Вдосконалення пристроїв льонорозстилочних машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.358:633.521

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ВДОСКОНАЛЕННЯ ПРИСТРОЇВ

ЛЬОНОРОЗСТИЛОЧНИХ МАШИН

Спеціальність 05.05.11 - сільськогосподарські машини

РУДИЙ СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ

Луцьк - 2001

Дисертацією є рукопис. льон машина стрічка розстилання

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, Хайліс Гедаль Абрамович, Луцький державний технічний університет, професор кафедри сільськогосподарських машин.

Офіційні опоненти: заслужений винахідник України, доктор технічних наук, професор, Гевко Богдан Матвійович, Тернопільський державний технічний університет, зав. кафедри технології машинобудування;

кандидат технічних наук, доцент, Соломка Валерій Олексійович, Національний аграрний університет, доцент кафедри сільськогосподарських машин

Провідна установа інститут механізації та електрифікації сільського господарства УААН, смт. Глеваха Васильківського району, Київської обл.

Захист відбудеться 30.03.2001 р. 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 у Луцькому державному технічному університеті за адресою: 263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луцького державного технічного університету за адресою: 263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75

Автореферат розісланий 28.02.2001 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Дідух В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Льон-довгунець - важлива технічна культура. Найскладнішим етапом його вирощування є збирання. Під час збирання льону застосовуються операції перевертання і розстилання стебел. Протягом розстилання стрічки льону в вітряну погоду з метою уникнення переплутування стебел внаслідок дії повітряних потоків, а також для ущільнення застосовують коткування. Перераховані операції взаємопов'язані, а їх спільне проведення сприяє підвищенню якості приготовленої лляної трести. Для виконання цих операцій розроблені пристрої. Але вони містять недоліки, не достатньо також досліджена їх робота.

Тому є актуальним дослідження і удосконалення пристроїв для розстилання стрічки льону з її перевертанням і коткуванням, а також досягти використання цих пристроїв в збиральних машинах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження цієї теми виконувались у Луцькому державному технічному університеті відповідно до тематичного плану науково - дослідних робіт, затвердженим Міністерством освіти України від 14.04.1998р. за номером державної реєстрації 0198U000264.

Мета і задачі досліджень. Мета роботи - підвищення продуктивності льонозбиральних машин і якості приготовленої лляної трести шляхом розроблення конструкцій та обґрунтування конструктивних параметрів і режимів роботи пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

- визначити коефіцієнти тертя ковзання стебел по металевому прутку та опір стиску стеблової стрічки і її пружні властивості;

- теоретично обґрунтувати параметри пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону;

- дослідити роботу перехресного пасу, визначити опір руху і натяг через його перехрещення та експериментально дослідити закономірності руху стебел по направляючих машини і з віткою перехресного пасу;

- встановити залежності спуску стебел на землю при виході з перехресного пасу;

- дослідити процес коткування стрічки льону, визначити кут охоплення котка стебловою стрічкою та опір руху протягом коткування;

- встановити відповідність теоретичних і експериментальних результатів;

- удосконалити пристрої для механізації перевертання, розстилання і коткування стеблової стрічки;

- виготовити дослідний зразок машини для перевертання, розстилання і коткування стеблової стрічки, провести комплекс експериментальних досліджень і випробування, визначити якість роботи механізмів і економічну ефективність;

- розробити інженерну методику проектування даних пристроїв.

Об'єкт досліджень - робочі органи льонорозстилочних машин та процеси їх взаємодії зі стрічкою льону.

Предмет досліджень - перевертальні, розстилальні та коткувальні пристрої і вибір їх параметрів.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження проведені на основі методів теоретичної механіки, теорії механізмів і машин із застосуванням диференціального і інтегрального вирахування. Експериментальні дослідження проведені з використанням методів математичної статистики і математичного методу планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Досліджено положення стебел протягом спуску і повороті разом з віткою перехресного пасу при різній висоті нижнього шківа над землею.

2. Опір стиску стеблової стрічки, яка лежить на землі і її пружні властивості.

3. Розроблено математичні моделі процесу переміщення стебел льону по направляючих машини і виведено умову незмінності числа стебел на одному погонному метрі укладеної на землю стрічки в порівнянні з числом стебел в зоні перехресного пасу.

