WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

kп - t mu0 cosa m x = 1- e, (4) kп kп - t mg m mu0 cosa - u0 sina + e kп m y = + g. (5) kп kп kп - t m Для исключения времени t из полученных уравнений выражение e разложено в степенной ряд по биному Ньютона и учитывая, что в момент падеmax ния x = l, y = -h, уравнения (4) и (5) представлены в виде:

kп kn lmax >u0 cosat - t2 + t3, (6) 2m 6m kп (kп) gkп g h = -u0 sina t + t2u0 sina - t3u0 sina + t2 + t3. (7) 2m 2 6m 6mНайдено выражение для определения расстояния между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца сепарирующего устройства с учетом g kп = m s (здесь s - площадь Миделево сечения):

mg t- mgs t2 + mgs tl >J0 cosa - rб sina. (8) m2g m2g Графики минимального расстояния между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца сепарирующего устройства, полученные по формуле (8) в соответствии с равенством (1) с учетом радиуса барабана выносного кг м транспортера rб = 0,055м, коэффициента сопротивления воздуха m =1,1, с Н удельного веса воздуха g =1,3, площади Миделево сечения s = 0,0027 м2, ммассы свободного листа m = 0,108 кг, ускорения свободного падения g = 9,81м/си положительного корня t уравнения (7), представлены на рис. 4 в зависимости от угла наклона и скорости выносного транспортера.

0,0,0,0,0,20 25 30 35 40 45, град.

Рисунок 4 – Расстояния lmin между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца сепарирующего устройства в зависимости от угла наклона его к горизонту при различной скорости J0 выносного транспортера: 1 –0,75 м/с; 2 – 0,9 м/с; 3 – 1,05 м/с; 4 – 1,2 м/с; 5 – 1,м/с; 6 – 1,5 м/с min, м При численных значениях параметров a = 35 - 400 и u0 = 0,8 -1,35м/с, имеющих место в капустоуборочном комбайне, l = 0,1- 0,23м.

Обоснован диаметр вальца сепарирующего устройства из условия затягивания листьев капусты после доставки в зазор между ним и выносным транспортером.

Для того, чтобы захватывались листья капусты тонкой стороной, необходимо касание вальца поверхности полотна выносного транспортера. Наружный диаметр вальца в этом случае можно найти исходя из расстояния между его осью и осью барабана выносного транспортера из рис. 5 по формуле:

dв = 2 l2 + H - rб, (9) где H - расстояние между осями барабана выносного транспортера и вальца по вертикали, м.

Наиболее худшим является случай, когда лист капусты подводится в зазор между выносным транспортером и вальцом черенком толщиной с.

При подводе листа капусты черенком в зазор со стороны вальца и полотна выносного транспортера на него начинают действовать силы N1, N2, F1=fN1, F2=fN2 (здесь f – коэффициент трения скольжения листа капусты о названные поверхности). Силы F1 и F2 способствуют захвату и затягиванию листа капусты в зазор. Силы N1 и N2 препятствуют этому процессу.

Рисунок 5 – Схема к обоснованию диаметра вальца сепарирующего устройства Условие захвата листа капусты за черенок представляется выражениями:

N1sina1 + N2 sina2 - F1cosa1 - F2 cosa2 0 ;

N1 cosa1 - N2 cosa2 + F1sina1 - F2 sina2 = 0, (10) 2 rб -(rб - c / 2) rб - c / 2 rв - c / где cosa1 = ; cosa2 = ; sina1 = ;

rб rв rб 2 rб -(rб - c / 2) sina2 = ; c » 2в1.

rв Выразив силы трения F1 и F2 через силы реакции N1 и N2 соответственно, после преобразований получим:

sina2 - f cosa2 f cosa1 - sina.

cosa2 + f sina2 cosa1 + f sinaИли, представив sina2 и cosa2 через rб и c, получим:

f (rв - c / 2)- rб -(rб - c / 2) f cosa1 - sina.

cosa1 + f sina2 c / 2 - rв + f rб -(rб - c / 2) Отсюда 2 2 2 2 2 cosa1cf + 1- f rб -(rб - c / 2) + sina1c f -1 / 2 - 2 f rб -(rб - c / 2).

rб 2 f cosa1 + sina1 f - Или 2 cosa1cf + rб 1- f sina1 + sina1c f -1/ 2 - 2 frб sina rб.

2 f cosa1 + sina1 f - Тогда наружный диаметр вальца для худшего случая должен определяться из условия:

2 cosa1cf + rб 1- f sina1 + sina1c f -1 / 2 - 2 frб sina dв. (11) f cosa1 + sina1 f -1 / Значения наружного диаметра вальца, соответствующие условию (11), вполне согласуются с данными, полученными по формуле (9).

В третьем разделе «Методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных» изложена программа и методика экспериментальных исследований.

Согласно программе были проведены исследования по определению размерно-массовой характеристики прилегающих и розеточных листьев капусты, содержания свободных листьев в ворохе капусты; многофакторные эксперименты по определению влияния расстояния l между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца сепарирующего устройства, угла наклона винтовой линии эластичных выступов вальца, угловой скорости вращения вальца на качество выделения сопутствующих примесей. Критерием оптимизации являлся коэффициент сепарации Кс.

