Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Технологии и конструкции сепарирующих рабочих органов картофелеуборочных машин 20
1.1. Анализ современного уровня механизированной уборки картофеля 20
1.2. Особенности технологий возделывания картофеля 22
1.3. Особенности технологий уборки картофеля 27
1.4. Технологические схемы работы картофелеуборочных машин 30
1.5. Анализ физико-механических свойств клубненосной массы и условий работы основного элеватора 37
1.6. Анализ конструкций органов первичной сепарации картофелеуборочных машин 43
1.7. Анализ конструкций устройств для интенсификации процесса сепарации прутковых элеваторов картофелеуборочных машин 48
Выводы к главе 1 52
1.8. Цель и задачи исследования 53
ГЛАВА 2. Теоретические исследования процесса сепарации и обоснование параметров устройства для его интенсификации 54
2.1. Описание конструктивно-технологического решения сепарирующего устройства картофелеуборочных машин 54
2.2. Кинематический анализ устройства для интенсификации процесса сепарации 61
2.2.1. Механико-математическая модель устройства для интенсификации процесса сепарации
2.2.2. Определение линейной скорости ворошителя интенсификатора сепарации картофелеуборочных машин... 66
2.2.3. Определение допустимой скорости соударения клубня и ворошителя исключающей повреждение клубня 68
2.2.4. Определение кинематических параметров устройства для интенсификации процесса сепарации из условия неповреждения клубней 62
2.3. Силовой анализ конструкции и расчет конструктивных параметров разработанного устройства для интенсификации процесса сепарации картофелеуборочных машин 75
2.3.1. Определение силы давления вороха на ворошитель... 75
2.3.2. Определение внутренних силовых факторов возникающих в ворошителе при действии внешней нагрузки 78
2.3.3. Определение конструктивных параметров ворошителя разработанного интенсификатора сепарации 80
Выводы к главе 2 84
ГЛАВА 3. Лабораторные исследования разработанного сепарирующего рабочего органа картофелеуборочной машины 85
3.1. Программа исследования работы разработанного сепарирующего органа 85
3.2. Объект исследований и оборудование, применяемое при проведении лабораторных испытаний 86
3.2.1. Лабораторная установка для проведения исследований разработанного сепарирующего рабочего органа 86
3.3. Методика исследований и обработка опытных данных 90
3.3.1. Методика исследований по определению коэффициентов сопротивления среды 90
3.3.2. Методика исследований закономерностей интенсификации процесса сепарации 91
3.3.3 Методика исследования и обработка опытных данных при испытании интенсификатора сепарации с ворошителями различной формы 93
3.3.4. Методика исследования и обработка опытных данных полученных на разработанном сепарирующем рабочем органе 94
3.4. Результаты лабораторных испытаний 102
3.4.1. Результаты лабораторных исследований по определению коэффициентов сопротивления среды 102
3.4.2. Результаты лабораторных исследований закономерностей интенсификации процесса сепарации 102
3.4.3. Результаты лабораторных исследований интенсификатора сепарации с ворошителями различной формы 104
3.4.4. Результаты испытаний разработанного сепарирующего рабочего органа 106
Выводы к главе 3 108
ГЛАВА 4. Полевые испытания машин для уборки картофеля с разработанным сепарирующим органом 110
4.1. Программа полевых испытаний картофелеуборочных машин 111
4.2. Объекты исследований при полевых испытаниях технологий и машин для уборки картофеля с интенсификатором сепарации 111
4.2.1. Физико-механические свойства почвы в местах проведения испытаний 111
4.2.2. Показатели работы картофелеуборочных машин 112
4.3. Методика исследований физико-механических свойств почвы в местах проведения испытаний 113
4.4. Методика проведения хозяйственных испытаний серийного и модернизированного копателей-погрузчиков Е-684 116
4.5 Результаты хозяйственных испытаний картофелеуборочных машин 119
4,5.1 Влияние физико-механических свойств почвы на показатели работы картофелеуборочных машин 119
4.5.2. Показатели работы картофелеуборочных машин 122
Выводы к главе 4 124
ГЛАВА 5. Технико - экономическая эффективность применения разработанного интенсификатора сепарации на картофелеуборочных машинах 125
