Формотворення робочої поверхні шнека-транспортера копача коренеплодів цукрових буряків

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний авіаційний університет, Київ

Формотворення робочої поверхні шнека-транспортера копача коренеплодів цукрових буряків

Волоха М. П., Осійчук В. С.

Аннотація

Досліджується проблема підвищення якості очищення щойно викопаних коренеплодів цукрових буряків від залишків ґрунту і гички та бур'янів шляхом вдосконалення робочої поверхні шнека - транспортера дискового викопуючого робочого органа. Розроблені моделі нових поверхонь шнеків з навивкою у формі прямого і косого гелікоїда, крок якої у напрямку виконання технологічного процесу поступово зменшується. Приведені результати польових експериментальних досліджень.

1. Основна частина

викопаний цукровий буряк шнек

У колишньому СРСР площі посівів цукрових буряків (ЦБ), як основної сировини для виробництва цукру, сягали 2,4 млн. га., у т.ч. на Україні - понад 1,5 млн. га. У минулому 2013 році за повідомленнями Міністерства аграрної політики і продовольства. цукристі зібрані на площі лишень 280 тис. га. Середня врожайність становила 403 ц/га (у 2012році - 398ц/га).

Від самого початку розробки машин для механізованого збирання ЦБ і до нині проблемою є зменшення забрудненості бурякоцукрової сировини, яка постачається на бурякоприймальні пункти цукрових заводів, залишками ґрунту, бур'янів і гички, адже така сировина втрачає кондиційність при тривалому (більше 60 діб) зберіганні у заводських кагатах, а найголовнішим є те, що вивезений з поля разом коренеплодами родючий ґрунт (до 55% від залікової ваги у складних умовах збирання ) безповоротно втрачається.

Крім того, за даними НДІ цукрової промисловості, із збільшенням кількості гички на коренеплодах з 1,9 до 5,5% доброякісність дифузійного соку знижується з 89,3 до 85,1%. При цьому кожний відсоток зеленої маси на коренеплодах при переробці буряків призводить до зниження доброякісності соку на 0,4 - 0,5% і збільшення вмісту цукру в мелясі на 0,1%.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Багаторічні дослідження процесів механізованого збирання ЦБ, результати Державних випробувань бурякозбиральної техніки і досвід її використання в реальних умовах експлуатації в господарствах різних зон бурякосіяння показують, що показники якості збирання коренеплодів і гички ЦБ значною мірою залежать від технологічних, організаційно-господарських факторів і погодних умов; стану розвитку рослин і розміщення їх в рядках; вологості і твердості ґрунту; а головне - від технічної досконалості робочих ,органів [1].

Серед сучасних комбайнів, самохідних і причіпних коренезбиральних машин, як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва, найбільш поширеними є ті, що оснащені викопуючими робочими органами (ВРО) дискового типу: КС - 6Б (АТ «Тернопільський комбайновий завод»), РКМ-6-05 (ООО «Днепромаш- Инвест»), "PARMA" (CШA), SK-2500, М III SA TE - 120 (Данія) та ін. Експлуатація таких ВРО можлива на вищих швидкостях у порівнянні з кулачковими, лемішковими чи вильчастими копачами при забезпеченні кращих показників технологічної надійності виконання процесу викопування коренеплодів і якості первинного очищення викопаних коренеплодів від залишків ґрунту, гички та кореневищ бур'янів [2].

Постановка задачі. Враховуючи переваги дискового ВРО і використовуючи його у якості прототипу, метою досліджень є розробка нових моделей робочих поверхонь копачів, здатних виконувати інтенсивне первинне очищення вороху коренеплодів, і проведення порівняльних польових експериментальних досліджень.

Виклад основного матеріалу. При роботі копача, рухаючись по різні боки рядка установлені на рамі 3 машини під кутом один до одного диски 1 (активний) і 2(активний) затискають коренеплоди, витягуючи їх з ґрунту, і подають у зону активного бітера, який транспортує викопаний ворох коренеплодів на сепаруючі робочі органи машини для подальшої очистки. Відомі також копачі, у яких транспортером є гвинтовий шнек 3, який розташований вздовж повздовжньої осі симетрії ВРО і обертається навколо своєї осі (рис.2).При переміщенні вороху гвинтовою робочою поверхнею шнека за рахунок сили тертя покращується очищення коренеплодів від залишків ґрунту і гички.

При роботі такого робочого органа, особливо на забур'янених, твердих чи перезволожених ґрунтах, коренеплоди разом з рослинними та ґрунтовими рештками скупчуються у задній зоні шнека, що, в свою чергу, призводить до зниження продуктивності виконання технологічного процесу викопування та погіршення очищення

Рис. 1 Дисковий викопуючий робочий орган з бітерним транспортером

Рис. 2 Схема дискового ВРО з шнековим транспортером (вигляд справа) коренеплодів

Нова робоча поверхня шнека 2 копача, відповідно до корисної моделі [3], виконана у формі прямого гелікоїда, крок навивки якого поступово зменшується в напрямку від центра дисків 1 до їх периферії (рис.3).Запропонована конструкція шнека ВРО забезпечує поступове підвищення швидкості транспортування викопаних коренеплодів і, як наслідок, продуктивності виконання технологічного процесу їх очищення, особливо при роботі в складних умовах збирання врожаю.

