Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса уборки лука-севка. цель и зада чи исследования 10
1.1 Ручная выкопка лука-севка 12
1.2 Средства частичной механизации выкопки лука-севка 12
1.3 Средства полной механизации выкопки лука-севка 13
1.3.1 Лукоуборочные машины подкапывающего типа 13
1.3.2 Лукоуборочные машины теребильного типа 30
1.4 Выводы 35
1.5 Цель и задачи исследования 35
2 Физико-механические свойства лука-севка 37
2.1 Условия проведения исследований и характеристика изучаемой культуры 38
2.2 Методика проведения исследования и обработки результатов 39
2.3 Характеристика состояния посевов лука-севка 40
2.4 Размерно-массовая характеристика лука-севка 41
2.4.1 Размерная характеристика лука-севка 41
2.4.2 Массовая характеристика лука-севка 44
2.5 Фрикционные свойства лука-севка 47
2.6 Сила теребления лука-севка: 50
2.7 Прочность ботвы лука-севка 53
2.8 Глубина залегания луковиц севка 57
2.9 Выводы 57
3 Теоретическое исследование выкапывающе-сепарирующего рабочего органа в процессе выкопки лука-севка 59
3.1 Обоснование направления теоретического исследования процесса выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом 60
3.2 Определение траектории движения конца лопасти битера и стержня ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа 62
3.3 Определение силы, обеспечивающей теребление луковиц за ботву 64
3.4 Определение геометрических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа 68
3.5 Определение длины участка перемещения луковицы при тереблении 72
3.6 Обоснование процесса удаления почвенных примесей из внутренней полости ротора 72
3.7 Определение взаимного расположения ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа и переднего вала приемного транспортера 77
3.8 Выводы 83
4 Лабораторные исследования выкапывающе-сепарирующего рабочего органа 84
4.1 Исследование оптимальных конструктивно-кинематических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа 84
4.1.1 Методика проведения и обработка результатов 84
4.1.2 Результаты лабораторного исследования по определению параметров выкапывающе-сепарирующего устройства 89
4.1.3 Результаты исследования по обоснованию оптимальных параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа... 104
4.2 Выводы ПО
5 Лабораторно-полевые и производственные исследования экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом 111
5.1 Условия и методика проведения испытаний 111
5.2 Результаты лабораторно-полевых исследований выкапывающе-
сепарирующего рабочего органа 116
5.3 Результаты производственных испытаний копателя лука-
севка 125
5.4 Выводы 127
6 Технико-экономическая эффективность использования экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом 128
6.1 Выводы 137
Общие выводы 138
Список литературы 140
Приложение 151
- Ручная выкопка лука-севка
- Средства частичной механизации выкопки лука-севка
- Условия проведения исследований и характеристика изучаемой культуры
- Обоснование направления теоретического исследования процесса выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом
Введение к работе
В задачи аграрного сектора нашей страны входит удовлетворение потребности населения в продуктах питания, в том числе и в овощах, а промышленности - сырьем.
Среди разнообразия овощных культур, возделываемых в стране; особое место принадлежит луку. Лук является ценнейшей овощной культурой. Помимо применения в кулинарии и консервной промышленности лук, обладая сильными бактериальными свойствами, издавна используется в качестве лекарственного растения [1, 2]. Он содержит более 30 видов минеральных веществ и большое количество эфирных масел.
Лук-репку выращивают из севка и семян. Первый способ - самый распространенный и наиболее освоенный в Нечерноземной зоне и средней полосе России, а так же в северной части европейских стран [2]. В указанных районах этот способ обеспечивает 75% всего урожая лука.
Несмотря на специализацию хозяйств и механизацию ряда трудоемких процессов1 (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка и др.), трудозатраты на возделывание лука еще велики, при этом более 60 % их приходится на работы, связанные с его уборкой, послеуборочной обработкой и хранением [3].
