CC BY
4УДК 621.928.3/.9-2-047.44
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СЕПАРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Брагин А.Д, Кудрявцев А.В ФГБОУ ВО Тверская ГСХА, Россия, г. Тверь
Аннотация. Развитие сельского хозяйства является главной задачей в обеспечении продовольственной безопасности страны. При этом важное место занимает переработка продуктов в заготовке кормов, где требуются высокотехнологичные и надёжные машины, оборудования. Цель исследования: улучшение дробления крупных комков почвы посредством модернизации сепаратора. Задачи: провести патентный поиск существующих конструкций сепараторов, а также подобных сельхозмашин для обработки почвы. Сделать выводы и на их основе спроектировать опытную модель сепарирующего устройства для испытаний в полевых условиях. В дальнейшем на основе этих данных можно было изготовить новые или модифицировать старые сепарирующие устройства для увеличения производительности, надежности, а также уменьшение их себе стоимости и сокращение процента неисправностей. Все данные процедуры проводятся на базе сельскохозяйственной академии.
Ключевые слова: сепарирующее устройство, модернизация, повышение качества сепаратора почвы, сельскохозяйственные технологии, комкодавители, сельхозмашины.
Ведение. B современном производстве продукции растениеводства широко используют машинные технологии. Под технологией в сельскохозяйственном производстве понимают систему производства, хранения, переработки и реализации продукции c конкретными количественными и качественными показателями при наименьших затратах труда, средств и энергии [1].
Всякая технология — это результат многолетних научных исследований и полевых опытов. Технологии непрерывно совершенствуют и дополняют. Новые технологии могут быть рекомендованы к внедрению в производство после всесторонней проверки в хозяйственных условиях и получения положительного экономического эффекта [2]. Для конкретных условий хозяйствования можно применить несколько вариантов технологий. Однако не все они будут одинаково эффективны. Для выбора оптимального варианта ученый-агроном проводит технико-экономический анализ всех технологий c нормативным отражением, как рационально это делать на всех стадиях производства, какие ресурсы и техника для этого необходимы. B зависимости от наличия в хозяйстве средств интенсификации производства (семян, удобрений, средств химической защиты, машин, топлива и т. п.) применяют экстенсивные, нормальные, интенсивные и высокоинтенсивные технологии. Экстенсивные технологии ориентированы на использование естественного плодородия почв без применения органических и минеральных удобрений. Нормальные технологии предусматривают применение удобрений в объемах, обеспечивающих поддержание среднего уровня окультуренности почв и предотвращение их деградации. Интенсивные технологии обеспечивают оптимальный уровень минерального питания растений и применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и полегания (Рис 1).
1 - режущий сферический диск с фигурными вырезами; 2- сепарирующее устройство; 3- высевающий аппарат; 4- прикатывающий каток.
Рисунок 1 - Расположение основных секций Объектом исследования была выбрана лугопастбищная машина (далее ЛПМ-0,8) (Рис.1 и Рис.2.) разработанная преподавателем ФГБОУ ВО Тверской ГСХА (ТГСХА) кафедры технологических и транспортных машин и комплексов (ТТМиК) к.т.н., доцентом Кудрявцевым Андреем Васильевичем [3] [4].
б 7
1-диски; 2-сепаратор; 3-сошники; 4- каток; 5- бункер посевной секции;6-опорно-приводное колесо; 7-автосцепка;
Рисунок 2 - Общий вид лугопастбищной машины
В данной машине изменению будет подвергнута секция с сепарирующий устройством. (Рис.3.) В исходном состоянии сепарирующее устройство представляет собой металлический прут, продетый через уши, на котором приварены полосы, изготовленные из металлического профиля.
В соответствии с задачами исследований было предусмотрено выполнение патентных исследований. Ретроспектива исследований составила 15 лет.
Патентный поиск по классу
1. Комкодавитель картофелеуборочной машины (Рис 4) - изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разрушения почвенных комков, используемых в картофелеуборочных машинах.
Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик комкодавителя картофелеуборочной машины за счет автоколебательных движений верхнего баллона и силового поля воздействия его рабочей поверхности на объемную массу картофельного вороха.
1, 2 -нижний и верхний цилиндрические баллоны; 3, 4 - приводные валы; 5 -эластичную покрышку; 6 - торцовые диски; 7 - винтовые пружины; 8 - втулки; 9 -
шаровые упоры; 10 - выступы Рисунок 4 - схематически изображен комкодавитель картофелеуборочной машины, вид сбоку; верхний баллон комкодавителя, продольный разрез (кинематическая схема баллона); механизм вибрации вдоль оси вращения баллона
комкодавителя, в двух положениях.
