Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние и тенденции развития средств механизации уборки корнеклубнеплодов 9
1.1 Анализ существующих технологий и технических средств для уборки корнеклубнеплодов 9
1.2 Способы и средства для удаления ботвы корнеклубнеплодов..26
1.2.1 Способы и средства для удаления ботвы моркови на корню...26
1.2.2 Способы и средства для удаления ботвы картофеля 34
1.3 Выкапывающие рабочие органы корнеклубнеуборочных машин / 41
1.4 Сепарирующие рабочие органы корнеклубнеуборочных машин 49
1.5 Цель и задачи исследования 59
Глава 2 Анализ теоретических исследований технических средств для уборки корнеклубнеплодов 60
2.1 Некоторые физико-механические свойства корнеклубнеплодов и ботвы, требования, предъявляемые к уборочным машинам 60
2.2 Анализ теоретических исследований рабочих органов для удаления ботвы моркови на корню 71
2.3 Анализ теоретических исследований рабочих органов для
выкапывания корнеплодов моркови выжимными копачами 75
2.4 Анализ теоретических и экспериментальных исследований сепарирующих рабочих органов корнеклубнеуборочных машин 81
Глава 3 Теоретическое обоснование параметров и режимов рабочих органов корнеклубне - уборочных машин 90
3.1 Рабочий орган для удаления ботвы моркови на корню 90
3.1.1 Конструкция и принцип действия 90
3.1.2 Определение параметров бича 92
3.1.3 Определение мощности на привод ботвоудаляющего рабочего органа 104
3.2 Роторно-пальчатый выкапывающий рабочий орган 107
3.3 Центробежно-выжимной сепаратор ЦВС-1М 117
3.3.1 Обоснование радиуса барабана сепаратора и давления пруткового элеватора на барабан 120
3.3.2 Кинематический анализ работы пальчатого полотна 124
3.3.3 Дальность и высота полета корнеплодов после их схода с пруткового транспортера 130
3.4 Центробежно-выжимной сепаратор ЦВС-1 133
3.4.1 Разрушение почвенного пласта сжатием в приемной камере сепаратора 135
3.4.2 Ременно-инерционное устройство для отделения ботвы картофеля от клубней внутри машины РИБ 143
3.4.2.1 Зона захвата клубней 145
3.4.2.2 Зона свободного полета и отрыва клубней 149
3.4.2.3 Зона очесывания клубней 152
3.4.2.4 Определение параметров клубнеприемного элеватора.. 155
Глава 4 Экспериментальные исследования универсальных технических средств для уборки корнеклубнеплодов 158
4.1 Экспериментальные установки и условия проведения исследований отдельных рабочих органов 159
4.1.1 Устройство для отделения ботвы моркови на корню 159
4.1.2 Лабораторно-полевая установка для исследования центробежно-выжимного сепаратора ЦВС-1М и роторно-пальчатого выкапывающего органа РПК 163
4.1.3 Математическое планирование полнофакторных экспериментов и методика проведения опытов 164
4.2 Результаты экспериментальных исследований рабочих органов 171
4.2.1 Устройство для удаления ботвы моркови 171
4.2.2 Результаты производственных испытаний ботвоудаляющего рабочего органа 180
4.2.3 Результаты экспериментальных исследований роторно- пальчатого выкапывающего рабочего органа 187
4.2.4 Результаты экспериментальных исследований сепаратора ЦВС-1М 195
4.2.5 Оптимизация величины диаметра барабана сепараторов ЦВС 207
4.3 Создание универсальных корнеклубнеуборочных машин 208
4.3.1 Универсальная ботвоуборочная машина УБ-2 208
4.3.2 Копатель-валкователь-ботвоудалитель КБВ-1 210
4.3.3 Миникомбайн - копатель ОМК -1 214
4.3.4 Универсальный комбайн МК-2 220
4.3.5 Корнеклубнеуборочный комбайн УКК-2 221
Глава 5 Практическая реализация результатов исследований и экономическая эффективность разработанных машин 228
Общие выводы и рекоменд ации 231
Список литературы 234
Приложения 246
- Анализ существующих технологий и технических средств для уборки корнеклубнеплодов
- Некоторые физико-механические свойства корнеклубнеплодов и ботвы, требования, предъявляемые к уборочным машинам
- Определение мощности на привод ботвоудаляющего рабочего органа
- Математическое планирование полнофакторных экспериментов и методика проведения опытов
Введение к работе
В настоящее время более 80 % картофеля и столовых корнеплодов производится в индивидуальных, крестьянских и фермерских хозяйствах на небольших площадях. Большая доля всех трудозатрат (до 70 %) приходится на их уборку.