4. Досліджено процес коткування стеблової маси і величину деформації, запропоновано і визначено показник коефіцієнта об'ємного зминання стебел.

5. Досліджено роботу пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону і встановлено раціональні конструктивно-технологічні параметри.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Розроблено схеми пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стебел.

2. Отримано оптимальні режими роботи пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стебел.

3. Виведено рівність для визначення коефіцієнта об'ємного зминання стебел, який входить до формули тягового опору руху котка.

4. Встановлено залежність спуску стебел на землю при механізованому їх розстиланні.

Особистий внесок здобувача. Основні дослідження за темою дисертації виконано автором особисто.

Внесок дисертанта у матеріали, які опубліковані в співавторстві, становить 75 %. Теоретично досліджено спускання льонорозстилочною машиною на землю стебел льону [1], та рух стебел по направляючих [2], проведено аналіз взаємодії рухомого котка з розстеленими по землі стеблами [3], обґрунтовано радіус котка протягом коткування стеблової стрічки, досліджено довжину причіпної частини і визначено її оптимальний кут нахилу [3], експериментально встановлено відхилення стебел відносно пасу протягом спуску і повороту разом із віткою перехресного пасу [4], встановлено розтягнутість стрічки перед і після розстилання [5].

У технічних рішеннях, які захищені патентом України та викладені у заявках на видачу патентів України, доля кожного автора однакова.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень дисертації доповідались і обговорювались на науково - практичних конференціях професорсько-викладацького складу ЛІІ, а пізніше ЛДТУ (1997, 1999 і 2000 рр.). Дисертаційна робота була заслухана на: засіданні кафедри сільськогосподарського машинобудування ЛДТУ (м. Луцьк, 2001 р.); засіданні кафедри технології машинобудування (м. Тернопіль, 2001 р.).

Публікації. Основні положення і результати досліджень за темою дисертації опубліковано в п'яти статтях у фахових виданнях, з них чотири - одноосібні. Технічна новизна розробок підтверджена патентом України на винахід та рішенням Українського інституту промислової власності (УКРПАТЕНТу) на видачу патенту України на винахід по заявці (№2000063761 від 27.06.2000 р.).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел з 130 назв та 8 додатків. Основна частина викладена на 135 сторінках, містить 58 рисунків і 4 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету, об'єкт, предмет, методи досліджень та задачі, які розв'язуються в роботі, окреслено наукову новизну й практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про апробацію, структуру та обсяг роботи.

У першому розділі “Стан питання, мета i задачі дослідження” проведено аналіз відомих способів збирання льону, конструкцій пристроїв для виконання операцій перевертання і розстилання стебел льону, а також теоретичних і експериментальних досліджень, що стосуються механізації цих операцій.

Фізико-механічні властивості льону були предметом досліджень І.В. Крагельського, М.М. Бикова, В.П. Будакова, Г.А. Хайліса, Г.А. Пєрова, В.Г. Чернікова, В.М. Луценка та ін. Процеси збирання і параметри апаратів для їх здійснення досліджували Г.А. Пєров, В.І. Сізов, І.В. Крагельський, М.І. Шликов, Г.А. Хайліс, В.П. Можаров, М.М. Биков, С.Ф. Юхимчук, А.Ю. Горбовий та ін.

В результаті проведеного аналізу існуючих літературних джерел та патентної інформації встановлено ряд питань, які потребують вивчення. Так таким показникам, як опір руху перехресних пасів, коефіцієнти тертя ковзання стебел по металічних прутках, опір стиску стебел стрічки та її пружні властивості, приділялося недостатньо уваги.

Не досліджувався процес коткування стрічки льону, а також не визначався кут охоплення котка стебловою стрічкою. Недостатньо дослідженими залишались положення стебел в момент спускання й повороту разом з віткою паса та інші питання.

У другому розділі “Теоретичні передумови обґрунтування параметрів пристроїв для розстилання стебел льону” визначено основні параметри пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стебел, проведено аналіз процесу переміщення стебел по криволінійних і прямолінійних прутках, процесу переміщення разом з віткою перехресного пасу вниз, процесу спуску стебел із зони перехресного пасу на землю, процес коткування стебел льону.

