Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы. цели и задачи исследования ... 15
1.1. Технологии уборки лука-репки 15
1.1.1. Однофазная технология и средства механизации уборки лука-репки 18
1.1.2. Двухфазная технология и средства механизации уборки лука-репки 23
1.1.3. Использование других выкапывающих машин в технологии уборки лука-репки 31
1.2. Способы и средства уменьшения содержания почвенных примесей в ворохе лука-репки 37
1.2.1. Предуборочное рыхление посевов лука 38
1.2.2. Извлечение лука-репки из почвы 41
1.2.3. Сепарация вороха лука и корнеклубнеплодов 48
1.3. Анализ исследований механизации процесса уборки лука и постановка проблемы 61
1.4. Выводы, цель и задачи исследования 62
2. Разработка технологий и технических средств для уборки лука-репки 64
2.1. Разработка технологии уборки лука-репки 64
2.2. Технологические свойства репчатого лука, как основа для создания рабочих органов уборочных машин
2.2.1. Размерная характеристика вороха лука 67
2.2.2. Массовая характеристика лука 73
2.2.3. Расположение луковиц относительно оси рядка 76
2.2.4. Фрикционные свойства вороха лука 77
2.2.5. Силы теребления лука 78
2.2.6. Прочность листьев ботвы лука 81
2.2.7. Удержание луковиц ячеистой поверхностью 83
2.2.8. Силы теребления луковиц на участке сепарации 86
2.3. Разработка технических средств для механизированной уборки лука-репки 88
2.3.1. Фрезерный рыхлитель междурядий 88
2.3.2. Битерно-роторный теребильный аппарат 89
2.3.3. Сепараторы вторичной очистки луко-почвенного вороха 91
2.4. Выводы по разделу 96
3. Теоретические исследования технологических процессов, выполняемых рабочими органами машин для уборки лука-репки 98
3.1. Моделирование технологического процесса 98
3.1.1. Функциональное моделирование процесса уборки лука-репки 98
3.1.2. Структурная модель лукоуборочной машины 104
3.2. Исследования фрезерного рыхлителя междурядий 112
3.2.1. Геометрические параметры фрезерного рыхлителя 112
3.2.2. Кинематические параметры фрезерного рыхлителя 122
3.2.3. Технологические параметры фрезерного рыхлителя 124
3.3. Исследования битерно-роторного теребильного устройства 129
3.3.1. Размеры теребильной пары и их межосевое расстояние 129
3.3.2. Параметры устройства на участке захвата листьев луковиц 131
3.3.3. Параметры устройства на участке теребления луковиц 133
3.3.4. Коррективы длины лопасти битера 139
3.4 Исследование пальчатой горки со счесывающим устройством 141
3.4.1. Взаимное расположение горки и подающего транспортера 142
3.4.2. Угол наклона пальцев горки к горизонтали 149
3.4.3. Глубина проникновения луковицы между пальцами 150
3.4.4. Расположение щетки относительно заднего вала горки 154
3.5. Исследование крупноячеистого сепаратора 157
3.5.1. Траектории перемещения вороха по рабочей поверхности, длина участка сепарации 157
3.5.2. Время выпадения луковицы из ячейки 162
3.5.3. Влияние размерных характеристик луковиц на параметры ячейки 165
3.5.4. Сила теребления луковиц на участке сепарации 169
3.6. Выводы по разделу 172
4. Экспериментальные исследования рабочих органов лукоуборочной машины 174
4.1. Исследование фрезерного рыхлителя междурядий 175
4.1.1. Программа и методика исследования 176
4.1.2.Результаты исследования рыхлителя 182
4.2. Исследование битерно-роторного теребильного устройства 190
4.2.1. Программа и методика исследования 190
4.2.2. Результаты исследования теребильного устройства 196
4.3. Исследование сепараторов вторичной очистки 203
4.3.1. Пальчатая горка с счесывающим устройством 204
4.3.2. Крупноячеистый сепаратор 212
4.4. Выводы по разделу 223
5. Реализация научных разработок и экономическая оценка технологии уборки лука-репки 226
5.1. Фрезерный рыхлитель междурядий 226
5.2. Лукоуборочная машина с битерно-роторным теребильным аппаратом 228
5.3. Лукоуборочная машина, оснащенная пальчатой горкой со счесывающим устройством
2 5.4. Лукоуборочная машина, оснащенная крупноячеистым сепаратором вторичной очистки 233
5.5. Экономическая оценка технологии уборки лука
5.6. Выводы по разделу 245
Общие выводы 247
Библиографически список
- Использование других выкапывающих машин в технологии уборки лука-репки
- Расположение луковиц относительно оси рядка
- Структурная модель лукоуборочной машины
- Исследование битерно-роторного теребильного устройства
Введение к работе
Актуальность темы. Производство репчатого лука, как в целом по Российской Федерации, так и по отдельным регионам, не полностью удовлетворяет потребность населения. Так, при рекомендуемой норме 8... 12 кг лука на человека в год, потребление на сегодняшний день составляет 5... 7 кг.
