота уборки 0,91...0,98, повреждаемость листьев 9...23%.

В конце четвёртой главы приведены технические характеристики исследуемых способов уборки, параметры компановки технологических схем исследованных вариантов машин и параметры рабочих органов, их конструкции, рекомендуемые к применению.

В пятой главе приведены результаты производственных испытаний экспериментальных и опытных образцов машин, созданных на базе про-вздённых исследований. Показано, что разработанная технологическая схема и рабочие органы машины способны производить уборку листьев как поярусно, так и за один проход. При этом, по результатам испытаний получены показатели работы табакоуборочной машины: рабочая скорость О,8...2,4 м/с, полнота сбора 91...98%, возвратимые потери 2...9%, коэффициент надёжности технологического процесса 0,9^.. ..0,98. Проведены маркетинговые исследования и технико-экономическое обоснование. При применении машины производительность труда повышается в 138 раз, затраты труда снижаются на 99%, экономическая эффективность составляет 1,92 млн.руб./га (в ценах 1996 г.) при сезонной нагрузке уборки 96 га и сроке окупаемости капиталышх вложений до 2 лет.

общие' вывода И рекомендации

1.Существующие машины для уборки табака зарубежных фирм обеспечивают уборку листьев табака сортов Вирджиния и Берлей. Разработанные малины для уборки Табаков отечественных сортотипов не удовлетворяют требованиям условий работы, повышения производительности и качества. Созданные новые сорта со сближенным созреванием листьев дают возможность совершенствовать технологическую схему табаксубо-рсчной мапины, создать новые рабочие органы для уборки всего урожая листьев.

2.Внявлена закономерность изменения реакции растения во времл уборки листьев очередного.яруса при отделении листьев ударом-сколом и резанием, которая описывается степенной зависимостью. Установлено, что битзрные типы листоотделителя оказывают силовое нагру-сение б 2,2...3,6 раза больше, чем режущие; при отделении ударом-сколом сверху-вниз от вершины растения необходимо развивать скорость 1,3...1,8 м/с, срезом - не менее 1,5 м/с. Отделение листьев :низу-вверх возможно только срезом. Теоретически и экспериментально збооновано, что для уборки всего урсжая листьев конструкция листо-зтделителя должна обеспечивать постоянно замкнутый активный листо-зтделяющий контур по периметру стебля и производить срез листьев ;низу вверх. Установлены параметры листоотделителя, обеспечивающего также выполнение функции скользящей опоры для стебля, при этом производится и вынос отделённых листьев.

3.Значение реакции стебля при отделении листьев верхних ярусов ) 21,7...31,5 раза выкз, чем при отделении листьев нижних ярусов. гстановлено, что осуществление уборки всего урожая листьев возмож-ю только с применением демпферно-фиксирующих подающих опор, ком-генсирующих силовое и кинематическое возбуждение растения, с рас-юложением таких опор по обе стороны листоотделителя и расстоянием [ежду опорами 300...400 мм.

4.На основании проведённых исследований предложено заводяще--направляющее устройство, выполняющее ¿функции подающе-фиксирующей опоры, работающей с облиственнай частью растения в виде бесконечного волнового контура, снабжённого амортизаторами полукольцевой формы из резин типа НК-1224 с размерами: диаметр 50...65 мм, длина 100...400 мм, толщина 5 мм, шаг расстановки 50...65 мм или длиной 150. .'.400 мы из двухслойного резино-кордового полотна с осноео! на резинах'марки СКИ-3. В качестве второй подающе-фиксирующей опоры, работающей со стеблем растения, рекомендовано применять пару вальцев, снабжённых продольными прутковыми битерами. Исследованиями установлено, что при параметрах вальцев: диаметре окружности битеров 160 мм, диаметре битеров 10...15 мм и их количестве 8 вгтук, зазоре между вальцами 5..,10 мм и- расположении вальцев относительнс друг друга так, что битер одного из них находился между Двумя бите-рани другого при круговой частоте 2...2,8 с" обеспечивается снятие

силового и кинематического возбуждения растения.