Схема розстилально-коткувального пристрою зображена на рис. 1. Основні параметри пристрою такі: радіус, ширина та маса котка, довжина і кут нахилу до горизонту причіпної частини, висота нижнього шківа над землею, параметри пасової передачі та форми напрямних прутків, а також швидкість руху агрегату та швидкість руху транспортера.

В існуючих пристроях для розстилання стебел льону діаметри ведучих шківів затискного транспортера становлять 150 - 200 мм. З конструктивних міркувань ведучий шків перехресної пасової передачі не повинен перевищувати діаметра шківа затискного транспортера збиральної машини. Діаметр нижнього шківа повинен дорівнювати діаметру ведучого шківа.

Висота розміщення нижнього шківа над землею повинна знаходитись у межах 0,25 - 0,35 м, оскільки збільшення її значення погіршує якість розстеленої стрічки, а зменшення призводить до накладання, тобто утворення стрічки неоднакової товщини.

В пристроях для розстилання стебел транспортування відбувається по криволінійних і прямолінійних прутках. В дисертації подано теоретичний аналіз руху стебел по цих прутках. У дослідженнях руху по криволінійних прутках використано диференціальні рівняння матеріальної точки в формі Ейлера, в результаті чого отримані наступні рівняння руху стебла в проекціях на натуральні осі:

, (1)

де m - маса стебла; - проекція прискорення стебла на дотичну; - проекція швидкості стебла на дотичну; r - радіус кривизни прутка; - нормальна реакція зв'язку, тобто сила, з якою пруток діє на стебло по нормалі; f - коефіцієнт тертя ковзання стебла по прутку; Q - рухова сила із заднього боку стебел, які рухаються із транспортера; g - прискорення вільного падіння; - кут нахилу прутка.

З рівнянь (1), після деякого спрощення, виведено диференціальні рівняння руху стебла по прутку:

, (2)

де - кут тертя.

Розв'язком рівняння (2) встановлено залежності для визначення шляху s і швидкості руху стебла по прутку:

, (3)

, (4)

. (5)

Аналогічні рівняння виведені для випадку руху стебла по прямолінійному прутку.

За отриманими рівняннями проведені розрахунки на ЕОМ і побудовані графічні залежності шляху і швидкості руху стебла по прутках від часу для різних значень рухових сил і кута нахилу прутка. Встановлено, що зі збільшенням початкового прискорення і кута нахилу прутка збільшується швидкість руху і шлях стебла; швидкість виходу стебла з прутка більша у випадку збільшення відношення . Зі зменшенням нахилу прутка швидкість зменшується.

Потрапляючи в верхню частину перехресного транспортера, стебла під дією рухомого пасу з шипами і пружинних ґвинтоподібних прутків спускаються вниз, одночасно повертаються навколо осі, яка з'єднує осі ведучого і веденого шківів посередині пасу. Схема даного руху показана на рис. 2. На цьому рисунку О1О2 - вісь, вздовж і навколо якої опускаються і обертаються стебла, а К1, К2, К3, К4, К5, К6, К7, К8, К9, К10, К11, К12 - послідовні положення точки К при спуску.

Якщо взяти будь-яку точку К стебла в положенні К2, то швидкість цієї точки відносно рами машини, дорівнює геометричній сумі швидкості , з якою стебла опускаються вздовж осі О1О2 , і швидкості обертання навколо осі О1О2. Швидкість дорівнює (), де - кутова швидкість обертання стебла, - радіус обертання, а - центр обертання. Кутова швидкість дорівнює , де - час переміщення стебла з положення в положення . Цей час рівний шляху О1О2 від точки О1 до точки О2 , поділений на швидкість . Отже

. (6)

Якщо радіус (рис. 2) позначити r , то

. (7)

Швидкість дорівнює , де - швидкість пасу, а - кут між віссю О1О2 , яка з'єднує центри шківів і лінію пасу (рис. 2), тобто

. (8)

Кут , як правило, знаходиться в межах від 10 до 15. Швидкість точки К відносно рами машини (рис. 2) дорівнює:

. (9)

Під час виходу стеблової стрічки із зони перехресного пасу та її спуску на землю швидкість vа спуску представляє собою геометричну суму швидкості vм машини і швидкості пасу vр. За таких умовах вектор швидкості vа направлений вниз і вперед.