Под термином «корнеклубнеплоды» в данной работе рассматриваются корнеплоды моркови и клубни картофеля.
Высокопроизводительные уборочные машины в настоящее время практически не востребованы из-за своей дороговизны и отсутствия унифицированных рабочих органов, позволяющих убирать различные корнеклубнеплоды.
Переход к рыночным отношениям, проведение земельной реформы, формирование многоукладной экономики в аграрном секторе Российской Федерации существенно изменяют систему и принципы создания сельскохозяйственной техники.
Сегодня хозяйствам нужны простые, надежные и недорогие технические средства, легко настраиваемые на уборку различных корнеплодов и картофеля. Однако создание многофункциональной уборочной машины при отсутствии унифицированных выкапывающих, сепарирующих и ботвоудаляю- щих устройств затруднительно. Необходим непрерывный поиск технических решений, направленных на повышение потребительских свойств вновь создаваемых машин. Как показывают результаты исследований, проведенных в последнее время, существуют еще значительные резервы дальнейшего совершенствования технических средств для уборки корнеклубнеплодов на базе создания принципиально новых рабочих органов. При этом необходимо стремиться к разработке универсальных машин с быстросменными рабочими органами, для уборки различных корнеклубнеплодов.
Из всех корнеклубнеплодов, наибольшие трудности представляет механизация уборки корнеплодов моркови, что связано с некоторыми специфическими особенностями культуры, такими как их высокая чувствительность к механическим повреждениям, большая глубина залегания в почве, значительная густота посевов (до 50 корнеплодов на погонный метр рядка) и др. Поэтому большее внимание в работе уделено разработке технических средств и рабочих органов для уборки корнеплодов моркови.
Корнеплоды моркови и клубни картофеля значительно различаются по своим физико-механическим свойствам. Несмотря на это, многолетние параллельные разработки, теоретические и экспериментальные исследования позволили установить, что имеется множество предпосылок для универсализации уборочных машин на основе разработанных технических средств и рабочих органов.
Макетные образцы разработанных рабочих органов и машин изготовлены в учебных мастерских Ижевской государственной сельскохозяйственной академии, то есть учебного заведения. Поэтому, не имея возможностей для изготовления оригинальных узлов и деталей, из-за скромной производственной и экспериментальной базы, мы вынуждены были использовать максимально узлы и детали картофелеуборочных машин, выпускаемых промышленностью массово и имеющих вследствие этого невысокую стоимость и большую эксплуатационную надежность. Таким образом, машины для уборки клубней картофеля, их рабочие органы, явились базой для универсализации и унификации технических средств для уборки корнеклубнеплодов.
Создание универсальных малогабаритных корнеклубнеуборочных машин, отвечающих современным условиям, сдерживается необходимостью в разработке научных основ технологического процесса и основных рабочих органов для уборки моркови и картофеля в широком диапазоне почвенно - климатических условий, что и составляет научную проблему, от решения которой зависит повышение производительности труда, качества продукции, сокращение потерь и повреждений, снижение материалоемкости уборочных машин и эксплуатационных затрат в этой области сельскохозяйственного производства.
Поэтому проблема, посвященная научным основам разработки универсальных машин для уборки моркови и картофеля является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Исследования и разработки по данной теме проводились в соответствии с государственной программой по созданию машин для отраслей растениеводства (постановление № 50 от 20.12.1995 Межведомственного экспертного Совета при Министерстве сельского хозяйства РФ), а так же явились составной частью работ, выполняемых в НПО "Россия" по теме К 03.08.01."Изыскать и исследовать новые рабочие органы универсальных машин для обрезки, выкоп- ки и погрузки в транспортные средства вороха лука и моркови" и Ижевской ГСХА по теме 8.3.2. "Совершенствование конструкций и исследование машин для уборки картофеля и овощей".
