Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса и задачи исследований 10
1.1 Состояние проблемы удаления ботвы с корнеплодов сахарной свеклы 10
1.2 Классификация и анализ ботвосрезающих аппаратов свеклоуборочных машин 16
1.2.1 Ботвосрезающие аппараты, выполняющие обрезку внутри машины 18
1.2.2 Ботвосрезающие аппараты однофазной обрезки, выполняющие обрезку на корню 20
1.2.3 Ботвосрезающие аппараты двухфазной обрезки, выполняющие обрезку на корню 28
1.2.4 Ботвосрезающий аппарат с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом 38
1.3 Существующие теоретические и экспериментальные исследования ботвосрезающих аппаратов свеклоуборочных машин 40
Выводы 48
Цель и задачи исследований 49
Теоретическое исследование зависимости качества выполнения технологического процесса от параметров и режимов работы ботвосрезающего аппарата 50
2.1 Определение основных конструктивных параметров режущего аппарата 51
2.2 Определение частоты колебания ножа 52
2.3 Определение параметров движения лезвия 53
2.3.1 Движение прямого лезвия 53
2.3.2 Движение зубчатого лезвия 56
2.4 Расчет коэффициентов скольжения для различных типов ножей 58
2.5 Определение конструктивных параметров копира 66
2.5.1 Определение диаметра дисков копира 66
2.5.2 Определение ширины копира и количества дисков в пакете 70
2.6 Определение зависимости высоты среза от вертикального и горизонтального зазоров между копиром и ножом и диаметра корнеплодов
Выводы 76
3 Программа и методика экспериментальных исследований 78
3.1. Программа исследований 78
3.2. Методика проведения экспериментальных исследований 79
3.2.1 Планирование эксперимента 79
3.2.2 Область исследования принятых факторов 81
3.2.3 Оборудование, используемое для исследований 84
3.2.4 Определение характеристик участка и культуры 93
,ч 3.2.5 Определение показателей качества выполнения техноло гического процесса 96
3.2.6 Определение кинематических и энергетических параметров ботвосрезающего аппарата 97
3.3 Методика обработки результатов экспериментов 98
3.3.1 Статистическая обработка результатов опытов 98
3.3.2 Обработка результатов полевых опытов 98
3.3.3 Определение удельной потребляемой мощности 102
3.3.4 Определение потребляемой мощности в полевых условиях 105
4 Результаты исследований и их анализ 106
4.1 Результаты стендовых лабораторных исследований 106
4.1.1 Результаты многофакторного исследования 106
4.1.2 Влияние зазоров между копиром и ножом, скорости движения и диаметра корнеплода на высоту среза 107
4.1.3 Влияние зазоров между копиром и ножом, скорости движения и диаметра корнеплода на высоту ступени на поверхности среза 113
4.2 Методика установки зазоров между копиром и ножом в полевых условиях 117
4.3 Результаты лабораторных полевых исследований 120
4.3.1 Характеристика условий полевых исследований 120
4.3.2 Показатели качества выполнения технологического процесса ботвосрезающим аппаратом БСА-01 122
4.3.3 Результаты определения удельной потребляемой мощности 123
4.3.4 Результаты определения средней потребляемой мощности 125
4.4 Результаты оптимизации конструктивных параметров и режимов работы ботвосрезающего аппарата 127
Выводы 128
Производственная проверка экспериментального ботвосрезающего аппарата 130
5.1 Опытно-производственная проверка экспериментального ботвосрезающего аппарата 130
5.2 Расчет экономической эффективности применения ботвосрезающего аппарата 133
5.2.1 Общие положения методики расчета экономической эффективности предлагаемого ботвосрезающего аппарата 133
5.2.2 Экономическая эффективность ботвосрезающего аппарата от дополнительного сбора продукции 135
5.2.3 Экономическая эффективность ботвосрезающего аппарата от исключения использования ручного труда 136
Выводы 142
Общие выводы по работе 144
Литература 146
Приложения 156
- Ботвосрезающий аппарат с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом
- Движение прямого лезвия
- Определение характеристик участка и культуры
- Влияние зазоров между копиром и ножом, скорости движения и диаметра корнеплода на высоту среза
Введение к работе
Развитие конструкции свеклоуборочных машин в последние годы как в нашей стране, так и за рубежом характеризуется тенденцией к повышению производительности машин и разработкой большой гаммы машин различных типоразмеров и модификаций.