Несмотря на специализацию хозяйств и механизацию ряда трудоемких процессов (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка и др.), трудозатраты на уборку и послеуборочную доработку лука по данным Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур составляют 383 чел.-ч/га (более 55% всех технологических затрат), что приводит к неуклонному сокращению площадей под репчатым луком в хозяйствах РФ.
Это объясняется тем, что в технологии уборки лука, где находят применение машины грохотного и транспортерно-элеваторного типов, возникают сложности в разделении вороха на луковицы и почву. Уборочные машины такого типа не способны выделить из лукового вороха комки почвы соизмеримые со стандартными луковицами (их содержание в конечном продукте в зависимости от условий возделывания может колебаться от 23 до 82%), что приводит к необходимости широкого применения ручного труда.
Восстановление посевных площадей до размеров, обеспечивающих полное удовлетворение потребностей населения РФ, возможно лишь при решении организационно-технических вопросов уборки лука, в том числе ликвидации ручного труда
Исследования и разработки, составившие основу диссертационной работы, выполнены в соответствии с планом развития Саратовской области по выполнению научного направления 1.2.9. «Комплексная региональная программа научно-технического прогресса в агропромышленном комплексе Поволжского экономического региона на 20 лет до 2010 года» /№ гос. регистрации 840005200/ и комплексной
РОСНАЦИОНАЛьГ"^) БИБЛИОТЕКА С.Пе 09
темой №4 НИР Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова «Разработка технического обеспечения аграрных технологий», раздел № 4.1 «Совершенствование технологических процессов и технических средств производства сельскохозяйственных культур».
Цель исследования. Повышение эффективности техноло- <
гического процесса уборки лука-репки, путем создания рабо- \
чих органов уборочных машин, исключающих или значительно уменьшающих почвенные примеси в конечном продукте.
На защиту выносятся научные положения и результаты:
- конструктивно-технологические схемы, оптимальные
геометрические параметры и кинематические режимы техни
ческих средств, позволяющие минимизировать образование в
луко-почвенном ворохе трудноотделимых, соизмеримых с лу
ковицами, комков почвы и при необходимости отделить их;
структурные модели технологического процесса и функциональные схемы машин для уборки лука-репки, исключающие или значительно сокращающие содержание почвенных примесей в конечном продукте;
теоретические зависимости геометрических, кинематических и технологических параметров рабочих органов и устройств от технологических факторов уборочных работ;
результаты экспериментальных исследований и испытаний новых рабочих органов уборочных машин в сравнении с известными в серийном производстве;
данные экономической эффективности применения предлагаемых технических средств при производстве лука-репки.
Объект исследования. Технологические процессы уборки »'
лука-репки, выполняемые перспективными рабочими органами, и их сопоставление с базовыми (серийными).
Предмет исследования. Параметры технологических схем <
лукоуборочных машин
Методы исследований. Включали: аналитическое исследование способов и средств механизации уборки лука-репки на основе научных и патентных источников; теоретическое
: 2
изучение процесса сепарации луко-почвенного вороха на основе известных законов и методов классической механики и математического анализа; моделирование технологического процесса уборки в сочетании с математическим планированием экспериментов и получением уравнений регрессии с оценкой достоверности результатов. Экспериментальные исследования и производственные испытания разрабатываемых технических средств выполнены с использованием динамометри-рования, хронометража, стандартных и оригинальных методик и приборов с последующей обработкой результатов при помощи ПК.
Научная новизна работы. Научную новизну составляют структурные схемы технологического процесса уборки лука-репки, конструктивно-технологические схемы средств его выполняющие, теоретические и экспериментальные зависимости геометрических, кинематических, технологических параметров рабочих органов уборочной машины от условий уборка
Практическая ценность. Совокупность выполненных исследований и теоретических обобщений позволили разработать технические средства в составе лукоуборочных машин, исключающие применения ручного труда на уборке лука-репки.