Аналіз цього явища показав, що при спуску стеблова стрічка займає вертикальне положення. У випадку vм = vр товщина вкладеної на землю стрічки не зміниться порівняно з товщиною стрічки в потоці перехресного пасу. Але якщо vм ? vр , то стрічка стає тоншою, а якщо vм ? vр , то стрічка стає товстішою.

Після укладання стебел на землю на них наїжджає коток і притискає їх до землі. Схема цього явища представлена на рис. 3. Під дією котка ущільнюється весь шар стебел на ділянці АВ з висоти до висоти ; після проходу котка під дією сил пружності деформація шару стебел відновлюється на ділянці ВС на деяку величину .

Протягом руху котка та його взаємодії з стеблом в точці А (рис. 3), коток не повинен штовхати стебло вперед, а притиснути і заштовхати його в шар стебел. Якщо це не відбувається, то стебло А і інші стебла, які знаходяться попереду, будуть зміщатися перед котком.

Коток діє на стебло А радіально направленою силою і силою тертя , дорівнювати або , де і - коефіцієнт і кут тертя поверхні ободу котка по стеблу. Охоплення стебла котком і його заштовхування в шар стебел мають місце, якщо проекція сили F на горизонталь більша чи рівна від проекції сили N на горизонталь.

Ця умова виконується, якщо ? , де - кут АОВ (рис. 3). З врахуванням приведеної нерівності встановлено, що за умови

(10)

стеблова стрічка коткується без зсуву стебел вперед.

Довжина причіпної частини котка повинна бути такою, щоб маса котка передавалась на стебла в найбільшій степені. На рис. 3 показано положення котка і приєднувальних тяг. Зі сторони машини на коток діє сила Q, і так як тяги працюють на розтяг, то лінія дії сили Q проходить вздовж тяги. Сила Q розкладається на дві складові: Q1 - по горизонталі і Q2 - по вертикалі. Вертикальна складова Q2 дорівнює Qsіn, де - кут нахилу причіпної частини котка до горизонту. Чим більша Q2, тим менша ефективність дії котка, тому що через цю складову зменшується сила тиску котка на стебла. Враховуючи викладене, кут повинен бути як можна менший, але не більший 60 - 80.

Коток тисне на стебла по всій дузі АВ контакту передньої його половини зі стеблами. Цей тиск передається і по дузі ВС задньої половини котка, де має місце відновлення частини деформації стебел внаслідок їх пружності. Епюра тисків тут така ж, як у випадку кочення колеса по ґрунті. Найбільший тиск створюється в нижній точці В (рис. 3).

Якщо процес впливу котка на стебла прирівняти до процесу впливу котка на пухкий ґрунт, то для розрахунку тягового опору котка можна застосувати відому формулу для визначення тягового опору котка (колеса) протягом його кочення по ґрунті. Якщо це зробити , то тяговий опір , дорівнює Q1, визначено за формулою:

, (11)

де сила тиску котка на стебла; ширина котка; с0 - коефіцієнт об'ємного зминання стебел; діаметр котка.

За цією формулою визначивши силу , тобто силу Q1, найдено Q2 , рівну Q1 , і Q , яке дорівнює

.

У третьому розділі “Програма i методика експериментальних досліджень” викладено програма досліджень, описані прилади, обладнання, експериментальні установки і методики проведення досліджень.

Програмою досліджень передбачено визначення коефіцієнта тертя ковзання стебел по металевих прутках; додаткового опору руху пасу через його перехрещення; положення стебел протягом спуску і повороту разом з віткою перехресного пасу з різною висотою нижнього шківа над землею; опору стиску стеблової стрічки, яка лежить на землі та її пружних властивостей; кута охоплення котка стебловою стрічкою і опору його руху під час коткування; значення коефіцієнта об'ємного зминання стебел; розтягнутості стрічки льону перед і після розстилання, а також випробування розробленої установки для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону.