Качество свекловичного сырья и сроки его хранения в определенной степени зависит от работы ботвосрезающих аппаратов свеклоуборочных машин. Показатели качества выполнения технологического процесса серийно выпускаемыми свеклоуборочными машинами с различными типами ботвосрезающих аппаратов не всегда соответствуют агротехническим требованиям. При их работе наблюдается травмирование корнеплодов, повышенный отход сахароносной массы в ботву, увеличение засоренности ботвой вороха корнеплодов.
Поэтому вопрос разработки ботвосрезающего аппарата, исключающего при работе указанные негативные явления, а также обладающего малой энергоемкостью и металлоемкостью, остается актуальным и требует своего решения.
Решению указанного вопроса посвящена настоящая диссертационная работа, которая на начальном этапе выполнялась в рамках хоздоговора с департаментом АПК Белгородской области в 1999 г. (договор №54/99).
Цель работы - повышение качества обрезки корнеплодов сахарной свеклы за счет совершенствования процесса резания с использованием ботвосрезающего аппарата с дисковым копиром и плоским ножом.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать конструктивную схему ботвосрезающего аппарата, обеспечивающего качественную обрезку ботвы на корню с корнеплодов сахарной свеклы;
провести теоретические исследования предложенной схемы аппарата и определить его основные конструктивные и технологические параметры;
изготовить экспериментальный образец ботвосрезающего аппарата;
провести экспериментальные исследования разработанной конструкции для проверки и уточнения математической модели, технологических и энергетических параметров и качества выполнения процесса обрезки ботвы;
проверить работоспособность ботвосрезающего аппарата в производственных условиях и дать экономическое обоснование целесообразности применения предлагаемого ботвосрезающего аппарата.
Объект исследования - технологический процесс обрезки ботвы с корнеплодов сахарной свеклы.
Предмет исследования - закономерности изменения качества обрезки ботвы от основных конструктивных и технологических параметров аппарата.
Научная новизна:
обоснован и разработан процесс обрезки ботвы с корнеплодов сахарной свеклы ботвосрезающим аппаратом, включающим пассивный дисковый копир и активный плоский нож;
разработана математическая модель рабочего процесса, включающего копирование корнеплодов, взаимодействие копира с ножом и сложное движение зубчатого лезвия ножа, позволяющая обосновать основные конструктивные и технологические параметры предложенного устройства;
установлены теоретически и подтверждены экспериментально зависимости показателей качества выполнения процесса обрезки ботвы от основных конструктивных и технологических параметров ботвосрезающего аппарата;
предложено новое техническое решение по реализации процесса обрезки ботвы на корню с корнеплодов сахарной свеклы в виде ботвосрезающего аппарата с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом (патент № 2141189).
Практическая ценность:
- предложенный ботвосрезающий аппарат позволил уменьшить отходы са
хароносной массы в срезанных головках на 0,4%, снизить содержание в ворохе
корнеплодов с низким срезом до 5,3%, исключить травмирование и выворачи
вание корнеплодов из почвы;
полученные в результате теоретических и экспериментальных исследований конструктивные параметры ботвосрезающего аппарата с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом и технологические параметры процесса обрезки, могут быть использованы при разработке и проектировании свеклоуборочных машин;
конструкция ботвосрезающего аппарата с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом (патент № 2141189);
мобильный тензоизмерительный комплекс, позволяющий регистрировать цифровые сигналы по трем каналам и сохранять их в памяти ЭВМ, который может использоваться при проведении различных экспериментальных исследований.
Реализация результатов исследования
Разработанное устройство с положительным эффектом внедрено в агропредприятии Белгородской области (ОАО «РусАгро-Победа» Вейделевского района).