5.1. Исходные данные для анализа и экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат 125
5.2. Экономический эффект от снижения повреждений и потерь клубней 131
5.3. Граница экономической эффективности применения усовершенствованных картофелеуборочных машин 132
Выводы к главе 5 134
Общие выводы 135
Список литературы 137
Приложения 152
- Особенности технологий возделывания картофеля
- Описание конструктивно-технологического решения сепарирующего устройства картофелеуборочных машин
- Лабораторная установка для проведения исследований разработанного сепарирующего рабочего органа
- Методика исследований физико-механических свойств почвы в местах проведения испытаний
Введение к работе
Сегодня картофель занимает по масштабам производства четвертое место в мире среди главных пищевых сельскохозяйственных культур -после пшеницы, риса и кукурузы. В мире ежегодно производят 350 млн. тонн картофеля, 52% этого объема приходится на развивающиеся страны, где данная культура является одним из основных источником рабочих мест и доходов. За последние 15 лет производство картофеля в этих странах увеличилось более, чем в два раза. Более 40% мирового объема картофеля сосредоточено в Китае, Российской Федерации и Индии.
В последние годы картофель пользуется большим спросом и становится одной из перспективнейших сельскохозяйственных культур. В США и странах Единого Содружества урожайность картофеля увеличилась до 40 т/га и более, в то время как в среднем по России урожайность картофеля не превышала 12,8 т/га [8,9,16], что в определенной мере определяется несовершенством технологии уборки. Кроме того, при переходе от регулируемой плановой экономики к свободному рынку сельскохозяйственный производитель оказался в жестких экономических условиях, т.к. государственные закупки сократились в несколько раз [9].
Повышение эффективности производства картофеля невозможно только за счет увеличения урожайности, а необходим еще и переход на более эффективные машинные технологии его возделывания и уборки. Уровень механизации производства картофеля составляет около 50%, причем до 70% трудозатрат приходятся на его уборку [8,17,18,19]. Это связано с тем, что в процессе уборки через сепарирующие органы картофелеуборочных машин проходит на каждом гектаре до 1000 тонн почвы, из которой необходимо выделить клубни с минимальными повреждениями при различных почвенно-климатических условиях. Вследствие этого, производительность картофелеуборочных машин, в основном, определяется пропускной способностью сепарирующего органа.
В связи с этим создание новых, совершенствование существующих сепарирующих органов и обоснование их параметров является актуальной научно-технической задачей.
В основе технологических схем большинства отечественных и зарубежных картофелеуборочных комбайнов и копателей-погрузчиков заложены сепарирующие элеваторы. Данный рабочий орган получил наибольшее распространение благодаря относительной простоте конструкции при достаточно высоких показателях качества сепарации и эксплуатационной надежности. Однако практически ни одна из существующих конструкций сепарирующих элеваторов не обеспечивает достаточно полного выполнения агротехнических требований, что подтверждено результатами испытаний [18,19,52,54,85,86,88,92,107]. Поэтому необходимо дальнейшее их совершенствование и разработка устройств, повышающих сепарирующую способность рабочих органов корнеклубнеуборочной машины, которые удовлетворяли бы требованиям максимальной производительности при низких значениях повреждений и потерь корнеклубнеплодов и высокой чистоте клубней в таре.
Цель исследований. Повышение эффективности технологического процесса сепарации почвы, путем совершенствования конструкции и обоснования параметров интенсификатора сепарации.
Объекты исследований.
- технологический процесс сепарации почвы в картофелеуборочных машинах; - усовершенствованный сепарирующий элеватор с устройством для интенсификации процесса сепарации почвы;
- серийный и усовершенствованный копатели-погрузчики Е-684;
- физико-механические свойства компонентов картофельного вороха.
Предмет исследований. Теоретические и экспериментальные закономерности технологического процесса сепарации почвы в картофелеуборочных машинах.