Экспериментальные исследования и хозяйственные испытания рабочих органов и машин проведены: в учебно-опытном хозяйстве «Июльское» Ижевской ГСХА, совхозе «Боткинский» Боткинского района УР, ООО «Юськи» Завьяловского района УР, СПК «Сюгаильский» Можгинского района УР в течение 1988 ...2002 г.
Автор участвовал в конкурсе объявленном, Госагропромом СССР, ЦС ВОИР, Минсельхозмашем СССР по совершенствованию и разработке новых картофелеуборочных машин ( удостоен призового места; Постановление коллегии Госагропрома СССР от 30.05.88 г. № 40).
Образцы разработанных машин демонстрировались на всероссийских выставках: «АГРОТЕХ - 94» и «АГРО-ИЖЕВСК - 2003» (вручен диплом за внедрение новых технологий в производстве сельскохозяйственной техники).
Анализ существующих технологий и технических средств для уборки корнеклубнеплодов
Анализ состояния массы стеблей ботвы и клубней показал, что коэффициенты парусности сильно варьируют, поэтому нельзя ожидать четкого разделения клубней от стеблей ботвы. Полностью отделяться могут только некоторые растительные примеси. При таком разнообразии массы нельзя подобрать оптимальный режим разделения в воздушном потоке. Практика работы комбайнов «Шотболт», К-4 и др. показывает, что при этом способе нет четкости разделения, 20 % клубней и более выбрасываются на поле вместе с ботвой.
Ботвоотделение на решетчатой поверхности основано на разделении компонентов по размерам (рис. 1.16), в частности для ботвы, комков почвы и клубней по длине. Если массу комков почвы, клубней и ботвы поместить на движущуюся поверхность с просветами, несколько большими, чем размеры клубней и комков, то клубни и комки почвы провалятся, а стебли ботвы задержатся (зависнут) на поверхности.
Многолетняя практика работы по созданию картофелеуборочных комбайнов выявила ряд рабочих органов для удаления ботвы данным способом. К ним относятся прутковый транспортер с большими просветами, грохоты с большими просветами между тростями, барабан с большими просветами между расположенными внутри прутками и др. Большинство таких рабочих органов применяют « и сейчас в картофелеуборочных комбайнах, главным образом зарубежных («Джонсон», «Уидсед», Е665, Е675, «Экенгорд» и др.).
Испытания этих комбайнов показали, что в условиях России такие рабочие органы могут качественно выполнять процесс только при хорошо рассредоточенной массе без наличия клубней, прочно удерживаемых на столонах. В любых других случаях без наличия дополнительных рабочих органов для отрыва клубней будут наблюдаться потери (в среднем 6—30 %).
Принципы отрыва клубней основаны на различии разрывных усилий стеблей ботвы и столонов и осуществляются главным образом протаскиванием массы стеблей ботвы с клубнями через щель, размеры которой меньше размеров клубней. Ботвоудаляющие органы, работающие по этому принципу, различаются в зависимости от того, как создается усилие протаскивания. Большое распространение имеют такие рабочие органы, как пара вращающихся навстречу один другому валиков, горка в сочетании с валиком, батарея валиков (рис. 1.17) и др., где усилие протаскивания возникает в момент взаимодействия вращающихся валиков как равнодействующая сил трения валика о протаскиваемую массу. Подобные ботвоудаляющие рабочие органы, как показали наблюдения за работой комбайнов ККР- 2, К- 1 ,«Брюнер», могут качественно работать лишь при небольшой подаче, когда масса ботвы подается рассредоточенно и равномерно. Этого практически достичь очень трудно.
В некоторых конструкциях комбайнов европейских стран для отделения ботвы используют ряд пальцев, перпендикулярных по отношению к направлению движения транспортера. Пальцы, как правило, изготовлены из стали и укреплены шарнирно на оси, вокруг которой они.могут качаться. В заданном положении они поддерживаются противовесами или пружинами. Иногда пальцы изготовляют из пластмассы или резиновых шлангов. Пальцы направляют растительные остатки, находящиеся на элеваторе, к валику, вращающемуся в сторону, противоположную движению полотна элеватора, который затягивает ботву вниз. На некоторых комбайнах, например фирмы «Гримме», предусматривается двух- трехкратное удаление ботвы пальчатыми ботвоудалителями. Однако, они отделяют только 60—70 % ботвы.