Для проведення експериментів крім стандартної вимірювальної апаратури використовувались спеціально виготовлені: прилад “похила площина” для визначення коефіцієнтів тертя ковзання стебел по металевих прутках; лабораторна установка для визначення опору руху пасу без перехрещення і через його перехрещення; пристрій для визначення положення стебел при спусканні і повороті разом з віткою перехресного пасу; експериментальна установка для визначення опору руху котка; пристрій для визначення опору стиску стеблової стрічки та її пружних властивостей; прилад для визначення кута охоплення котка стебловою стрічкою.

Досліди проводились як у лабораторних, так і у польових умовах.

У четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень” визначено коефіцієнт тертя ковзання стебел льону по металевих прутках. Він зростає зі збільшенням шорсткості поверхні і вологості стебел. При вологості стеблової стрічки 45-50 % коефіцієнт тертя ковзання становить 0,37-0,45, а при вологості 30-35 % - 0,20-0,35.

Встановлено залежність (рис.4.) впливу сили натягу паса та кута його перехрещення на опір руху. З графічної залежності видно, що опір руху паса збільшується зі збільшенням початкового натягу, а також зі збільшенням кута перехрещення (скручування) паса. Потрібно відзначити, що збільшення опору руху паса зі збільшенням натягу на проміжку від 1,0 кН до 1,5 кН менше ніж на проміжку 1,5-2,0 кН для заданих кутів перехрещення. Встановлено, що оптимальний натяг паса повинен знаходитись в межах від 1,0 кН до 1,5 кН.

Аналізом експериментальних даних дослідження опору стиску стебел стрічки льону і її пружних властивостей встановлено графічні залежності, які характеризують процес навантаження і розвантаження, а також вплив інтенсивності навантаження q на деформацію стрічки е. Визначено максимальне значення стиску стрічки при навантаженні в 250 кН для стрічок різної товщини. Встановлено, що із збільшенням товщини стрічки залишкова деформація збільшується, а чим більша товщина стрічки, тим більша різниця між відносними деформаціями протягом прикладання і зняття навантаження за рахунок залишкової деформації.

Визначено коефіцієнт об'ємного зминання стебел льону, встановлено, що за однакової вологості і щільності стрічки, і різних діаметрах котка та його масі, коефіцієнт об'ємного зминання майже однаковий. Але з одночасним зменшенням вологості і збільшенням щільності стрічки коефіцієнт об'ємного зминання відчутно збільшується.

Це пояснюється тим, що вологіші стебла щільніше прилягають одне до одного з можливим їх деформуванням, і що протягом ущільнення збільшується різниця між початковою і кінцевою товщиною стрічки.

Дослідженням положення стебел протягом спуску і повороту разом із віткою перехресного пасу встановлено їх відхилення відносно лінії, яка з'єднує середні точки осей шківів. Кут нахилу зменшується від 90? до 66? після чого зростає до 88?. Ця різниця на якість розстилання стрічки не впливає, хоча в ідеальному випадку кут повинен досягати 90?.

При переміщенні разом з віткою паса стебла льону відхиляються від вертикалі (перпендикуляра до лінії паса) спочатку в одну, а починаючи від середини перегину паса в іншу сторону. Це відбувається під дією сил інерції, що діють на інші стебла, які не лежать між пасом і притискними прутками. Відхилення ці не перевищують 60 і при виході з перехресного паса на землю стебла вирівнюються, що зберігає якість перевернутої стрічки.

Дослідженням кута охоплення б котка стрічкою льону протягом її коткування встановлено його залежність від товщини стрічки L, діаметра котка D і маси котка m (рис.5.). Ця залежність визначена із застосуванням трифакторного експерименту за трирівневим планом другого порядку Бокса-Бенкіна на ПЕОМ, в результаті чого отримано рівняння регресії:

= 78,957 + 3,595х1 + 7,2х2 + 25,364х3 + 0,749х1х1 + 2,229х2х2 -

- 4,403х3х3 + 0,645х1х2 - 1,506х1х3 +0,541х2х3 , (11)

де х1 х2 х3 - кодовані значення відповідно маси котка m (-1; 0; +1, що відповідає 10, 15, 20 кг), діаметра котка D (-1; 0; +1, що відповідає 200, 350, 500 мм), товщини стрічки L (-1; 0; +1, що відповідає 10, 40, 70 мм).