Методика исследований. Теоретические исследования с обоснованием кинематических, конструктивных параметров и режимов работы усовершенствованного устройства выполнены на основе механико-математического моделирования процесса работы интенсификатора сепарации и его взаимодействия с почвенно-картофельным ворохом. Лабораторные исследования процесса сепарации почвы выполнены по плану трехфакторного эксперимента ПФЭ 23 с использованием стандартных и разработанных методик. Обработка результатов исследований проведена методами математической статистики. В процессе исследований использовались прикладные программы «MathCAD» и «STATISTICA». Оценка агротехнических показаний работы сепарирующего рабочего органа и картофелеуборочной машины при полевых испытаниях проводилась согласно ГОСТ 20915-75.
Научная новизна работы:
- способ интенсификации сепарации на прутковом элеваторе, заключающийся во встречном воздействии на клубненосный пласт системой вращающихся на валах пальцев, обеспечивающий эффективное разрушение составляющих частиц и слоев вороха, рыхление локальных структурообразований почвы и повышающий сепарирующую способность элеватора;
- механико-математическая модель, описывающая процесс взаимодействия интенсификатора сепарации пальчикового типа с клубненосным пластом и учитывающая физико-механические свойства последнего;
- методика обоснования рациональных конструктивных, кинематических параметров и режимов работы усовершенствованного сепарирующего рабочего органа;
- математические модели, характеризующие полноту сепарации почвенных примесей, количество потерь и повреждений клубней при механизированной уборке картофеля;
Практическая ценность работы:
- конструктивно-технологические решения сепарирующих рабочих органов с активными интенсификаторами сепарации пальчикового типа (патенты №2265308 и № 68848);
- инженерные методы расчета рациональных параметров и режимов работы усовершенствованного сепарирующего органа с интенсификатором сепарации;
- результаты лабораторных исследований усовершенствованного сепарирующего рабочего органа с интенсификатором сепарации пальчикового типа;
- результаты хозяйственных испытаний и технико-экономической оценки применения усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684.
Реализация результатов исследования. Работа по совершенствованию сепарирующего органа картофелеуборочных машин велась в период 2004...2008 гг. в ФГОУ ВПО Рязанском ГАТУ (РГСХА), на полях ООО «Казачье» Михайловского района (приложение В2), ООО «Русич» Шацкого района (приложение ВЗ) и ООО «Малинищи» Пронского района (приложение В4) Рязанской области в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО Рязанского ГАТУ (РГСХА).
Материалы исследований переданы в ЗАО «КОЛНАГ» г. Коломна Московской области (приложение Д1) и ОАО «Рыбновская сельхозтехника» Рязанская область (приложение Д2) и используются при разработке новых сепарирующих рабочих органов картофелеуборочных машин, а так же в учебном процессе при подготовке инженеров Рязанского ГАТУ имени П.А. Костычева (приложение ДЗ).
Достоверность основных положений и выводов подтверждена сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований (расхождение менее 5%), а также положительными результатами хозяйственных испытаний усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684.
На защиту выносится:
- конструкция сепарирующего рабочего органа с интенсификатором сепарации пальчикового типа (патент №68848);
- методика определения рациональных кинематических и конструктивных параметров разработанного интенсификатора сепарации пальчикового типа на основе механико-математического моделирования работы интенсификатора сепарации в картофелеуборочных машинах;
- математические модели, описывающие полноту сепарации и повреждения клубней при работе усовершенствованного сепарирующего рабочего органа и результаты его лабораторных исследований;
- результаты хозяйственных испытаний серийных и усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684; - технико-экономическая оценка применения интенсификатора сепарации пальчикового типа на копателях-погрузчиках Е-684.
В процессе теоретических и экспериментальных исследований при участии автора разработано семейство рабочих органов первичной сепарации - прутковый элеватор с интенсификатором сепарации в виде двух приводных валов с кинематической схемой движения концов ворошителей в виде квадрата со скругленными углами. Получены патент РФ на изобретение № 2265308 «Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины» от 27.01.2004 (приложение А1) и патент на полезную модель № 68848 «сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины» от 30.07.2007 (приложение А2).
