Содержание к диссертации
Введение
1.. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Обзор и анализ существующих машин для уборки сахарной свёклы .
1.2. Тенденции в развитии выкапывающих рабочих органов 21
1.3.Требования, предъявляемые к выкапывающим органам свеклоуборочных машин. 27
1.4. Выводы по разделу 28
1.5. Цель и задачи исследований 28
2. Физико-механические свойства корнеплодов сахарной свеклы и почвы .
2.1 . Общие сведения и методика проведения исследований 30
2.2. Размещение растений в рядке 38
2.3. Размерно-массовые характеристики корнеплодов сахарной 41 свеклы.
2.4. Физико-механические свойства почвы 43
2.5. Выводы по разделу 45
3. Теоретическое обоснование параметров и режимов работы вибрационного копача.
3 1. Вопросы теоретических разработок. 47
3.2. Обоснование геометрических параметров выкапывающего рабочего органа . 48
3.3. Обоснование рабочих режимов вибрационного копача 54
3.4. Определение оптимальных режимов копача при повышенной влажности почвы 65
3.5. Обоснование параметров пруткового сепаратора 73
3.6. Обоснование выбора закона распределения вероятности безотказной работы копача 76
3.7. Выводы по разделу. 78
4. Экспериментальные исследования.
4.1. Программа и общая методика исследований 81
4.2. Лабораторно-полевая установка и приборы, используемые при экспериментальном исследовании 82
4.3. Последовательность и техника проведения эксперимента 84
4.4. Технологические показатели качества работы
вибрационного копача. 86
4.5. Оптимизация параметров вибрационного рабочего органа для выкопки корнеплодов сахарной свеклы 89
4.6. Оптимизация рабочих режимов копателя при повышенной влажности почвы. 105
4.7. Результаты экспериментального исследования надежности работы вибрационного копача. 107
4.8. Выводы по разделу 109
5. Эффективность использования вибрационных рабочих органов при выкопки корнеплодов сахарной свеклы .
5.1. Хозяйственные испытания. 112
5.2. Эффективность применения вибрационных копачей на уборке сахарной свеклы. 113
5.3. Выводы по разделу. 117
Общие выводы 118
Список использованной литературы 121
Приложения 131
- Обзор и анализ существующих машин для уборки сахарной свёклы
- Общие сведения и методика проведения исследований
- Обоснование геометрических параметров выкапывающего рабочего органа
- Лабораторно-полевая установка и приборы, используемые при экспериментальном исследовании
Введение к работе
Сахарная свёкла является одной из важнейших технических культур, выращиваемых в России. Корнеплоды являются основным сырьем для производства сахара, а ботва и отходы свеклосахарного производства используются в животноводстве как ценный корм.
Анализ состояния Российского свекловодства показывает, что с 1985 по 1990год стабильно росла урожайность корнеплодов и выработка сахара на заводах. Производство сахарной свёклы в эти годы возросло с 25 до 32 млн. тонн. Многие хозяйства освоили интенсивную технологию, наладилось сотрудничество с зарубежными фирмами, повысилось качество семян, лучше стали работать сахарные заводы.
В дальнейшем же начался период непрерывного спада производства свёклы и сахара. С 1989 по 1994 г. посевные площади сократились на 32%, снизился валовой сбор корнеплодов. В результате производство сахара в целом по России сократилось в 2 раза. В большинстве свеклосеющих хозяйств сложилась критическая ситуация с техникой для возделывания и уборки свёклы. Начиная с 1990 года, в хозяйствах резко сокращается парк свекловичных машин. Положение усугубляется ещё и тем, что заводы, производящие эту технику на Украине и, учитывая сложные таможенные операции и тяжелое финансовое положение, хозяйства практически её не покупают/88/.
Начиная с 1992года сахарные заводы вынуждены были под сезонные затраты брать кредиты в коммерческих банках, ставки которых превышали 200% годовых. В то же время свеклосеющие хозяйства, не имея опыта торговли, несут дополнительные убытки от продажи принадлежащего им сахара, теряют интерес к производству сахарной свёклы и сокращают посевные площади.
Благодаря географическому положению и природно-климатическим условиям в Центрально-Черноземном регионе сосредоточено около 48% площадей, занятых сахарной свеклой. Но за десятилетний период экономиче ских реформ, свеклосахарный комплекс ЦЧР значительно утратил свой по тенциал. Пик сокращения посевных площадей пришелся на 1994 — 1998 г.г. Сократился также парк машин для возделывания этой культуры, основу которого составляют морально устаревшие машины, поставленные на производство в 70-х годах /88, 100/.