Встановлено графічні залежності, які характеризують залежність зміни розтягнутості стрічки льону від швидкості руху машини для різних товщин стрічки. Розтягнутість стрічки льону, яку розстилають зменшується зі збільшенням руху машини до 1,52 м/с, що наближається до швидкості руху пасу 1,6 м/с, тому потрібно розстилання виконувати, коли агрегат рухається із швидкістю, близькою по величині швидкості руху транспортера. Із збільшенням товщини стрічки розтягнутість її зменшується. Оптимальне значення товщини стеблової стрічки при розстиланні знаходиться в межах 0,04-0,07 м.

У п'ятому розділі “Результати випробувань розробленої машини і розрахунок її економічної ефективності” приведено результати випробування дослідного зразка машини для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону на полях СГВК ім. Івана Франка Богородчанського району Івано-Франківської області в сезон збирання льону 1999 р.

Польові випробування показали, що розроблений зразок машини є роботоздатний і якісно виконує процеси перевертання, розстилання і коткування стеблової стрічки. В порівнянні з базовим варіантом продуктивність збільшилась у 3 рази і становила 0,35 га/год при робочій швидкості агрегату 5 км/год. Розтягнутість стрічки, яка не перевищувала 1,16 рази, забезпечувалась при швидкості руху транспортера 1,6 м/с з натягом паса 1,5 кН.

Розрахунок економічної ефективності розробленої машини свідчить про доцільність її використання у льонарських господарствах. Розрахунковий річний економічний ефект від використання машини, за рахунок зменшення заробітної плати і підвищення якості виробленої продукції, (в цінах 1999 р.) становить 891 грн.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації представлені теоретичні узагальнення і нове вирішення науково-прикладної задачі, яка полягає у розробці конструкції та обґрунтуванні параметрів пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стеблової стрічки.

Аналіз існуючих пристроїв, для перевертання, розстилання і коткування стрічки льону показав, що вони не забезпечують якісного виконання технологічного процесу за відсутності взаємозв'язку між собою, мають недоліки, які пов'язані з складністю в агрегатуванні, великої матеріаломісткості, а також не достатньо досліджені.

На основі проведених комплексних теоретичних досліджень, конструктивно-технологічних розробок та узагальнень сформульовані методи розв'язання даної науково-прикладної задачі. Використання запропонованої конструкції та методів розрахунку її параметрів і режимів роботи дає можливість покращити якість отриманої трести шляхом перевертання, розстилання і коткування стрічки льону з метою підвищення продуктивності льонозбиральних машин.

2. Вперше розроблено математичні моделі руху стебел по прямолінійних і криволінійних прутках машини. Встановлено, що шлях і швидкість руху стебел збільшуються із збільшенням початкової їх швидкості, часу проходження, підштовхуючої сили і зменшенням кута тертя і радіусу кривизни прутків.

3. Виведені аналітичні залежності для визначення кутової і колової швидкостей обертання стебел і абсолютних лінійних їх значень. Досліджено взаємодію переміщення стебел разом з віткою перехресного пасу донизу і їх спускання з одночасним поворотом навколо вісі, яка з'єднує центри шківів транспортера.

4. Вперше виведено умову незмінності кількості стебел на одному погонному метрі довжини укладеної на землю стрічки в порівнянні з зоною перехресного пасу за умови, що швидкості руху пасу і машини протягом роботи повинні бути близькими по величині.

5. Дістав подальшого розвитку процес коткування стеблової маси, захоплювання її ободом котка і втискування в товщину шару стрічки, що забезпечує умову ущільнення і якісне подальше вилежування до готової кондиції. Встановлено, що висота (товщина) стрічки, яка утворюється після коткування, тим менша, чим більший тиск на неї зі сторони котка.

При цьому довжина причіпної частини котка повинна забезпечувати максимальну передачу його маси на стебла, що можливо при куті нахилу до землі цієї причіпної частини не більше 80.