Особенности технологий возделывания картофеля
Технология производства картофеля предусматривает совместное применение передовой агротехники, интенсивных сортов с различными сроками созревания, прогрессивных технологических приемов и рациональной организации [18, 45].
Технология возделывания картофеля - это комплекс организационно-технологических мероприятий, выполняемых в строго определенной последовательности с целью получения максимального урожая высококачественных клубней, сохранения плодородия почв и рационального использования энергоресурсов. Разнообразие почвенно-климатических условий, в которых возделывается картофель, привело к разработке и- применению значительного числа технологий. Они базируются на использовании: междурядий различной ширины (75; 90;" 140; 110+70; 60+80; 110+30; 90+50 см), применении сельскохозяйственных машин и рабочих органов разных конструктивных решений [18,44, 45}; Традиционная технология Для получения урожая: 20,0 т/га и более по традиционной, (с междурядьем 70 см) технологии необходимо: - стремится возделывать картофель на дерново-подзолистых почвах легкого- и среднего гранулометрического состава с содержанием частиц глиныот 10%до40%: размещать посадкипо хорошим; предшественникам (зернобобовые и крестоцветные культуры, многолетние и однолетние травы; лещ рожь, яровые зерновые; -. возделывать районированные: и соответствующие целевому назначению (на продовольствие, для; производства. картофелепродуктов, . крахмала и т. д.) сорта включенные в Госреестр; . - вносить полную дозу органических удобрений осенью или под предшествующую-культуру, что позволяет снизить содержание нитратов В клубнях и степень пораженности их.паршой и другими болезнями; - вносить рассчитанную с учетом естественной7 обеспеченности почвы питательными элементами- и планируемой урожайности дозу калийных и фосфорных удобрений осенью,.а азотных - весной; отдавая предпочтение карбамиду с добавками поливиниловых: полимеров и; сульфату аммония с . защитным покрытием;:. - своевременно, качественно и в полном объеме проводить основную; (осеннюю)- обработку почвы (лущение стерни,, вспашку на глубину пахотного слоя, .культивацию и внесение почвенных гербицидов); - использовать для посадки здоровые, подвергнутые , обогреву и протравленные: клубни . семенной фракции до 3-й репродукции- включительно; - производить посадку картофеля в течение 8-10 дней после прогрева почвы на глубине 10 см до +7С с высадкой на 1 га 50-60 тыс. клубней на продовольственных и 60-75 тыс. на семеноводческих участках; - создать благоприятствующие появлению всходов и вегетации растений условия (оптимальный водно-воздушный режим и минимум сорняков на посадках) путем проведения 1-2 довсходовых и 2-3 послевсходовых междурядных обработок со строгим соблюдением агротехнических требований на их выполнение; - выполнять мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями культуры; - своевременно, до установившейся среднесуточной температуры не ниже +8С убирать картофель, так как в противном случае резко возрастает повреждаемость при уборке, транспортировке, разгрузке и сортировании. Возделывание картофеля по традиционной технологии позволяют получать стабильно высокие (28,7 - 32,0 т/га) урожаи картофеля. К недостаткам традиционной технологии необходимо отнести её затратность в связи с наличием большого количества однооперационных сельскохозяйственных машин, разрушение структуры и уплотнение почвы при многочисленных проходах машин для междурядных обработок. Внесение полных доз гербицидов, особенно почвенных, пагубно влияет на микрофлору почвы и загрязняет окружающую среду. Переуплотнение почвы снижает урожайность сельскохозяйственных культур, увеличивает энергетические затраты на уборку, количество примесей в ворохе картофеля и потери клубней за уборочной машиной [18, 29, 34, 45]. Широкорядная технология Многолетними исследованиями [29, 45, 55] установлено, что на широкорядных посадках (90-140 см) создаются лучшие условия для реализации потенциальной продуктивности интенсивных сортов, уменьшается плотность почвы в зоне клубнеобразования, повышается товарность клубней за счет снижения травмирования, создается более благоприятная влажность воздуха в посадках, снижается поражение растений фитофторой [45, 56]. Урожайность при этом повышается, а энергозатраты на производство 1 ц клубней снижаются [57]. Недостатком являются большие затраты на выпуск всего комплекса машин (посадка, уборка, междурядные обработки) для обеспечения технологии. «Заворовская» технология В 80-е годы во ВНИИКХ (г. Москва) была разработана «заворовская» технология. Отличительными особенностями ее являются: локальное внесение минеральных удобрений, использование ротационных рыхлителей и подпружиненных боронок, двух- и трехъярусных стрельчатых лап на уходах. Применение указанных рабочих органов позволяет на относительно бедных почвах поддерживать оптимальную плотность и комковатость в зоне клубнеобразования, уничтожать и угнетать сорную растительность на протяжении всей вегетации посредством 5-6 обработок. Технически это наиболее оснащенная технология, но она имеет и существенные недостатки — уплотнение почвы колесами тракторов, повреждение растений при уходах, позеленение клубней в результате образования гребней, что в свою очередь приводит к уменьшению поперечного сечения последних [18, 45].