По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана конструкторская документация для производства в ОАО «Белагромаш-Сервис» опытного образца ботвосрезающего аппарата, предназначенного для установки на серийные ботвоуборочные машины.
Апробация
Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены:
на международных научно-производственных конференциях Белгородской ГСХА в 1998, 2002, 2003 и 2004 годах;
на международной научно-производственной конференции Харьковского ГТУСХ в 2002 г.;
- на научной и учебно-методической конференции профессорско-
преподавательского состава, научных работников и аспирантов ВГАУ в 2004 г.;
*.
представлены в виде конкурсных работ на Белгородский областной конкурс научных молодежных работ «Молодежь Белгородской области» и конкурс на соискание медалей РАН в 2003 г.;
ботвосрезающий аппарат демонстрировался на выставке Всероссийского Выставочного Центра, где был отмечен медалью «Лауреат ВВЦ».
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Объем диссертации:
Диссертационная работа изложена на 155 стр. машинописного текста, включая список литературы из 114 наименований (в том числе 9 на иностранных языках), содержит 14 таблиц, 61 рисунок, 6 приложений.
Ботвосрезающий аппарат с пассивным дисковым копиром и активным плоским ножом
В результате анализа конструктивных схем ботвосрезающих аппаратов свеклоуборочных машин нами установлено, что существующие схемы имеют недостатки такие как:
неудовлетворительное копирование и обрезка корнеплодов при неравномерном размещении корнеплодов в рядке и относительно поверхности почвы, а также при высокоурожайной ботве; сдвиг слабозакрепленных и высокорасположенных корнеплодов в сторону междурядья или же скол головок таких корнеплодов при затуплении ножа аппарата; - разбрасывание обрезанной ботвы и головок корнеплодов по полю, а не использование на корм скоту;
отсутствие у большинства аппаратов механизма регулировки высоты среза головки корнеплода; - сложный привод копиров и ножей; высокая энергоемкость.
С целью устранения выявленных недостатков нами предложена новая схема ботвосрезающего аппарата, включающая пассивный дисковый копир (рисунок 1.16, поз. 1) и активный плоский нож 2 с гидравлическим приводом 5, совершающий возвратно-вращательное движение (Приложение А «Патент №2141189 России «Ботвоуборочная машина») [68].
- копир; 2 - нож; 3 - разгружающая пружина; 4 - винтовая тяга; 5 - гидравлический вибратор; 6 - режущий аппарат; 7 - приемный битер; 8 - приемный
транспортер ботвы. Рисунок 1.16 - Схема технологического процесса ботвосрезающего аппарата БСА-01.
Ботвосрезающий аппарат работает следующим образом. При движении по рядкам копир 1 под действием собственного веса прижимается к головкам корнеплодов и перекатывается по ним, перемещая нож 2 режущего аппарата через винтовую тягу 4. Нанесенные по наружному диаметру дисков копира зубья предотвращают скольжение дисков по головкам корнеплодов, а также спо собствуют выводу из зоны резания обрезанных листьев ботвы и черешков. В момент, когда диски копира находятся на самой вершине головки корнеплода, нож режущего аппарата 6 врезается в головку корнеплода на высоте, определенной вертикальным зазором между лезвием ножа и нижней поверхностью дисков копира. Нож, совершая возвратно-вращательное движение, срезает головку корнеплода вместе с пучком ботвы. Срезанная ботва через приемный битер 7 попадает на приемный транспортер ботвы 8.
Для уменьшения давления, оказываемого копиром на головку корнеплода, на ботвосрезающем аппарате установлена разгружающая пружина 3.
Использование дискового копира обусловлено тем, что их работа при сильно развитой ботве и малой устойчивости корнеплодов более эффективна по сравнению с работой гребенчатых копиров, они не наклоняют и не сламывают высокорасположенные и слабозакрепленные в почве корнеплоды, меньше их травмируют, позволяют быстро провести их перенастройку в зависимости от размеров корнеплодов и ботвы.
В качестве режущего аппарата выбран активный плоский нож, который позволяет получать плоский срез головки корнеплода и более качественно копировать корнеплоды за счет небольшой ширины лезвия [29]. Собственное движение ножа улучшает качество среза за счет более благоприятной кинематики резания.