*

5.Экспериментальными исследованиями доказано, что компановоч-ная схема табакоуборочной машины должна состоять из: завсдяще-на-"правляющего устройства^ листоотделителя, вальцев в едином модульно--блочном исполнении с расположением вдоль убираемого ряда.

; 6.Результаты исследований и испытаний показали', что предложенная технологическая схема .табакоуборочной машины и её рабочиё органы обеспечивают уборку урожая листьев как поярусно, так и в один приём на плантациях с обычной технологией возделывания и специально подготовленной для уборки за один проход. При этом обеспечивается полнота сбора 91...98%, повреждаемость листьев 9...23%, коэффициент надёжности, технологического процесса 0,95...0,98, сортность убранного сырья после сушки отвечает установленным требованиям качества.

7.Годовой экономический эффект от использования составляет

:,92 млн.руб./га (в ценах 1996 г.), обеспечивается снижение затрат груда на 99% при сроке окупаемости до 2 лет. При осуществлении тех-юлогического способа уборки за один проход полученные результаты. (сследований реализуемы при разработке приспособления к кормоубо-)Очному .комбайну.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1.Устройство для отделения листьев, табака, а.с. СССР №1085548 М №14 15.04.84 (соавторы: А.П. Михайлов, И.Б. Поярков ).

2.Табакоуборочный комбайн", а.с. СССР М178350 БИ №34 15.09.85 соавторы: И.П. Леонов, А.П. Михайлов и др.).

3.Аппарат для отделения листьев табака, а.с. СССР №1197585 И Мб 15.12.85 (соавторы: А.И. Мыцыков, А.П. Михайлов и др.)..

4.Оптимизация параметров подавателя табакоуборочной машины, убанский СХИ. Краснодар, 1987. Деп. рукопись Ибо ВС-87 Ж."Меха-:изация и электрификация с/х" №6, 1987 (соавтор И.П. Леонов ).

5.Анализ взаимодействия фиксирующего рабочего органа с растешем табака и расчёт основных параметров табакоуборочной машины, еп. рукопись М68 ВС-87. Ж. "Механизация и электрификация с/х"

б, 1987 (соавтор И.П. Леонов).

6.Устройство для отделения листьев от стеблей, а.с. СССР 1387901 БИ №14 Ib.04.88 (соавторы И.П. Леонов, А.П. Михайлов и др.).

7.Табакоуборочный комбайн, а.с. СССР №1414346 БИ №29 07.08.88 соавторы: А.П. Михайлов, Г.В. Макаров ) .

8.Тебакоуборочный комбайн, а.с. СССР №1486088 БИ №22 15.06.89 соавторы: А.П. Михайлов, В.Н. Явруян и др.) .

9.Аппарат для отделения листьев табака, а.с. СССР №1544252

А №7 23.02.90 (соавторы: А.И. Мыцыков, А.П. Михайлов, А.П. Зуев) .

10.Комплексы машин для возделывания и уборки табака. Сб. научн. р. ВО Агропромиэдат, М., 1991 (соавторы: А.П. Михайлов, Е.И. Винев-кий и др.) .

11.Малина для уборки листьев табака МГПГ-1. Сб. научн. тр. Вып. 2. АгроНШТЭИГШ, М., 1993 (соавторы: А.Е. Лысенко, И.И. Дьяч-кин, Е.И. Виневский ) .

12.Самоходная табакоуборочная машина. Информ. листок $226-92. Краснодарский ЦНТИ.

13.Машины для комплексной механизации уборки и подготовки табака к сушке. Тезисы до гладов "Научные основы прогрессивных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции для создания продуктов питания человека". РАСХН, Углич, 199Ь (соавторы: А.Е, Лысенко, И.И. Дъячкин, Е.И. Виневский }.

14.Перспективные технологические схемы маиинных технологий уборки табака. Тезисы докладов "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельскохозяйственной продукции". РАСХН, Углич, 1996. (соавторы: А.Е. Лысенко, И.И. Дъячкин, Е.И. Виневский,).

1ЬДистоотделяющий рабочий орган табакоуборочного комбайна. Патент РФ »2086091 БИ »22 10.08.97 (соавторы: Е.И. Виневский, И.Б. Поярков) .