Это объясняется тем, что уборка лука и послеуборочная доработка в основном выполняется вручную. Особенно трудоемок процесс уборки лука-севка. Норма выработки на человека за 7-часовую смену составляет в среднем 0,02...0,03 га при выдергивании и укладке луковица валки для дальнейшего дозревания. В период уборки урожая*хозяйствам, имеющим значительные площади под луком, приходиться привлекать к работе большое количество рабочей силы. Такие возможности имеются не всегда, учитывая, что время уборки лука является очень напряженным для любого хозяйства (начало августа), поэтому сроки уборки затягиваются, что ведет к потерям урожая и повышению затрат труда. Помимо этого, запаздывание с уборкой, особенно
7 в дождливое время, ведет к заражению лука шейковой гнилью и вызывает возобновление роста луковиц. Выкопка лука в этом случае сопряжена с еще большими затратами труда, к тому же его труднее просушить и длительное время хранить.
Чтобы своевременно, быстро и качественно убрать лук, в хозяйствах применяют различные приспособления в виде подкапывающих скоб. Однако они только незначительно облегчают процесс выборки лука из почвы и проблему механизации уборки не решают.
Затраты на уборку этой культуры еще очень велики и составляют 383 человеко-часа на 1 гектар [3]. Это приводит к неуклонному сокращению площадей под репчатым луком в хозяйствах госсектора РФ; в 1994 г. площадь под ним составляла всего 19,6 тыс. га.
Восстановление посевных площадей до размеров, обеспечивающих полное удовлетворение потребностей населения РФ, возможно лишь при комплексной механизации производства лука.
Для уборки лука конструкторские и научно-исследовательские организации создали ряд уборочных машин, однако они еще не полностью отвечают требованиям к уборке. Процесс отделения почвенных комков на сепарирующих органах протекает неудовлетворительно, особенно при уборке лука-севка на тяжелых почвах, так как размеры почвенных примесей соизмеримы с размерами луковиц.
Исследованиями Диденко Н.Ф. [4] и др. установлено, что наиболее перспективным в отношении уменынения*количества почвенных комков в валке является теребление лука за ботву. Однако, до настоящего времени не найдены технические решения, обеспечивающие достаточную полноту извлечения луковиц из почвы при полегшей и частично отмершей ботве и при этом отвечать агротехническим требованиям по содержанию почвенных примесей в валке.
Используемые в корнеклубнеуборочных машинах теребильные рабочие органы ручьевого типа на уборке лука, в особенности, многогнездных сортов, оказываются неработоспособными.
Создание надежных в работе машин для замены ручного труда на уборке лука, обеспечивающих получение качественной продукции при минимальных трудозатратах, сдерживается отставанием в разработке простых и надежных рабочих органов для уборки мелкоразмерных корнеклубнеплодов (лука-севка) в широком диапазоне почвенно-климатических условий. Это и составляет научную проблему, от решения которой зависит коренное повышение производительности труда в этой области сельскохозяйственного производства и обеспечение населения РФ* ценной продовольственной культу-рой.
Поэтому тема, посвященная разработке рабочего органа для уборки лука-севка, направленная на решение вышеуказанной проблемы, является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Приведенные в работе теоретические исследования выполнялись с использованием методов теоретической механики и прикладной математики. В экспериментальных исследованиях нашли применение вариационная статистика и математическая теория планирования эксперимента. Лабораторные и полевые исследования проводились в соответствии с действующими ОСТами и частными методиками. Обработка результатов исследований осуществлялась методами дисперсионного и корреляционного, анализов с использованием ПЭВМ.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
- теоретические исследования по обоснованию радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, ротором и передним валом приемного транспортера, и силы теребления луковицы за ботву, а также математическая модель сепарации для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора;
конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа для вы-копки лука-севка;
результаты лабораторных исследований, обосновывающие основные конструктивно-кинематические параметры предлагаемого рабочего органа;
результаты полевых исследований экспериментального копателя лука-севка, оснащенного выкапывающе-сепарирующим рабочим органом.
