CC BY
16
- 05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ -
05.20.01
УДК 631.316. 22
К ВОПРОСУ РАЗРАБОТКИ САМОПРИСПОСАБЛИВАЮЩИХСЯ КРОТОВАТЕЛЕЙ
© 2018
Вячеслав Михайлович Иванов, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Юрий Федорович Казаков, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы»
Владимир Иванович Медведев, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия», Чебоксары (Россия)
Аннотация
Введение: кротование с одновременным щелеванием на склоновых участках позволяет поверхностный сток превратить в подпокровный. Применение кротователя в виде пружины сложной формы с переменным радиальным шагом позволяет увеличить инфильтрационные свойства и влагоемкость за счет создания рыхлых стенок кротовины.
Материалы и методы: методами исследования является системный анализ и синтез процесса взаимодействия почвенного пласта и пружинного кротователя. Процесс кротования рассмотрен на основе положений теории Кулона - Мора применительно к механике почв Экспериментальные исследования проведены в условиях почвенного канала использованием макетного образца рабочего органа.
Результаты: сформулированы технологические предпосылки к разработке пружинного кротователя, самоприспосабливающегося к изменяющимся почвенным условиям. Разработана конструкционно-технологическая схема подпокровного рыхлителя, обоснованы конструкционные параметры. Установлены факторы, способствующие повышению качества кротования, влияющие на энергозатраты. Ввиду большой степени свободы рабочего органа производится его отклонение от направления вектора поступательной скорости точки тяги. Это создает условия для разрушения внутрипочвенных связей по линиям и плоскостям с наименьшей прочностью. Обсуждение: сформулированы технологические предпосылки к разработке самоприспосабливающихся почвообрабатывающих рабочих органов - механизмов. Испытание макетного образца в условиях почвенного канала показало, что происходит послойный срез витками с острым углом резания. Малая толщина и длина скалываемых комков почвы обусловлены изменчивостью радиального шага конического пружинного кротовате-ля. Реализуется наименее энергозатратный вид резания стружек, качественно совпадающий с отваливанием пласта при вспашке в открытую борозду. Разделенный во времени и в пространстве процесс вступления витков кротователя способствует плавному нарастанию тягового сопротивления.
Заключение: для обоснования рациональных режимов функционирования и оптимальной формы рабочего органа, оценки технологических и энергетических показателей работы необходимо провести экспериментальные исследования в полевых условиях, а также кинематический и динамический анализ процесса его взаимодействия с почвенном пластом.
Ключевые слова: автоматическая адаптация кротователя к изменяющимся почвенным условиям, инфильтра-ционные свойства стен кротовины, конструкционные параметры, кротование, пружинный кротователь, системный анализ и синтез, технологические предпосылки, щелевание с кротованием, затраты энергии.
Для цитирования: Иванов В. М., Казаков Ю. Ф., Медведев В. И. К вопросу разработки самоприспосабливающихся кротователей // Вестник НГИЭИ. 2018. № 4 (63). С. 16-28.
TO THE QUESTION OF DEVELOPMENT OF ADAPTIVE CROTOLARIA
© 2018
Vyacheslav Mikhailovich Ivanov, Ph. D. (Engineering), associate professor of the chair «Transport technological machines and complexes» Yury Fedorovich Kazakov, Dr. Sci. (Engineering), associate professor, professor of chair «Transport and technological machines and complexes»
Vladimir Ivanovich Medvedev, Dr. Sci. (Engineering), professor, professor of chair «Transport and technological machines and complexes» Federal state budgetary educational institution of higher education «Chuvash state agricultural Academy», Cheboksary (Russia)
Abstract
Introduction: mole drainage on sloping sites allows surface runoff to turn into a soil cultivating. The use of spring ripper of complex shape with a variable radial step allows you to increase infiltration properties and water-holding capacity due to the creation of loose walls of the wormhole.
Materials and methods: the research methods are the system analysis and synthesis of the interaction process between the soil layer and the spring mole. On the basis of the Coulomb - Moore theory in relation to soil mechanics, the process of tiling by the working body is considered, the position of which in the soil formation and the structural parameters are automatically changed. Experimental researches are carried out in the conditions of the soil channel by use of the model sample of working body.
