Направления разработки новых картофелеуборочных машин

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия

Направления разработки новых картофелеуборочных машин

Кузьмин А.В.

Болохоев В.С.

Вамбуева Э.Б.

Главными причинами низкой эффективности картофелеводства сегодня являются: низкий технологический уровень возделывания картофеля, использование несовершенной техники, а также проблема механических повреждений клубней картофеля при уборке.

Остановимся на рассмотрении проблем повреждения клубней картофеля, как одной из важнейших, потому, что от нее зависит качество убранного урожая. В частности, повреждения клубней картофеля при уборке являются одним из препятствий для использования машинной технологии.

На сегодня есть два направления исследований направленных на снижение механических повреждений при уборке [1]:

Совершенствование конструкций картофелеуборочных машин.

Селекция сортов пригодных для механизированной уборки.

Если проанализировать первое направление, то до последнего времени господствовали следующие точки зрения или направления: европейское и российское. Российское направление развития картофелеуборочной техники предполагало создание универсальных конструкций, предназначенных для работы в разных климатических и географических зонах. Европейская же наука предлагала создавать конструкции машин, предназначенных для конкретных почвенных и климатических зон. Попробуем исследовать данный вопрос поподробнее.

Конечно комбайновая уборка перспективнее, чем уборка копателями. Поэтому мы и остановились на изучении данного вида уборки.

С 1985 по 1990-е гг. мы, обучаясь в аспирантуре, принимали участие в научно-исследовательских работах по темам: «Разработать и внедрить механизированную технологию возделывания и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках» (№ ГР 135788) и «Разработать средства механизации посадки и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках» (№ ГР 81096125), куда входил пункт по разработке однорядного картофелеуборочного комбайна ККУ-1 (рисунок 1).

7 6

1

5

1

4

2 3 4

Рисунок 1. Принципиальная схема комбайна ККУ-1:

рама; 2- опорно-опрессовывающий каток; 3- приемная часть

с активными дисковыми ножами и дисковыми лифтерами;

4- основной элеватор; 5- подъемный транспортер; 6- стол

переборочный; 7- бункер

Наше участие выражалось в исследованиях повреждаемости клубней картофеля данным комбайном. Комбайн ККУ-1 создавался для уборки отдельных кустов картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках. В связи с этим к комбайну предъявлялись следующие требования: извлечь клубни, частично освободить их от почвы, без смешивания и повреждений уложить их в тару.

Дальнейшее совершенствование конструкции картофелеуборочного комбайна ККУ-1 с целью повышения производительности привело к созданию новой модификации ККУ-1А-01, принципиальная схема которого показана на рисунке 2.

уборка картофель комбайн

 9 8 7 6

1 5

4

2 3

Рис. 2. Принципиальная схема картофелеуборочного комбайна

ККУ-1А-01: 1- рама; 2- подкапывающая секция; 3- колеса ходовые;

4- горка ботвоудалитель; 5- ботвоудалитель;

6- транспортер ковшовый; 7- стол переборочный;

Было изготовлено два опытных образца картофелеуборочного комбайна ККУ-1А-01 (рисунки 3 и 4), которые успешно прошли два раза (в 1995 г. и в 1996 г.) испытания на Владимирской государственной машиноиспытательной станции.

Рисунок 3. Комбайн картофелеуборочный однорядный ККУ-1А-01.

Вид спереди справа: 1- рама; 2- каток опрессовывающий;

3-основной элеватор с подкапывающей секцией

Рисунок 4. Комбайн картофелеуборочный однорядный ККУ-1А-01.

Вид сзади слева: 1- горка-ботвоудалитель; 2- подъемный

ковшовый транспортер; 3- колесо ходовое; 4- бункер

Владимирская МИС по результатам испытаний рекомендовала данный однорядный картофелеуборочный комбайн для производства.

Наши исследования [1] показали, что основное влияние на повреждаемость картофеля оказывают сепарирующие рабочие органы и перепады с одного рабочего органа на другой (до 95 % повреждений). К тому же, действительно, клубни картофеля, как любой другой живой организм, по разному реагируют на динамические воздействия на рабочих органах при разных условиях влажности и состава почвы.

Анализ литературных источников и проведенные нами предварительные эксперименты позволили нам установить основные факторы, влияющие на повреждаемость клубней картофеля, и установить пределы их изменения. В качестве исследуемых марок (конструкций) картофелеуборочных комбайнов были взяты наиболее распространенные: отечественный ККУ-2А, импортный Е-668 и экспериментальный ККУ-1.