ВИСХОМом и Рязанским ГСКБ разработан ботвоудаляющий орган, в котором предусмотрено разобщение операций ботвоотделения. Вначале происходит предварительное расслоение массы, стебли ботвы зависают, а клубни проваливаются. Затем стебли прижимаются сверху прорезиненным полотном и протаскиваются через щель между транспортером и очесывающим прутком. Такой ботвоудаляющий орган нашел применение во многих образцах картофелеуборочных комбайнов отечественного производства.
Конструкция ботвоудаляющего органа (рис. 1.18) состоит из ботвоотводя- щего разреженного транспортера 1, пруткового элеватора 2, прижимного транспортера 3, клубнеочесывающего валика 4 и компенсационных пружин 5. Устройство работает следующим образом: ботва, клубни и почва подаются на транспортер 1, на котором происходит расслаивание массы — клубни и почва просыпаются вниз на прутковый элеватор 2, а ботва с удерживающимися на столонах клубнями зависает.
Некоторые физико-механические свойства корнеклубнеплодов и ботвы, требования, предъявляемые к уборочным машинам
В реальных условиях на процессы отделения ботвы, выкапывание корнеплодов, отделения их от примесей оказывает влияние множество взаимосвязанных между собой факторов. Их моделирование в полном объеме не представляется возможным, поэтому необходима выделить из них наиболее существенные.
Для ботвоудаляющего устройства оптимизировался процесс по показателю полноты отделения ботвы, который наиболее полно оценивает качество работы ботвоудаляющего рабочего органа, как в лабораторных, так и полевых условиях.
В качестве основных управляемых факторов процесса удаления ботвы были приняты: скорость движения агрегата Ую м/с; угловая скорость рабочего органа со, с"1; установка рабочего органа относительно поверхности Нб, м. Скорость резания влияет и на такой важный показатель, как отгиб стеблей в процессе резания и связанную с ним неравномерность высоты среза. Нижняя граница угловой скорости ботвоудаляющего рабочего органа должна быть принята из условия обеспечения бесподпорного среза и устойчивой работы ботвоудаляющего устройства при выносе срезанной ботвы за пределы рядка. При радиусе рабочего органа Як = 0,65м угловая скорость должна быть не менее со = 30 с 1. Верхний интервал варьирования угловой скорости примем равной угловой скорости вращения вала отбора мощности со = 56,52 с"1. Увеличение этого параметра приводит к росту повреждаемости выше допустимых показателей вследствие увеличения числа повторностей воздействия по головкам моркови бичами. По результатам предварительных полевых исследований, целью которых было определение интервалов варьирования основных факторов, построены графики зависимостей (рис.4.6 - 4.7) полноты отделения и повреждаемости моркови от принятых ранее управляемых факторов. Исходя из них, пределы изменения скорости Ум принято от 0,4 м/с до 1,1 м/с., высоту установки рабочего органа Не выбирали в пределах от 0,08 до 0,12 м. Проведенные теоретические и предварительные полевые исследования позволили обосновать основные параметры и режимы работы, при которых повреждения корнеплодов минимальны. Проанализировав общий характер процесса, учитывая данные, полученные в ходе теоретических исследований, решен вопрос о границах изменения факторов, интервалов варьирования и составлен план проведения основных экспериментов. Скорость движения агрегата Ум = 0,76м/с и 1,04 м/с («средний» и «высокий» уровни) соответствует движению на второй пониженной и второй повышенной передачах трактора соответственно. С целью установления предельных границ и интервалов варьирования кинематического режима глубины копания h и угла расположения отводящей ленты роторно- пальчатого выкапывающего рабочего органа проведены поисковые опыты на макетах корнеплодов в лабораторных условиях. Значения уровней факторов выбирались близкие к предельно возможным: соотношение у у — min = 1,5; —max = 7,0; глубина копания hmax=0,20, hmin=0,03\ угол наУм Ум клона отводящей ленты /?тах = 70, mm =15. Опыты в лабораторных условиях, проводились в почвенном канале лаборатории "Почвообрабатывающие машины" Ижевской ГСХА. Модели корнеплодов располагались в почвенном канале в ряд длинной 4 м таким образом, чтобы извлечение их рабочим органом началось только при достижении устойчивого режима работы. Величина отклонения головок моделей корнеплодов от оси ряда расстояние между ними в ряду устанавливались по данным полевых замеров. Перед каждым опытом после установки моделей, почва уплотнялась до твердости порядка 0,25 МПа. Поступательная скорость была постоянной VM = 0,5 м/с, а обороты рабочего органа изменялись п = 18 мин"1, 60 мин"1 , 34 мин"1 путем перестановки приводных звездочек. Рабочий орган опускался на нужную глубину и приводился во вращательное движение. После достижения им стабильных оборотов включался мотор- редуктор, обеспечивающий поступательное перемещение установки. Выкапываемые рабочим органом макеты корнеплодов вместе с некоторым количеством почвы выбрасывались на разматывающуюся пленку специального телескопического устройства.