Results: the technological background to the development of a spring mole, self-adapting to changing soil conditions, is formulated. The structural and technological scheme of the subs Ripper is developed, the novelty of which is confirmed by the patent of the Russian Federation for the invention, and the structural parameters are justified. The factors contributing to improving the quality of mating, affect energy consumption. A qualitative picture of the interaction between the soil layer and the rotator turns, individual sections of the turn's arcs depends on the stability of the soil density, the depth of the molehill in relation to the critical value, as well as on the magnitude of the radial step. The sections of arcs interacting with the bottom of the wormhole, produce crushing of the soil, the nature of their interaction is fundamentally coincides with the work of the blade of the plow blade. The top and side sections of the arcs produce a layer-by-layer slice of the walls of the wormhole, saliva soil in small pieces to the center of the wormhole. In the adjacent formation, a network of cracks is formed, which contributes to the achievement of the required quality of crumbling, providing high infiltration properties. In view of the large degree of freedom of the working body, the deviation of the working body from the direction of the vector of the forward speed of the traction point is made. This creates conditions for the destruction of the subsurface links along the lines and planes with the lowest strength. Discussion: formulated technological preconditions for the development of adaptable working bodies as the mechanisms. The test of the model sample in the conditions of the soil canal showed that there is a layer-by-layer cut by turns with a sharp cutting angle. The small thickness and length of the chipped soil clumps due to the variability of the radial pitch of the conical spring mole-calf are defined. The least energy-intensive type of chip cutting is realized, which qualitatively coincides with the removal of the formation during plowing into the open furrow. Divided in time and in space, the process of joining the crosshead whites contributes to a smooth increase in traction resistance. Conclusion: to substantiate the rational modes of functioning and the optimal form of the working body for the assessment of technological and energy performance of the self-adjusting subsurface Ripper, it is necessary to conduct experimental studies in the field, as well as a statistical and dynamic analysis of the process of its interaction with the soil formation.
Keywords: automatic adaptation of conical spring ripper to changing soil conditions, mole drainage, energy costs, infiltration properties of mole walls, mole plough, spring ripper, structural parameters, system analysis and synthesis, technological background.
For citation: Ivanov V. M., Kazakov Yu. F., Medvedev V. I. To the question of development of adaptive crotolaria // Bulletin NGIEI. № 4 (63). P. 16-28.
Введение
К характерным особенностям современной обработки почвы, обусловленным внедрением новых технологий и мощных энергосредств, относится постепенная замена подрезающих рабочих органов рыхлительными, применение комбинированных почвообрабатывающих машин.
Рассмотрение процесса обработки почвы как системы [12, с. 28-29], анализ методов и средств формирования напряженно-деформированного состояния в почвенном пласте [3, с. 60-61; 11, с. 16-17; 16, с. 255-259] показали:
- регуляторами процесса выступают глубина обработки, скорость резания почвы, которая выступает как подача на рабочий орган, подача на нож, на один оборот рабочего органа;
- наблюдается тенденция перехода от неприводных рабочих органов жесткой конструкции, жестко закрепленных на раме орудия, к рабочим органам, закрепленным на упругих стойках. Жесткое крепление рабочих органов не способствует реализации принципа минимизации энергозатрат при рыхлении почвы;
- наблюдается тенденция перехода к комбинированным почвообрабатывающим рабочим органам, в конструкции которых различаются элементы постоянных геометрических размеров и изменяемой конструкции (постоянная и переменная части), автоматически непрерывно приспосабливающиеся к постоянно изменяющимся почвенным условиям. Нами предложено назвать их почвообрабатывающими рабочими органами - механизмами.
В конструкциях рабочих органов, предусматривающих периодическое (с остановкой орудия) или автоматическое с учетом величины поступательной скорости орудия изменение взаимоположения элементов, учет свойств почвы происходит опосредованно [2, с. 31], что, в конечном случае, снижает эффективность применения предложенных технических решений. С учетом вышеизложенного, напрашивается вывод о необходимости разрабатывать рабочие органы с функциями непрерывного приспосабливания конструкции к изменяющимся почвенным условиям. Геометрия рабочих органов должна быть восприимчива к изменению скорости и глубины обработки почвы, так как от скорости приложения нагрузки существенно зависят прочностные показатели почвы и энергоемкость ее деформации. При этом функции измерительного и исполнительного устройств для рабочего органа переменной конструкции выполняет часть пласта, энергия для саморегулирования поступает не непосредственно
от энергоносителя (трактора), а извлекается из процесса деформации.
В целях защиты почв от водной эрозии, повышения инфильтрационных свойств проводится глубокое рыхление, кротование с щелеванием [4, с. 58; 13, с. 22; 16, с. 255-259; 18, с. 226-227]. Увеличение влаго-емкости пласта щелеванием и кротованием на глубину ниже критической использованием рабочих органов жёсткой конструкции сопровождается возрастанием энергозатрат. При глубине обработки ме ньше критической использование для этих целей кротователей с жесткими лучами в виде логарифмической спирали дает положительные результаты [14, с. 56]. Технологическое обоснование конструкционных параметров жесткого четырехлучевого подпокровного рыхлителя дано в [14, с. 24-26]. Теоретически обосновано и и экспериментально доказано параметры чизельного ножа, угла его наклона к горизонту, диаметра встроенного в нож пустотелого дренера, предшествующего рыхлителю. Ввиду жесткой конструкции самого рыхлителя и его тяги рыхлитель был лишен возможности адаптироваться к изменяющимся почвенным условиям, в частности, продольной твердости почвы.