Предложенные в диссертации технические решения защищены 2 патентами Российской федерации на изобретения (№2182415 и №2258348), на рабочие органы корнеклубнеубо-рочных машин получено 11 авторских свидетельств.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались ежегодно на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава СИМСХ, СГАУ по итогам научно-исследовательской работы за 1989...2004 г.г.; на областных конференциях «Роль молодых ученых в интенсификации с-х производства», г. Куйбышев, 1989 г., «Энергоресурсосбережение в механизации сельского хозяйства», г. Самара, 2000 г. и «Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве», г. Рязань, 2000 г.; на I Всерос-
сийской научно-производственной конференции молодых ученых «Фундаментальные разработки в сельском хозяйстве на пороге Ш тысячелетия», г. Пенза, 2000 г.; на Ш международной научно-практической конференции «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии», г. Пенза, 2001 г.; на VI Всероссийской научно-практической конференции, г. Пенза, 2002 г.; на 2-й международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве», г. Москва, 2003 г; на международной научно-практической конференции, посвященной году России в Казахстане и 50-летию освоения целинных и залежных земель, г. Уральск, 2004 г.; на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, г. Саратов, 2004 г.; на VII губернской выставке достижений в области сельскохозяйственного производства, г. Самара, 2004 г.; на международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова, г. Саратов, 2005 г.; на международной научной конференции «Современные проблемы земледельческой механики», посвященной 105-й годовщине со дня рождения академика П.М. Василенко, г. Киев, 2005 г.
Реализация результатов исследования: Технологические процессы и технические средства для уборки лука-репки внедрены в ряде хозяйств Саратовской и Пензенской областей.
На основании проведенных испытаний конструкторским отделом ОАО «Завод Белинсксельмаш» разработаны рабочие чертежи и изготовлены экспериментальные образцы лукоубо-рочных машин, оснащенных битерно-роторным теребильным устройством и сепаратором пальчатого типа, их производственные испытания проведены на полях хозяйств Бессоновско-го района Пензенской области.
Результаты исследований используются в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании в Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова и Пензенской ГСХА.
В работе используются материалы исследований, обобщений автора и результаты, полученные совместно с сотрудниками и соискателями кафедры «Сельскохозяйственные машины» СГАУ им. Н.И. Вавилова: Шардиной Г.Е., Ларюшиным А.М., Ларюшиным С.Н., Марченко А.П., работающих под руководством автора
Публикации; По материалам диссертации опубликованы 42 научных работы, в том числе 11 работ в изданиях, поименованных в списке ВАК Минобразования и науки РФ, 13 описаний к авторским свидетельствам и патентам на изобретения. Общий объем публикаций составляет 7,72 п.л., из которых на долю автора приходится 4,46 п.л.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем составляет 355 страниц, из которых на 270 страницах изложен текст работы, содержит 17 таблиц, 140 иллюстраций, 26 приложений. Библиографический список включает 216 наименований, в том числе 46 - на иностранных языках.
Использование других выкапывающих машин в технологии уборки лука-репки
Однофазный способ уборки включает в себя следующие операции: извлечение лука из почвы с отделением листьев, сепарацию вороха и погрузку в транспортное средство с последующей искусственной или естественной сушкой. При этом срез листьев лука может осуществляться непосредственно перед уборкой, как правило, при большой засоренности полей, или на пунктах послеуборочной доработки конечного продукта.
Для однофазной уборки лука-репки применяются, как комбайны, включающие все требуемые технологические операции, так и комплекс машин, выполняющих одну или несколько операций. Эта технология требует обязательной послеуборочной искусственной сушки лука.
Примером первой группы машин могут служить лукоуборочные комбайны разработанные в Японии, США, Италии и Испании. Японский лукоуборочный самоходный комбайн DN 1200W фирмы Daisan (ширина захвата 1,2 м, производительность 0,1 га/ч, его обслуживают три переборщика) [17] и итальянский прицепной комбайн фирмы Parma [18] (рис. 1.1) выкапывают лук, осуществляют его сепарацию и сортировку с помощью рабочих-переборщиков, и грузят в контейнеры. Другие самоходные или прицепные комбайны могут одновременно осуществлять обрезку листьев, затаривать лук в мешки или грузить в транспортное средство [19, 20].