*
Ручная выкопка лука-севка
Проведение уборки лука-севка в оптимальные сроки, определенные агротехническими требованиями, имеет большое значение с точки зрения снижения затрат труда, сохранения товарных качеств продукции, предотвращения потерь в период уборки и при последующем зимнем хранении. Однако предпосылок к полному решению этой проблемы не создано.
Особенностью лука-севка является то, что его уборку необходимо проводить по двухфазной технологии, которая включает следующие операции: - извлечение лука-севка из почвы с укладкой в валок для естественного просушивания и дозаривания; - подбор валка лука-севка с погрузкой в транспортное средство для доставки на пункты первичной обработки.
Лук-севок в рядке просушивается, и здесь за счет оттока пластических веществ из листьев заканчивается стадия дозаривания. Продолжительность этого периода в зависимости от начальных условий от 10 до 14 дней.
Для ускорения просушивания лука-севка, в особенности при переменных погодных условиях, масса укладывается в валок тонким слоем, а при необходимости его ворошат.
В нашей стране вопросам механизированной уборки и послеуборочной обработки лука посвящены работы Н.Ф. Диденко [4], Л.С. Землянова [5], М.М. Мейлахса [6], Э.С. Рейнгарта [7], В.А..Хвостова [8], A.M. Дятликовича [9], Л.С. Бакулева [10], Н.П. Ларюшина [11] и других ученых.
Механизация проведения лукоуборочных работ идет по пути все большего сокращения затрат ручного труда и может быть представлена схемой (рисунок 1.1): - ручная уборка; - уборка с частичной механизацией; уборка с полной? механизацией.
Ручная: уборка-лука-севка все еще находит применение в различных зонах страны:. Технология І ее проведения следующая: лук-севок выдергивается за листья из почвы и укладывается тонким слоем луковицами в одну сторону для1 просушки и-дозаривания (при сырой погоде-севок переносят под- навес)1. Затем рабочие собирают лук-севок из рядков в корзины или ведра, переносят и высыпают в рядом идущие транспортные средства. Подбор-лука-севка из валков производится в период, когда луковички покроются сухими чешуями, листья хорошо просохнут и легко отминаются, а шейка становится тонкой и сухош
Существенными недостатками ручного способа уборки являются: большие затраты труда, низкая производительность, значительные потери продукта;
Однако данный способ остается пока, единственно возможным - и позволяет убрать лук-севок, когда почва и листья имеют влажность, превышающую агротехнически допустимую для; механизированной- уборки (свыше 24%).
До настоящего времени на уборке лука-севка наибольшее распространение находят орудия и приспособления, позволяющие частично" облег- чить процессы его выкопки и подбора из валков. К таким орудиям относятся лукоподъемник ЛПШ-1,2 и подкапывающая скоба СНУ-ЗР [4, 12]. Они представляют собой орудия в виде лап и скоб, рыхлящих грядки и нарушающих связь луковиц с почвой. Применение ЛПШ-1,2 и СНУ-ЗР целесообразно лишь в- том случае, когда ручное теребление невозможно без предварительного рыхления почвы из-за большой ее твердости. Произво дительность труда.на выборке луковиц при этом повышается на 18:..22 %, а количество поврежденных луковиц не превышает 1 % [4, 12]:
Машины, применяемые для механизации процессов уборки лука-севка, отличаются как по назначению, так и по типам применяемых рабочих органов. На уборке лука-севка применяются машины подкапывающего и теребильного типов.
Машины выкапывающего типа получили более широкое распространение, чем теребильные благодаря большей» возможности приспособить их к выполнению различных технологических операций; К таким машинам относятся все средства механизации уборки лука, начиная? от простейших подрезающих скоб и кончая сложными машинами с законченным технологическим процессом.
Машины выкапывающего типа можно разделить на четыре основных группы: лукоподъемники, подъемники-валкообразователи, копатели-валкоукладчики и универсальные лукоуборочные машины.