После обработки экспериментальных данных мы получили следующую адекватную математическую модель повреждаемости клубней картофеля комбайнами:

, (3)

Анализируя данную математическую модель можно сделать вывод, что повреждаемость клубней картофеля при уборке комбайнами зависит в большей степени от конструктивных особенностей уборочных машин (51 %), затем от сортовых отличий (33 %) и уже потом от рабочей скорости (16 %).

Данный вывод подтверждается и другими исследователями, так, если рассмотреть математическую модель повреждения клубней Р.Ю. Соловьева [2]:

(4)

То можно сделать вывод о том, что на повреждения клубней картофеля влияют, в основном, следующие факторы (параметры), в порядке убывания весомости: - давление в комкодавителях; - масса камней; - температура почвы; - твердость почвы на глубине 0 - 25 см; - амплитуда встряхивания первого и второго встряхивателя; - влажность почвы на глубине 0 - 25 см; - угол наклона устройства отделения ботвы и т.д.

Таким образом, повреждаемость клубней картофеля при уборке его машинами зависит, прежде всего, от особенностей конструкции этой машины: давления в комкодавителях, амплитуды встряхивания сепарирующих органов, угла наклона устройства отделения ботвы и т.п., а затем от условий среды: массы камней, температуры, твердости и влажности почвы и т.д. Причем зависимость от физико-механических свойств и типа почвы очень существенная.

Поскольку на условия окружающей среды человеку воздействовать пока довольно трудно, то создать универсальную конструкцию комбайна, удовлетворяющую многообразию условий выращивания картофеля (в России), на данном этапе развития техники проблематично, к тому же урожайность картофеля в значительной степени зависит от его территориального размещения. Поэтому в России, с её крупными географическими масштабами, на наш взгляд, экономически выгоднее крупное производство картофеля размещать в районах с наиболее благоприятными для этой культуры почвенно-климатическими условиями (как в США), а картофелеуборочную технику производить (по западноевропейскому направлению) предназначенную для определенных конкретных условий: почвы и климата. При разработке же перспективных технологических схем картофелеуборочных комбайнов предпочтение следует отдавать комбайнам с минимальными: количеством перепадов и длиной сепарирующих элеваторов [1].

Итак, на наш взгляд, существуют следующие направления для развития картофелеуборочной техники, с точки зрения снижения механических повреждений клубней:

обоснование оптимального технологического процесса механизированной уборки картофеля для каждой почвенно-климатической зоны России, где он возделывается;

создание принципиальных схем картофелеуборочного комбайна для конкретных почвенно-климатических условий;

создание конструкций рабочих органов для определенных почвенно-климатических условий.

Учитывая вышеизложенное, нами предложены несколько вариантов конструкций картофелеуборочных комбайнов для условий Бурятии [3,4] и технических средств для исследования повреждаемости клубней картофеля [5].

Литература

Кузьмин А.В. Методы снижения повреждаемости клубней картофеля и совершенствования картофелеуборочных машин: Дис. … д-ра техн. наук: 05.20.01 / А.В. Кузьмин. - М., 2005.

Соловьев Р.Ю. Критерии и методы оценки адаптивности картофелеуборочных агрегатов к зональным условиям на основе системного анализа процессов их функционирования, обеспечивающие повышение достоверности решений (рекомендаций) при их испытаниях: Дис. … канд. техн. наук. / Р.Ю. Соловьев. - СП б., 2001.

Пат. 2210881 Российская Федерация, МПК7 A 01 D 17/00. Картофелеуборочный комбайн / С.В. Сосоров, Ч.Е. Арданов, Ю.А. Сергеев, А.В. Кузьмин; заявитель и патентообладатель Бурятская государственная сельскохозяйственная академия - ФГОУ - ВПО. - № 2001112455/13; заявл. 04.05.2001; опубл. 27.08.2003, Бюл. № 24. - 5 с.

Пат. 2324322 Российская Федерация, МПК A01D 17/00. Картофелеуборочный комбайн / А.В. Кузьмин, Ч.Е. Арданов, Э.Б. Вамбуева, Г.А. Хагдыров, В.В. Никишин, В.С. Болохоев; заявитель и патентообладатель Бурятская государственная сельскохозяйственная академия - ФГОУ - ВПО. - № 2005123661/11; заявл. 25.07.2005; опубл. 20.05.2008, Бюл. № 14. - 5 с.

Пат. 2321851 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/02. Определитель повреждаемости клубней / А.В. Кузьмин, Ч.Е. Арданов, Э.Б. Вамбуева, Г.А. Хагдыров, В.В. Никишин, В.С. Болохоев; заявитель и патентообладатель Бурятская государственная сельскохозяйственная академия - ФГОУ - ВПО. - № 2005121808/11; заявл. 11.07.2005; опубл. 10.04.2008, Бюл. №10. - 4 с.

Размещено на Allbest.ru