Размещение рабочих органов в два яруса на таких машинах позволяет иметь на них листоотделитель, два транспортера-переборщика для доработки вороха с целью получения товарного лука. Полнота обрезки листьев достигает 90 %.
Комбайны, осуществляющие механизацию всех операций однофазной уборки, отличаются незначительной производительностью и используются на небольших по площади фермах. Опыт работы подобных самоходных и прицепных машин, позволяющих получить товарный или полутоварный лук в полевых условиях, выявил ряд существенных недостатков [12]: необходимость ручного труда на уборочной машине для отделения комков и некондиционных луковиц; неблагоприятные условия работы переборщиков на машине из-за повышенной запыленности и выделения сока лука; низкая производительность машин и высокие трудозатраты.
На второй группе машин однофазной уборки лука-репки не используется ручное отделение комков почвы и нестандартных луковиц, в связи с большей эффективностью выполнения этих операций на стационарных пунктах послеуборочной доработки конечного продукта. Среди многих операций, выполняемых лукоуборочными машинами, влияющих на сохранность конечного продукта при однофазном способе уборке, основной считается обрезка листьев лука.
Ряд машин этой группы сохранили в своем составе сложные механизмы для обрезки листьев уже выкопанного лука. Это такие машины, как Heston-3844 (США) [21] и KMON-12 фирмы Kubota (Япония) [22], они снабжены вальцовыми очистителями с ротационными обрезающими ножами. Но этот способ обрезки листьев лука уменьшает надежность выполнения технологического процесса машин и значительно снижает их производительность.
В США экспериментальные образцы машин снабжаются устройствами, позволяющими срезать листья лука на корню [23]. При этом исследователи используют обрезчики ротоционно-дискового типа с вертикальной осью вращения, роторные с горизонтальной осью вращения и сегментный возвратно-поступательный механизм [24]. Германия и Австралия используют специальные обрезчики листьев лука в составе уборочного комплекса машин. Для обрезки листьев в Англии применяют переоборудованные применительно к культуре лука известные косилки [25] или кормоуборочные машины [26]. В бывшей республике ГДР накоплен значительный опыт по использованию десиканта тракефона перед уборочными работами. Такой способ обработки дает отмирание 95 % листьев лука в течение недели [27, 28]. В нашей стране чаще всего для этой цели используют роторную косилку-измельчитель КИР-1,5 [29] или обрезчик ботвы ОБН-1,8.
На кафедре «Сельскохозяйственные машины» Саратовского института механизации сельского хозяйства им. М.И. Калинина была разработана навесная роторная косилка для удаления ботвы овощных культур с резино-битерным доочищающим устройством (рис. 1.2) [30 - 32], которая в полной мере может быть использована для обрезки листьев лука-репки. Роторные обрезчики, в отличии от других подобных устройств, достигают высокой кондиционной обрезки луковиц благодаря подъему полеглых листьев за счет вентиляционного действия роторов.
Подобная косилка разработана и испытана в штате Калифорнии (США) [33]. Она имеет трехступенчатую обрезку листьев: первая - с помощью сегментного возвратно-поступательного обрезчика; вторая -посредством ротора с горизонтальной осью вращения; третья - с использованием активного битера с резиновыми пальцами.
Расположение луковиц относительно оси рядка
Технические средства, осуществляющие технологический процесс выкопки выращенного растения, имеют огромное многообразие.
Стремление уменьшить содержание почвенных примесей в выкапываемой культуре привело к попыткам забора почвенного пласта не по всей ширине технологической колеи, а выборочно - в зоне нахождения растений.
После неудачных попыток вырезать посеянные рядки дисками от игольчатой бороны БИГ-3, на кафедре «Сельскохозяйственные машины» СИМСХ им. М.И. Калинина был создан работоспособный образец, имеющий два ряда заточенных активных дисков и узкие прутковые транспортеры. Конструкция защищена авторским свидетельством (приложение 1).
Такие устройства дают положительный эффект, но не избавляют от соизмеримого комка в сепарируемом ворохе, находящемся непосредственно в зоне рядка.
Другие исследователи [39] считают, что наиболее перспективным в отношении уменьшения количества почвенных комков в валке является теребление лука за ботву, несмотря на то, что применение этого способа ограничено состоянием листьев луковиц.