Медведевым В. И. [17, с. 94] дано обоснование параметров кротователя в виде конической пружины из цилиндрического стержня постоянного диаметра методом многокритериальной оптимизации по величине тягового сопротивления и габаритной длине. Установлены конструкционные параметры: диаметр малого основания конического кротователя (рис. 1), диаметр завершающего витка (большого основания конического рыхлителя), диаметр круглого цилиндрического прутка, из которого изготовлен пружинный кротователь; радиальный шаг и угол конуса при вершине (в нена-груженном состоянии). Ограничение адаптирующихся свойств кротователя обусловлено наличием тяги жесткой конструкции. Так как витки выполнены из цилиндрического прутка (без заточки), то они не способствовали существенному снижению тягового сопротивления.
Кротователь в виде пружины, состоящей из плотно прилегающих друг к другу витков, образующих конусно-цилиндрическую поверхность, наращивает диаметр дрены за счет смятия ее стенок каждым последующим витком [1, с. 3]. Его недостатком является уплотненные стенки с «затертыми» почвенными капиллярами, характеризующиеся малой проницаемостью влаги.
Для устранения этих недостатков нами предложен [21, с. 4] пружинный кротователь с перемен-
ным радиальным шагом, у которого огибающая наружных диаметров витков выполнена в форме вогнуто-выпуклой кривой с целью формирования в пласте напряженно-деформированного состояния чередованием сжатия и растяжения. При этом происходит послойный срез стружек витками с острым углом резания. Их толщина обусловлена радиальным шагом, отваливание комков отрезаемой почвы производится вовнутрь дрены. По характеру резания имеет место наименее энергозатратный вид — отваливание в открытую борозду. Поэтому даже при глубине ниже критической это не приведет к существенному возрастанию энергоемкости процесса. Разделенный во времени и в пространстве процесс вступления витков кротователя способствует плавному нарастанию тягового сопротивления при трогании машинно-тракторного агрегата. Как следствие, за счет создания рыхлых стенок кротовины увеличиваются инфильтрационные свойства и влагоемкость почвы [21, с. 6].
Для разрушения внутрипластовых связей по линиям и плоскостям с наименьшей прочностью рабочий орган имеет повышенную степень свободы (до 4—5), достаточную для самоприспосабливания в почвенном пласте. Отклоняясь от точки тяги прицепа вправо - влево, вверх-вниз, подвергаясь растяжению или сжатию, рабочий орган окажется в том объеме пласта, в котором прочность внутренних связей наименьшая. При этом возрастает вероятность присутствия в прилежащем пласте локальных «дефектов»: пустот, омертвелых корней, инородных включений. С этих дефектов может начаться разрушение внутрипочвенных связей, формирование трещин [20, ^14], причем это может произойти до непосредственного воздействия рабочей поверхности деформатора на этот объем почвы при концентрации напряжений (градиента напряжений) выше критической величины.
Целью статьи является обоснование технологических требований, конструкционных параметров и рассмотрение качественной картины кротова-ния пружинным рабочим органом.
Материалы и методы
На основе анализа и синтеза процесса взаимодействия почвенного пласта и пружинного кротова-теля сформулированы теоретические предпосылки к разработке почвообрабатывающих рабочих органов, самоприспосабливающихся к изменяющимся почвенным условиям. Процесс деформации почвы рассматривается как пространство напряжений, деформаций и времени. Экспериментальные исследования выполнены в условиях почвенного канала с использованием макетного образца рабочего орга-
на: пружинного кротователя, присоединенного к черенковому ножу. Скорость движения составила 1 км/час, глубина обработки — 0,25 м, плотность почвы 0,96—1,06 г/см3 при влажности 14—16 %. В качестве контрольного рабочего органа применен четырехлучевой кротователь жесткой конструкции -рабочий орган подпокровного рыхлителя РП-2,4 [15, с. 92—93].
Результаты
Энергоемкость процесса рыхления почвы зависит от рациональности технологии обработки. В естественном состоянии почва является полидисперсным структурным образованием с выраженными межагрегатными связями. Межагрегатные поры почвы заполнены водными растворами и газовоздушной средой. Поэтому почвенному пласту характерна нестабильность механических и физических свойств. Нами сформулированы предпосылки к разработке почвообрабатывающих рабочих органов, автоматически приспосабливающихся к изменяющимся почвенным условиям, предложена конструкция почвообрабатывающего рабочего органа - механизма для подпокровного рыхления.