Описание конструктивно-технологического решения сепарирующего устройства картофелеуборочных машин
Редуктор содержит эксцентриковое водило 12, расположенное в опорных узлах редуктора и рамы элеватора сепарирующего органа. Установленный с возможностью вращения на водиле сателлит 11 и кинематически связанное с сателлитом зубчатое колесо с внутренним зацеплением 13, закрепленное неподвижно в корпусе редуктора. Каждый приводной вал 2 с пальцами 3 интенсификатора сепарации выполнен полым и жестко соединен с сателлитом 11.
Все валы 2 с пальцами 3 интенсификатора сепарации вращаются в подшипниковых опорах в одном направлении, а привод их может осуществляться от ведущего вала просеивающего элеватора, посредством цепной передачи.
Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины работает следующим образом. При движении машины вдоль убираемых рядков подкопанная лемехом масса поступает на элеватор 1, который транспортирует ее к последующим рабочим органам. Во время транспортирования массы происходит сепарация почвы. При прохождении массы в зоне расположения приводных валов 2 пальцы 3 с закрепленными на их концах ворошителями взаимодействуют с потоком материала, при этом происходит разрушение, разрыхление почвенного пласта и более интенсивная сепарация на полотне элеватора.
В процессе выполнения технологической операции сепарации почвы, установленные над просеивающим элеватором, приводные валы 2 с пальцами 3 получают вращательное движение в одном направлении. Вращательное движение от привода через звездочку цепной передачи передается водилу 12 одноступенчатого планетарного редуктора. Шарнирно установленный на водило сателлит 12, вращаясь совместно с водилом совершает движение обкатки по внутренней поверхности неподвижного зубчатого колеса 13 и одновременно имеет обратное направление вращения по отношению к направлению вращения водила. Наложение этих дв движений (вращение сателлита вокруг своей оси и движение обкатки по зубчатому колесу) обеспечивает при соответствующем передаточном отношении зубчатой пары нужное планетарное движение жестко соединенного с сателлитом 12. Вал 2 с закрепленными на нем пальцами 3, при этом вершины пальцев описывают эпициклоидную траекторию в виде квадрата со скругленными углами.
Движение пальцев 3 каждого приводного вала 2 интенсификатора сепарации происходит по строго определенному закону и не зависит от каких-либо факторов, характеризующих структурно-агрегатное состояние транспортируемого материала, или от режимных параметров устройства.
При превышении нагрузки на палец 3 выше допустимой шарики 7 выходят из гнезд ведущей полумуфты 6, сжимая пружины 8, что позволяет каждой ведомой полумуфте 5 повернуться относительно каждой ведущей на угол 120, после чего шарики 7 выталкиваются из радиальных отверстий пружинами 8 и входят в гнезда ведущей полу муфты 6, фиксируя положение ведомой полумуфты 5 относительно ведущей 6. Таким образом, обеспечивается защита механизмов привода интенсификатора сепарации и других его элементов от повышенных нагрузок, вызванных перегрузкой элеватора или попаданием камней.