Для однофазной уборки лука в Австралии разработана прицепная машина, оборудованная активными конусными ботвоподьемниками со спиральной навивкой и противоположным направлением вращения. Клиноременный теребильный аппарат машины захватывает листья лука, извлекает луковицы из почвы и подает на выравнивающий аппарат.
Полевые испытания машины показали, что при уборке однострочных посевов с незначительной полеглостью ботвы при средней скорости агрегата 1,18 км/ч производительность составляла 2,6...4,0 т/ч, потери луковиц от 0,4 до 8,2% [82].
Кроме этого, отмечаются значительные потери урожайности (до 26%) у однорядных машин вследствие применения схем посева с широким междурядьем, необходимым для прохождения выкапывающего и теребильного аппарата. Себестоимость получаемой продукции превышает показатели получаемые при ручной уборке лука.
Такая же машина для уборки лука-порея разработана на базе морковоуборочной машины теребильного типа ЕМ-11 [83] (аналог машины в нашей стране ММТ-1).
В совхозе имени Котовского Черниговской области изучалась возможность уборки лука машиной ЕМ-11. Уборку проводили до полегания листьев в период, когда начинали усыхать их кончики. Процесс теребления лука проходил надежно, содержание почвы в ворохе не превышало 25% [78]. При полегании ботвы полнота уборки сильно снижается.
В Швеции получен патент на пятирядную прицепную машину с теребильным аппаратом [84]. Каждый из них смонтирован на двух параллельно расположенных штангах, связанных с рамой и образующих с направлением движения угол около 45. На штангах закреплены ведущие направляющие и прижимные ролики, которые охватываются плоскими теребильными ремнями.
Двух- и четырехрядные самоходные теребильные машины для уборки зеленого лука, лука-репки и редиса разработаны фирмой Oshita (США) [44, 85].
ВИСХОМ в 60-х годах разработал теребильную установку УТЛ-1А. За основу этой установки был принят однорядный комбайн теребильного типа, созданный в США. Теребильный аппарат установки состоял из двух бесконечных ремней круглого сечения. Полевые исследования показали, что количество вытеребленных луковиц в среднем составляет 85 %. Более 10 % вытеребленных луковиц терялись из-за перекусывания ботвы теребильными ремнями. Снижение сил, прижимающих теребильные ремни друг к другу, вызывало уменьшение количества вытеребленных луковиц до 72 %. Поэтому названная конструкция дальнейшего распространения не получила.
Многорядные уборочные машины теребильного типа применялись и на уборке свеклы. Одна из них - трехрядный свеклоуборочный комбайн СКЕМ-3 (рис. 1.19), осуществляет теребление секциями в виде бесконечной втулочно-роликовой цепи с парными захватывающими лапами [86].
На кафедре "Сельскохозяйственные машины" Пензенского сельскохозяйственного института была разработана машина с дисковым теребильным аппаратом [87, 88]. Теребильный аппарат (рис. 1.20) машины состоит из двух подпружиненных эластичных дисков, изготовленных из пластиката. Вращаясь, диски прижимаются друг к другу, образуя в передней части устье захвата, а в задней - теребильный ручей.
Структурная модель лукоуборочной машины
Индивидуальная масса растений лука-репки определялась взвешиванием каждого растения средней пробы на весах ВЛА-200г-М с точностью до 0,1 г, которая составлялась из растений с 1 пог.м. ленты. В данном случае бралось 100 таких проб.
Затем определяли массовый состав растений. Для этого у каждого растения обрезали луковицу и взвешивали с точностью до 1 г. По разнице массы растений и луковицы устанавливали массу ботвы.
Объемную массу лука-репки с ботвой определяли методом наполнения жесткой тары емкостью 0,25 м3 с последующим взвешиванием продукта с погрешностью не более ±0,5 кг. Повторность трехкратная. Полученные результаты показывают, что объемная масса лука-репки сорта Бессоновского местного находится в пределах 321...400 кг/м . Биологическую урожайность лука рассчитывали по массе луковиц, отобранных в тару, с учетом потерь при отборе проб по формуле:
G - масса луковиц, отобранных в тару с учетом делянки, кг; gNUI. - масса потерянных луковиц, кг; L - длина учетной делянки, м; В - ширина учетной делянки, м. Значение массы луковиц тл находилось в пределах 8,0...79,4 г (рис. 2.8) при среднем значении Х=39,6 г (среднеквадратическое отклонение 8=5,49 г, коэффициент вариации v=17,23 %).