1. Сжатие является основным видом создания напряжения для деформации с жестко закрепленными почвообрабатывающими рабочими органами, но оно наиболее энергозатратно. Растяжение менее затратное по энергии, но сложно реализовать, поэтому практически не встречается в конструкциях почвообрабатывающих рабочих органов. Сочетание сжатия и растяжения - признанный способ снижения затрат работы по разрушению внутрипоч-венных связей. Поэтому необходимо обеспечить чередование сжатия почвы с растяжением, причем важно добиться этого в перпендикулярных направлениях, так как при этом повышается эффективность этого приема [5, с. 72—73; 15, с. 92—93].
2. Чтобы сжатие почвы в одном направлении сопровождалось растяжением в поперечном направлении, рабочий орган должен иметь форму кругового конуса, форму уплотненного почвенного ядра. Заложенное в конструкцию рабочего органа-механизма свойства самоприспосабливаться к изменяющимся почвенным условиям приводит к непрерывному изменению геометрии рабочей поверхности. Поэтому минимизируется вероятность образования почвенного нароста, и будут создаваться условия для его периодического «сброса» в случае его образования.
3. Угол атаки витков кротователя должен быть оптимизирован с учетом влияния его величины на длину скола почвы, как на фактор, связанный с энергозатратами на крошение [22, 104—105]. По-
этому в конструкции почвообрабатывающего рабочего органа-механизма (пружинного кротователя) нами предусмотрена возможность непрерывного изменения угла конуса при вершине, угла подъема конической винтовой линии и, как следствие, углов атаки и резания элементов рабочего органа.
4. Почвообрабатывающий рабочий орган -механизм должен обеспечивать сжатие и последующий удар по сжатому пласту, желательно - в момент наивысшего напряженно-деформированного состояния. Такое сочетание позволяет повысить степень крошения пласта, при этом удельная работа на вновь образующиеся поверхности рыхления снижается. Поэтому, с учетом реологических свойств почвы, в составе почвообрабатывающего рабочего органа-механизма нами предусмотрены рабочие элементы (поверхности), которые действуют на прилежащий пласт почвы различными скоростями и ускорениями, причем это достигается как по величине, так и по направлению [9, с. 56-57]. Если скорость чизельного ножа практически равна скорости рамы орудия, то скорость и ускорение конкретного витка пружинного кротователя существенно отличаются не только от кинематических параметров ножа, но и от аналогичных показателей смежных витков.
5. Так как свойства почвы и скорости различных составляющих почвообрабатывающего рабочего органа-механизма непрерывно изменяются, конструкция рабочего органа должна быть такой, чтобы геометрия вогнуто-выпуклой рабочей поверхности по ходу пласта была с мобильной (переменной) точкой перегиба для реализации эффекта Баушин-гера. В результате воздействия такой поверхности на структурную спелую почву в ней достигается защемление максимального количества воздуха. Накопленная потенциальная энергия сжатого воздуха обеспечивает разрушение связей между структурными агрегатами почвы и появление трещин при освобождении пласта от давления. Предварительно сжатый на вогнутом участке пласт будет подвергнут растяжению на выпуклом участке рабочей поверхности [6, с. 437; 7, с. 439].
6. Так как разность напряжений, представляющая совокупность внешних сил под действием деформатора, прямо пропорциональна продолжительности воздействия и обратно пропорциональна толщине слоя (глубине обработки), поэтому в целях снижения энергоемкости процесса обработки почвы предусмотрено автоматическое управление фак-
торами, непосредственно влияющими на продолжительность и энергоемкость процесса:
- толщиной обрабатываемого слоя, длиной скола комков почвы - путем реализации переменного радиального шага витков пружинного кротователя;
- созданы условия для концентрации и повышения интенсивности напряжений в пласте почвы путём выполнения режущего элемента в виде дуги, кривизна которой непрерывно изменяется;
- предусмотрена возможность автоматического поддержания рациональной геометрии и формы рабочего органа, рациональные режимы функционирования при изменении физико-механических свойств почвы и глубины ее обработки.