Рабочий процесс сепарирующего устройства исследован на лабораторной установке, показанной на рис. 6.

Рисунок 6 – Схема лабораторной установки: 1 – платформа, 2 – зажимы, 3 – режущий аппарат, 4 – выносной транспортер, 5 – валец сепарирующего устройства, 6 – переборочный транспортер, 7 – пульт управления, 8 – П-образная рама, 9 – привод, 10 – цепная передача, 11 – брусья, 12 – дорожки При этом в составе сепарирующего устройства исследовали вальцы, собранные из эластичных дисков с закругленными и прямобочными выступами (рис.

7).

Для проведения полевых исследований и производственных испытаний сепарирующее устройство смонтировали в экспериментальном навесном капустоуборочном комбайне (рис. 8).

а) б) Рисунок 7 – Эластичные диски вальца сепарирующего устройства с закругленными (а) и прямобочными (б) выступами Рисунок 8 – Схема лабораторно-полевой установки: 1 – опорные колеса, 2 – режущий аппарат, 3 – валец сепарирующего устройства, 4 – переборочный транспортер, 5 – погрузочный элеватор В четвертом разделе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ » представлены результаты исследований, дан их анализ. В ходе анализа результатов экспериментов проведена статистическая оценка полученных вариационных рядов, построены кривые распределения и проведена проверка гипотезы о согласии распределения экспериментальных данных с моделью распределения по критерии 2.

Для построения эмпирической модели процесса сепарирования вороха капусты был реализован ортогональный центральный композиционный план 3-х факторного эксперимента. В результате получены уравнения регрессии, характеризующие качество сепарирования вороха капусты (табл. 1).

Таблица 1 – Уравнения регрессии, характеризующие зависимость коэффициента сепарации (y) вороха капусты от факторов процесса Х1(l ), Х2() и Х3() Исходное соУравнения регрессии держание свободных листьев в ворохе При закругленных выступах При прямобочных выступах капусты вальца вальца q, % y=0,932+0,047Х1-0,048Х12- y=0,910+0,047Х1-0,048Х12-0,082Х22-0,055Х32 (11) -0,081Х22-0,057Х32 (14) y=0,895+0,046Х1-0,051Х12- y=0,866+0,047Х1-0,045Х12-0,084Х22-0,054Х32 (12) -0,079Х22-0,052Х32 (15) y=0,851+0,047Х1-0,046Х12- y=0,816+0,047Х1-0,047Х12-0,083Х22-0,056Х32 (13) -0,077Х22-0,053Х32 (16) Адекватность полученных моделей проверялась по критерию Фишера.

Для более глубокого изучения характера и степени влияния факторов процесса l,, на коэффициент сепарации построили двумерные сечения поверхностей отклика (рис. 9), которые позволили в последующем установить их оптимальные значения.

Для анализа влияния степени исходной засоренности вороха капусты построен график зависимости коэффициента сепарации Кс от содержания q свободных листьев в ворохе капусты при оптимальных значениях факторов процесса (рис.10).

Из графика видно, что с увеличением содержания свободных листьев в ворохе капусты эффективность работы сепарирующего устройства снижается, но в целом его работоспособность сохраняется. Также несколько хуже происходит отделение сопутствующих примесей вальцом с прямобочными выступами (имеет место залипание листьев капусты на валец).

Таким образом, оптимальными параметрами сепарирующего устройства при средней степени засоренности вороха капусты (q=5…10%) являются: расстояние между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца =0,108 – 0,111м, угол наклона винтовой линии эластичных выступов вальца =45 – 460, угловая скорость вращения вальца =1,7 – 1,8рад/с.

1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,-0,-0,-1,-1,-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,l, м l, м 1,1,0,0,0,0,0,0,5 0,0,0,0,0,0,-0,-0,-1,-1,0 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,l, м l, м 1,1,0,0,0,0,0,0,0,5 0,0,0,0,0,-0,-0,-1,-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,-1,-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,, град.

, град.

а) б) Рисунок 9 – Двумерные сечения поверхностей отклика, полученные при 5%-ном исходном содержании свободных листьев в ворохе капусты: а – для вальца с закругленными выступами; б – для вальца с прямобочными выступами 0,0,0,0,0,0,0,0,0,5 10 Содержание q свободных листьев в ворохе капусты, % Рисунок 10 – График зависимости коэффициента сепарации Кс от содержания q свободных листьев в ворохе капусты при оптимальных значениях факторов процесса: (––––) для вальца с закругленными выступами;

(– – –) для вальца с прямобочными выступами, рад/с, рад/с вальца листоотделителя, град.

, град.

, рад/с, рад/с Коэффициент сепарации Кс В пятом разделе «Производственная проверка и экономическая оценка капустоуборочного комбайна с экспериментальным сепарирующим устройством» приведены технико-эксплуатационные показатели и определена экономическая эффективность сепарирующего устройства.