Значение массы пучка листьев тл находилось в пределах 0...15 г (рис. 2.9) при среднем значении Х=4,6 г (среднеквадратическое отклонение 8=2,34 г, коэффициент вариации v=15,2 %). ЗО -о. 25 oо 20ь к о& 15 10 5 0 0...3
Отклонение луковиц относительно оси рядка является определяющим фактором возможности обработки междурядья. Если разброс луковиц по глубине залегания отслеживается механизмом регулирования глубины, имеющимся у каждой уборочной машины, то размещение рабочих органов в междурядье (особенно активных) затруднено и выполняется с учетом схемы посева.
Возможность механической обработки почвы максимально по ширине захвата выкапывающего органа уборочной машины и глубине залегания луковиц обеспечивает оптимальный фракционный состав луко-почвенного вороха, поступающего на сепарирующие органы.
Размещение луковиц на поле характеризовалось смещением луковиц относительно оси рядка [129, 130].
Для их определения замерялись координаты луковиц на трех нестыковых междурядьях опытного участка. Первое междурядье отстояло от края опытного участка на расстоянии \\ - 0,25Ау, второе - на 12 = 0,5Ау и третье - на 13 = 0,75Ау, где Ау - ширина опытного участка.
Посередине междурядья натягивался шнур длиной 60 м на уровне поверхности почвы и проводились замеры ординат каждой луковицы. На рисунке 2.10 показаны примеры кривых распределения отклонения к луковиц от оси рядка при посеве лука овощной сеялкой СО-4,2 по схеме 32+32+76 см.
Вариационные кривые распределения луковиц в рядке показывают, что их отклонение относительно линии движения сошника сеялки не зависит от сорта лука, а величина защитной зоны при фрезерной обработке не должна быть меньше 12 см с корректировкой, учитывающей поперечное отклонение последней.
В наших опытах изучались фрикционные свойства составляющих луко-почвенного вороха для условий наиболее типичных в практике уборки: стандартная влажность, движение по стальным поверхностям, резине и полимерным материалам.
Для определения коэффициента трения использовали устройство (плоскость проф. Щучкина), где была возможностью плавного изменения наклона опорной поверхности.
Результаты измерений статического коэффициента трения лука-репки сорта «Бессоновский местный» на четырех видах исследованных поверхностей приведены в таблице 2.3.
Определение сил, необходимых для извлечения из почвы луковиц за ботву, важно знать конструкторам создающим теребильные аппараты. От них зависят свойства материала рабочих органов захватывающего устройства и необходимая сила удержания листьев лука в нем. Знание сил теребления определит необходимость использования дополнительных устройств, снижающих их действие. Таблица 2.3. Фрикционные свойства вороха лука-репки сорта «Бессоновский местный» Показатели Вид поверхности сталь окрашенная сталь не окрашенная резина листовая полимерная Статический угол трения: среднее значение (хс), 25,17 23,08 30,42 17,42 среднеквадратическое отклонение (5), 1,64 1,31 1,78 1,37 коэффициент вариации (vc), % 6,52 5,68 5,85 7,91 относительная ошибка выборочной средней (Sx),% 0,65 0,57 0,59 0,79 коэффициент трения, Кс 0,47 0,43 0,59 0,31 Силы теребления Рт определены нами для неподкопанного и подкопанного лука-репки в рядке с помощью специально изготовленного приспособления (рис. 2.11) к твердомеру конструкции Ревякина Ю.Ю. [131]. В твердомере запорный винт заменен воротком 9, который связан с рукояткой 10 при помощи специальной муфты 8. Характеристика пружины 7 подобрана в соответствии с возможной силой теребления лука-репки.
Сменный плунжер на конце штока 6 заменен нажимным роликом 13. Прибор оснащен двухопорной подставкой 16. Тросик 1 пропущен через блоки 4 и снабжен захватами 2 листьев. Замеры силы теребления и обработка результатов опытов осуществлялись в соответствии с методикой изучения физико-механических свойств сельскохозяйственных растений [118].
Исследование битерно-роторного теребильного устройства
В первом варианте машины, в зависимости от способа извлечения лука из почвы, ее функционирование предусматривает пять или шесть операций: активное рыхление междурядий посева лука - Т4із; подкапвание или подкоп с одновременным захватом листьев лука и транспортировка его к прутковому транспортеру - Т4221/Т4322; отделение комком почвы минимальный, размер которых меньше минимального размера стандартной луковицы - Т5ц; отделение комков почвы соизмеримых со стандартной луковицей - Тззь транспортировка - Т54/623 и погрузка - лука в транспортное средство.