На рисунке 1 представлена схема подпокровного рыхлителя почвы [8, с. 46-47; 21, с. 4-5], разработанного нами и испытанного в условиях почвенного канала. Почвообрабатывающий рабочий орган-механизм удовлетворяет приведенным выше требованиям. Он состоит из чизельного ножа 1, в который вмонтирован пустотелый дренер 2. К дре-неру крепится тяга пружинного кротователя, огибающая наружных диаметров витков которого имеет форму вогнуто-выпуклой кривой. Кротователь выполнен в виде пружины сложной формы: в передней части (а) - в виде кругового цилиндра, в средней части (b) - в виде конуса, в задней части (с) - в виде параболоида. Поперечное сечение витка пружины в средней части выполнено в виде клина, наклоненного к оси под острым углом. Горизонтальная координата подвижной точки перегиба на профильной кривой кротователя (сечение, соответствующее диаметру Db) нами обоснована на принципах динамического отображения деформации пласта, предложенного в [21, с. 6], с учетом особенностей процесса релаксации напряжений [2, с. 34]. При величине поступательной скорости (1,5-2,0) м/с и диаметре Db = (0,20-0,25) м она будет изменяться в пределах (0,25...0,32) м [10, с. 95], что приведет к изменению угла конуса в пределах (15-25)0.
Рабочий процесс подпокровного рыхлителя осуществляется следующим образом. Рабочая поверхность чизельного ножа формирует щель. Пустотелый дренер 2, расположенный в нижней части ножа 1, производит формирование кротовины преимущественно смятием пласта почвы. Кроме того, производится частичное рыхление почвы, формируется сеть трещин в прилегающем почвенном пласте. Основную работу по рыхлению почвенного пласта выполняют витки пружинного кротователя.
Рис. 1. Схема подпокровного рыхлителя Fig. 1. Diagram of the soil cultivating Ripper
Производится послойный срез стружек витками с острым углом резания. Для этого перечное сечение прутка пружины в рабочей части выполнено в виде клина, наклоненного к оси пружинной проволоки под углом Р=(10—20)°. Для повышения износостойкости рабочую грань витков пружины предусмотрено покрыть износостойким материалом, например, сормайтом, толщиной слоя (0,2—0,4) мм [15, с. 449]. Толщина стружки, обусловленная радиальным шагом витков переменной величины, является также непостоянной.
При поступательном движении рыхлителя витки конусной части пружины срезают полосы почвы, отваливая их вовнутрь дрены. Наружная поверхность пружинного рыхлителя, подвергая свод дрены одновременно сжатию вдоль дрены и растяжению поперек дрены, производит рыхление. Так как сопротивление почвы изменяется непрерывно в силу разных причин [12, с. 107—108], то диаметр каждого витка в рабочей части изменяется. Это приводит к изменению угла наклона витка по отношению к вектору поступательного движения. При отклонении плоскости витка от установившегося положения происходит изменение нормальной реакции, соответственно, и силы трения на отдельных участках конкретного витка. В результате формируется условие, способствующее срыву почвенного нароста, образующегося на витках в условиях блокированного или полублокированного резания [15, с. 449—450]. В итоге произойдет снижение со-
противления, как отдельных участков витков, так и всего рабочего органа. На завершающей части кро-тователя, которая выполнена в виде параболоида, диаметры витков постепенно уменьшаются, что способствует возникновению напряжения растяжения в сжатом пласте, увеличению степени крошения.
Таким образом, кротователь проявляет свойства автоматического приспосабливания к изменяющимся почвенным условиям. Причиной такого поведения, кроме непостоянства свойств почвы и особых свойств рабочего органа - механизма, является неравномерность скорости трактора, «рыскание» точки прицепа навески, обусловленное различием условий взаимодействия движителей трактора с опорной поверхностью и неравномерностью крутящего момента, подводимого к ним. Наблюдение за работой кротователя в условиях почвенного канала, а также анализ результатов тензометрирова-ния показали, что процесс рыхления почвы носит периодический характер. Эксперименты позволили выявить плавное периодическое растянутое во времени изменение величины сопротивления рабочего органа [11, с. 18].
Характер изменения тягового сопротивления чизельного ножа с пружинным кротователем и че-тырехлучевым рыхлителем жесткой конструкции позволяет разделить процесс на два этапа (рисунок 2) [ 18, с. 93]. Первый этап — вступление в работу, второй этап — установившееся движение.
Тяговое Traction
сопротивление, кН
kN
0,820 0,815 0,S10 0,805 0,800
1
ft
1 / r
f
1 stag 1 эта e 1 II Sti II ЭТ ge in
\
1 i > 6 7 i 1 3 : i : 2 3 1 ; i 5 1 6 : 7 11 I 11 1 2 21 2;
■ ripper RP-2,4-
■ рыхлитель РГТ2.4
conical spring коническая пружина
Время, секунды Time, seconds
Рис. 2. Графики изменения тягового сопротивления рыхлителя Fig. 2. Graphs of the change in the traction resistance of the Ripper
В целом тяговое сопротивление чизельного ножа с обоими вариантами рыхлителя имеет колебательный характер как на первом, так и на втором этапах. Прослеживается сближение графиков в некоторых точках, что говорит о неравномерной деформации витков пружины, как по диаметру, так и по углу подъема конической винтовой линии, а также о самоприспосабливании пружинного крото-вателя в деформируемом пласте. Площадь под графиком (рисунок 2), выражающая суммарную работу прохода чизеля с пружинным кротователем, меньше аналогичного показателя чизеля с четырехлучевым кротователем жесткой конструкции РП-2,4.
