Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1 Основные требования и современное состояние механизации очистки корнеклубнеплодов от почвы и растительных примесей
1.2 Анализ конструкций очистителей корнеклубнеплодов от почвы (у растительных примесей
1.3 Обзор научно-исследовательских работ в области очистки корне-клубнеплодов от почвы
1.4 Технологические линии кормоцехов, способы очистки кормовых корнеклубнеплодов
1.5 Некоторые сведения по исследованию физико-механических и агрофизических свойств корнеклубнеплодов
1.6 Предпосылки и поисковые опыты 41
1.7 Выводы и задачи исследований 47
2 Теоретические исследования 49
2.1 Исследование движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере
2.2 Взаимодействие корнеплода с рабочими органами шнекововальцового очистителя корнеклубнеплодов
2.3 Исследование движения корнеплодов на вальцах очистителя 65
2.4 Энергетические показатели шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов
2.5 Обоснование оптимальных конструктивных и кинематических параметров шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов
2.6 Выводы 84
3 Программа и методика экспериментальных исследований
3.1. Программа экспериментальных исследований 85
3.2 Поисковые опыты 85
3.3 Методика определения агрофизических показателей кормовой свеклы
3.4 Описание экспериментальной установки 91
3.5 Методика исследования экспериментальной установки 95
3.5.1 Методика определения условий испытаний 95
3.5.2 Методика определения показателей качества работы машины 96
4 Результаты и анализ теоретических и экспериментальных исследований
4.1 Агрофизические характеристики кормовой свеклы 98
4.2 Результаты исследования процесса очистки корнеклубнеплодов на экспериментальной установке в составе линии обработки корнеплодов кормоцеха
4.2.1 Условия испытаний 104
4.2.2 Определение качественных показателей работы очистителя корнеклубнеплодов
4.2.3 Определение энергетических показателей работы очистителя кор неклубнеплодов
4.2.4 Определение повреждаемости корнеклубнеплодов при работе очистителя
4.3 Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.4 Технико-экономическая оценка результатов исследования 119
4.5 Выводы 122
Общие выводы 124
Литература 126
Приложения 137
- Основные требования и современное состояние механизации очистки корнеклубнеплодов от почвы и растительных примесей
- Исследование движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере
- Программа экспериментальных исследований
- Агрофизические характеристики кормовой свеклы
Введение к работе
Актуальность темы. Кормовые корнеплоды повышают продуктивность сельскохозяйственных животных т.к. содержат много витаминов, сахара, микроэлементов. В рацион коров можно включать до нескольких десятков килограммов кормовых корнеплодов в день и добиться при этом высоких надоев. Однако, как правило, доля кормовых корнеплодов в суточном рационе коров не превышает нескольких килограммов из-за ограниченных запасов корнеплодов на ферме, так как кормовые корнеплоды требуют больших трудозатрат при их заготовке и подготовке к скармливанию.
Кормовая свекла может давать устойчивый урожай корнеплодов до 500.. .700 ц/га, что в переводе составляет 93... 135ц кормовых единиц.
Существующая уборочная техника для сахарной свеклы не пригодна для заготовки кормовой свеклы из-за различного расположения корнеплодов в почве, неравномерного выступания над поверхностью и других различий корнеплодов. Вторая сложность использования кормовых корнеплодов связана с трудоемкостью подготовки их к скармливанию. В типовых схемах кормоцехов линия подготовки корнеплодов предусматривает их мойку. На мойку 1т корнеплодов необходимо до 250 кг воды, соответственно возникают значительные сложности со стоками загрязненной воды в зимнее время. Разработанные устройства сухой очистки корнеплодов либо не обеспечивают необходимое качество очистки корнеплодов, либо имеют сложную конструкцию и ненадежны в работе.
Поэтому актуальной задачей является разработка очистителя корнеплодов, который может устанавливаться в качестве рабочего органа на корнеуборочный комбайн и использоваться осенью для заготовки в поле кормовых корнеплодов, а зимой после демонтажа с комбайна устанавливаться в кормоцехе. Это позволит увеличить годовую загрузку машины, и соответственно снизит расходы финансовых средств. Кроме этого появляется возможность возврата на поля
удаленной с корнеплодов в кормоцехе почвы, которая является самым плодородным слоем, тем самым снижается эрозия почв.