Для привода ножа решено использовать гидравлический вибратор, так как он более компактный по сравнению с механической трансмиссией, позволяет повысить технический уровень, надежность и уменьшить массу подвижных частей аппарата.
Существенный вклад в обоснование и разработку конструкций ботвосрезающих аппаратов, в исследование их работы внесли М.С. Сиваченко, В.Д. Павлов, С.А. Герасимов, В.А. Кореньков, И.Д. Еремеев, Г.А. Мельников, А.А. Василенко, Л.В. Погорелый, Н.В. Татьянко, В.В. Брей, М.А. Мишин, Ю.Б. Ава-несов, Н.М. Зуев, А.Г. Цымбал, и некоторые другие [30; 39; 71; 72; 86; 101; 103]. Их работы проводились по нескольким направлениям: обоснование конструктивных параметров ботвосрезающих аппаратов, теоретические и экспериментальные исследования режимов и параметров работы аппаратов, оценка технологических параметров аппаратов.
В работах, которые провели Л.В. Погорелый и Н.В. Татьянко [86], был проведен анализ динамики и кинематики копирования и обрезки изолированного корнеплода. Для этого цикл рабочего процесса обрезки разбивали на три фазы: первая - с момента соприкосновения копира с головкой до начала его движения относительно рамы машины (подъема); вторая - движение копира и ножа (подъем) относительно несущей рамки; третья - срезание верхушки головки. Была рассмотрена динамическая модель всего процесса.
В результате чего были определены нижеследующие параметры.
1). Динамическое условие, ограничивающее рабочую скорость движения:
Движение прямого лезвия
При движении прямого лезвия ножа ботвосрезающего аппарата в зависимости от его положения могут реализовываться различные режимы резания.
Абсолютная скорость Va точки на кромке лезвия ножа складывается из относительной скорости Ve от вращения ножа вокруг оси и переносной скорости VM движения этой точки вместе с поступательным движением машины (рисунок 2.2).
Полученный вектор Va в общем случае составляет с лезвием какой-то угол. Определим наклон углом в между вектором Va и нормалью к лезвию.
Проекция вектора Va на направление лезвия и на перпендикуляр к нему дает соответственно касательную Vx и нормальную Vn составляющие. Исследованиями В.П. Горячкина [31], установлено, что наличие значительной касательной составляющей скорости Vx (соответственно при угле в 20...30) существенно, в 1,5... 1,8 раза, снижает силу сопротивления резанию.
В.П. Горячкин также ввел коэффициент скольжения (отношение касательной составляющей скорости резания к нормальной), который может служить неким универсальным критерием для оценки качества работы лезвия в разных фазах его движения и, кроме того, может косвенно оценивать затраты мощности на процесс резания, т. е. оценивать энергетические характеристики схемы резания.
Определим величину коэффициента скольжения є точки М лезвия ножа, как:
где VT - проекция абсолютной скорости на направление лезвия;
Vn - проекция абсолютной скорости на направление нормали к лезвию. Длина лезвия ножа L выбиралась таким образом, чтобы гарантировано обрезать корнеплод, где бы он не находился в рядке (т.е. на теоретической линии рядка или с отклонением от нее). Поэтому необходимо определить величину коэффициента скольжения для каждой точки лезвия как при движении лезвия по ходу машины, так и при движении против хода при совершении им колебаний.
Считаем, что колебания происходят по закону:
В - вынос лезвия ножа от оси вращения. a - нож в переднем положении при его движении вперед; 5 - нож в переднем положении в момент начала движения назад; 6 — нож в заднем положении в момент начала движения вперед; г- нож в заднем положении при движении назад.
Рисунок 2.3 - К определению составляющих скорости точки ножа
в разные фазы его движения.
Таким образом, можем рассчитать коэффициент є для ряда точек, равномерно расположенных по всей длине режущей кромки лезвия ножа при меняющихся технологических параметрах - скорости движения машины VM и частоты колебаний ножа v, что позволит установить зависимость коэффициента є от VM и v и найти оптимальные решения.