В последнее время на полях России появляется множество техники Европейских фирм, в том числе для возделывания и уборки сахарной свеклы.
Применение зарубежной техники в наших условиях не всегда оправдано.
Особенно это заметно на завершающем этапе производства сахарной свеклы - уборке урожая. Этот этап почти всегда сопровождается не благоприятными погодными условиями (дожди, ночные заморозки). Состояние почвы при этом изменяется не в лучшую сторону (повышенная влажность и твердость).
В таких условиях возможности свеклоуборочных машин ухудшаются, про исходит залипание почвой выкапывающих и сепарирующих органов, качест во уборки резко снижается, и нередко богатый урожай остается в поле из-за невозможности продолжения уборки. Поэтому работа, направленная на совершенствование технологии уборки сахарной свеклы при повышенной влажности почвы с разработкой рабочего органа, является актуальной.
Цель работы
Совершенствование процесса выкопки корнеплодов сахарной свеклы путем применения лемешкового вибрационного копача и повышение надеж ности работы копателя.
Объект исследования Процесс извлечения корнеплодов из почвы.
Методика исследования.
Теоретические исследования выполнялись с использованием методов прикладной механики и математического анализа. Экспериментальные исследования выполнялись с применением теории вероятностей, математической статистики. Расчеты и обработка данных исследований осуществлялись на ЭВМ.
Научная новизна
Исследованы физико-механические свойства корнеплодов и почвы. Теоретически обоснованы геометрические параметры и режимы работы рабочего органа для выкопки корнеплодов сахарной свеклы.
- Разработана математическая модель процесса выкопки корнеплодов ле-мешковым вибрационным копачом;
- Установлены рациональные режимы выкопки корнеплодов;
- Обоснованы конструктивные параметры лемешкового виброкопача.
Практическая значимость Разработана схема и изготовлены рабочие органы для выкопки корнеплодов сахарной свеклы (патент РФ № 2206195).
Разработана методика оптимизации кинематики и динамики рабочих органов, определены их основные режимные и конструктивные параметры.
На защиту выносится
Обоснование возможности использования вибрационных копачей в ус ловиях повышенной влажности почвы.
Результаты теоретических исследований технологического процесса выкопки корнеплодов.
Результаты экспериментальных исследований и рекомендации по выбору рациональных параметров и режимов работы копателя.
Оценка эффективности использования предлагаемого копателя.
Реализация результатов исследований
Экспериментальный образец копателя прошел производственные испытания в СХПК «Крюковский», Мичуринского района, Тамбовской области, в 2003 году.
Материалы настоящих исследований используются в учебном процессе Тамбовского государственного технического университета.
Результаты исследований переданы ГНУ ВИИТиН (г. Тамбов) для про должения опытно- конструкторских работ.
Апробация работы
Результаты исследовании были доложены, обсуждены и получили положительную оценку: на научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития АПК в условиях рыночных отношений», Мичуринск 1998; на международной научно-практической конференции «Аграрная наука в начале XXI века», Воронеж 2001; на 54 международной научно практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад моло дых ученых в развитие аграрной науки», Рязань 2003.
Публикации По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе патент на изобретение.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 125 стр., со держит 72 рисунка, 9 таблиц, 9 приложений. Список используемой литературы включает 122 наименования.
Обзор и анализ существующих машин для уборки сахарной свёклы
Проблемой механизации уборки урожая сахарной свёклы занимаются на протяжении многих лет. Создание свеклоуборочных машин в СССР началось в 1928-1930 годах, и только в 1948 году был поставлен на производство первый однорядный свеклоуборочный комбайн СПГ-1. Этот свеклокомбайн позволил механизировать комплекс операций по уборке сахарной свёклы. Подкапывание корней, извлечение их из почвы, срезание ботвы, частичную очистку корнеплодов от почвы и сбор их и ботвы в отдельные кучи /49/. Этот комбайн подготовил необходимые условия для создания и внедрение в массовое производство более производительных, многорядных свеклоуборочных машин.
Последующие свеклоуборочные комбайны, такие как СКЕМ-3, КС-3, КСТ-3, обеспечивали уборку 95-98 % корнеплодов, и по основным показателям опережали зарубежные машины /60, 61/, Свеклокомбайн КСТ-3 А теребильного типа, выпускался до 1979 года. С 1964 года начался выпуск свеклоуборочных комбайнов с обрезкой ботвы на корню (СКН-2А, СКД-2, СКД-3) /30, 92/.