Решению перечисленных вопросов посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель работы. Повышение эффективности сухой очистки кормовых корнеклубнеплодов путем создания шнеково-вальцового очистителя.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:
провести анализ литературных источников, посвященных очистителям корнеклубнеплодов, а также провести поисковые опыты по определению наиболее перспективных типов очистителей, для выбора рациональной схемы очистителя корнеклубнеплодов;
определить некоторые важные физико-механические и агрофизические характеристики кормовой свеклы с целью разработки рекомендаций для обоснования параметров очистителя корнеклубнеплодов;
провести теоретические исследования движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере при его взаимодействии с рабочими органами шнеково-вальцового очистителя, для обоснования конструктивных и кинематических параметров очистителя корнеклубнеплодов;
разработать устройство для сухой очистки корнеклубнеплодов, теоретически и экспериментально обосновать его конструктивные и кинематические параметры, определить качественные и энергетические показатели его работы;
обосновать экономическую целесообразность внедрения предлагаемого технического решения.
Объект исследований. Технологический процесс очистки кормовых корнеклубнеплодов от почвенных примесей шнеково-вальцовым очистителем.
Предмет исследований. Закономерности изменения качественных и энергетических показателей процесса очистки корнеклубнеплодов от режимов работы
очистителя, а также процесс движения корнеплода при его взаимодействии с рабочими органами шнеково-вальцового очистителя. Научную новизну работы составляют:
закономерности изменения качественных и энергетических показателей процесса очистки корнеклубнеплодов от режимов работы очистителя;
обоснование направления в создании устройств сухой очистки корнеклубнеплодов шнеково-вальцового типа;
теоретические модели движения корнеплода при взаимодействии с рабочими органами шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов.
Практическую ценность имеют:
результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию конструктивных и кинематических параметров шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов;
результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению качественных и энергетических показателей работы очистителя;
- конструкция шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов.
Реализация результатов исследований.
Разработанный и изготовленный шнеково-вальцовый очиститель корнеклубнеплодов с положительным эффектом внедрен в линии обработки корнеклубнеплодов кормоцеха молочно-товарной фермы СПК им. Рафхата Еникеева Дюртюлинского района РБ.
Апробация.
Основные положения диссертации были доложен и одобрены на научно-практической конференции посвященной 50-ти летию факультета механизации с/х БГАУ (Уфа 2001), на научно-практической конференции «Совершенствование технологии и технических средств механизации сельского хозяйства» (Пенза 2001), на научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (Уфа 2002), на международной научно-практической конференции «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (Уфа 2002),
на международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (Уфа 2003). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованной литературы (117 наименований). Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 9 таблиц и 6 приложений. На зашиту выносятся:
закономерности изменения качественных и энергетических показателей процесса очистки корнеклубнеплодов от режимов работы очистителя;
теоретические модели движения корнеплода при взаимодействии с рабочими органами шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов;
теоретические положения по обоснованию конструктивных, кинематических и энергетических параметров шнеково-вальцового очистителя корнеклубнеплодов;
результаты лабораторных и производственных исследований.
Работа выполнена на кафедре «Механизация производства, переработки и хранения продукции животноводства» Башкирского государственного аграрного университета в 2000 — 2003 гг.
Основные требования и современное состояние механизации очистки корнеклубнеплодов от почвы и растительных примесей
Проблема очистки корнеплодов от почвы и других примесей возникла со времен создания механизированных средств уборки урожая.
Рабочие органы для очистки корнеплодов от почвы при уборке имеют низкую почвоотделяющую способность на сухих и влажных почвах, засоренных полях, а также повреждают значительное количество корнеплодов (до 40 %), которые при длительном хранении сгнивают и заражают гнилью здоровые корнеплоды. [96]
Получение кондиционных корнеплодов имеет решающее значение для их сохранности при кагатировании, а следовательно, в получении продукции высшего качества (сахара из корнеплодов сахарной свеклы, корма для животных в виде корнеплодов кормовой свеклы).