Поставленная задача достигается тем, что в комкодавителе картофелеуборочной машины, согласно изобретению верхний баллон установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены соответственно на приводном валу, а другие - на торцовых дисках баллона, при этом он снабжен расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ним выступов, закрепленных на одном из торцовых дисков. Предлагаемое техническое решение просто в конструктивном исполнении и при использовании улучшает эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя картофелеуборочной машины [5].
2. Комкодавитель для картофелеуборочных машин (Рис. 5) - изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разрушения почвенных комков в картофелеуборочных машинах.
Технической задачей изобретения является улучшение эффективности работы комкодавителей - повышение качества разрушения почвенных комков, устранение сгруживания и залипания почвы.
Поставленная техническая задача достигается тем, что комкодавитель для картофелеуборочных машин, согласно изобретению снабжен двумя цилиндрическими барабанами-активизаторами с эластично-упругими рабочими органами, установленными на приводных валах над подающим транспортером, крепление нижнего и верхнего цилиндрических баллонов на приводных валах эксцентричное, поверхности эластичных покрышек перфорированы, через них пропущены эластично-упругие рабочие элементы - шипы-зацепы, закрепленные на поверхности внутреннего незамкнутого цилиндра, а торцовые диски посредством валика с концевыми фланцами жестко соединены между собой, образуя несущий рабочий каркас баллонов.
1, 2 -нижний и верхний цилиндрический баллон; 3, 4 - приводные валы; 5 -два одинаковых цилиндрических барабана-активизатора; 6 -приводных валах с равновекторными окружными скоростями «УО» вращения; 7, 8 - прутковые транспортеры; 9 - соединительный валик с концевыми фланцами; 10 -болтовые с гайками соединения; 11 - торцевые диски, 12 - болтовое со стопорной шайбой. 13 -эластичная покрышка; 14 - металлические обручи; 15 - упруго-эластичные шипы-зацепы; 16 - внутренний незамкнутый цилиндр; 17 - направляющие пластины; 18 -обрезиненные эластично-упругие прутки переменной длины; 19 - двусторонний клиновый ремень; 20 - натяжной ролик; 21 - всережимный вариатор изменения
Рисунок 5 - Схематически представлен комкодавитель для картофелеуборочных
машин, вид сбоку
Наличие шипов-зацепов на баллонах с влагоотталкивающими поверхностями покрышек, равными и противоположными векторами окружных скоростей способствуют устранению сгруживания комков - почвенной массы с клубнями и залипания почвы.
Эксцентрично закрепленные на приводных валах баллоны, совмещая статический способ разрушения почвенной корки комков с динамическими - цикличными и плавно-ударными нагрузками, способствуют повышению качества разрушения комков и очищения клубней.
Наличие же барабанов-активизаторов способствует предварительному разрушению комков, активизируя технологический процесс, посредством упруго-эластичных элементов.
Таким образом, предлагаемое изобретение - устройство в представленном конструктивном исполнении совмещает динамические касательные силовые нагрузки со статистическим давлением эксцентрично-приводных эластичных баллонов с эластично-упругими рабочими элементами, предварительно активизирующими технологический процесс разрушения пласта почвы с клубнями на комки-комочки барабанов, они способствуют устранению сгруживания комков и залипания баллонов, повышают эффективность эксплуатации комкодавителей, улучшая качество разрушения почвенных комков[6].
3. Молотильно-сепарирующее устройство для обмолота легкоповреждаемых культур (Рис. 6) - изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для обмолота легкоповреждаемых культур.
1-8 - вальцы; 9 - шпонки; 10 - ступицы; 11, 12 - разновеликие сегменты; 13, 14
- рабочий элемент; 15 - петли, 16-20 - рабочие органы. Рисунок 6 - Разрезы по вальцам молотильно - сепарирующего устройства для обмолота легкоповреждаемых культур, преимущественно нута.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - получение высококачественного семенного материала при обмолоте легкоповреждаемых культур, преимущественно нута.
Технический результат - повышение производительности и снижение потерь
семян.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном молотильно-сепарирующем устройстве для обмолота легкоповреждаемых культур, включающем
попарно расположенные друг над другом вальцы, в первой паре подающих вальцов верхний из них подпружинен, а установленные с возможностью встречного синхронного вращения последующие пары вальцов снабжены обмолачивающими рабочими органами, согласно изобретению, обмолачивающие рабочие органы верхнего вальца первой пары и нижнего вальца второй пары выполнены в виде разновеликих сегментов, установленных с дискретным углом поворота вокруг оси вращения по винтовой линии, а обмолачивающие рабочие органы нижнего вальца первой пары и верхнего вальца второй пары образованы эластичной лентой, охватывающей криволинейные лопасти полого вальца с образованием петли на конце каждой лопасти и закрепленной на ней посредством планок и средств крепления, при этом в каждой паре вальцов разновеликие сегменты верхнего вальца размещены напротив впадины криволинейной лопасти нижнего вальца[7].