Как показывает моделирование движения плоского лезвия, величина коэффициента є меняется в зависимости от угла поворота ножа р, причем на об ратном ходе ножа (при со 0) є может достигать значений, близких к нулю, что фактически означает процесс рубки, а не резания. На практике это может привести к срезу головки корнеплода со сколами или к смещению корнеплода от теоретической линии рядка, а то и к выворачиванию корня из почвы, что значительно затруднит дальнейший процесс выкапывания.
Увеличить коэффициент скольжения ножа можно, если нарезать на лезвии ножа зубья. В результате появляются наклонные режущие поверхности и изменяются соотношения касательной Vx и нормальной V„ проекций абсолютной скорости.
Определение характеристик участка и культуры
Перед проведением эксперимента в соответствии с ГОСТ 20915, ОСТ 10 8.6 и ОСТ 10 8.21 [32; 65; 66] были определены следующие показатели: - тип почвы и название по механическому составу; рельеф; влажность почвы; твердость почвы; - засоренность участка сорными растениями; - сорт культуры; - отклонение корнеплодов от осевой линии рядка; - расположение головок корнеплодов относительно уровня поверхности почвы; ширина междурядий; - расстояние между корнеплодами в рядке; количество корнеплодов на 1 м; густота насаждения растений; - диаметр и длина корнеплода; - длина пучка ботвы; соотношение групп корнеплодов по массе; биологическая урожайность корнеплодов и ботвы; - состояние ботвы по форме расположения листьев; - плотность ботвы насыпная. Показатели условий испытаний по характеристике участка (тип почвы и название по механическому составу, рельеф, влажность почвы, твердость почвы и засоренность участка сорными растениями) определяли по ГОСТ 20915.
Влажность и твердость почвы определяли в рядках сахарной свеклы в слоях 0... 10 см, 10.. .20 см, 20.. .30 см.
Засоренность участка сорными растениями определяли в пятикратной повторное на площадках размером 1 м2 с захватом двух рядков, равномерно расположенных по диагонали участка.
Определение показателей характеристики культуры проводилось по ОСТ 10 8.6 и ОСТ 10 8.21.
Отклонение корнеплодов от осевой линии рядка определяли на пяти площадках, равномерно расположенных по диагонали участка. Длина площадки -2 м, ширина - 6 рядков. На площадках вручную обрезали ботву с корнеплодов без среза сахароносной массы головки. По центру каждого из рядков, определенному визуально на уровне среза черешков корнеплодов, натягивали шнур на всю длину учетной площадки. Измерения проводили от оси рядка до центра каждого корнеплода.
Расположение головок корнеплодов относительно уровня поверхности почвы определяли на тех же площадках, на которых проводили измерения по отклонению корнеплодов от осевой линии рядка. Измерения проводили двумя линейками, одну из которых размещали на головке корнеплода, второй измеряли расстояние от поверхности почвы до линейки. Измерения проводили с одной стороны рядка.
Ширину междурядий определяли на 10 проходах посевного агрегата по диагонали участка путем измерения расстояния между осевыми линиями смежных рядков. Расстояние между корнеплодами в рядке, диаметр и длину корнеплодов, длину ботвы, густоту насаждения растений, массу корнеплодов и ботвы определяли в трех рядах на пяти площадках длиной 10 м, расположенных равномерно по диагонали участка.
Расстояние между корнеплодами в рядке определяли путем замера рулеткой расстояния по центрам растений.
После измерения расстояния корнеплоды вместе с ботвой выкапывали, очищали от почвы, обрезая хвостики диаметром менее 10 мм, и измеряли:
а) диаметр корнеплода - по линии наибольшего утолщения;
б) техническую длину корнеплода - расстояние от вершины головки корнеплода до обрезанного хвостика;
в) длину пучка ботвы - расстояние от основания черешков до верхушки
основной массы листьев.
В процессе измерений корнеплоды классифицировали на три группы: крупные, средние и мелкие.