К выполнению технологического процесса очистки корнеплодов от почвы при механизированной уборке предъявляются следующие требования. Этот процесс должен осуществляться с минимальными потерями мелких корнеплодов и их отбитых частей, минимальным количеством поврежденных корнеплодов при воздействии рабочих органов.
Ворох корнеплодов, поступающих на очистку, состоит из механической смеси твердых тел различной формы и крупности. Таким образом, приняв, что компоненты, составляющие сыпучий материал обладают упругостью и прочностью, его можно назвать сыпучей средой.
В ворохе корнеплодов кроме почвенных примесей может содержаться значительное количество сорной растительности, которая наматывается на активные рабочие элементы конструкции очистителя, а также камней, металлических предметов могущих приводить к заклиниваниям и поломкам рабочего органа. Проблема очистки кормовой свеклы до сих пор полностью не решена. Особенности кормовой свеклы, по сравнению с сахарной следующие: - корнеплоды кормовой свеклы по длине, диаметру, расположению корнеплодов над поверхностью почвы значительно отличаются от корнеплодов сахарной свеклы. - для удобства кормления животных кормовая свекла возделывается вблизи животноводческих ферм, а эти участки имеют повышенную засоренность растительностью.
Кроме того значительно отличаются агротребования предъявляемые к кормовой и сахарной свекле. Ворох корнеплодов кормовой свеклы должен содержать почвенных примесей значительно меньше, чем ворох сахарной свеклы. Для сахарной свеклы агротребованиями допускается 5...6 % примесей в виде свободной почвы и 3...7 % в виде почвы на корнях. Корнеплоды кормовой свеклы, предназначенные для кормления животных не должны в сумме содержать почвенных примесей более 3 %.
Ограничение, накладываемое агротребованиями на засоренность вороха сахарной свеклы ботвой (не более 1,5 %), для кормовой свеклы предназначенной для непосредственного скармливания или для закладки комбинированного силоса, может быть снято.
Рассмотрим какие машины применяются для уборки и подготовки к скармливанию кормовой свеклы и как в них решается вопрос очистки корнеплодов от почвенных и растительных примесей.
Для уборки сахарной свеклы отечественной промышленностью выпускаются машины для однофазной, двухфазной и трехфазной уборки. [84]
Корнеплоды проходят очистку на машинах типа КСТ-3, СКД-3, КС-6, РКС-6, и т.д. ПО «Тернопольский комбайновый завод» выпускается серийно шести рядная самоходная корнеуборочная машина КС-6 (рисунок 1.1).
В конструкции машины в качестве конвейеров-очистителей корнеплодов от примесей применены шнековые 4, прутковые 5, 8 и кулачковые 7 рабочие орга ны. При повышенной влажности почвы зазоры между рабочими поверхностями забиваются почвенными и растительными остатками и процесс очистки ухудшается. Кроме того, на привод этих рабочих органов в упомянутых условиях затрачивается значительная мощность. Рисунок 1.1 Конструктивно-функциональная схема корнеуборочной машины КС-6 1,2 - соответственно дисковый пассивный и приводной копачи; 3 — редуктор привода; 4 - шнековый очиститель; 5 - продольный транспортер; 6 - транспортер бункера; 7 - комкодробитель; 8 - погрузочный транспортер.
