WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Для оценки воздействий на клубни картофеля использовалось хрупкое покрытие, наносимое на клубни (99,65% канифоли и 0,35% пчелиного воска). Показателями служили среднее число соударений клубня картофеля с рабочими органами сепаратора nу и средняя энергия, поглощённая при соударении клубня с рабочими органами W. Проводилась тарировка величины поглощённой энергии и диаметра пятна разрушения хрупкого покрытия. Определялись коэффициент и угол трения для обработанных клубней с целью введения поправки по углу уклона в лабораторных исследованиях.

а) б)

а) схема экспериментального копателя: 1 – лемех, 2 – элеватор, 3 - ротационный комбинированный сепаратор, 4 – цепной привод, 5 – опорные колёса (рама не показана); б) схема ротационного комбинированного сепаратора: 1, 2 – спирали с левой и правой навивкой;
3 – прутковый ротор; 4 – ограничительный пруток (стрелками показано направление движения почвенно-картофельного вороха).

Рис. 4. Схема экспериментальной установки.

Основными показателями для оценки эффективности работы ротационного комбинированного сепаратора в полевых условиях служили полнота сепарации и число повреждений, приходящихся на 100 клубней nп. Исследования проводились посредством барабана с плёнкой. Полученные опытные данные обрабатывались и использованием программы STATISTICA 6.0.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты экспериментальных исследований ротационного комбинированного сепаратора в лабораторных, лабораторно-полевых и полевых условиях. Получены математические модели, описывающие.

1. Изменение среднего числа соударений клубня с рабочими органами в зависимости от уклона, частоты вращения роторов и массы клубня:

, (16)

где nу – число соударений клубня с рабочим органом; - уклон, °;
n – частота вращения роторов, мин-1; m – масса клубня, г.

2. Изменение средней энергии, поглощённой при соударении клубня с рабочим органом в зависимости от уклона, частоты вращения роторов и массы клубня:

, (17)

где W – средняя энергия, поглощённая при ударе клубня с сепарирующей поверхностью, мДж.

3. Изменение полноты сепарации почвенно-картофельного вороха от конструктивных и технологических параметров ротационного комбинированного сепаратора:

, (18)

где – полнота сепарации почвенно-картофельного вороха, %;
s – размер сепарирующих просветов прутковых роторов, мм; v – скорость движения агрегата, км/ч.

4. Изменение числа повреждений, приходящихся на 100 клубней:

, (19)

где nп – число повреждений, приходящееся на 100 клубней.

По уравнениям регрессии построены поверхности отклика.

При увеличении массы клубня, уменьшении уклона сепаратора и снижении частоты вращения роторов среднее число соударений клубня с рабочим органом возрастает, что объясняется уменьшением дальности полёта клубня (рис. 5). Клубни попадают на спиральный ротор близко к впадине (либо во впадину) между ним и последующим прутковым ротором, в результате происходит несколько рикошетов, прежде чем клубень поступит на следующий каскад, в противном случае клубни перелетают через спиральный ротор.

Поглощённая, при ударе, энергия возрастает при увеличении массы клубня и частоты вращения роторов. (рис. 6) Анализ графика зависимости, поглощённой при ударе, энергии от уклона сепаратора показывает на ярко выраженный минимум экспериментальной кривой в области уклона равного 1° (рис. 6). Это связано с тем, что при данном угле нормальная составляющая скорости удара имеет наибольшее значение, а касательная наименьшее.

Рис. 5. Зависимость числа соударений с клубнями от уклона, частоты вращения роторов и массы клубня.

Рис. 6. Зависимость поглощённой энергии от уклона, частоты вращения роторов и массы клубня.

Экспериментальным путем установлено увеличение полноты сепарации с 79,83 до 90,76% при уменьшении размера сепарирующего просвета с 30 до 26мм и уменьшении частоты вращения роторов с 215 до 155 мин-1. Это объясняется снижением скорости перемещения вороха по сепаратору (рис. 7).