Лукоуборочные машины выкапывающего типа по: компоновке основного рабочего органа можно разделить на две группы (рисунок 1.1): - машины с пассивными подкапывающими органами (скоба; лемех); - машины с активными подкапывающими органами (колеблющийся лемех, диски, зубчатый нож, штанга).
Средства частичной механизации выкопки лука-севка
Далее луковицы подбираются второй секцией, состоящей из битера, подающий луко-почвенную массу на прутковый транспортер для сепарации почвы, откуда валкообразователем лук укладывается в валок на поверхность поля подготовленную катком.
Данный агрегат может использоваться на посевах лука, посеянного только шестистрочным способом.
В Венгрии для уборки лука, посаженного на профилированной поверхности с шириной колеи 1,6 м, фирмой «Mefi-Hodger» разработан копатель-валкоукладчик VBG, выкопка лука и формирование валка которым производится одновременно с трех гряд.
Копатель-валкоукладчик VBG представляет собой прицепной агрегат шириной захвата 4,8 м, состоящий из трех секций, смонтированной на одной раме. В каждой секции имеется вращающийся квадратный вал, битер-питатель с эластичными лопастями, сепарирующий прутковый элеватор с устройством для отделения сорняков. Вращающийся квадратный вал извлекает луковицы из почвы и вместе с битером-питателем передает их на прутковый элеватор, где происходит отделение почвенных примесей, а луковицы сходят на поперечный транспортер и укладываются им в один валок на поверхность крайней правой грядки [13].
Для двухфазной уборки лука фирма «Campesato» (Италия) выпускает копатель-валкоукладчик «Vibro» (рисунок 1.9), при работе которого лук выкапывается зубчатым ножом 1, колеблющимся в поперечном направлении при поступательном направлении движения трактора, на который навешен копатель [18]. Рисунок 1.9 - Копатель-валкоукладчик «Vibro»: 1 — нож зубчатый; 2 — колеса опорные; 3 элеватор прутковый; 4 - транспортер верхний; 5 - ложеобразователъ; 6 - встряхиватель; 7 — пальцы обрезиненные
Гребенка ножа заглубляется на глубину 5...6 см, достигая таким образом корней луковиц и срезая их под небольшим углом к горизонтали, поперечные колебания ножа и одновременное поступательное перемещение его позволит измельчать почвенный слой, из которого луковицы поднимаются на поверхность, а гребенка ножа выполняет первичное отделение почвы. После выкопки луковиц обрезиненные пальцы 7 верхнего транспортера 4 захватывают растения за листья и направляют их на полотно элеватора 3, располо женного за ножом и снабженного встряхивателем 6. После элеватора луковицы, скатываясь по обрезиненному валкообразователю, попадают на почву, выровненную ложеобразователем 5. Применение зубчатого выкапывающего ножа повышает надежность работы копателя-валкоукладчика.
С 1971 года в нашей стране выпускается универсальная лукоуборочная машина ЛКГ-1.4 (рисунок 1.10), полунавесная на пропашной трактор тягового класса 1,4. Она содержит механизм регулировки глубины подкапывания 1, переднее решето грохота 2 с лемехами, регулируемую подвеску 3, заднее решето грохота 4, комкодавительные баллоны 5, продольный 6 и поперечный 7 транспортеры, загрузочный транспортер 8. Рисунок 1.10- Схема универсальной лукоуборочной машины ЛКГ-1,4: 1 - винтовой механизм регулировки глубины подкапывания; 2 - переднее решето грохота; 3 -регулируемая подвеска; 4 - заднее решето грохота; 5 - комкодавительные баллоны; б - продольный элеватор; 7 - поперечный элеватор;8 - загрузочный транспортер
Государственные испытания ЛКГ-1,4, проводимые периодически Пушкинской, Молдавской и Поволжской МИС [20, 21, 22, 23] показали, что машина ЛКГ-1,4 может работать в соответствии с АТТ при влажности верхнего слоя почвы 18...24%. В противном случае содержание почвенных частиц в ворохе достигает 46,7...62,3%. Поэтому машина в хозяйствах применяется ограничено, чаще всего только на выкопке лука-репки с последующим ручным подбором. В настоящее время промышленностью она не выпускается.