Определение мощности на привод ботвоудаляющего рабочего органа
Лемех 1, с помощью двух трубчатых рожков, соединен с поперечной балкой 2, закреленной с нижней стороны к несущим брусьям рамы. Сепарирующий орган состоит из основного пруткового элеваторного полотна 3 и клубнеприемного элеватора 4. Над верхней ветвью основного сепарирующего пруткового элеватора 3 на общем валу установлены два диска 5, снабженные ободом (направляющей дорожкой), которые контактируют сзади на дуге не менее 18011 с несущими ремнями элеватора 3.
По окружностям концентричным ободам, на обеих дисках 5 с необходимым интервалом, закреплены пальцы 6 ( длины их равна ширине несущего ремня элеватора), на которые надето клубнеприемное элеваторное полотно 4 уменьшенной ширины. Перестановкой пальцев 6 по отверстиям, имеющимися на дисках 5 изменяют радиальный зазор между прутками элеваторов 3 и 4 в зоне их сближения на криволинейном участке. Движение клубнеприемного элеватора 4 направляется передним вальцом 7, размещенным над лемехом 1 таким образом, чтобы между верхней ветвью основного элеватора 3 и нижней ветвью клубнеприемного элеватора 4, получался регулируемый зазор, равный в передней части толщине клубненесущего пласта и постепенно уменьшающийся по ходу движения элеваторов, до величины размеров самых крупных клубней (корнеплодов). Зазор регулируется перестановкой вальца 7 по отверстиям, имеющимися на вертикальной стойке рамы.
Над верхней ветвью наклоненного вниз клубнеприемного элеватора 4 под углом к линии движения меньшим трения компонентов вороха размещен решетчатый направляющий щиток 8. Бесконечные ремни круглого сечения бот- воотделителя 9 огибают клубнеприемное элеваторное полотно 4, при этом свободные верхние ветви их отведены с помощью направляющего валика 10 со шкивами назад относительно верхнего ведущего вала 11 элеватора 3 до соприкосновения задних ветвей ремней с прутками элеватора 3. Валик 10 на подшипниках установлен на конце стойки 12. Элеваторные полотна 3 и 4, диски 5, ремни ботвоотделителя 9 приводятся в движение от одного вала 11, снабженного предохранительной муфтой, приводимого в движение от ВОМ трактора через редуктор 13 и цепь 14.
Работа копателя -ботвоотделителя -валкователя осуществляется следующим образом. При поступательном движении агрегата лемех 1 отделяет пласт основного массива почвы, частично разрушает и деформирует его. При этом глубина хода лемеха регулируется изменением длины верхней тяги механизма навески трактора. С лемеха 1 пласт вместе с клубнями и ботвой поступает на поверхность основного пруткового элеватора 3. Сверху на пласт почвы оказывает воздействие размещенная под некоторым углом к поверхности элеватора 3, нижняя ветвь клубнеприемного элеватора 4, предотвращая сгружива- ние взрыхленного пласта в зоне перехода с лемеха на элеватор 3. Кроме того, прутки элеватора 4, оказывая давление на пласт, активизируют процесс прохождения мелких частиц почвы через просветы между прутками основного элеватора 3.
