Обґрунтування технологічної схеми роторної коренебульбозбиральної машини та основних параметрів

Abstract

Картопля є однією з найбільш поширених культур в Україні, її виробництвом займається переважна більшість вітчизняних господарств – від населення до крупних агрофірм. Причому, близько 95% виробленої картоплі припадає на присадибні господарства, для яких характерні широке використання ручної праці на більшості технологічних операцій збирання та низька механізація процесу збирання загалом. Збирання залишається найбільш ресурсозатратним процесом у виробництві картоплі, адже на сьогодні, як відомо, частка енерго- та працезатрат процесів збирання складає відповідно 50- 60% та 60-70%. З короткого аналітичного огляду робіт, присвячених дослідженням підкопувально-сепаруючим робочим органам коренебульбозбиральних машин, видно, що до теперішнього часу вже накопичено значний теоретичний і експериментальний матеріал, що розкриває закономірності процесів взаємодії робочих органів різних конструкцій з бульбоносною масою. Однак, незважаючи на це, на сьогодні не вдалося створити досить ефективну, надійну, малоенергоємну, яка задовільнить усім агротехнічним вимогам для коренебульбозбиральних машин і проблема розробки такого пристрою як і раніше залишається актуальною. Відповідно, метою дослідження було проведення порівняльного аналізу забирати разом з бульбами мінімальну кількість ґрунту і забезпечувати можливість кращого дроблення пласта для полегшення сепарації та основних параметрів при підвищенні експлуатаційної продуктивності, технологічної надійності підкопуючо-сепаруючого робочого органу і зниженню його тягового опору. За результатами проведених досліджень розроблено нову роторну коренебульбозбиральну машину, за рахунок запропонованих зубових дисків з ріжучими кромками грунтозацепів і зміни форми леміша коренебульбозбиральної машини на циліндроїдальний, а також плоску полицеву поверхню на прутково-сепаруючу, зменшиться подача картопляного вороху на роторний та прутковий сепаруючий пристрій, що забезпечує можливість кращого дроблення пласта та відокремлення бульб від ґрунту прогумованими пальцями ротора для полегшення сепарації на ротаційному сепараторі ґрунту з гумовими пальцевими роторами при підвищенні експлуатаційної продуктивності, технологічної надійності роторної коренебульбозбиральної машини і зниженню її тягового опору, виключає застосування грудкопош-коджуючих пристроїв і зберігає бульби від механічних пошкоджень під час збирання роторною коренебульбозбиральною машиною. Запропонована схема роторної коренебульбозбиральної машини зменшує подачу ґрунту та відокремлення бульб від ґрунту прогумованими пальцями ротора на роторні сепаруючі робочі органи і покращує сепарацію бульб, за рахунок чого зменшуються їх механічні пошкодження, забезпечується краще зберігання картоплі, зменшується кількість сепаруючих пристроїв, збільшується продуктивність агрегату. Проведені дослідження дозволили визначити конструктивні параметри лемеша, зовнішні діаметри пальців ротора та роторів сепаратора картоплекопача, а також загальна кількість секцій. На наступних етапах теоретичних досліджень провели більше детальне визначення параметрів конструкції робочої поверхні, а також режимів роботи пальців та роторів.