Характер взаимодействия отдельных участков витка с пластом зависит от положения по отношению к дну борозды, расстояния от дневной поверхности, величины междуследия кротовин. Поэтому необходимо дифференцированно характеризовать процесс взаимодействия витков, их дуг с почвенным пластом, расположенным: выше витков в сто-
рону дневной поверхности; по бокам (в междусле-дии); а также пластом, образующим дно кротовины.
Поперечный разрез дрены показал, что из-за различия почвенных условий в разных слоях, прилежащих к кротователю, продольная ось пружинного кротователя (кривая 1на рисунках 3 и 4)) при работе изгибается в сторону дневной поверхности (кривая 2 на рис. 4). Нижние участки витков находятся практически на одном уровне. Верхние участки витков производят послойный съем почвы со сколом вовнутрь кротовины, поэтому в результате многократного воздействия дуг нескольких витков в прилегающем пласте почвы формируется сеть трещин. Пласт, расположенный над кротователем, покроется сетью трещин с выходом на дневную поверхность почвы на всю толщину пласта (5-10 см). Можно утверждать, что при работе на склонах будут создаваться условия для сохранения стерни, для перевода поверхностного стока в подпокровный.
Рис. 3. Расположение витков пружинного кротователя в почве со стабильной плотностью при глубине обработки выше критической Fig. 3. Location of the coils of the spring mole in the soil with a stable density at the depth about the formulation above the critical
Рис. 4. Расположение витков пружинного кротователя при глубине обработки ниже критической Fig. 4. Location of the spring mole turns when the depth of treatment is below critical
Особенностью работы участков дуг, прилежащих к горизонтальному диаметру витков, обеспечивающих рыхление междуследий, является скалывание комков почвы малой длины, обусловленное незначительной толщиной отрезаемой стружки лезвием витка. Последнее определяется величиной радиального шага смежных витков. Для сплошной обработки почвы расстановку рабочих органов на раме орудия следует выполнить так, чтобы зоны разрушения смежных кротователей были перекрыты. В этом случае будет иметь место рассеивание энергии с выходом на ненапряженную зону, создаются условия для снижения удельной работы на крошение почвы.
По характеру взаимодействия деформатора с почвой работу верхней части витков рассматриваем как обработку почвы в условиях открытой борозды, так как происходит отваливание отрезаемых комков в кротовину. Боковые участки дуг витков, в зависимости от почвенных условий, приводят как к сколу комков, так и ее смятию. Сколы малой длины (0,02—0,04) м происходят по направлению к центру дрены. Такая длина сколов обусловлена малой толщиной стружки, объясняется величиной радиального шага, непрерывного изменения диаметра витков и положения плоскости витков относительно поперечно-вертикальной плоскости. Так как при обработке склонов в целях защиты их от водной эрозии расстояние между кротовинами составляет (0,8—1,4) м [13, с. 22], то при максимальном диаметре витка кротователя, равном 0,30 м не будет достигнуто сплошное рыхление междуследий. Имеет место уплотнение стенок дрены путем их смятия при глубине хода ниже критической. Качественная картина этого явления совпадает с процессом взаимодействия лезвия лемеха с дном борозды. При этом напряжения сжатия будут пре-
имущественно направлены в почвенное полупространство.
Рассмотрим поведение витков кротователя в почвенном пласте со стабильной плотностью и с существенными перепадами ее величины. При работе в почвенных условиях, когда плотность пахотного слоя в зоне воздействия отдельных элементов витков кротователя незначительно отличается друг от друга, прилежащий к витку почвенный слой, пронизанный микротрещинами от воздействия встроенного в чизельный нож дренера, характеризуется низкой поглотительной способностью. При этом уплотняющее воздействие незначительно передается в глубинные слои и в направлении поступательного движения витков кротователя. Поэтому характер взаимодействия витка и почвы можно уподобить неблокированному резанию. Смятие возрастает от последовательного воздействия смежных витков кротователя. Если в ненагруженном состоянии радиальный шаг не превышает 2—3 диаметров прутка, из которого получен кротователь, то оно соизмеримо с величиной упругих деформаций почвы, прилегающей к нижним участкам дуг витков. Во время работы радиальный шаг будет уменьшаться за счет растяжения кротователя и отклонения витков от первоначального положения. Кротователь в виде конической пружины можно представить по характеру воздействия на почву как многоосный колесный ход [20, с. 258], особенностью которого является предотвращение значительного уплотнения, как в прилежащих, так и в отдаленных слоях почвы. Объем почвы, подверженный воздействию витка, отдельных его участков, будет скалываться вовнутрь кротовины, чем и достигается релаксация напряжений в пласте.