С 1973 года начато производство шестирядного комплекса раздельной двухфазной уборки сахарной свеклы, состоящего из прицепной ботвоуборочной машины БМ-6 и самоходной корнеуборочной машины КС-6 /118/.
В 1975 году налажен выпуск самоходной шестирядной корнеуборочной машины РКС-6, которая работает в комплексе с ботвоуборочной машиной БМ-6 /70, 73/.
Применение шестирядных комплексов в свеклосеющих хозяйствах позволило более чем в 2 раза повысить производительность труда на уборке сахарной свёклы и сохранить сроки проведения уборочных работ. Сжатые и более поздние сроки проведение уборки обеспечивают дополнительный сбор сахара с каждого гектара за счёт прироста урожайности и сахаристости корнеплодов /1, 4, 30/. Машины теребильного типа в настоящее время, для уборки сахарной свёклы, не используются. Их вытеснили машины с обрезкой ботвы на корню. Широкое распространение получила двухфазная уборка сахарной свёклы, при которой сначала убирается ботва отдельной машиной (БМ-6, МБП-6), (рис. 1.1.). После обрезки ботвы с корнеплодов, производится их выкопка, очистка и погрузка в транспортные средство свеклоуборочными комбайнами (КС-6Б, РКС-6),(рис.1.2.),/2,3,37/. Эти комбайны выпускаются на двух крупнейших предприятиях Украины - Днепропетровском и Тернопольском комбайновых заводах. Тернопольский завод специализируется на производстве ботвоуборочной машины БМ-6Б и корнеуборочной КС-6Б /4/.
Днепропетровский комбайновый завод выпускает ботвоуборочную машину МБП-6, корнеуборочные МКК-6-02, РКМ-6-01, РКМ-6-05 и свеклопогрузчик СПС-4,2А. Рисунок 1.3. . Корнеуборочная машина РКМ-6 05.
МКК-6-02 улучшенная конструкция РКС-6. Выкапывание корнеплодов осуществляется вильчатыми рабочими органами. РКМ-6-01 шестирядная, самоходная машина для уборки сахарной свеклы, посаженной с шириной междурядий 45 см. В отличие от МКК-6-02 на ней установлен более экономичный двигатель СМД-24, мощностью 118 кВт. РКМ-6-05 (Рис. 1.3.) укомплектована пассивными дисковыми копачами по типу СКД-2 /89/.
КС-6Б - шестирядная самоходная машина, снабженная дисковыми копачами, один из которых имеет принудительное вращение.
Наряду с самоходными машинами Тернопольский комбайновый завод выпускает полунавесную, шестирядную уборочную машину МКП-6. Она комплектуется вильчатыми, дисковыми и вибрационными копачами /35, 44/. Двухфазная уборка сахарной свёклы, согласно предложенной классификации (рис. 1.4), может производиться по другой схеме, получившей широкое распространение за рубежом, а в последнее время и в России.
В первой фазе производится обрезка ботвы, выкопка корнеплодов и укладка их в валок. Во второй фазе производится подбор валка корнеплодов и погрузка в транспорт. Рисунок 1.5.-свеклоуборочный комплекс «Полесье». В Белоруссии на «Гомсельмаш», для двухфазной уборки сахарной свёклы выпускается свеклоуборочный комплекс «Полесье» с шестирядным комбайном КСН-6 (Рис. 1.5., 1.6.) и подборщиком погрузчиком корнеплодов ППК-6(Рис.1.7.). По производительности и качеству уборки он не уступает зарубежным аналогам и превосходит тернопольскии и днепропетровский, по производительности в 1,2 раза, повреждаемости корнеплодов - в 2 раза, по загрязнённости - в 1,3 раза/32,94/. На Казанском ОКБ «Союз» производятся шестирядные навесные комбайны КВС-6 по типу KR-6 П фирмы «Франц Кляйне», (Германия) (рис. 1.8.).
Общие сведения и методика проведения исследований
Вопрос исследования физико-механических свойств корнеплодов и почвы возник в связи с изысканием и конструированием рабочих органов для , механизированной уборки урожая. Ему посвящены множество работ, в кото рых имеются результаты исследований полученных в различные периоды и в различных зонах. /28, 34, 45, 47, 50, 64, 65/
Авторами указанных работ приводятся такие характеристики как: высота выступайия головок корнеплодов над поверхностью почвы; диаметр и длина корнеплодов; глубина залегания в почве; v строение головок; масса корнеплодов; сопротивление деформациям растяжения, раздавливания, резания; Коэффициенты трения корнеплодов о различные материалы.