После измерения с корнеплодов обрезали ботву. На весах определяли массу корнеплодов каждой группы и общую массу ботвы с делянки.
Густоту насаждения растений в тысячах штук на гектар определяли умножением среднего количества растений на одном метре рядка на суммарную длину рядков на гектаре.
Биологическую урожайность корнеплодов (ботвы) вычисляли: y=zs (зло)
где q - масса корнеплодов (ботвы) с площадки, кг; S - размер площадки, м2.
Состояние ботвы на корнеплодах по форме расположения листьев определяли на трех площадках длиной 10 м в двух смежных рядках. Форму расположения листьев визуально путем осмотра каждого растения. Форму расположения листьев классифицировали по группам: - конус, когда 60 % листьев расположены под углом 75...90 к горизонтальной поверхности;
- розетка, когда свыше 60 % листьев стелется параллельно поверхности почвы.
Плотность ботвы насыпную определяли путем закладки и взвешивания убранной ботвы в контейнер объемом 0,5 м2.
При определении качества выполнения технологического процесса определяли следующие показатели:
- качество обрезки корнеплодов (по высоте и характеру поверхности среза);
- степень механических повреждений корнеплодов;
- потери корнеплодов вываленных копиром ботвосрезающего аппарата;
- отходы массы срезанных головок корнеплодов.
Для проведения эксперимента были выбраны двенадцать учетных делянок на расстоянии более 50 м от поворотной полосы (края поля), по три делянок для каждого режима движения. Длина учетной делянки составляла 20 м, ширина равна ширине захвата машины.
Перед отбором проб ботвосрезающий аппарат предварительно настраивали на заданный режим работы.
Эксперимент проводился при следующих условиях:
- частота вращения коленчатого вала двигателя трактора 1800 мин"1,
- скорость движения агрегата - 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 м/с.
Пробы отбирали при установившемся режиме. На каждом режиме отбирали по пять проб. Начало и конец опыта определяли сигналами, подаваемыми в начале и конце учетной делянки. Продолжительность опыта фиксировали секундомером.
Влияние зазоров между копиром и ножом, скорости движения и диаметра корнеплода на высоту среза
Анализ зависимости Н (а) показывает, что с увеличением вертикального зазора с 1 до 45 мм наблюдается значительное увеличение высоты среза (более чем в 11 раз). Это объясняется тем, что при возрастании вертикального зазора нож ботвосрезающего аппарата срезает головку корнеплода не в зоне «спящих глазков», а ниже ее, и чем больше вертикальный зазор, тем ниже относительно уровня «спящих глазков» располагается плоскость среза. Характер этой зависимости линейный. Коэффициент парной корреляции для фактора «Вертикальный зазор» составляет R=98,8%. Значение критерия Стьюдента t\ = 40,15 /таб = 2,07, поэтому фактор «Вертикальный зазор» значимо влияет на функцию отклика «Высота среза».
Полученные экспериментальные данные согласуются с результатами теоретических исследований (рисунки 4.1-4.3). Сравнение экспериментальных и расчетных зависимостей показало, что теоретическая зависимость имеет нелинейный, но близкий к линейному характер, а экспериментальная - линейный. Это объясняется тем, что при теоретическом определении влияния на высоту среза не учитывалась скорость движения ботвоуборочной машины и принято допущение, что головка корнеплода имеет форму сферы. Среднее расхождение экспериментальных и расчетных значений высоты среза при фиксировании факторов на нижнем, основном и верхнем уровнях соответственно составили 8ср1 = 20,9%, 8ср2 = 8,7% и 8ср3 = 7,3%, а максимальные 8maxi = 91,5%, 5max2 = 17,3%и8тах3 = 91,5%.
Большая величина погрешности на нижнем уровне объясняется малым абсолютным значением высоты среза (1...3 мм).