Если твердость почвы на данном участке поля характеризуется значительной изменчивостью, то
после преодоления кротователем переуплотненной полосы почвы определенной длины, длина кротова-теля за счет упругой деформации пружины и накопленной при этом потенциальной энергии возвращается в исходное состояние. Мгновенная скорость центра масс кротователя при этом превысит поступательную скорость ножа. В этом случае кротова-тель будет двигаться ускоренно даже при равномерном движении точки тяги. В общем случае возможно ударное разноскоростное воздействие разных витков на прилегающий объем почвы. При этом различными будут и демпфирующие свойства объема почвы, прилегающего к конкретному витку [10, с. 60—61]. Как следствие, будет различной и возмущающая сила (сила упругости). Создаются условия для формирования микроударов отдельным витком или кротователем в целом. Это положительное явление, так как удар по пласту, в котором предварительно сформировано напряженно-деформированное состояние, будет способствовать лавинообразному развитию трещин, повышению качества рыхления, обеспечивая снижение удельных энергозатрат.
Обсуждение
Сформулированы технологические предпосылки к разработке самоприспосабливающихся почвообрабатывающих рабочих органов-
механизмов. Изготовлен макетный образец такого рабочего органа, который испытан в условиях почвенного канала. Основное преимущество состоит в том, что достигается самоприспосабливание рабочего органа к изменяющимся почвенным условиям. Толщина стружек, послойно срезаемых витками с острым углом резания, переменная, она обусловлена изменчивостью радиального шага. Так как отваливание комков отрезаемой стружки производится вовнутрь дрены, реализуется наименее энергозатратный вид резания стружек, качественно совпадающий с отваливанием пласта при вспашке в открытую борозду. Поэтому такое рыхление даже при глубине ниже критической не приводит к существенному возрастанию энергоемкости. Разделенный во времени и в пространстве процесс вступления витков кротователя способствует плавному нарастанию тягового сопротивления в процессе трогания машинно-тракторного агрегата.
Заключение Целью дальнейших исследований является кинематический и динамический анализ процесса взаимодействия самоприспосабливающегося подпокровного рыхлителя с почвенным пластом, а также дальнейшие эксперименты в полевых условиях для оценки его технологических и энергетических показателей работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Досжанов О. М, Иванюк А. Т. №1392195 СССР МКИ Е 02 В11/02 Демпфирующий дренер. №4068730/30-15, заяв. 30.01.86; опубл. 30.04.88. Бюл. № 16
2. Ветохин В. И. О динамике формы поверхности рабочих органов почворыхлителей // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 6. С. 30—35.
3. Гудков А. Н., Зотов Н. В. Теоретические положения к выбору новой системы машин для обработки почвы // Исследования рабочих процессов сельскохозяйственных машин. Труды Волгоградского СХИ. Т.ХХУ 1.Волгоград. 1968. С. 57—62.
4. Иванов В. М. Обоснование параметров и режимов работы рабочего органа для глубокой обработки почвы в хмельниках: Дис.... канд. техн. наук: 05.20.01 [Текст] - Чебоксары, 2004. 208 с.
5. Казаков Ю. Ф. Параметры винтовой поверхности почвенной фрезы // Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2017 № 2 (2) Чебоксары: ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА. С. 68—74.
6. Казаков Ю. Ф. Модель взаимодействия почвы и винтовой лопасти почвообрабатывающего ротационного рабочего органа // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. Чебоксары: ЧГСХА, 2006. С. 435—438.
7. Казаков Ю. Ф. О путях снижения энергоемкости процесса фрезерования почвы //Материалы Всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. Чебоксары: ЧГСХА, 2006. С. 438—439
8. Казаков Ю. Ф., Максимов М. Г., Агеносова Т. Ю. К обоснованию конструктивных параметров пружинного подпочвенного рыхлителя // Материалы II Международной научно-практической конференции «Наука-Технология-Ресурсосбережение». Киров, 2009. С. 45—48.