6. Поглиблено теоретичні дослідження початкового натягу перехресного паса, досліджено вплив кута перехрещення на опір руху. Встановлено, що доцільний натяг знаходиться в межах від 1,0 кН до 1,5 кН, при якому відсутнє провисання віток і суттєве його проковзування. Кут між лінією стебел і лінією, яка з'єднує середні точки осей шківів, протягом їх перевертання, зменшується від 900 до 660, після чого починає зростати до величини 880, але такі відхилення кута вісі стебел майже не впливають на якість перевертання стрічки.

7. Результатами експериментальних досліджень встановлено, що при максимальному стискуванні стеблової маси котком з силою 250 Н відповідно товщина становила 7,5 мм при товщині стрічки - 15 мм, 22 мм при товщині - 40 мм і 40 мм при товщині 70 мм. Коефіцієнт об'ємного зминання стеблової стрічки збільшується при збільшенні щільності та зменшенні її вологості. Кут охоплення котка стебловою масою збільшується при збільшенні її товщини і зменшенні діаметра котка. Для стрічки товщиною від 0,015 м до 0,04 м діаметр котка повинен знаходитись в межах від 350 мм до 500 мм, а його маса - від 10 кг до 15 кг.

8. За результатами проведених експериментальних досліджень і польових випробувань встановлено, що розтягнутість стрічки льону зменшується при збільшенні руху машини в межах 1,5 - 1,6 м/с, що наближається до швидкості руху пасу 1,6 м/с. Доведено, що розстилання доцільно виконувати при швидкості агрегату близькою по величині до швидкості руху транспортера. Раціональне значення товщини стеблової маси при розстиланні знаходиться в межах 0,04-0,07 м.

9. Розроблений дослідний зразок машини в польових умовах забезпечує якісне перевертання, розстилання і коткування стрічки льону. Польові випробування показали, що машина відповідає агротехнічним вимогам з якісним виконанням технологічного процесу. Найкращі показники отримуються при робочій швидкості 5,0 - 5,5 км/год, швидкості руху транспортера 1,6 м/с із натягом пасу 1,5 кН. Розроблена інженерна методика проектування пристроїв для перевертання, розстилання і коткування стеблової стрічки.

Технічна новизна розробок підтверджена патентом та рішенням на видачу патенту України на винахід.

Розрахунковий річний економічний ефект становить 891 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Рудий С. М. Дослідження процесу спускання розстилочною машиною на землю стебел льону // Сільськогосподарські машини. Вип.4. - Луцьк: ЛДТУ. - 1998. - С. 117 -123.

2. Рудий С. М. Аналіз процесу переміщення стебел льону по направляючих збиральної машини // Сільськогосподарські машини. Вип.5. - Луцьк: ЛДТУ. - 1999. - С. 236 -246.

3. Хайліс Г.А., Рудий С. М. Взаємодія рухомого котка льонорозстилочної машини з розстеленими по землі стеблами // Механізація сільськогосподарського виробництва. Том VIІ. ”Теорія і розрахунок сільськогосподарських машин”. - Київ: НАУ. - 2000. - С. 233 - 237.

4. Рудий С. М. Положення стебел відносно пасу // Сільськогосподарські машини. Вип.6. - Луцьк: ЛДТУ. - 2000. - С. 135-139.

5. Рудий С. М. Розтягнутість стрічки льону перед і після розстилання // Сільськогосподарські машини. Вип.7. - Луцьк: ЛДТУ.- 2000. - С 145 -149.

6. Пат. 22515А Україна, МКИ А01D45/06. Машина для збирання льону / Хайліс Г.А., Божидарник В.В., Горбовий А.Ю., Юхимчук С.Ф., Довгополюк В.Ф., Дацюк Л.М., Клекоць Л.І., Ужегова О.А., Цикалюк Ю.О., Рудий С.М., (Україна ) - № 97031357; Заявл. 25.03.97; Опубл. 17.03.98.

АНОТАЦІЇ

Рудий С.М. Вдосконалення пристроїв льонорозстилочних машин. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - сільськогосподарські машини - Луцький державний технічний університет, Луцьк, 2001.