Горизонтальный зазор Ъ на высоту среза влияет меньше вертикального зазора (рисунок 4.4). При увеличении аргумента «Горизонтальный зазор» с 10 до 70 мм наблюдается незначительное увеличение функции «Высота среза» (на 16%). Увеличение высоты среза происходит в результате того, что при росте горизонтального зазора нож начинает врезаться в головку корня в тот момент, когда диски копира находятся уже за диаметральной плоскостью корнеплода. Коэффициент парной корреляции составляет 9,1%. Критерий /2 = 3,69 /таб = 2,07, влияние фактора значимо для функции отклика. Среднее относительное отклонение экспериментальных значений от расчетных для основного и верхнего уровней варьирования факторов составляет 4,2%, а для нижнего фактора -47,8%. Это объясняется тем, что при теоретическом определении зависимости форму головки корня принимали сферой, что и приводит к значительным расхождениям при малых численных значениях параметров.
Третьим по значимости из рассматриваемых факторов является диаметр корнеплода. Зависимость Н (dK) (рисунок 4.5) показывает, что при его увеличении наблюдается незначительное (на 9%) уменьшение высоты среза. Данная закономерность объясняется тем, что увеличение диаметра корня при зафиксированных остальных факторах, в том числе вертикальном и горизонтальном зазорах, приводит к срезу головки корня в плоскости, расположенной выше зоны «спящих глазков». Коэффициент корреляции для связи фактора «Диаметр корнеплода» и функции отклика «Высота среза» составляет R=4,9%. Критерий Стьюдента составляет /з 0,88 /таб = 2,07, поэтому влияние фактора «Диаметр корнеплода» на функцию отклика мало.
Анализ зависимости Н (VM) позволяет сделать заключение, что скорость движения оказывает наименьшее влияние на высоту среза головки корнеплода (рисунок 4.6). При увеличении рабочей скорости движения машины наблюдается незначительное увеличение высоты среза головки корнеплода. Так при увеличении скорости движения с 1,0 до 3,0 м/с высота среза увеличивается на 4,6%. Это объясняется тем, что возрастание скорости движения ботвоуборочной машины приводит к ухудшению процесса копирования головки корнеплода. Коэффициент корреляции для связи функции отклика с этим фактором равен R=2,2%. Данный фактор незначим для функции отклика «Высота среза» U = 2,00 ;таб = 2,07.
Следует отметить, что значительное изменение диаметра корнеплода и скорости движения приводит к изменению высоты среза, укладывающейся в агротехнические требования, т.е. при широком варьировании этих факторов срез ботвы с головки корнеплода происходит в зоне спящих глазков. Таким образом, можно утверждать, что изменение этих факторов не влияет на качество среза.
В результате проведенных исследований также установлена зависимость высоты ступени на поверхности среза головки корнеплода от вертикального и горизонтального зазора между ножом и копиром, скорости движения и диаметра корнеплода:
К =-2,3818-0,0042-Х -0,0432-Х2 + 0,0854-Х + 0,0008Х2 + (4 3) +0,0027- - 3-0,0002. 2- 4-0,0009- 3- -0,0004- 2 v J или, используя формулу перехода (3.1), запишем: A = -2,3818-0,0042-а-0,0432-6 + 0,0854- +0,0008-/)2 + 2 (4-4) +0,0027-6- -0,0002-6- -0,0009- - -0,0004- 2 v Влияние факторов на функцию отклика выявляли, давая приращения одному из них при фиксированных значениях остальных. Фиксирование факторов производилось на нижнем, среднем и верхнем уровнях.
Графическая интерпретация полученных зависимостей в виде линии отклика представлена на рисунках 4.7 - 4.10.
Зависимость Л (а) (рисунок 4.7) показывает, что с увеличением фактора «Вертикальный зазор» уменьшается высота ступени на поверхности среза. При увеличении вертикального зазора с 1 до 45 мм наблюдается уменьшение высоты ступени на 21%. Уменьшение высоты ступени происходит за счет изменения характера копирования. При малых значениях вертикального зазора, при фиксированных остальных факторах, нож ботвосрезающего аппарата врезается в головку корнеплода раньше, чем копир достигает вершины головки корнеплода. В результате этого на поверхности среза образуется ступень. Данный фактор незначим для функции отклика «Высота ступени», так как критерий Стью-дента составляет t\ = 0,27 /таб = 2,18