Поскольку в процессе вращения вала вершины пальцев движутся по траектории квадрата со скругленными углами, причем контактная площадь их с объемной массой вороха значительно увеличивается. Используемый геометрический эффект движения пальцев, динамика и направленность силового поля воздействия их контурной поверхности на поток перемещаемого материала в совокупности обеспечивают наиболее эффективное разрушение связанности составляющих его частиц и слоев, и рыхление локальных структурообразований почвы. Соответственно при этом достигается выравнивание потока и сглаживание неравномерной подачи материала с просеивающего полотна элеватора на последующий рабочий орган технологической цепочки уборочной машины.
Кинематический режим движения пальцев при циклично повторяющемся процессе перемещении каждого из них вдоль сепарирующего полотна элеватора обеспечивает высокую эффективность сепарации почвы при минимально возможных энергетических затратах.
Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить высокую сепарирующую способность пруткового элеватора, не вызывая при этом значительных повреждений корнеклубнеплодов.
Предлагаемое техническое решение просто в конструктивном исполнении и при использовании улучшает эксплуатационно-технологические характеристики сепарирующего устройства корнеклубнеуборочной машины.
В научно - технической литературе отсутствуют методики обоснования параметров усовершенствованного сепарирующего рабочего органа, поэтому необходимо провести его теоретические исследования.
Лабораторная установка для проведения исследований разработанного сепарирующего рабочего органа
Конструктивно-технологическое решение сепарирующего устройства с интенсификатором сепарации пальчикового типа, включает в себя: сепарирующий элеватор, интенсификатор сепарации в виде приводных валов, на которых закреплены ворошители концы которых описывают эпициклоидную траекторию обеспечивающие, при встречном движении с ворохом, интенсивное воздействие на почвенно-картофельный пласт (патент № 68848).
Разработана адекватная механико-математическая модель процесса работы интенсификатора сепарации пальчикового типа, на основании которой проводился кинематический анализ выбранного механизма.
На основании механико-математического моделирования процесса работы интенсификатора сепарации пальчикового типа и условия не повреждения клубней для предложенной конструкции интенсификатора сепарации частота вращения привода составила 61,2 об/мин, что обеспечивает линейные скорости концов ворошителей 0,86 м/с.
Определены основные конструктивные параметры ворошителя, исходя из условий прочности конструкции, не повреждения клубней, материалоемкости, энергоемкости, технологичности изготовления. Для предложенной конструкции интенсификатора сепарации форма ворошителя - логарифмическая кривая, диаметр прутка 18 мм. Экспериментальные исследования серийного и нового сепарирующего устройства, проводились на стационарной лабораторной установке, созданной по прототипу рамы копателя-погрузчика Е-684 (рис. 25). Лабораторные экспериментальные исследования проводились на кафедре «ЭМТП» РГСХА имени проф. П.А. Костычева в период с 30.04.05 по 11.07.08 (приложение Б1). Программа исследования работы серийного и разработанного сепарирующих органов С целью анализа показателей сепарации при работе элеваторного полотна с разработанным интенсифицирующим устройством в виде пальцевых брусьев была принята программа лабораторных исследований, состоящая из четырех этапов: 1. Определение коэффициентов сопротивления среды для различных типов почвы при различных значениях влажности. 2. Лабораторные исследования закономерностей интенсификации процесса сепарации. 3. Проведение лабораторных исследований интенсификатора сепарации с ворошителями трех форм: прямой, изогнутой по логарифмической спирали вогнутостью навстречу движению вороха и изогнутой по логарифмической спирали вогнутостью по ходу движения вороха. 4. Проведение эксперимента по плану 23 на элеваторном полотне с интенсификаторами сепарации в виде пальцевых брусьев имеющих сложную траекторию вращения при влажности почвы 15...20 %. 