авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ИНТЕНСИФИКАТОР ОСНОВНОГО ЭЛЕВАТОРА КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ

-- [ Страница 2 ] --

Условные обозначения к таблице 1:

- смещение подвижной втулки В рабочего элемента интенсификатора сепарации вдоль приводного вала при взаимодействии с ворохом в точке С, м; R - радиус кривизны рабочего элемента интенсификатора, м; PK - сила воздействия компонента вороха (камня, клубня), Н; Eрэ - модуль упругости материала рабочего элемента, Н/м2; IZ - момент инерции сечения при кручении, м4; - смещение подвижной втулки В рабочего элемента интенсификатора сепарации вдоль приводного вала при взаимодействии с ворохом в точке В, м; - смещение подвижной втулки В рабочего элемента интенсификатора сепарации вдоль приводного вала при действии со стороны вороха на всю поверхность рабочего элемента, м; - нагрузка, действующая со стороны вороха на всю поверхность рабочего элемента интенсификатора, Н/м.

Анализ данных, представленных в таблице 1, и графически проиллюстрированных на рисунке 3, показывает, что при изготовлении рабочих элементов рационально выбрать их диаметр и материал, обеспечивающие достаточно большое поперечное смещение при сохранении упругости, достаточной для того, чтобы рабочие элементы восстанавливали свою первоначальную форму после прохождения через ворох, и не накручивались на вал интенсификатора. Результаты расчета показывают, что данному условию вполне удовлетворяет обрезиненный рабочий элемент, выполненный из проволоки, изготовленной из пружинной стали 65Г диаметром 4 мм (столбец 3 таблицы 1). Данный материал обладает требуемой упругостью, долговечен и при этом сравнительно недорог. Общий диаметр рабочего элемента (с учетом обрезинивания) 0,02 м.

а) зависимость перемещения подвижной втулки В от диаметра рабочего элемента. б) зависимость перемещения подвижной втулки В от модуля упругости рабочего элемента.

Рисунок 3 – Зависимости перемещения подвижной втулки рабочего элемента от параметров интенсификатора.

Для обеспечения требуемой производительности и исключения сгруживания вороха необходимо обосновать шаг расстановки рабочих элементов, их количество, зазор между валом сепаратора и транспортером (рис.4).

Рабочий зазор между валом интенсификатора сепарации и транспортером:

мм. (1)

где lmax - длина большой полуоси половины эллипса, которая характеризует максимальную деформацию рабочего элемента, м; d - диаметр рабочего элемента, м.

Рисунок 4 – Схема к расчету конструктивных параметров интенсификатора.

Принимаем рабочий зазор между валом интенсификатора сепарации и транспортером равным м.

С учетом конструктивных особенностей механизма принимаем количество рабочих элементов на валу равным n = 5 шт.



Рабочий зазор между валом 3 (рис. 4) и транспортером:

(2)

Рабочий зазор между валом 2 (рис. 4) и транспортером:

, (3)

где - толщина вороха на транспортере (глубина подкопа), м;

- толщина клубня, м.

Рабочий зазор между валом 1 (рис. 4) и транспортером:

(4)

Из выражений (1…4) при толщине клубня 57,3 мм (по данным лабораторно-полевых исследований), глубине подкопа 200 мм получаем 3=150 мм, 2=198 мм, 1=245 мм.

Минимальный шаг расстановки валов исходя из конструктивных соображений должен быть не менее двух радиусов рабочих элементов:

м. (5)

Окончательно принимаем: шаг расстановки валов X = 0,2 м, а рабочие зазоры 1=0,25м, 2=0,20 м, 3=0,15 м.

Согласно исследованиям проф. Н.В. Бышова и А.А. Сорокина, при уменьшении угла соударения снижается нормальная составляющая скорости соударения, что ведет к минимизации повреждений клубней картофеля. Введем ограничение скорости соударения по нормальной составляющей скорости соударения.

- угол атаки рабочего элемента, рад; - угол закручивания рабочего элемента, рад;

x, y, z, , n- оси координат; vк- скорость клубня картофеля, м/с; vТ- скорость транспортра, м/с; vИ- скорость интенсификатора сепарации, м/с; vВ.ос- окружная скорость вала интенсификатора сепарации, м/с; vЭ.ок- окружная скорость рабочего элемента интенсификатора, м/с; Mz max- максимальный крутящий момент в сечении рабочего элемента в месте крепления к неподвижному шарниру А, Нм; - угловая скорость, рад/с.

Рисунок 5 ­– Схема к расчету скорости вращения вала интенсификатора.

Для ограничения повреждений клубней в пределах агротехнических требований необходимо, чтобы нормальная составляющая скорости взаимодействия компонентов была меньше максимально-допустимой скорости взаимодействия (3 м/с):

. (6)

Тогда окружная скорость вращения вала интенсификатора сепарации:

(7)

где vT– скорость сепарирующего транспортера, м/с; qk max - максимальная нагрузка, действующая со стороны вороха на всю поверхность рабочего элемента интенсификатора, Н/м; Lрэ - длина рабочего элемента, м; Gрэ – модуль сдвига материала рабочего элемента, Н/м2.