Для уборки лука-севка машина оснащена сменными решетами. В этом случае вместо колосниковых решет грохота устанавливают сетчатые. На вы-копке с укладкой валков размер отверстий первого решета 20x20, второго -16x16 мм, а на подборе валков соответственно - Ібхіби 12x12 мм. У прутковых транспортеров расстояния между прутками - 10 мм.
Как показали государственные испытания машины в совхозе "Сурин-ский" Самарской области в 1982 году, она обеспечивала достаточную чистоту вороха только при работе на легких почвах оптимальной влажности, на тяжелых почвах содержание почвенных примесей в ворохе достигало 82% [20].
В последние годы наибольшее распространение получили универсальные лукоуборочные машины. Они обеспечивают механизацию всех уборочных операций и дают наибольшую экономию затрат.
Представляют интерес специальные лукоуборочные машины, выпускаемые фирмами «Excelsior» (Нидерланды), «Parma» (США), а также венгерским заводом «Hodgep».
Особенностью машины TSJ-3-71 (рисунок 1.11) фирмы «Excelsior» является наличие ручного выбора почвенных примесей. В этой машине выкапывание луковиц осуществляется, как и в машинах ЛКГ-1,4 и МУЛ-1,4, колеблющимся лемехом. Машина TSJ-3-71 полунавесная, агрегатируется с тракторами мощностью не менее 26 кВт.
Она состоит из колеблющегося лемеха 1 с эксцентриковым валом и шатунами, основного 2 и каскадного 3 прутковых элеваторов, подъемного лопастного транспортера 4, решета грохота 5, поперечного выгрузочного транспортера 6, ходовых колес 7, площадки для размещения вспомогательных рабочих 8 и привода рабочих органов. Колеблющийся лемех 1 представляет собой режущее лезвие, установленное впереди прутковой решетки, поэтому уже здесь часть земли просеивается. Лемех 1 вместе с решетом 5, установленным в конце технологического процесса, представляет собой двухмасс-ную колеблющуюся систему, которая приводится в движение от одного экс 25 центрикового вала. При этом лемех и решето колеблются в противофазе. Ширина захвата лемеха в обычном исполнении составляет 1,2 м и может быть увеличена до 1,4 м посредством сферического диска, укрепленного у боковины лемеха.
Условия проведения исследований и характеристика изучаемой культуры
Исследования по определению физико-механических свойств лука-севка проводились на полях ООО «Агрокомплект» Бессоновского района Пензенской области в 2004-2005 годах с сортом лука-севка «Бессоновский местный». Почва - выделочный чернозем, по механическому составу характеризуется, как среднесуглинистая. Годовое количество осадков в среднем 410...473 мм, что в сочетании с относительно благоприятными погодными условиями позволяло получать урожай лука-севка 60.. .95 ц/га.
В зоне Среднего Поволжья Российской Федерации выращиваются следующие сорта лука: Спасский, Скопинский, Арзамасский, Бессоновский местный, Рамадановский. Наибольшее распространение из них получил сорт Бессоновский местный. Это старинный сорт выведен в селе Бессоновка Пензенской области. Выращивается он в двух-трёх летней культуре; засухоустойчивый, скороспелый (вегетационный период - 90...100 дней). Форма типичной луковицы округло-плоская с небольшим сбегом к шейке (индекс 0,7...0,85), встречаются луковицы без сбега к шейке, круглые. Масса луковицы 10... 35 г, окраска сухих чешуи жёлтая с коричневым или розовым оттенком. Это один из наиболее лёжких сортов, пригодный для длительного хранения и перевозки на большие расстояния. Урожайность лука-севка сорта
"Бессоновский местный" в различных регионах Российской Федерации колеблется от 3,0 до 15,0 т/га, рекордные урожаи достигали 20,0 т/га [31, 47, 48, 54]. Стандартный лук-севок содержит три размерные группы, определяемые диаметром луковичек: 1-ая группа - 10,1...15 мм, 2-ая группа - 15,1...22 мм, 3-я - группа - 22,1...30 мм. Луковички диаметром меньше 10 мм - подсев, а больше 30 мм - выборок.