1) при определении коэффициентов сопротивления среды для различных типов почвы при различных значениях влажности: - значения коэффициента сопротивления среды на среднесуглинистой и суглинистой почвах при различных значениях влажности почвы; 2) при исследовании закономерностей интенсификации процесса сепарации: - значения характеристик интенсивности разрушения крупной и сепарации мелкой у фракций почвы элеватором при различной влажности почвы; - влияние месторасположения рабочих органов, а также расстояния между их рядами на полноту отделения почвы элеватором; - значения А, - характеристик каждого ряда рабочих органов устройства для интенсификации процесса сепарации; 3) при поведении лабораторных исследований интенсификатора сепарации с ворошителями различной формы: - влияние ворошителей различной формы на показатели сепарации почвы; - влияние ворошителей различной формы на количество поврежденных клубней; 4) на элеваторном полотне с интенсификаторами сепарации в виде пальцевых брусьев имеющих сложную траекторию движения: - сепарация, т.е. количество почвы, просеянное на элеваторном полотне разработанного рабочего органа; - количество поврежденных клубней. Установка включает в себя скатную доску 1, раму 2, борта 3, валы интенсификатора сепарации 10, ворошители (пальцы) 11, предохранительный механизм пальцев 12, планетарные редукторы 13 с синхронизирующим цепным приводом 14, цепной привод редукторов 9, элеваторное полотно 4, мотор-редуктор 5, цепной привод элеватора 6, а также тару для клубней и отделенной (отсепарированной) почвы 7 и 8, соответственно.
Методика исследований физико-механических свойств почвы в местах проведения испытаний
В результате исследований были получены данные о гранулометрическом составе (приложение В1, табл. 1) почвы и определен ее тип, также определены мощность гумусного горизонта, влажность почвы (приложение В1, табл. 2).
Таким образом, были получены следующие сравнительные характеристики работы серийного и модернизированного сепарирующего органа копателя-погрузчика Е-684 на различных типах почв и при различных влажностях почвы (табл. 3). Модернизированный Е-684, основной элеватор, которого был оснащен разработанным интенсификатором сепарации, показал более высокие показатели работы, чем серийная модель Е-684. На темно-серой лесной среднесуглинистой почве при влажности почвы 12-25% сепарация на модернизированном рабочем органе составила в среднем 91,3%, а повреждения клубней не превышали 5,23%, что превысило показатели серийной машины в среднем на 9,33% по сепарации и 0,6% по повреждениям. На серой лесной легкосуглинистой почве сепарация на модернизированном рабочем органе составила в среднем 94%, при влажности почвы 13...26%, а повреждения клубней не превышали 5,26%, что превысило показатели серийной машины в среднем на 11,7% по сепарации и 0,7% по повреждениям. На черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом при влажности почвы 12...25% сепарация составила в среднем 86,3%, а повреждения клубней не превышали в среднем 5,53%, что превысили показатели серийной машины на 8,3% и 0,8%, по сепарации и повреждениям соответственно. Результаты сравнительных испытаний проведенных на различных типах почв и при различных влажностях доказывают эффективность применения рабочего органа с разработанным интенсификатором сепарации на тяжелых почвах при пониженной влажности. Результаты хозяйственных сравнительных испытаний серийных и усовершенствованных картофелеуборочных машин приведены в таблице 4. Повреждения клубней при использовании усовершенствованной машины Е-684 по сравнению с серийной незначительно увеличились (на 1,2%), но количество клубней, собранных в тару, по сравнению с серийными машинами, увеличилось на 2,7% . а чистота клубней в таре повысилась на 7,2%. В ходе полевых испытаний установлено, что среднегодовое количество отказов копателя-погрузчика Е-684 составило 4, а средний удельный простой в ремонте составил 0,0148 дней/га. Забивание сепарирующего органа растительными остатками и ботвой не наблюдалась, а количество остановок модернизированных копателей-погрузчиков Е-684 по технологическим причинам было таким же, как и у серийных агрегатов. Хозяйственные испытания экспериментальных картофелеуборочных машин подтвердили высокую эффективность разработанного рабочего органа. Установлено, что производительность модернизированных копателей-погрузчиков Е-684 повысилась на 12,5% по сравнению с серийными аналогами.