В работах таких авторов как Гряник Г.Н., Брей В.В., Зуев Н.М. изучены физико-механические характеристики связи корнеплодов с почвой. Было от-мечено, что характеристики системы «корнеплод-почва» весьма изменчивы и зависят от многих факторов (влажность и твердость почвы, урожайность корнеплодов, а также их размерно-массовые характеристики), которые изменяются в широких пределах, т.е. являются случайными величинами.
Дальнейшее совершенствование процессов уборки сахарной свеклы требует уточнения физико-механических свойств корнеплодов и почвы при менительно к условиям Центрально-Черноземной зоны. В связи с вышеизложенным, программа предусматривала исследование следующих характеристик: 1. Размещение корнеплодов в рядке; а) расстояние между корнеплодами — L, мм, б) высота выступания головок корнеплодов над уровнем почвы - hn, мм, в) отклонение корнеплодов от оси рядка - AZ. мм. 2. Размерно-массовые характеристики корнеплодов; а) длина корнеплода - LK, мм, б) глубина залегания корнеплода - Ln, мм, в) диаметр корнеплода — dk, мм, г) масса корнеплода - Q. кг. 3. Физико-механические свойства почвы; а) влажность почвы - W, %, б) твердость почвы — Р, кг/см , в) липкость почвы - Рл, кг/см , г) коэффициент трения почвы по стали - fTPi д) необходимая скорость удара для отрыва почвы от стали -Ууд. м/сек.
Экспериментальные исследования для определения указанных характеристик проводились в лабораторно-полевых условиях на свёкле сорта «Ял-тушковский односемянной».
Исследования проводились в Мичуринском районе, Тамбовской области на протяжении 1997-2004гг.
Методика исследований предусматривала определение перечисленных показателей посредством лабораторно-полевых исследований с применением средств измерения и приборов которые представлены ниже.
Величина выступания головок корнеплодов hn над уровнем почвы замерялась с помощью двух линеек, как показано на рис.(2.1). Выступание головок корнеплодов выше уровня почвы, обозначалось положительным значением, ниже уровня почвы - отрицательным.
Рисунок 2.1.- К методике определения виступання головок корнеплодов над уровнем почвы и размерных характеристик корнеплодов.
Отклонение корнеплодов от осевой линии рядка определялось с помощью шнура, натянутого вдоль оси рядка и промера расстояния от шнура до середины каждого корнеплода на расстоянии 2-3 метров (рис. 2.2., 2.3.). Разность между заданным и полученным расстоянием дает отклонение от оси рядка.
К методике определения диаметра корнеплода. Диаметр корнеплодов измерялся по линии его наибольшего диаметра штангенциркулем с ценой деления 0,1 мм. Затем, сложив все значения и разделив их на количество замеров, получили средний диаметр корнеплода
Замер технической длины корнеплода осуществлялся штангенциркулем от хвостовой части, диаметром 10 мм, до верхушки головки корнеплода, после его выкапывания.
Глубину залегания корнеплодов вычисляли путем вычитания высоты выступания головки над поверхностью почвы от технической длины корнеплодов.
Масса корнеплодов определялась путем взвешивания каждого корнеплода на весах с ценой деления 0,001 кг.
Влажность почвы определяли методом высушивания проб до постоянного веса при температуре 105С. Отношение массы испарившейся влаги к первоначальной массе пробы, выраженное в процентах, является абсолютной влажностью почвы:
Обоснование геометрических параметров выкапывающего рабочего органа
Исследованием процесса вы копки корнеплодов лемешковыми вибрационными копачами занимались Аванесов Ю.Б., Булгаков В,М,, Брей В.В., Гряник Г.Н. и многие другие учёные. Ими установлено что, использование лемешкового вибрационного копача в качестве устройства для извлечения корнеплодов сахарной свёклы из почвы позволяет уменьшить засоренность вороха корнеплодов комьями почвы и повреждаемость корнеплодов рабочими поверхностями копача./ 35,39,45, 47/
Теория выкапывания корнеплодов лемешковыми копателями основывается на исследованиях движения в почве трехгранного клина /31,108/.
Ряд работ посвящен теории выкапывания корнеплодов вибрационными рабочими органами, которая основывается на исследованиях перемещения корнеплода под действием знакопеременных сил /34,40,45,47/.