Дисертація присвячена питанням теоретичного й експериментального дослідження і удосконалення пристроїв для розстилання стрічки льону з її перевертанням і коткуванням. Використання таких пристосувань дозволить підвищити кількісні і якісні показники процесу збирання льону. Обґрунтовано основні параметри і раціональні режими роботи пристосувань для перевертання і розстеляння стебел льону. Випробування розробленого пристосування підтвердили його роботоздатність і ефективність.

Ключові слова: льон; стеблова стрічка; перевертання стебел; розстилання; коткування; перехресний пас; коток.

Рудый С.М. Усовершенствование приспособлений льноростилочных машин. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 - сельскохозяйственные машины - Луцкий государственный технический университет, Луцк, 2001.

Диссертация посвящена вопросам теоретического и экспериментального исследования и усовершенствования приспособлений для расстилания ленты льна с ее переворачиванием и прикатыванием.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Первый раздел посвящен анализу приведенных в литературе результатов исследований физико-механических свойств стеблей льна и конструкций устройств для переворачивания, расстилания и прикатывания. Установлено, что эти операции взаимосвязаны между собой. Совместное их проведение приводит к улучшению качества приготовленной льняной тресты.

Для выполнения этих операций разработаны приспособления. Они содержат недостатки, недостаточно также исследована их работа.

Во втором разделе теоретически определенные основные параметры приспособлений для переворачивания и расстилания стеблей льна, проведен анализ процесса перемещения стеблей по наклонных криволинейных и прямолинейных прутках. Рассмотрены особенности процесса перемещения стеблей вместе с веткой перекрестного ремня, проанализирован процесс спускания стеблей с зоны перекрестного ремня на землю и исследован процесс уплотнения стеблей льна.

Разработана математическая модель пути и скорости движения стеблей по прямолинейным и криволинейным пруткам. Выведены аналитические зависимости для определения угловой и круговой скоростей оборачивания стеблей и абсолютных линейных их значений. Выведено условие постоянности количества стеблей на одном погонном метре длины уложенной на землю ленты по сравнению с количеством в зоне перекрестного ремня.

В третьем разделе изложены оригинальные методики определения коэффициентов трения скольжения стеблей льна по металлических прутках и объемного смятия стеблей, дополнительного сопротивления движения ремня через его перекрещение и сопротивление движения катка во время уплотнения стебельной ленты, положения стеблей на протяжении спускания и повороте вместе с веткой перекрестного ремня при различной высоте нижнего шкива над землей. А также методики определения сопротивления стебельной ленты, которая лежит на земле и ее упругих свойств, угла охватывания катка стебельной лентой на протяжении уплотнения, растянутости ленты перед и после уплотнения, методику испытания разработанной установки для переворачивания, расстилания и уплотнения уложенной ленты льна.

Разработана и изготовлена опытная установка для определения сопротивления движению катка, угла обхвата его стеблевой лентой и коэффициента объемного смятия стеблей.

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований, которые проводились в лабораторных и полевых условиях.

Установлены графические зависимости, характеризирующие влияния конструктивно-технологических параметров машины на качество выполнения переворачивания, расстилания и прикатывания. Предложено оптимальные параметры и критерии режимов работы устройств для выполнения данных операций.

В пятом разделе приведены результаты полевых испытаний разработанного опытного образца машины. Они подтвердили его работоспособность и эффективность. Установлено, что качественные показатели машинного растила и уплотнения значительно превышают показатели при ручном расстиле.

Проведен экономический анализ.

Ключевые слова: лен; стебельная лента; переворот стеблей; расстилание; укатывание; перекрестный ремень; каток.

Rudy S.M. The constructions and substantiation development of flax-stacking machines adaptations. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree of flax-stacking engineering science by speciality 05.05.11 - agricultural machinery - Lutsk State Technical University, Lutsk, 2001.

The thesis is dedicated to the theoretical and experimental research problems for flax-fillet stacking adaptations with its turning over and obtruding. Their will be used for increase quantitative and qualitative parameters of flax-cleaning process. There are main parameters and rational operational modes of adaptations for revolution and stacking of stalks flax-stem are justified. The tests of the developed adaptation have confirmed it serviceability and efficiency.

Key words: flax; a fillet of stalks; revolution of stalks; stacking; obtruding; a cross belt; rolling-press.

Размещено на Allbest.ru

...