Введение к работе
Актуальность темы. Картофель в России является одной из основных продовольственных культур. По данным на 1998г. площадь его возделывания составила 3,27 млн. га, что обеспечивает нашей стране лидирующее место в мире по уровню валового сбора -31,2 млн. т. или около 15 % от мирового производства. В то же время средняя урожайность картофеля в период с 1995 г. по 1998 г. не превышала 11,7 ц/га. Это значительно меньше, чем в развитых странах Западной Европы и США. Поэтому имеется острая необходимость повышения эффективности сельскохозяйственного производства, чего нельзя добиться только путем увеличения урожайности культуры. Требуется также применение широкой механизации технологии возделывания и уборки картофеля. Отметим, что 45...70 % трудозатрат приходится именно на уборку. Их снижение возможно за счет применения новых технологий и сельскохозяйственной техники, отвечающей всем агротехническим требованиям, предъявляемым к уборочным машинам.
Между тем, практика работы картофелеуборочных машин, как отечественных, так и зарубежных показывает, что они в должной мере не удовлетворяют этим требованиям. Даже при оптимальных условиях работы в бункере комбайна имеются растительные примеси и наблюдаются высокие потери клубней на поле и их повреждения, что связано с рядом конструктивных недостатков, в том числе, с несовершенством ботвоудаляющих рабочих органов картофелеуборочных машин.
В настоящее время вопрос отделения ботвы и растительных примесей от клубней изучен недостаточно, хотя и является одним из основных при механизированной уборке картофеля. Что подтверждает целесообразность продолжения изысканий и исследований данного вопроса. Поэтому создание, совершенствование и обоснование параметров ботвоудаляющих рабочих органов картофелеуборочных машинах, является актуальной народнохозяйственной задачей.
Цель исследования. Создание ботвоудаляющего рабочего органа, обеспечивающего высокую полноту удаления растительных примесей, низкий уровень повреждений и потерь клубней картофеля и обладающего высокой технологической надежностью.
Объекты исследований. Физико-механические свойства картофельного вороха в ходе выполнения технологического процесса картофелеуборочными машинами, процесс и рабочие органы для отделения клубней от стеблей ботвы и сорняков при механизированной уборке картофеля.
Методика исследования. Основные физико-мехапические свойства картофеля и характер их изменения в процессе выполнения технологического процесса картофелеуборочными машинами определены, как по известным, так и разработанным нами методикам. Теоретический анализ процесса
ботвоудаления проведен на основе механико-математического моделирования этого процесса в картофелеуборочной машине. Лабораторные исследования процесса удаления растительных примесей выполнены с применением теории планирования эксперимента по плану ПФЭ. Обработка результатов исследований проведена методами математической статистики с использованием ЭВМ. Оценка агротехнических показателей работы ботвоуда-лителя и картофелеуборочной машины при полевых и хозяйственных испытаниях проводилась по нормативной документации МИС.
Научную новизну работы составляют:
Математические модели, описывающие
количество потерь клубней и полноту удаления растительных примесей при работе ботвоудалителя пальчато-гребенчатого типа;
условия допустимого уровня повреждений клубней при контакте с ботвоподводящими пальцами устройства для удаления растительных примесей в процессе его работы.
Методика определения модуля упругости и обоснования параметров выступов отрывного валика.
Методика оценки ориентации стеблей ботвы на сепарирующих рабочих органах картофелеуборочных машин, определяющей работу ботвоудаляю-щих устройств.
Практическую ценность диссертации составляют: новые конструкции ботвоудалителей (свидетельства на полезную модель № 13578 и № 14753) картофелеуборочных машин, инженерные методы расчета параметров устройств для отделения клубней от растительных примесей, рациональные параметры ботвоудаляющего рабочего органа пальчато-гребенчатого типа.
Реализация результатов исследования. На основании проведенных исследований изготовлены опытные образцы ботвоудалителей, которыми оборудованы картофелеуборочные машины, успешно прошедшие хозяйственные испытания на полях Тульской и Рязанской областей.
Материалы исследований переданы в АООТ «Фирма Комбайн» г. Рязань и ОАО «ВИСХОМ» г. Москва, где они используются при разработке новых ботвоудаляющих рабочих органов картофелеуборочных машин.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на:
- научных конференциях профессорско-преподавательского состава,
аспирантов и студентов РГСХА им. проф. П.А. Костычева (1997 - 2000 гг.),
Рязанского ВАИ (1999 г.), Самарской ГСХА (2000 г.);
- секции НТС ОАО «ВИСХОМ» (2000 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе два свидетельства на полезную модель. Общий объем публикаций 1,9 п.л., лично автора 1,37 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 189 стр., из которых на 52 страницах размещено 82 рисунка, на 9 - 12 таблиц, на 12 - список использованной литературы, состоящий из 133 наименований (из max 10 на иностранных языках) и на 30 страницах - 8 приложений. В приложении представлены документы о внедрении, копии свидетельств на полезную модель, результаты хозяйственных и лабораторных испытаний.