Картофель является одной из наиболее распространенных культур в Украине, ее производством занимается большинство отечественных хозяйств – от населения до крупных агрофирм. Причем около 95% производимого картофеля приходится на приусадебные хозяйства, для которых характерны широкое использование ручного труда на большинстве технологических операций уборки и низкая механизация процесса уборки в целом. Уборка остается наиболее ресурсозатратным процессом в производстве картофеля, ведь сегодня, как известно, доля энерго- и трудозатрат процессов сбора составляет соответственно 50-60% и 60-70%. Из краткого аналитического обзора работ, посвященных исследованиям подкопочно-сепарирующих рабочих органов корнеклубнеуборочных машин, видно, что к настоящему времени уже накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, раскрывающий закономерности процессов взаимодействия рабочих органов различных конструкций с клубненосной массой. Однако, несмотря на это, на сегодняшний день не удалось создать достаточно эффективную, надежную, малоэнергоемкую, которая удовлетворит всем агротехническим требованиям для корнеклубнеуборочных машин и проблема разработки такого устройства по-прежнему остается актуальной. Соответственно, целью исследования было проведение сравнительного анализа забирать вместе с клубнями минимальное количество почвы и обеспечивать возможность лучшего дробления пласта для облегчения сепарации и основных параметров при повышении эксплуатационной производительности, технологической надежности подкопивающего рабочего органа и снижению его тягового сопротивления. По результатам проведенных исследований разработана новая роторная корнеклубнеуборочная машина, за счет предложенных зубных дисков с режущими кромками грунтозацепов и изменения формы лемеша корнеклубнеуборочной машины на цилиндроидальный, а также плоскую отвальною поверхность на прутково-сепарирующее устройство, которое обеспечивает возможность лучшего дробления пласта и отделения клубней от почвы прорезиненными пальцами ротора для облегчения сепарации на ротационном сепараторе почвы с резиновыми пальцами во время уборки роторной корнеклубнеуборочной машиной. Предлагаемая схема роторной корнеклубнеуборочной машины уменьшает подачу почвы и отделение клубней от почвы прорезиненными пальцами ротора на роторные сепарирующие рабочие органы и улучшает сепарацию клубней, за счет чего уменьшаются их механические повреждения, обеспечивается лучшее хранение картофеля, уменьшается количество сепарующих устройств, увеличивается производительность агрегата. Проведенные исследования позволили определить конструктивные параметры лемеха, внешние диаметры пальцев ротора и роторов сепаратора картофелекопателя, а также общее количество секций. На следующих этапах теоретических исследований было проведено более детальное определение параметров конструкции рабочей поверхности, а также режимов работы пальцев и роторов.

Potato is one of the most common crops in Ukraine, most domestic farms are engaged in its production - from the population to large agricultural firms. Moreover, about 95% of the potato produced falls on household plots, which are characterized by the widespread use of manual labor in most technological harvesting operations and low mechanization of the harvesting process as a whole. Harvesting remains the most resource-intensive process in potato production, because today, as you know, the share of energy and labor costs of harvesting processes is 50-60% and 60-70%, respectively. From a brief analytical review of the works devoted to the study of under-digging-separating working bodies of root-tuber harvesters, it can be seen that by now significant theoretical and experimental material has already been accumulated, revealing the patterns of interaction processes of working bodies of various designs with tuberous mass. However, despite this, to date, it has not been possible to create a sufficiently efficient, reliable, low-energy, which will satisfy all agrotechnical requirements for root and tuber harvesters, and the problem of developing such a device is still relevant. Accordingly, the purpose of the study was to conduct a comparative analysis to take the minimum amount of soil together with tubers and provide the possibility of better crushing of the reservoir to facilitate separation and basic parameters while increasing operational productivity, technological reliability of the digging working body and reducing its traction resistance. Based on the results of the research, a new rotary root and tuber harvester has been developed, due to the proposed tooth discs with cutting edges of the lugs and changing the shape of the plowshare of the root and tuber harvester to cylindric, as well as a flat moldboard surface to a rod-separating device, which provides the possibility of better crushing the layer and separating the tubers from the soil rubberized rotor tines for easier separation on the rotary soil separator with rubber tines during harvesting with a rotary root harvester. The proposed scheme of a rotary root and tuber harvester reduces the supply of soil and the separation of tubers from the soil by rubberized rotor fingers to rotary separating working bodies and improves the separation of tubers, thereby reducing their mechanical damage, providing better storage of potatoes, reducing the number of separating devices, and increasing the productivity of the unit. The studies carried out made it possible to determine the design parameters of the plowshare, the outer diameters of the rotor fingers and the rotors of the potato digger separator, as well as the total number of sections. At the next stages of theoretical studies, a more detailed determination of the working surface design parameters, as well as the operation modes of the fingers and rotors, was carried out.