Установлено, что воздействие прутков на пласт, по мере его движения, усиливается. Особенно сильно деформируются пласт и почвенные комки при движении по криволинейному участку. Здесь, кроме силы тяжести, на ворох действуют центробежная сила и сила давления прутков. Разные линейные скорости элеваторов 3 и 4 также способствуют разрушению комков за счет деформации растяжения. Благодаря такому силовому воздействию интенсивно разрушаются плотные комки почвы, мелкие частицы почвы выжимается через просветы между прутками элеваторов 3 и 4, частично здесь же отделяются клубни от ботвы и происходит самоочистка прутков элеваторов от налипшей почвы.
В верхней части рабочие ветви основного элеватора 3 и клубнеприемного элеватора 4 расходятся. Отделившиеся на криволинейном участке клубни от ботвы и примеси, остаются на верхней ветви клубнеприемного элеватора 4, а ботва с не отделившимися клубнями, зажатая между прутками основного элеватора 3 и ремнями 9 ботвоотделителя, поднимаются до верхнего вала 11 элеватора 3 и здесь, вследствие резкого изменения направления движения прутков элеватора (на повороте) и ремней 9, возникают инерционные силы (центробежная сила), обеспечивающие надежный отрыв клубней от ботвы. Ботва и растительные примеси нисходящей ветвью элеватора 3 выносятся назад и падают в след машины, а отделившиеся от ботвы клубни поступают, на поверхность верхней ветви клубнеприемного элеватора 4 наклоненной вниз. Клубни, комки и оставшиеся растительные примеси скатываются вниз по наклонной поверхности элеватора встречаются с прутками, поставленного под углом к линии движения щитка 8, изменяют направление движения, перемещаясь вдоль щитка, постепенно сходят с поверхности элеватора и по лотку падают на землю, образуя ровный валок. Мелкие почвенные примеси остаются на поверхности элеватора, проходят через зазор, имеющиеся между поверхностью элеватора 4 и нижней кромкой отражательного щитка 8 и, не изменяя направление движения, выносятся на передний конец элеватора 4 и переходят на пласт, находящийся на лемехе. Подобный режим работы машины позволяет исключить потери клубней и, что немаловажно, не присыпать клубни в валке почвенными примесями. При этом клубни хорошо проветриваются и подсыхают в валках, резко улучшаются условия подбора клубней, свободных от ботвы и мелких примесей.
Конструкция и технологическая схема машины отрабатывалась в продолжении многих лет. По всем основным качественным и количественным показателям копатель КБВ -1 превосходит известные аналоги. Несмотря на оригинальный общий вид копателя КБВ —1, он собран из тех же сборочных единиц, что и известные конструкции копателей. Лемех, элеваторные полотна, направляющие и поддерживающие ролики, ведущие звездочки, предохранительная муфта и редуктор заимствованы от известных картофелеуборочных машин. Дополнительными деталями являются: ботвоотделяющие ремни с направляющими шкивами и направляющие диски большого диаметра. Выпуск копателей производится на предприятии ООО «Камский Торговый Дом» г. Ижевск, разработана и выпускается так же и двухрядная модификация копателя КБВ-2, изготовлено в общей сложности 33 копателя.