В этом же предприятии выпускается корнеуборочная машина КС-6Б (рисунок 1.2). Очистка корнеплодов осуществляется путем их взаимодействия с роторными очистителями 2, пластинчатым валом 3 и транспортером 4. Роторные (турбинные) очистители неплохо работают даже на тяжелых суглинках. Коллективом ГСКБ ПО «Днепропетровский комбайновый завод» разработан самоходный корнеуборочный комбайн РКС-6 предназначенный для одновременной уборки шести рядков корнеплодов сахарной свеклы (рисунок 1.3). Транспортирование и очистка корнеплодов от примесей осуществляется на прутково-шнековых очистителях 8, 9 и прутковых транспортерах 5, 6. Использование двух вращающихся конических вилок 1 для извлечения корнеплодов из почвы при нормальной влажности позволяет подавать ворох на очистку с минимальным количеством почвенных примесей. Рисунок 1.2 Функциональная схема корнеуборочной машины КС-6Б 1 - дисковые копачи с корнезаборниками; 2 - роторные очистители; 3 -пластинчатый вал; 4 - транспортер. В этом же объединении выпускают самоходные корнеуборочные комбайны МКК-6 предназначенные для уборки корнеплодов кормовой свеклы. Для очистки корнеплодов на корнеуборочных машинах используются те же рабочие органы, что и на РКС-6. ОАО фирма «Комбайн» г.Рязань выпускает комплект машин для трехфазной уборки кормовой свеклы. В комплект входит ботвоудалитель БУН-4/6, валкоукладчик В УН 4/6 и подборщик корнеплодов ПКП-0,8 (рисунок 1.4) предназначенный для подбора вал ка кормовой свеклы, очистки от примесей и погрузки в транспортное средство. Очистка корнеплодов происходит на очистителях различных типов. ФГУП ПО «Азовский оптико-механический завод» выпускается свеклоуборочный комплекс, состоящий из полуприцепного ботвоуборочного агрегата АБ-1, навесного копателя АС-1 (рисунок 1.5) и прицепного свеклоподборщика ПС-2 (рисунок 1.6). Рисунок 1.3 Конструктивно-функциональная схема корнеуборочной машины РКС-6 1 - выкапывающие вилки; 2,3 - приемный роторный корнезаборник; 4 - энергетическая установка; 5,6 - транспортеры; 7 - погрузочный транспортер; 8,9 -прутково-шнековый очиститель. Предварительная очистка вороха корнеплодов происходит на роторных очистителях 1 копателя АС-1 (рисунок 1.5), а окончательная очистка на свекло-подборщике ПС-2 (рисунок 1.6), при взаимодействии вороха корнеплодов с прутковыми транспортерами 1, 3 и горизонтальным барабаном 2 с винтовой эластичной навивкой.
Исследование движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере
В настоящее время во многих машинах, в качестве рабочего органа используется шнек или винтовой конвейер, особенно широкое распространение он получил в конструкциях сельскохозяйственных машин.
Но несмотря на это теория движения тела в винтовом конвейере разработана недостаточно полно. В литературе по подъемно-транспортным машинам приводятся эмпирические сведения о порядке расчета винтовых транспортеров. Некоторые сведения, получившие распространение, не имеют строгой теоретической основы, физическая природа многих эмпирических коэффициентов остается невыясненной.
В технической литературе опубликовано много статей, посвященных теории, испытанию и эксплуатации шнеков. Однако все они не отвечают на главный вопрос- как вычислить теоретически осевую скорость материала в винтовом конвейере; не учитывают влияние на нее коэффициентов трения скольжения материала о лопасть винта и стенку кожуха; влияние угла наклона оси шнека к горизонту и др.
Создание теории движения тела в винтовом конвейере, позволит оптимизировать конструктивные и кинематические параметры существующих и вновь создаваемых шнековых рабочих органов сельскохозяйственных машин, поэтому данная задача является весьма актуальной.
Вопросом движения материальной точки в винтовом конвейере занимался Григорьев А. М. [33], но представленная в его монографии система дифференциальных уравнений движения материальной точки не достаточно точно описывает движение корнеплода, который желательно представить в виде шара некоторого радиуса. Поэтому возникла необходимость произвести вывод уравнения движения корнеплода в винтовом конвейере. Рассмотрен корнеплод движущийся в винтовом конвейере установленным под углом у от вертикали. Приняты три системы координат: XYZ - неподвижная система координат; XiYiZi - система координат, связанная со шнеком и вращающаяся относительно оси OZ со скоростью соо; X2Y2Z2 - система координат связанная с корнеплодом.
К корнеплоду движущемуся в винтовом конвейере приложены следующие силы: G - вес корнеплода; Л/\ - нормальная реакция от поверхности винта; Ni - нормальная реакция от поверхности кожуха шнека; сила трения f\N\ о поверхность винта и сила трения f f2 о поверхность кожуха, где /t и /г -коэффициенты трения корнеплода о поверхность винта и кожуха.
Для проверки достоверности полученных уравнений решена задача движения корнеплода в вертикальном винтовом конвейере (при 7=0).
В этом случае имеет место равномерное движение корнеплода вверх с одновременным его сползанием вниз по винтовой линии шнека при этом угловая скорость корнеплода є = const, а угловое ускореннее = 0, этим движение корнеплода в вертикальном винтовом конвейере существенно отличается от движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере где установившееся движение корнеплода возможно только при є = 0, и є = 0.