Применение для рыхления междурядий посева лука-репки фрезы (Т415) ИЛИ ЄГО Теребление битерНО-рОТОрНЫМ УСТРОЙСТВОМ (Т.4322) обуславливает отсутствие в комбайне рабочего органа для отделения из вороха крупных комков почвы (больше стандартного размера луковицы).
Сепараторы вторичной очистки определены исходя из объективных факторов условий уборки и состояния объекта ее очистки. При наличии у луковиц листьев, сепарацию необходимо осуществлять пальчатой горкой со счесывающим устройством (Т5зі). Если перед уборкой у лука-репки были удалены листья, то отделение соизмеримых с ним комков почвы возможно только крупно-ячеистым сепаратором (Т532) (не относится к сортам с плоской луковицей).
Функция уборочных машин (Т4221Х (Х511) и заключительные функции (Т541/623, Тбн) широко известны в области конструирования овощеуборочных машин [39].
Выкапывание луковиц колеблющимся плоским лемехом обеспечивает устойчивую подачу компонентов вороха к сепаратору. Такой рабочий орган имеет относительную простоту и надежность. Он неоднократно опробован на уборочных машинах выкапывающего типа. Такое же широкое распространение в уборочной технике имеет прутковый транспортер. Транспортирующие органы во время погрузки конечного продукта осуществляют заключительную очистку луковиц по принципу первичной сепарации. Набор функций машин для двухфазной уборки лука-репки включает рабочие органы исполнения комбайна для однофазной уборки, что говорит о возможности создания универсальной уборочной машины широкого спектра использования со сменными устройствами.
Целесообразно заменять функции вторичной сепарации, при выполнении машиной первого этапа двухфазной уборки, функцией первичной очистки исполнения - Т5ц. С одной стороны, за время дозаривания лука-репки в валке не происходит образования дополнительных комков почвы соизмеримых с луковицами. С другой - значительно повышается производительность уборочной машины.
Функционирование любого уборочного агрегата происходит при непрерывно изменяющихся внешних воздействиях. Безусловно они оказывают влияние на выходные параметры уборочной машины и носят случайный характер. Для практического учета случайных факторов необходимо установить закономерности их изменения, дать им качественные и количественные оценки. Вот почему возникает необходимость разработки расчетной схемы комбайна-его динамической модели [149].
Функционирование лукоуборочной машины происходит в сложных условиях. Непрерывно изменяются внешние воздействия (входные факторы), что связано с изменением вегетативной массы лука, состояния поверхности поля (рельеф, засоренность, состав и влажность почвы), урожайности, технологических свойств луковиц и т.д. Таким образом, функционирование уборочной машины относится к категории случайных процессов, которые в теории вероятностей определяются как случайная функция времени X(t) неслучайного аргумента (X), значение которой при любом (t) будут случайными величинами [149]. Соответственно этому, внутренние факторы и выходные параметры технологического процесса уборки лука-репки будут случайными функциями, так как они являются результатом действия преобразующей системы уборочного комбайна.
Таким образом, лукоуборочную машину можно рассмотреть как линейную динамическую систему, включающую в себя функционирующие элементы, компоновка которой зависит от биологического состояния посевов и фазы уборки (рис. 3.4...3.6). Это рыхлитель междурядий (Р), выкапывающее устройство (В), теребильное устройство (Т), рабочие органы первичной сепарации (Э), рабочие органы вторичной сепарации (С), валкоукладывающее устройство (У) и выгрузной транспортер (3). Вектор функций Q; возмущения внешней среды представлен отдельными случайными элементами в виде qi(t)...qi4(t). Выходные переменные определяются функциями: yi(t) - мелкие комки почвы; y2(t) - соизмеримые со стандартными луковицами комки почвы; y3(t) - стандартные луковицы; y4(t) - травмированные луковицы; y5(t) — потери стандартных луковиц; y6(t) -растительные примеси.
Работоспособность лукоуборочной машины может определяться числовыми характеристиками выходных показателей, выраженных неравенством у; ултт І где ултт І - допустимая по агротехническим требованиям числовая характеристика для данного показателя. Величина параметров возмущения внешней среды определена АТТ к сортам лука-репки для механизированной уборки и условиями работы уборочной машины.