По выражению (7) получаем, что окружная скорость вращения вала интенсификатора сепарации при приведенных выше параметрах устройства должна быть меньше или равна 0,7 м/с, что соответствует частоте вращения вала интенсификатора 74 об/мин.

В третьей главе «Лабораторно-полевые исследования усовершенствованного технологического процесса и интенсификатора основного элеватора картофелеуборочных машин» представлены программа, методика и результаты лабораторно-полевых исследований эффективности работы сепарирующего элеватора с интенсификатором. Была принята следующая программа исследований:

1. Определение размерно-массовых и физико-механических свойств компонентов клубненосного вороха в полевых и лабораторных условиях.

2. Анализ агротехнических показателей при работе экспериментальной установки, оснащенной серийным основным элеватором.

3. Проведение полнофакторного эксперимента на экспериментальной установке, оснащенной усовершенствованным основным элеватором с интенсификатором сепарации.

4. Обработка результатов исследований и их оценка по количеству удаленных почвенных примесей, потерям и повреждениям клубней.

Объектом исследований выступали компоненты клубненосного вороха и экспериментальная установка, собранная на базе картофелекопателя КТН-2В с установленным на нем интенсификатором основного элеватора (патент РФ на изобретение №2438289), представленная на рисунке 6.

На первом этапе эксперимента исследовались компоненты клубненосного вороха, в частности почва, клубни и остатки ботвы картофеля. На втором этапе проводился анализ агротехнических показателей при работе экспериментальной установки, оснащенной серийным основным элеватором. На третьем этапе (с установленным интенсификатором сепарации) с целью определения агротехнических показателей работы устройства при различных режимах и условиях его функционирования, был выполнен полнофакторный эксперимент по плану 23. Переменными факторами выступали: х1 – частота вращения приводных валов интенсификатора усовершенствованного основного элеватора, об/мин; х2 – скорость движения установки, м/с; хз – зазор между поверхностью основного элеватора и приводным валом первого интенсификатора сепарации, м. Основные уровни и интервалы варьирования факторов представлены в таблице (таблица 2).

Таблица 2– Уровни и интервалы варьирования факторов при исследовании усовершенствованного основного элеватора с интенсификатором сепарации

Факторы Единицы измерения Интервал варьирования Верхний уровень Нижний уровень
Натуральное значение Натуральное значение Кодированное значение Натуральное значение Кодированное значение
1 2 3 6 7 8 9 10
1 х1 об/мин 50 100 +1 50 -1
2 х2 м/с 1,0 2,0 +1 1,0 -1
3 х3 м 0,10 0,30 +1 0,20 -1

По результатам лабораторно-полевых исследований получены математические модели, характеризующие полноту отделения примесей и повреждения клубней в зависимости от параметров разработанного устройства, а также от скорости движения лабораторно-полевой установки.

Полнота сепарации почвенных примесей:

= 84,70 + 3,78 x1 – 4,49 x2 – 4,07 x3 + 0,90 x1 x2 – 1,92 x2 x3 (8);

Повреждения клубней:

= 2,45 + 0,60 x1 - 0,42 x2 - 0,62 x3 - 0,03 x1 x2 - 0,04 x1 x2 x3 (9);

Потери клубней:

= 0,92 + 0,51 x1– 0,17 x3 – 0,09 x1 x2 + 0,05 x1 x3 – 0,04 x2 x3 – 0,08 x1 x2 x3 (10).

а) вид сбоку;

б) вид сверху;

1 – трактор; 2 – карданный вал; 3 – редуктор; 4, 5, 6, 7, 8, 9 – звездочки привода валов интенсификатора сепарации; 10 – приводные валы интенсификатора;

11 –рабочие элементы; 12 – основной элеватор; 13- лемех;

14- рулоны пленки.

Рисунок 6. Схема лабораторно- полевой установки.

По результатам анализа уравнений регрессии выявлено, что рациональная величина частоты вращения разработанного устройства составляет 71 об/мин, зазор между поверхностью элеватора и первым валом интенсификатора сепарации 0,24 м, при этом расхождение значений с результатами теоретических исследований не превышает 4,05 % и 4,00 % соответственно.

1 – трактор; 2 – карданный вал; 3 – редуктор; 10 – приводные валы интенсификатора; 11 –рабочие элементы; 12 – основной элеватор.

Рисунок 7- Лабораторно-полевая установка (общий вид).

Рисунок 8 – Результаты сравнительной оценки агротехнических показателей серийного и усовершенствованного органов первичной сепарации

(средние значения показателей)

В четвертой главе «Полевые исследования усовершенствованного технологического процесса и органа выносной сепарации в картофелеуборочных машинах» представлена программа, методика и результаты хозяйственных исследований эффективности работы картофелеуборочных комбайнов DR-1500 и КПК-2-01 с усовершенствованным сепарирующим элеватором.