Приняв для вертикального винтового конвейера є = const; є = 0; є = є t; f=0, уравнение (15) примет вид g s2 + tg2a(o)0 - є) (sin a + f} cos a) + /2re2 [(a 0 - e)tga(sin a + /j cos a) - e(cosa-fy sina)]=0, (16)
Также решена задача по определению угла отклонения корнеплода от вертикали в любой момент времени, при его движении в винтовом конвейере установленным под углом 30 к горизонту и имеющим следующие параметры: диаметр кожуха шнека 1,04 м; шаг шнека 0,66 м; диаметр корнеплода 0,14 м; частота вращения шнека 10, 34, 43 и 53 мин-1.
В результате решения уравнения (15) построен график изменения угла є отклонения корнеплода от вертикали в зависимости от его продольного перемещения z (рисунок 2.2). є, град N 3 2 .і 85 75 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 Z, М Рисунок 2.2 График изменения угла є отклонения корнеплода от вертикали в зависимости от его продольного перемещения z при частоте вращения шнека: 1-53 мин"1; 2- 43 мин"1; 3- 34 мин"1; 4-10 мин"1.
Вертикальный винтовой конвейер широко применяется в сельскохозяйственной технике, в частности использован в конструкции машины для мойки и измельчения корнеплодов ИКМ-Ф-10. В уравнение (16) были подставлены параметры данной машины, а именно: г=0,215 м; 5=0,32 м; «=18 рад/с и получены следующие результаты: угловая скорость движения корнеплода г=12,53 рад/с; время активной мойки корнеплодов (при подъеме на высоту 1,2 м) /=4,3 с; минимальная угловая скорость вращения шнека при которой возможен подъем корнеплода симин=10,79 рад/с.
Полученные значения соответствуют технической характеристике машины и согласуются с зоо-ветеринарными требованиями на мойку корнеплодов. Из этого можно сделать вывод о справедливости полученных уравнений.
Программа экспериментальных исследований
В настоящее время для очистки вороха корнеклубнеплодов от почвы и растительных примесей в составе уборочных агрегатов применяются различные по конструкции устройства, которые были описаны в разделах 1.1, 1.2, 1.6 данной работы. Заготовленные на кормовые цели корнеклубнеплоды содержат зачастую более 10% примесей почвы и растительных остатков, тогда как по зоотехническим требованиям допускается менее 2%. В кормоцехах это достигается мойкой корнеклубнеплодов в агрегатах типа ИКМ-Ф-10. Однако мокрая очистка сопряжена с большим расходом воды, замерзанием в зимнее время технологической и сточных вод и другими трудностями. Поэтому нужно отдать предпочтение сухой доочистке корнеклубнеплодов. Учитывая нынешнее тяжелое экономическое положение крестьянских хозяйств и то обстоятельство, что кор-неклубнеплодоуборочные агрегаты имеют незначительную годовую загрузку, целесообразно использовать очистители корнеклубнеплодов после демонтажа в составе кормоцехов животноводческих ферм для сухой доочистки кормовых корнеплодов и картофеля. В связи с этим проектируемый очиститель должен быть универсальным, т.е. обладать возможностью качественной очистки многих видов корнеклубнеплодов как в составе уборочного агрегата, так и поточных технологических линиях (ПТЛ) кормоцехов. При этом очиститель должен без больших трудовых затрат монтироваться в кормоцехе и устанавливаться на уборочном агрегате. Как в составе уборочного агрегата, так и в ПТЛ кормоцеха важно не только транспортировать, но и поднимать очищаемый ворох корнеклубнеплодов.
Работа устройств для сухой очистки корнеклубнеплодов определяется и рядом других показателей. На стадии проектирования можно принять в качестве основных показателей следующие: 1. Показатели качества технологического процесса (эффективность отделения почвы, в том числе комков, эффективность отделения растительных остатков, повреждаемость корнеклубнеплодов); 2. Показатели надежности работы (отсутствие забивания очистителя почвой и растительными остатками); 3. Показатели технологичности (подъемно-транспортирующая способность, простота конструкции, металлоемкость).