Исследования физико-механических свойств лука-севка проводились по методике, разработанной на основе требований ГОСТов [55...58], а также на основе методики ВИСХОМа, применяемой для изучения физико-механических свойств растений и почв [59...61] и частной методики, разработанной на основе методики испытания машин для уборки овощных и бахчевых культур. Значения исследуемых величин различны и могут быть выражены вариационным рядом. Для оценки вариационного ряда пользуются средними величинами массовых измерений. В данных исследованиях использовали общепринятые в вариационной статистике понятия и элементы, характеризующие вариационный ряд: средняя арифметическая Х5 средне-квадратическое отклонение а, коэффициент вариации v, средняя ошибка Sx и относительная ошибка выборочной средней Sx %. Каждый из названных элементов определялся по известным формулам вариационной статистики [62...66]. Это позволило определить точность экспериментальных данных и установить допустимые пределы, в которых они достаточно надежны.
Оборудование и приборы для получения числовых данных выбирались в расчете на массовое измерение с учетом допускаемых погрешностей измерений приведены в приложении Б. Состояние посевов лука-севка перед уборкой оценивали на трех учетных делянках, равномерно расположенных по диагонали участка. Длина каждой делянки 10 м, ширина - 2,1 м (три ленты).
Ширину междурядий и отклонение растений от осевой линии ленты определяли при помощи шнура, натянутого по центру междурядий. Измерение отклонений производили по обе стороны от центра шнура до основания растений, расположенных друг от друга в двух смежных лентах с одновременными интервалами по длине ряд. Измерения проводили измерительной рулеткой. Погрешность измерений не более + 1 см.
Результаты замеров по размещению растений на поверхности поля показали, что при схемах посева 20+50 см и 90+50 см величина междурядий колеблется от 43 до 53,6 см, при среднем значении 50,8 см.
Ширину ленты (полосы) определяли измерением расстояния между центрами крайних расстояний по ширине ленты (полосы), равномерно расположенных друг от друга. Количество измерений 20 на каждой учетном участке. Измерения проводились измерительной рулеткой. После обработки полученных значений установлено, что ширина посева ленты лука-севка (схема посева 20+50 см) колеблется от 11,9 до 23,8 см, при среднем значении 20,7 см, а ширина полосы (схема посева 90+50) - от 85 до 94 см, при среднем значении 88,6 см. Это необходимо учитывать при определении конструктивной ширины захвата уборочной машины.
Густота стояния растений в ленте выражается числом растений на одном погонном метре. Количество луковиц в штуках на одном погонном метре определяли путем подсчета их на учетных делянках и делением общего количества на суммарную длину лент на учетной делянке.
Результаты замеров показали, что на 1 погонном метре ленты (четыре строчки) на разных участках (схема посева 20+50 см) составляет в среднем 504 штуки, а при схеме посева 90+50 см - 653 штуки.
Обоснование направления теоретического исследования процесса выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом
Поступающий в машину ворох при уборке лука содержит кроме луковиц почвенные и растительные примеси. В зависимости от условий работы и типа машины содержание почвенных примесей в исходном ворохе может составлять от 20 до 98 %. Содержание растительных примесей (свободная ботва, сорняки) обычно не превышает 5 %, однако даже небольшое (2...4 %) количество их делает ворох непригодным ни для реализации, ни для хранения.
Из-за отличительной особенности лука-севка, заключающейся в малых размерах его луковиц, которые соизмеримы с размерами почвенных примесей, процесс отделения почвенных примесей из вороха лука-севка на сепарирующих рабочих органах ограничен.