Производственная проверка капустоуборочного комбайна с экспериментальным сепарирующим устройством в колхозе «Красный фронтовик» Ибресинского района Чувашской Республики (рис. 11) подтвердила достоверность теоретических предпосылок и результатов лабораторных исследований. Полнота выделения примесей (коэффициент сепарации) составила 0,92 и 0,90 при рабочих скоростях капустоуборочного комбайна 0,8 и 1,5 м/с соответственно. После отделения сопутствующих примесей на переборочный транспортер поступали в основном товарные кочаны без сопутствующих примесей. Это позволило снизить затраты труда на последующее инспектирование кочанов, поднять пропускную способность, следовательно, повысить производительность капустоуборочного комбайна. Использование нового сепарирующего устройства также позволило иметь малую массу капустоуборочного комбайна.

Рисунок 11 - Производственные испытания капустоуборочного комбайна с новым сепарирующим устройством ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Выявлена размерно-массовая характеристика листьев капусты (масса m=0,08…0,14кг, длина а=0,33…0,43м, ширина в=0,29…0,37м, толщина с=0,01…0,02м) и установлено их содержание в ворохе капусты при машинной уборке в пределах 7…17%.

2. Разработана конструктивно-технологическая схема сепарирующего устройства, обеспечивающего повышение качества инспектируемой продукции в капустоуборочном комбайне (коэффициент сепарации сопутствующих примесей Kc=0,90-0,92). Новизна технического решения подтверждена патентами РФ на изобретения №2329637 и №2365086.

3. Получены аналитические зависимости (8), (11) и эмпирические модели (11)-(16), описывающие механическое взаимодействие сопутствующих примесей капусты с сепарирующим устройством.

4. На основе аналитических зависимостей (8) и (11) и экспериментальных исследований найдены следующие рациональные значения параметров сепарирующего устройства: расстояние между осями вращения барабана выносного транспортера и вальца сепарирующего устройства l =0,108 0,111 м, наружный диаметр вальца dв=0,13-0,14 м, угол наклона винтовой линии эластичных выступов вальца =45 470; угловая скорость вращения вальца =1,7 1,8 рад/с.

5. Производственными испытаниями установлено соответствие показателей качества работы капустоуборочного комбайна с разработанным сепарирующим устройством агротехническим требованиям. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения капустоуборочного комбайна с новым сепарирующим устройством в ценах 2009 года в среднем составляет 300 000 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Алатырева, И. С., Шильдяков, А. А. Технические средства для отделения сопутсвующих отходов к машинной уборке капусты / И.С. Алатырева, А.А.

Шильдяков // Материалы студенческих научных конференций факультетов «Роль молодых ученых в решении приоритетного национального проекта «Развитие АПК». – Чебоксары: ЧГСХА, 2007. – С.239 – 241.

2. Алатырева, И. С., Савеличев, К. А. Новый капустоуборочный комбайн / И.С. Алатырева, К.А. Савеличев // Материалы межрегиональной научнопрактической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Роль молодых ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». – Чебоксары: ЧГСХА, 2007. – С.113 – 115.

3. Алатырева, И. С., Тончева, Н. Н. Сепарирующее устройство малогабаритной капустоуборочной машины / И.С. Алатырева, Н.Н. Тончева // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Роль ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». – Чебоксары: ООО «Полиграф», 2007. – Т.2. – С.65 – 67.

4. Алатырева, И. С., Алатырев, С. С., Савеличев, К. А., Григорьев, А. О.

Новые технологии и техническое средство для уборки капусты / И.С. Алатырева, С.С. Алатырев, К.А. Савеличев, А.О. Григорьев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2008, №7. – С.16 – 17.

5. Алатырева, И. С., Дмитриев, А. С. Разработка сепарирующего устройства капустоуборочной машины / И.С. Алатырева, А.С. Дмитриев // Материалы студенческой научной конференции «Энергия и знания молодых аграрному производству». – Чебоксары: ЧГСХА, 2008. – С.219 – 220.

6. Алатырева, И. С., Савеличев, К. А. Новое сепарирующее устройство малогабаритной капустоуборочной машины / И.С. Алатырева, К.А. Савеличев // Материалы межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и наука XXI века». – Чебоксары:

ЧГСХА, 2008. – С.223 – 224.

7. Алатырев, С. С., Тончева, Н. Н., Алатырева, И. С. Оптимизация параметров сепарирующего устройства малогабаритного капустоуборочного комбайна / С.С. Алатырев, Н.Н. Тончева, И.С. Алатырева // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства», посвященной 80-летию профессора М. И.

Голдобина. – Чебоксары: ЧГСХА, 2008. – С.202 – 204.

8. Тончева, Н. Н., Алатырева, И. С. Усовершенствуем капустоуборочный комбайн / Н.Н. Тончева, И.С. Алатырева // Сельский механизатор. – 2009, №5. – С.12 – 14.

9. Мигушов, П. Ю., Федоров, Ю. Н., Алатырева, И. С. Определение закона распределения масс свободных листьев капусты / П.Ю. Мигушов, Ю.Н. Федоров, И.С. Алатырева // Материалы студенческой научно-практической конференции «Молодежь XXI века – специалисты АПК нового поколения». – Чебоксары:

ЧГСХА, 2009. – С.234.

Pages:     | 1 || 3 |






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