Авторами указанных работ были рассмотрены: взаимодействие рабочей поверхности копача с почвой и корнеплодами, перемещение корнеплода под действием вибрации различной амплитуды и частоты. При этом возможны различные направления колебаний: вертикальное, горизонтальное в направлении движения агрегата, горизонтальное поперек движения агрегата.
Особый интерес представляет совместное воздействие вертикальных, продольных и поперечных знакопеременных сил воздействующих на корнеплод, находящийся в почве.
С учетом вышесказанного, подлежащие исследованию вопросы, сводятся к теоретическому обоснованию: 1. геометрических параметров копача; 2. рабочих режимов; 3. возможности работы копача в условиях повышенной влажности почвы.
Принцип работы лемешкового копача заключается в том, что при движении по рядку корнеплодов его передние кромки разрушают пласт почвы, который вместе с корнеплодами проходит через суживающееся русло рабочего органа, образованное рабочими поверхностями лемешков. При этом пласт сжимается с боков, деформируется и для корнеплодов, создаются соответствующие усилия извлечения. При дальнейшем движении копача рабочие поверхности воздействуют непосредственно на корнеплод.
Представим лемешки рабочего органа как два трёхгранных клина, между которыми находится корнеплод, аппроксимированный телом, имеющим правильную конусообразную форму (рисунок 3.1).
Рассмотрим силовое взаимодействие корнеплода с клиньями лемешкового копателя. Под действием сил подпора почвы Q в пласте возникает на пряженное состояние, обусловленное действием нормальных сил N и сил трения F в точках его контакта с рабочими поверхностями клиньев. Очевидно, что извлечение корнеплода из почвы возможно при условии: N,z+N2z-FiZ-F2Z-Gk Rz., (3.1) где NZ и N2Z - нормальные реакции по оси Z, Н; ,ф Fiz и F2Z — силы трения, Н; Gk- вес корнеплода, Н; Rz - сила сцепления корнеплода с почвой, Н/см . В случае если условии (3.1) не выполняется, корнеплод остается связанным с почвой и его движение вдоль оси OZ не происходит. Тогда, корнеплод изгибается как консольная балка, поскольку его верхняя часть смещается в сторону действия силы Рх на некоторую критическую величину. После чего мо жет наступить излом корнеплода. Величина силы Рх определяется формулой: Рх = Nlx+ N2x+ Flx+ F2x-Q . (3.2) Лемешковые рабочие органы будут работать качественно, если копатель создает значительные по величине усилия, направленные по оси оу и малые по оси ох. Величина и направление сил Nj и F І , которые определяют силу PXj, Р п, Ру; (1=1,2) зависят от многих факторов: свойств и состояния почвы, силы связи корнеплодов с почвой, геометрических параметров рабочего органа.
Необходимое условие работы лемешковых копачей - наличие силы подпора почвы Q, которая направлена в сторону, противоположную движению копателя и определяется выражением: Qmax=2abov (3.3) , где Qmax- максимальная величина Q, Н; Оф- допустимое напряжение сжатия почвы, Н; а и b - толщина и ширина пласта, подрезаемые каждым клином в отдельности, мм. Однако по мере продвижения копателя почва разрыхляется и сила Q значительно уменьшатся. В этом случае в формулу (3.3) в место ат следует подставить Куд - удельный коэффициент сопротивления разрыхленной почвы.
Силы трения Fi, входящие в выражения (3.1, 3.2) зависят от коэффициента трения f, значение которого определяется составом и влажностью почвы. Коэффициент трения почвы по стали, может быть больше единицы (в связи с возрастанием липкости почвы).
Кроме того, что величина силы Q также зависит от влажности почвы (при увеличении влажности плотность почвы уменьшается) и при некоторой влажности WKp копач теряет работоспособность в силу того, что условие (3.1) не выполняется. При этом происходит обламывание хвостовой части корне-плодов(рис.3.2). Это относится и к другим видам копачей (вильчатые и дисковые) для работы которых необходима сила подпора почвы Q.
Лабораторно-полевая установка и приборы, используемые при экспериментальном исследовании
Программой исследований в настоящей работы предусматривается изучить: -Влияние конструктивных параметров и кинематических режимов вибрационного выкапывающего рабочего органа на агротехнические показатели процесса выкапывания корнеплодов; -Возможность работы лемешкового виброкопача в условиях повышенной влажности почвы.