Наибольшая полнота сепарации (96,81%) на скорости 1,89км/ч наблюдается при частоте вращения роторов 185мин-1, а на 3,22км/ч при 155мин-1 (89,64%), т.к. при высокой скорости движения на сепаратор поступает больше почвенно-картофельного вороха и, не смотря на более интенсивное воздействие роторов на ворох, полнота сепарации снижается вследствие высокой скорости перемещения сепарируемого материала (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость полноты сепарации от конструктивных и технологических параметров ротационного комбинированного сепаратора.

Рис. 8. Зависимость повреждаемости клубней от конструктивных и технологических параметров ротационного комбинированного сепаратора.

При уменьшении скорости движения агрегата с 3,22 до 1,89км/ч и уменьшении размера сепарирующих просветов прутковых роторов с 30 до 26мм происходит увеличение числа повреждений с 0,54 до 2,06. Число повреждений на 100 клубней увеличивается с 0,20 до 1,34 при снижении скорости движения агрегата с 3,22 до 1,89км/ч и снижении частоты вращения с 215 до 115мин-1 (рис. 8). Наибольшая повреждаемость на скорости движения 3,22км/ч происходят при частоте вращения 155мин-1 (0,76), а на 1,89км/ч при 185мин-1 (1,62). Это связано с повышением интенсивности воздействия роторов на ворох и соответствующими изменениями полноты сепарации, т.е. снижением амортизирующей способности почвенных примесей.

На полевых испытаниях полнота сепарации для опытного копателя составила 94%, что на 12% выше, чем у серийного, повреждаемость по массе составила 2,1%, что на 0,2% выше, чем у серийного и не превышает значения установленного в агротехнических требованиях (не более 3%). Разработаны рекомендации по выбору параметров ротационного комбинированного сепаратора для конкретных условий.

В пятой главе «Технико-экономическая эффективность использования картофелекопателя с ротационным комбинированным сепаратором» приведены расчёты экономической эффективности от применения модернизированного картофелекопателя, оборудованного ротационным комбинированным сепаратором (на базе КТН-2В) в сравнении с серийным.

Технико-экономическую эффективность использования предлагаемого сепаратора на поточной уборке картофеля определяли на основании разности приведённых затрат на 1га при работе базового и предлагаемого рабочего органа. Экономический эффект от применения модернизированного картофелекопателя в тяжелых почвенно-климатических условиях составил 163,69руб/га, что позволяет окупить капиталовложения за 3,52 года, в легких условиях 464,98руб/га и 0,56 года соответственно.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В Северо-Западной зоне Российской Федерации при уборке картофеля в сложных почвенно-климатических условиях ротационные рабочие органы, с возможностью колебания клубненосного пласта в вертикальной и в горизонтальной плоскости, расширяют возможности использования картофелеуборочных машин. Для увеличения сепарирующей способности и повышения надёжности, при работе на каменистых почвах рекомендуется использовать ротационный комбинированный сепаратор, состоящий из чередующихся спиральных и прутковых роторов.

2. Для обоснования конструктивных параметров и режимов работы рабочих органов ротационного комбинированного сепаратора целесообразно использовать уравнения движения центра масс клубня (8), (9), (10), (11), уравнение вращательного движения клубня вокруг центра масс (7) – на спиральном роторе, зависимость приобретаемого ускорения центром масс клубня от условий контакта с прутковым ротором (13).

3. Для перемещения почвенно-картофельного вороха ротационным комбинированным сепаратором без обратного скатывания целесообразно использовать роторы диаметром 200мм с промежуточными зазорами 10мм для углов -16° и 10° при передаче массы с пруткового ротора на спиральный и со спирального на прутковый соответственно. Для обеспечения транспортирования клубней, при высокой полноте сепарации (95..100%), а также при работе на склонах между прутковыми и спиральными роторами следует устанавливать ограничительные прутки диаметром 24мм с зазором 10мм к роторам.

4. Наиболее существенное влияние на процессы транспортирования и сепарации почвенно-картофельного вороха оказывают технологические и конструктивные параметры, рациональные их значения находятся в следующих пределах: скорость движения агрегата (1,89…4,22км/ч), частота вращения роторов (155…185мин-1), сепарирующий просвет прутковых роторов (26…30мм). На основании экспериментальных данных получены математические модели процессов транспортирования клубней картофеля (16), (17) и сепарации почвенно-картофельного вороха (18), (19) разработаны рекомендации по выбору параметров и режимов работы сепаратора для конкретных условий работы.