Математическое планирование полнофакторных экспериментов и методика проведения опытов
На основании результатов исследований совместно с предприятиями ООО «Иж-ВАТ» г. Ижевск, ООО «Камский торговый дом» г. Ижевск разработан ряд универсальных корнеклубнеуборочных машин (приложения 5 и 6): - Универсальная ботвоуборочная машина УБ-2 со сменными рабочими органами для отделения ботвы моркови и картофеля на корню (патент РФ №2128418); - Копатели - ботвоудалители - валкователи КБВ-1 и КБВ-2 (см. рис. 4.34 и 4.35) , на основе сепаратора ЦВС-1К, для выкапывания клубней картофеля, корнеплодов моркови, отделения ботвы картофеля от клубней, отделения примесей от корнеклубнеплодов и формирования валка с правой стороны копателя (патент РФ № 2181235); - Миникомбайн-копатель ОМК-1, на основе сепаратора ЦВС-1, для выкапывания клубней картофеля и корнеплодов моркови, отделения ботвы картофеля внутри машины ременно-инерционным ботвоудаляющим устройством РИБ, сепарации корнеклубнеплодов от примесей и формирования из них валка или подачи их в специальную тележку с низкой посадкой (патент РФ № 2128418); - Корнеклубнеуборочный комбайн МК-2 (см. рис. 4.29, 4.30 и 4.31), на основе сепаратора ЦВС-1М и копателя КСТ-1,4, для выкопки отделения примесей и погрузки в рядом идущий транспорт корнеплодов моркови и подбора клубней картофеля из валков при комбинированной уборке, снабжается сменными выкапывающими органами: роторнно-пальчатым копателем РПК (для уборки корнеплодов в тяжелых условиях), лемешковыми выжимными копачами (для выкопки моркови) и плоским лемехом при работе на подборе клубней картофеля (патенты РФ №№ 1743432,2095960); - Универсальный корнеклубнеуборочный комбайн УКК-2, на основе двухступенчатого сепаратора ЦВС-2 и копателя КСТ-1,4, для выкапывания клубней картофеля и корнеплодов моркови в сложных почвенно- климатических условиях, отделения их от примесей, а клубней картофеля от ботвы дополнительным устройством РИБ, и подачи корнеклубнеплодов в емкость рядом идущего транспорта (патент РФ № 2195103). Разработанные машины внедрены в хозяйствах Удмуртской республики на площади свыше 450 га. По основным агротехническим показателям машины отвечают исходным требованиям и превосходят базовые аналоги (табл. 4.5, 4.6, 4.7 и 4.8). При расчете экономической эффективности новых машин применена методика оценки сельскохозяйственной техники и определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ [81]. Расчеты показывают, что при использовании комбайна МК-2 и универсального ботвоудалителя на уборке корнеплодов моркови снижаются удельные затраты труда по сравнению с использованием на уборке машины ЕМ-11 в 1,6 раз, приведенные эксплуатационные издержки в 2,3 раза. Годовой экономический эффект по приведенным затратам - 5 436 руб./га. Годовой экономический эффект от использования машин - 289,19 тыс. руб. при сроке окупаемости капиталовложений 0,3 года. При использовании миникомбайна ОМК-1 и копателя КБВ-1 по сравнению с копателем КТН-2В достигается снижение затрат труда, в 1,7 раз и 1,5 раз соответственно, за счет высвобождения рабочих, занимающихся подбором клубней. Это стало возможным благодаря тому, что конструктивная схема новых копателей содержит ботвоотделяющее устройство, а клубни после отделения от примесей транспортируются в бок. К тому же, в конструкции миникомбайна ОМК-1 предусмотрена возможность набора клубней в специализированную небольшую тележку. Годовой экономический эффект от использования машин - 236,70 тыс. руб. и 196,68 тыс. при сроке окупаемости капиталовложений 0,2 года, т.е. обе машины окупаются за один уборочный сезон. Необходимо отметить, что конструкции обеих машин универсальны, это практически в 2 раза повышает годовую загрузку машины, снижая тем самым эксплуатационные затраты. При расчете экономической эффективности использования комбайна УКК-2 за базовый вариант взят, картофелеуборочный комбайн КПК-2. Новый вариант рассматривается, как с учетом стоимости копателя КСТ-1,4 так и без учета стоимости, т.е. когда сепаратор устанавливается на имеющийся в хозяйстве копатель. В обоих случаях в стоимость сепаратора закладывается его монтаж и гарантийное обслуживание в течение года. Материалоемкость машины снижается в 3,1 раза. Двойная сепарация позволяет обойтись без переборщиков, поэтому удельные затраты труда снижаются в 1,9 раза.
Годовой экономический эффект от использования сепаратора, в варианте установки на имеющийся в хозяйстве копатель, и в варианте с приобретением нового копателя КСТ-1,4 составил - 361,536 тыс. руб. и 326,144 тыс. при сроке окупаемости капиталовложений 0,27 и 0,57 года, соответственно. Т.е. обе машины окупаются за один уборочный сезон. Необходимо отметить, что конструкция модульного сепаратора универсальна, позволяет использовать его и для уборки моркови, что практически в 2 раза повышает годовую загрузку машины, снижая тем самым эксплуатационные затраты.
Учитывая выпущенные предприятиями и уже работающие в хозяйствах машины, общий экономический эффект от внедренных машин составил на VI квартал 2002 г. более 12, 0 млн. руб., на долю автора приходися более 8,0 млн. рублей.