Вывод: в результате патентного поиска для сепарирующего устройства машины ЛПМ-0,8 были найдены методы модификации. На данный момент есть два варианта. Первый: приведение данного сепарирующего устройства в изначальное состояние с добавление за ней примерно похожую конструкцию, но с изменение угла расположения металлических полос и уменьшение их расстояния между ними. Второй: также, как и в первом варианте привести в рабочее состояние и также за ней расположить следующий механизм, но вместо полос закрепить металлическую сетку, где сами соты сетки буду меньшего диаметра. Данные изменения в теории должны улучшить работу сепарирующего устройства.
Список литературы:
1. Горбылева, А. И. Почвоведение: учеб. пособие / А.И. Горбылева, В.Б. Воробьев, Е.И. Петровский; под ред. А.И. Горбылевой. — 2-е изд., перераб. — Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2016. — 400 с.
2. Капустин, В. П. Сельскохозяйственные машины: учебное пособие / В.П. Капустин, Ю.Е. Глазков. — Москва: ИНФРА-М, 2023. — 280 с.
3. Машины для обработки почвы посева и посадки: учебное пособие / Цепляев А.Н., Абезин В.Г., Скрипкин Д.В. - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 148 с.
4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАШИННОЙ ТЕХНОЛОГИИ УЛУЧШЕНИЯ ЛУГОВ И ПАСТБИЩ ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛУГОПАСТБИЩНОЙ МАШИНЫ/ Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К. А. Тимирязева» рук. Сафонов В. В, испол.: Кудрявцев А.В. с.20.
5. Пат. 2266635 Российская Федерация МПК АОШ 33/00. КОМКОДАВИТЕЛЬ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ / Борычев С.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства -№ 2004116633/12; заявл. 31.05.2004; опубл. 27.12.2005. Бюл. № 36. с.6
6. Пат. 2416188 Российская Федерация МПК АОШ 33/00. КОМКОДАВИТЕЛЬ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ / Джавадов Р. Д., Михеев В. В.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии)-№ 2009133549/21; заявл. 07.09.2009; опубл. 20.04.2011 Бюл. № 11. с.5
7. Пат. 2275786 Российская Федерация МПК A01F 12/18, A01F 11/04. МОЛОТИЛЬНО - СЕПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМОЛОТА ЛЕГКОПОВРЕЖДАЕМЫХ КУЛЬТУР. / Салдаев А.М., Бородычев В В., Адьяев СБ.; заявитель и патентообладатель Салдаев А.М., Бородычев В.В., Адьяев С.Б -№ 2004126838/12; заявл. 06.09.2004; опубл. 10.05.2006 Бюл. № 13. с.9
Брагин Андрей Дмитриевич, магистрант, Кудрявцев Андрей Васильевич, к.т.н, доцент ФГБОУВО Тверская ГСХА, Россия, г. Тверь
ANALYSIS OF SEPARATING DEVICE DESIGNS.
Bragin A.D., Master student, Kudryavtsev A.V., Ph.
Tver State Agricultural Academy, Russia, Tver
Abstract. The development of agriculture is the main task in ensuring food security of the country. At the same time, an important place is occupied by processing of products in fodder production, where high-tech and reliable machines and equipment are required. The aim of the research: to improve crushing of large clods of soil by means of modernization of the separator. Objectives: To conduct a patent search for existing designs of separators, as well as similar agricultural machinery for soil treatment. To draw conclusions and because of these conclusions to design a prototype of a separator for testing in the field. Based on these findings, new separators could then be produced, or older separators modified to increase performance, reliability, and to reduce costs and failure rates. All these procedures are carried out at the Agricultural Academy.
Key words: separating device, modernization, improvement of soil separator quality, agricultural technology, clodders, agricultural machinery.
Bragin Andrey Dmitrievich - master student; Kudryavtsev Andrey Vasilievich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education Tver
State Agricultural Academy; 170904, Tver region, Tver, Marshala Vasilevskogo (Sakharovo) str.7; Contact phone: 8-919-053-00-78;TELEPmNE / FAX: (4822) 53-12-36; City code: +7 4822;
E-mail: swatgusin456@mail. ru