5. На полях с уклонами при уборке картофеля целесообразно использовать ротационный комбинированный сепаратор, который обеспечивает стабильное перемещение клубней не только на горизонтальной поверхности, но и при работе на уклоне до 6°, наличие на сепараторе почвенных примесей (при полноте сепарации 80%) позволяет увеличить предельно допустимый уклон поля до 8°.

6. Использование ротационного комбинированного сепаратора позволят увеличить полноту сепарации на 12% по сравнению с прутковым элеватором и снизить потери на трение в механизмах копателя на 342Вт, что составляет 24% от общих потерь на трение.

7. Конструкция ротационного комбинированного сепаратора обеспечивает коэффициент безопасности по энергии, поглощённой при соударениях клубня с рабочими органами равный 1,73, в полевых условиях повреждаемость клубней соответствует агротехническим требованиями и не превышает 2,1%.

8. Применение модернизированного картофелекопателя в тяжёлых условиях эксплуатации (тяжелый суглинок влажностью свыше 27% засорённый сорняками свыше 40 шт/м2) позволяет снизить эксплуатационные затраты на 30%, срок окупаемости капитальных вложений составляет 3,68 года, при экономическом эффекте 163,69руб/га. В легких условиях (супесь влажностью менее 16%, засорённая сорняками до 10 шт/м2) использование модернизированного картофелекопателя позволяет снизить эксплуатационные затраты в 1,9 раза, срок окупаемости капитальных вложений составляет 0,56 года, при экономическом эффекте 464,90руб/га.

Основные положения диссертации опубликованы
в следующих работах:

1. Перспективное направление в развитии картофелеуборочной техники / В.В. Морозов, А.Н. Павлов, Д.А. Фёдоров, А.Г. Максимов //Инновационные технологии и тенденции развития сельскохозяйственного производства: сб. науч. тр./ ФГОУ ВПО «Великолукская ГСХА». – Великие Луки: Редакционно-издательский отел ФГОУ ВПО «ВГСХА» – 2006. – С.148-151.

2. Морозов В.В. Конструктивные и технологические параметры комбинированного ротационного сепаратора картофелекопателя / В.В. Морозов, Д.А. Фёдоров, А.Г. Максимов // Достижения науки и техники АПК. – 2006. - №12. – С.42-43.

3. Ротационный комбинированный сепаратор / В.В. Морозов, А.Н. Павлов, Д.А. Фёдоров, А.Г. Максимов // Сельский механизатор. – 2007. - №2. – С.41.

4. Максимов А.Г. Новый ротационный комбинированный сепаратор картофелекопателя/ А.Г. Максимов // Роль молодых учёных в развитии науки. Материалы II научно-практической конференции: сб. науч. тр./ ФГОУ ВПО «Великолукская ГСХА». – Великие Луки: Редакционно-издательский отел ФГОУ ВПО «ВГСХА» – 2007. – С.219-223.

5. Оценка травмирующих воздействий на клубни картофеля [Электронный ресурс] / А.Г. Максимов, В.В. Морозов, А.Н. Павлов, Ю.И. Волошин, Д.А. Фёдоров; ред. Сорокин П.П., Web-мастер Захаров Д.Н.= Электрон. дан. –М.: Сетевой научно-методический электронный @ГРОЖУРНАЛ Московского государственного агроинженерного университета, 2007 - №7.-.- Режим доступа: ttp://agromagazine.msau.ru, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

6. Исследование движения клубня картофеля по поверхности спирального ротора / Ю.И. Волошин, А.Г. Максимов, В.Х Гришин, С.М. Загорский // Техника в сельском хозяйстве. – 2008. - №1. – С.37-38.

7. Ротационный сепаратор на поле / В.В. Морозов, А.Г. Максимов, А.Н. Павлов, Ю.И. Волошин, Д.А. Фёдоров // Сельский механизатор. – 2008. - №2. – С.10-11.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»