Диски 1, установлені під кутом один до одного, перекочуючись у ґрунті на глибині 8-12 см, викопують коренеплоди і передають у зону шнека 2, який, обертаючись, очищає коренеплоди і подає їх на подальшу обробку машиною. Оскільки крок навивки шнека у напрямку виконання технологічного процесу зменшується (>> ), то, відповідно, підвищується кутова швидкість транспортування коренеплодів і якість їх очищення.

Рис. 3 Схема дискового ВРО з шнеком-гелікоїдом (прямим) змінного кроку навивки (вигляд справа)

Подальші польові експерементальні дослідження показали, що при роботі на вологих і перезволожених грунтах шнек копача, виконаний у формі прямого гелікоїда з твірною, перпендикулярною до його осі, не досить ефективно здійснює технологічний процес транспортування щойно викопаних коренеплодів з одночасним їх очищенням від грунту та залишків бурґянів й гички, оскільки за таких умов сила тертя ковзання маси оберемка вороху коренеплодів по робочій поверхні шнека суттєво зменшується. Тому наступний розроблений копач для коренеплодів [4] є вдосконаленням аналога [3], де робоча поверхня шнека - косий гелікоїд 2, твірна якого утворює гострий кут з віссю. Завдяки запропонованій формі робочої поверхні шнека, крок його гвинтової навивки і нахил твірної плавно зменшуються у напрямку виконання технологічного процесу, в результаті чого підвищується кутова швидкість транспортування коренеплодів.За рахунок плавного зменшення кута нахилу твірної шнека до його осі створюється поступове збільшення сили тертя і відцентрової сили інерції при прискореному обертанні оберемка вороху коренеплодів по робочій поверхні шнека. При цьому якість очищення коренеплодів від грунту.

Схема дискового ВРО з шнеком-гелікоїдом (косим) змінного кроку навивки (вигляд справа) гелікоїдальними шнеками проводились восени 2012р. у дослідному господарстві Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААНУ «Шевченківське». Проби вороху коренеплодів відбирались за допомогою спеціально розробленої однорядної установки, навішеної на трактор ЮМЗ - 6 згідно методики [5] у 4-х кратній повторності. Диски і шнеки копачів приводились в обертальний рух від ВВП трактора через ланцюговий редуктор. Заглиблення копачів регулювалось опорними колесами. Викопаний копачем ворох коренеплодів викладався на поліетиленову плівку, що мимовільно розгорталась слідом за ним (рис.6), і розділявся на фракції: а) коренеплоди (непошкожені, пошкоджені дуже і слабко); б) забрудненість грудками землі (діаметром до 50мм, більше 50мм); в) забрудненість рослинними залишками (гичкою, бур'янами) Статистичною обробкою даних проведених польових діляночних дослідів доведена істотність різниці (за критерієм Фішера) показників забрудненості вороху коренеплодів землею: 12,3% - експериментальні копачі, 19,8% серійні; і гичкою та залишками бурґянів (1,7% проти 6,9%).

Висновки

Розроблені на рівні винаходів нові викопуючі робочі органи для коренеплодів цукрових буряків з шнеками - транспортерами, поверхня навивки яких є гелікоїд (прямий чи косий) зі змінним кроком. Польові дослідження і апробація експериментальних зразків у виробництві довели високу технологічну надійність копачів і здатність виконувати якісне первинне очищення викопаних коренеплодів від ґрунтових і рослинних решток, особливо у складних умовах збирання цукрових буряків. Результати досліджень рекомендуються до впровадження на машинобудівних підприємствах при розробці нових і вдосконаленні існуючих корнезбиральних машин.

Список літератури

1.Роїк М.В. Науково-методичні рекомендації щодо збирання цукрових буряків Роїк М.В., Зуєв М.М., Курило В.Л., Гументик М.Я. - К.:Аграрна наука, 2002.- 42с.

2.Завгородний А.Ф..,Кравчук В.И.,Юрчук В.П. Геометрическое конструирование рабочих органов корнеуборочных машин. Под ред. акад.УААН Л.В. Погорелого. - К. Аграрна наука,2004. - 240с.

3. Патент №59726 Україна, МПК А01D25/04. Робочий орган для викопування коренеплодів / В.П. Юрчук, М.П.Волоха, О.Т. Башта, Л.В.Болдирєва; заявник і власник - Національний авіаційний університет.- № u201013625; заявл.16.11.2010, опубл. 25.05.2011, Бюл. № 10

4, Патент №78042 Україна, МПК А01D25/00. Копач для коренеплодів/ Ю.О.Дорошенко, М.П.Волоха, Л.В.Болдирєва; заявник і власник - Національний авіаційний. університет.- № u201208785; заявл.17.07.2012, опубл. 11.03.2013, Бюл№ 5

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований).Б.А.Доспехов. - М.:Агропромиздат, 1985. - 423с.

Размещено на Allbest.ru