Исследования проводились в соответствии с ГОСТ 20915-75 на полях Рязанской области в период массовой уборки картофеля в 2009-2011 годах.

Программа полевых исследований включала в себя исследования физико-механических и размерно-массовых свойств культуры картофеля, и хозяйственные испытания усовершенствованных картофелеуборочных комбайнов КПК-2-01 (рис. 9) и DR-1500 (рис. 10, 11) и, оснащенных интенсификатором сепарации.

1-комкоразрушающие катки; 2- дисковые ножи; 3- лемех; 4– продольно установленные шнеки; 5- основной конвейер; 6- интенсификатор сепарации; 7- поперечно установленный шнек; 8- дополнительный конвейер; 9– дополнительный участок горки; 10- отбойный валик; 11– горка; 12- ковшовый конвейер; 13- переборочный стол; 14- бункер.





Рисунок 9 - Технологическая схема работы усовершенствованного картофелеуборочного комбайна КПК-2-01.

1 – катки; 2 – вертикальные диски; 3 – лемех; 4 – основной элеватор; 5 – интенсификатор; 6 - ботвоудалители; 7 – каскадный элеватор; 8 – дополнительный элеватор; 9 - горка;

10 – ковшовый элеватор; 11 – переборочный стол; 12 – бункер; 13 – отбойные элементы.

Рисунок 10 - Технологическая схема усовершенствованного картофелеуборочного комбайна DR-1500.

2 1 3 4 5

1- рабочие элементы интенсификатора; 2- приводные валы интенсификатора;

3- гидромотор СМР-160; 4- вентиль; 5- гидравлические шланги.

Рисунок 11 – Общий вид интенсификатора основного элеватора картофелеуборочной машины (патент РФ №2438289) (на примере комбайна DR-1500).

При проведении исследований определялись: полнота сепарации примесей; количество и степень повреждения клубней; потери клубней.

В качестве объектов исследований были приняты: серийные и усовершенствованные картофелеуборочные комбайны DR-1500 и КПК-2-01. Испытания проходили на полях со средней урожайностью 23,0 т/га.

Сравнительные полевые испытания показали (таблица 3), что у усовершенствованных картофелеуборочных машин по сравнению с серийными машинами увеличивается чистота клубней в таре соответственно на 6,1% и 6,5%, повреждения клубней при этом практически не изменяются, кроме того уменьшаются потери; появляется возможность повышения рабочей скорости движения агрегатов при уборке, что позволяет увеличить производительность работы с 0,39 до 0,45 и с 0,29 до 0,33 га/ч соответственно.

Исходя из полученных значений агротехнических показателей, подтверждена эффективность органа первичной сепарации с целью повышения эффективности отделения примесей в картофелеуборочных машинах.

В пятой главе «Технико-экономическая эффективность усовершенствованного технологического процесса и интенсификатора основного элеватора в картофелеуборочных машинах» изложена методика и результаты определения технико-экономической эффективности применения усовершенствованных картофелеуборочных комбайнов DR-1500 и КПК-2-01.

В результате выявлено, что суммарный экономический эффект от применения усовершенствованного основного элеватора с интенсификатором в картофелеуборочных машинах в расчете на 1 га составляет для комбайна DR-1500- 5329,16 руб./га; для комбайна КПК-2-01- 5780,48 руб./га.

Таблица 3 – Характеристика участка и результаты полевых испытаний серийных и усовершенствованных картофелеуборочных машин КПК-2-01

№ п/п Показатели работы Агротехнические и эксплуатационные показатели картофелекопателей
серийный Grimme DR-1500 усоверш. Grimme DR-1500 серийный КПК-2-01 усоверш. КПК-2-01
1 2 3 4 5 6
1. Рабочая скорость агрегата, км/ч 4,2 4,5 3,6 3,9
2. Глубина хода лемеха, см 20 20 20 20
3. Ширина захвата, м 1,5 1,5 1,4 1,4
4. Производительность за 1 ч сменного времени, га/ч 0,39 0,45 0,29 0,33
5. Тип почвы и её механический состав серая лесная и средний суглинок выщелоченный чернозем и тяжелый суглинок
6. Влажность почвы, % 12…24%
7. Средняя годовая наработка машины, га 40 40 40 40
8. Состав вороха (по массе), %: 8.1. Клубни 8.2. Примеси 84,8 15,2 90,9 9,1 78,9 21,1 85,4 15,6
9. Качество выполнения технологического процесса, %: 9.1. Собрано в тару 9.2. Оставлено на поверхности 9.3. Оставлено в почве 94,4 2,4 3,2 97,5 1,1 1,4 94,1 2,6 3,3 97,4 1,1 1,3
10. Повреждения клубней по массе, % 8,03 8,27 9,19 9,10
11. Коэффициент использования времени смены 0,62 0,66 0,57 0,60


Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.