Для обоснования конструктивной схемы устройства для сухой очистки корнеклубнеплодов кроме тщательного изучения литературных источников был проведено априорное ранжирование факторов методом экспертных оценок. Для основных семи типов очистителей корнеклубнеплодов (таблица 3.1) была проведена экспертная оценка по каждому из предложенных показателей. Для этого специалистами в области очистки корнеклубнеплодов присваивались места (ранги) с 1-го по 7-ое, причем типу очистителя считающимся лучшим по данному показателю присваивался ранг 1, а худшему - 7. В случае совпадения рангов у разных типов очистителей присваивался средний ранг между ними. Оценка типов очистителей проводилась по сумме баллов (таблица 3.1), причем отдельно оценивались очистители в составе уборочного агрегата и в составе ПТЛ кормоцехов. В последнем случае не учитывались показатели повреждаемости корнеклубнеплодов и эффективности отделения растительных остатков.
В соответствии с ОСТ 70.8.6-83 [76] для определения агрофизических показателей свеклы выделяют 5 учетных площадок, равномерно расположенных по диагоналям поля, а на каждой площадке - три учетных отрезка ряда длиной 10 м каждый [76]. Таким образом, при густоте насаждений 65-110 тыс. шт./га требуется обмерить 440-745 корнеплодов, и в связи с этим, только для определения биологической урожайности корнеплодов на поле площадью 100 га необходимо затратить 24-32 чел. ч.. С целью снижения затрат времени для определения агрофизических показателей в настоящее время предлагаются методы отбора проб, отличные от ОСТ 70.8.6-83, например, метод малых проб. Сравнительная оценка этого метода с общепринятыми показала, что расхождения данных, полученных этими методами для сахарной свеклы незначительны [54]. Поэтому данные, полученные методом малых проб, являются достоверными. Метод малых проб по определению урожайности корнеплодов сахарной свеклы заключается в следующем. По двум диагоналям поля учетные отрезки рядов длиной 1 м каждый распологаются равномерно. На каждом отрезке под-считывается количество растений, а затем все корнеплоды выкапываются и взвешиваются. По средней массе корнеплодов с 1 пог. м. ряда определяют урожайность 1 га [54].
Для определения агрофизических показателей кормовой свеклы был принят метод отбора проб, заключающийся в выборе равномерно расположенных по двум диагоналям поля учетных отрезков рядов, содержащих по 10 корнеплодов [97].
Данный метод упрощает отбор проб и исключает предвзятость в выборе отдельных образцов. Количество учетных отрезков принимается равным 13-15.
В соответствии с ОСТ 70.8.6.-83 [76] оцениваются следующие агрофизические показатели кормовой свеклы: а - угол отклонения корнеплода от вертикали, град; в- отклонение вершины человека корнеплодов от оси рядка, мм; /, -расстояние до соседнего корнеплода, мм; L - длина корнеплода, мм; D - диаметр корнеплода, мм; 1б - длина ботвы, мм; d6 - диаметр пучка ботвы; /и/ - масса ботвы, кг; гп2 - масса корнеплода, кг; hi - глубина залегания корнеплодов в почве, мм; Pi2 - высота головок корнеплодов над поверхностью почвы, мм.
Угол отклонения корнеплода от вертикали а определялся с помощью специального прибора [66], представляющего собой стержень, на одном конце которого закреплен конус, а на другом - шарнирно угломер. На стержень надеты ползуны, к которым при помощи рычажно-шарнирных механизмов прикреплены подпружиненные захваты. При установке конуса в центре головки корнеплода захваты определяют пространственное расположение стержня, распо-логая его по оси корнеплода. Отклонение оси стержня от вертикали фиксируется при помощи угломера.
Агрофизические характеристики кормовой свеклы
Зачастую обоснование конструктивных параметров рабочих органов машин для уборки и послеуборочной обработки кормовой свеклы возможно только при наличии агрофизических характеристик этой культуры. В связи с этим в сентябре 1999 года были проведены полевые опыты по определению агрофизических показателей кормовой свеклы сорта "Эккендорфская желтая". Опыты проводились в совхозе "Дмитриевский" Уфимского района на поле кормовой свеклы площадью 10 га.