Отделение почвенных примесей можно рассматривать как комплексный непрерывный процесс, состоящий из двух последовательно выполняемых операций: - первичная сепарация в процессе извлечения луковиц из почвы корне-извлекающими устройствами; - вторичная - на сепарирующих поверхностях.
Поэтому особое внимание следует уделить изысканию наиболее эффективных корнеизвлекающих рабочих органов, позволяющие производить отделение части почвы уже в процессе извлечения лука из почвы.
По мнению профессоров Рейнгарта Э.С., Ларюшина Н.П. [7, 37] при уборке лука на средних и тяжелых почвах минимальное количество почвенных примесей вместе с луком на сепарирующие рабочие органы в машину подают корнеизвлекающие рабочие органы теребильного типа.
Впервые вопросы теребления лука-севка рабочими органами дискового типа были освещены в трудах Н.П. Ларюшина [36]. В машинах такового типа захват листьев убираемой культуры теребильным аппаратом осуществляется в тот момент, когда они находятся над рабочей поверхностью скобы (леме ха). Однако, как известно, при перемещении подкопанного пласта почвы по рабочей поверхности лемеха почва частично уплотняется. Поэтому усилия, необходимые для выдергивания луковиц в зоне уплотнения, будут немного выше, чем в зоне схода пласта с задней кромки лемеха (зона максимального крошения) [46]. Следовательно, теребление лука-севка целесообразнее проводить в момент, когда пласт почвы сходит с задней кромки лемеха.
Такой принцип работы применялся в битерных теребильных аппаратах [46]. Но в связи с тем, что битер расположенный вслед за лемехом, не разрушает почвенного пласта первичное отделение почвенных примесей не происходит.
Для обеспечения уборки лука-севка способом теребления с первичной сепарацией на выкапывающих рабочих органах нами предлагается конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (рисунок 3.1) (на элементы данной конструкции получен патент РФ № 2240671) (приложение 1), состоящего из лемеха 1, битера 2 с эластичными лопастями 3 и ротора 4, состоящего из боковин 5 и стержней 6, зафиксированных для исключения свободного вращения относительно боковин 5 ротора 4, с помощью пружин 7 на боковинах 5 ротора 4. Внутри ротора 4 и на его валу 8 жестко установлен шнек 9 со спиралями правого и левого направлений от его середины. Битер и ротор соединены приводом во встречное вращение [77].
Как отмечалось ранее, особенностью состава луко-почвенной массы, поступающей на сепарирующие рабочие органы, заключается в том, что размеры почвенных примесей соизмеримы с размерами луковиц севка, что в дальнейшем усложняет процесс разделения вороха на сепарирующих устройствах уборочной машины. В предлагаемой функциональной схеме выкапывающе-сепарирующего рабочего органа есть ряд существенных отличий от принятых за аналоги элементов известных конструкций, обусловленных тем, что процесс выкопки включает следующие фазы: - подкапывание лемехом пласта почвы; - теребление луковиц лопастями битера и стержнями ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа; - отделение почвенных примесей во время теребления; - удаление почвенных примесей из внутренней полости ротора шнеком.
С учетом изложенного и, исходя из конструктивно-кинематических отличий разрабатываемого выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, учитывающего особенности технологического процесса выкопки лука-севка, поставлены следующие задачи теоретического исследования: - определение траектории движения конца лопасти битера и стержня ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа; - определение силы, обеспечивающей теребление луковиц за ботву; - определение геометрических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа; - определение длины участка перемещения луковицы при тереблении; - обоснование процесса удаления почвенных примесей из внутренней полости ротора; - определение взаимного расположения ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа и переднего вала приемного транспортера. При определении конструктивно-кинематических параметров выкапы-вающе-сепарирующего рабочего органа были приняты следующие основные допущения: - агрегат движется равномерно и прямолинейно; - рабочие органы вращаются с постоянной угловой скоростью; - высота расположения рабочих органов над поверхностью почвы в период теребления не меняется.