Для выполнения поставленных задач на основании соответствующих методик / 54, 76, 79, 81, 85 /, и стандартов /51, 52,/ была разработана методика исследований лемешкового виброкопача. Кроме того, в процессе исследований использовались частные методики, которые представлены ниже.
Экспериментальные исследования по определению влияния конструктивных и кинематических параметров на показатели качества работы копача проводились с использованием однорядной лабораторно-полевой установки на участках длиной 20 метров в трех кратной повторности. Перед определением условий проведения исследований на экспериментальном участке срезалась ботва. Затем определялись показатели, характеризующие условия проведения эксперимента: -влажность почвы на глубине до 0,3 м; -твердость почвы в рядке и междурядье прибором Ревякина; -среднее количество корнеплодов на одном погонном метре рядка; -расстояние между корнеплодами в рядке; -отклонение корнеплодов от осевой линии рядка; -выступание головок корнеплодов над поверхностью почвы; -средний диаметр корнеплода; -техническая длина корнеплодов; -глубина залегания корнеплодов; -масса корнеплодов - путем взвешивания. Лабораторно - полевые исследования процесса выкапывания корнеплодов сахарной свеклы проводились на специально изготовленной установке навешиваемой на трактор Т-40А (рис.4.4.). Она состоит из следующих узлов: рамы 1, выкапывающего рабочего органа 7 с прутками сепаратора 6, шатуна 4 снабженного кареткой 5 и узла вибрации 3 (рис. 4.2).
Глубина хода копачей регулируется положением полозовидных копиров 8. Привод вибратора осуществляется от ВОМ трактора через редуктор 2 и цепную передачу 8. Для изменения частоты вибрации имеется набор сменных звездочек с различным числом зубьев (рис. 4.3).
Перемещением каретки по шатуну изменяется амплитуда колебаний рабочего органа.
При движении установки вдоль убираемого рядка копач передними кромками, за счет колебаний в направлении движения, разрыхляет пласт почвы, а поперечными колебаниями расшатывает корнеплод, нарушая его связи с почвой. Под действием вертикальных импульсов корнеплод выдергивается из почвы и по мере продвижения в суживающемся русле копача, перемещается вверх. При выходе из зоны действия выжимных лемешков, корнеплод попадает на прутки сепаратора и движется по ним, дополнительно очищаясь от приставшей земли. Эффективность очистки корнеплодов увеличивается за счет колебания прутков сепаратора совместно с рабочим органом.
Извлечённые из почвы корнеплоды собираются вручную в ящик. После сбора проба разбиралась согласно методике. Для проведения экспериментальных исследований так же использовались следующие приборы и оборудование: 1. Весы (10 кг) - 1 шт. 2. Твердомер Ревякина- 1 шт. 3. Линейка (0,5 м) - 3 шт. 4. Рулетка (3 м) - 1 шт. 5. Шпагат (10 м) 6. Штангенциркуль - 1 шт. 7. Фотоаппарат 8. Видеокамера 9. Ящик и брезент
При экспериментальных исследованиях процесса вибрационного извлечения корнеплодов сахарной свеклы определяем; степень извлечения, количество и характер повреждений корнеплодов, количество почвы на них.
Указанные технологические характеристики были исследованы в зависимости от частоты, амплитуды и направления колебаний, поступательной скорости движения, глубины хода рабочего органа.
Для исследования процесса перемещения корнеплодов в рабочем русле копача использовалась видеосъёмка.
Процесс извлечения корнеплода, вибрационным копачом, состоит из нескольких этапов: резание почвы вибрирующей режущей кромкой, нарушение связей вибрирующими поверхностями, перемещение корнеплода вверх, очистка под действием прутков сепаратора и транспортировка на поверхность поля. Процесс резания и нарушение связей протекают одновременно.
В русле копача корнеплоды сохраняют почти вертикальное положение при частоте вибрации более 5-6 Гц. При этом обламывание хвостовой части от наклона по направлению движения не происходит.
В русле копача почва под воздействием колеблющихся лемешков интенсивно деформируется. Поэтому, уже на входе в русло копача корнеплод начинает испытывать импульсивные нагрузки, передаваемые через слой почвы. При дальнейшем продвижении корнеплод подвергается непосредственному воздействию вибрирующих поверхностей копача и окончательно освобождается от связей. Этот момент различен для корнеплодов с разным диаметром. Непосредственное воздействие копача на крупные и средние корнеплоды начинается раньше и поэтому они поднимаются вверх уже на расстоянии 8-10 см от начала русла копача и попадают на прутки сепаратора в вертикальном положении.