С целью снижения затрат времени для определения агрофизических показателей использовался видоизмененный метод малых проб [54], отличный от ОСТ 70.8.6-83 [76]. Отбор проб осуществлялся на 14 равномерно расположенных по диагоналям поля учетных отрезках рядков, содержащих по 10 корнеплодов. В соответствии с ОСТ 70.8.6-83 [76] оценивались следующие агрофизические показатели кормовой свеклы: Ь- отклонение головки корнеплодов от оси рядка; 1,- расстояние между соседними корнеплодами в рядке; L- длина корнеплода; D- диаметр корнеплода; 1б- длина наибольшего листа ботвы; oV диаметр пучка ботвы; mr масса ботвы; тг- масса корнеплода; hr глубина залегания корнеплода в почве; Ьг- высота положения головки корнеплода над поверхностью почвы. Также определялся наклон корнеплода специально разработанным прибором путем замера угла а между осью корнеплода и вертикалью.
По каждому из изучаемых признаков методом моментов с помощью компьютерной программы "Statu" определялся теоретический закон распределения в виде нормального закона, кривых К. Пирсона, распределений Вейбул-ла, логарифмически-нормального, логистического и др. Для более точной оценки моментов они определялись по не сгруппированным в классы данным.
Для проверки соответствия теоретического и эмпирического распределе-ний по критерию согласия Пирсона % данные были сгруппированы в классы. Количество классов принималось от 7 до 10. Для этой же цели использовался и критерий согласия Колмогорова. Так как теоретический закон распределения определялся по не сгруппированным данным, оценку по данным критериям следует рассматривать как более строгую. В случае соответствия критериям согласия нескольких законов распределения, в том числе и нормального, предпочтение отдавалось последнему, как наиболее подходящему под законы природы.
Законы распределения масс корнеплода и ботвы определены в виде кривых К. Пирсона типа I. Отклонение головки корнеплода от оси рядка определено усеченным нормальным законом распределения. Для остальных агрофизических показателей был принят нормальный закон распределения.
Данные кривые позволяют определить некоторые конструктивные параметры рабочих органов комбайна. Например, размерно-массовые характеристики кормовой свеклы позволяют определиться в параметрах очистителя вороха корнеплодов от почвы и растительных примесей. Кривые распределения показывают изменчивость каждого из признаков, но не отражают влияние одного признака на другой.
Масса корнеплода одного и того же сорта также вполне определяется его длиной и диаметром. Для случая корреляции между длиной и диаметром корнеплода множественный коэффициент корреляции равен 0,853, для связи массы корнеплода с его длиной и диаметром множественный коэффициент корреляции составляет 0,987 при объеме выборки равном 140. Уравнения регрессии при этом соответственно имеют вид.
Проверка адекватности этих уравнений производилась по критерию Фишера. Для первого уравнения он составил 0,82 при числе степеней свободы 76 и 62, что соответствует уровню значимости 0,8. Для второго уравнения критерий Фишера равен 2,35 при числе степеней свободы 136 и 1, что соответствует уровню значимости 0,49. Таким образом, данные уравнения являются адекватными.
Визуальными наблюдениями установлено, что с уменьшением расстояния между корнеплодами в рядке уменьшаются и их геометрические размеры, а следовательно и масса корнеплодов.
Частота вращения шнека изменялась с помощью вариатора редуктора привода установки рисунок 3.3. Угол установки вальцов изменялся путем перемещения вальцов 4, обрешетки 5 и доски 7 закрепленных на секторах 8 вокруг оси вращения шнека рисунок 3.1. Угол наклона очистителя регулировался изменением высоты передней или задней опоры очистителя. Углы установки вальцов и очистителя определялись при помощи отвеса и транспортира.
Во время каждого опыта отбиралась проба, содержащая 14- 20 кг корнеплодов, которые взвешивались, затем тщательно очищались вручную и снова взвешивались.
По результатам взвешиваний корнеплодов определяли остаточную загрязненность у! и эффективность очистителя у2.
Опыты проводили в трехкратной повторности. Для выявления влияния принятых факторов на качественные показатели процесса очистки была проведена статистическая обработка полученных данных с использованием компьютерной программы «Staty» разработанной доцентом Мартыновым В.М.