9. Казаков Ю. Ф. К вопросу моделирования взаимодействия пружинного кротователя с почвой // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука — сельскому хозяйству», посвященной 80-летию ФГОУ ВПО ЧГСХА. Чебоксары: ЧГСХА, 2011. Часть 2. С. 53—58.
10. Казаков Ю. Ф., Васильев А. Г. Обоснование формы рабочей поверхности кротователя // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние прикладной науки в области механики и энергетики», проводимой в рамках мероприятий, посвященных 85-летию Русского технического общества и приуроченной к 70-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора, заслуженного работника высшей школы Российской Федерации Акимова Александра Петровича. Чебоксары: ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА, 2016. С. 92-97.
11. Казаков Ю. Ф., Белов В. В., Максимов А. В. Результаты исследования пружинного кротователя // Известия Международной академии аграрного образования. Вып. 27. СПб. : С. 15-19.
12. Казаков Ю. Ф. Изменчивость продольной твердости почвы как генератор колебаний пружинного кротователя // Рациональное природопользование и социально-экономическое развитие сельских территорий как основа эффективного функционирования АПК региона: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 80-летию заслуженного работника сельского хозяйства Российской Федерации, почетного гражданина Чувашской Республики Айдака Аркадия Павловича (г. Чебоксары, 2 июня 2017 г.). Чебоксары, 2017. С. 105-109.
13. Кормщиков А. Д. Техника и технология для склоновых земель. Теория, технологический расчет, развитие. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. 298 с.
14. Мазяров В. П., Мазярова Т. В. Разработка и использование опытного образца подпокровного рыхлителя с рабочими органами реактивного действия/Заключительный отчет НИОКР. Регистрационный номер №01201059003 ФГНУ «ЦИТиС». 2011. 65 с.
15. Максимов А. В., Казаков Ю. Ф. Подпокровный рыхлитель почвы с пружиной сложной формы // Сборник трудов научно-практической конференции «Инновации в образовательном процессе». Вып. 12 Чебоксары: ЧПИ МГУМ. 2014. с. 91-93.
16. Максимов И. И, Максимов В. И. Энергетическая концепция эрозионной устойчивости антропогенных агроландшафтов. Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2006. 304 с.
17. Медведев В. И. Выбор оптимальных параметров почвообрабатывающей техники с использованием методов виброреологии и многокритериальной оптимизации. Чебоксары, 2000. 98 с.
18. Медведев В. И., Мазяров В. П. Повышение эффективности щелевания склонов с использованием подпокровного рыхлителя // Совершенствование конструкции, теории и расчета тракторов, автомобилей и двигателей внутреннего сгорания. Межвузовский сборник научных трудов юбилейной XV региональной научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья. - Киров: ФГОУ ВПО Вятская ГСХА, 2004. С. 224-228.
19. Орда А. Н., Гирейко Н. А. Воздействие ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на почву // Труды Самарской ГСХА. 2005. С. 256-259.
20. Панов И. М., Ветохин В. И. Физические основы механики почв. Киев: Феникс, 2008. 266 с.
21. Васильев А .Г., Казаков Ю. Ф., Максимов А. В. Патент № 2544622 РФ. МПК А01В 13/16, А01В 13/08, А01В15/00, Е02В 11/02. Подпокровный рыхлитель почвы №2014109204; заяв.11.03.2014; опубл. 20.03.15, Бюл.8.
22. Соловьев С. П. Лабораторное исследование процесса резания почвы // Труды ВИМ. Том 43. М. 1967. С. 93-106.
Дата поступления статьи в редакцию 20.02.2018, принята к публикации 21.03.2018.
Информация об авторах: Иванов Вячеслав Михайлович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Адрес: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 428003, Россия, Чебоксары, ул. К. Маркса, 29 E-mail: slava_ivanov_52@mail.ru Spin-код: 4133-3587
Казаков Юрий Федорович, доктор технических наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы», Адрес: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 428003, Россия, Чебоксары, ул. К. Маркса, 29 E-mail: ura.kazakov@mail.ru Spin-код: 8897-5874
Медведев Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и комплексы» Адрес: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 428003, Россия, Чебоксары, ул. К. Маркса, 29 E-mail: mvi1928@mail.ru Spin-код: 5203-6896
Заявленный вклад авторов:
Иванов Вячеслав Михайлович: анализ отечественного и зарубежного опыта применения аналогичных рабочих органов.
Казаков Юрий Федорович: формулирование основной концепции исследования, подготовка текста статьи. Медведев Владимир Иванович: общее руководство проектом.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Doszhanov O. M., Ivanjuk A. T. No.1392195 SSSR MKI E 02 V11/02 Dempfirujushhij drener [Damping drainer], No. 4068730/30-15, Zajav. 30.01.86, Opubl. 30.04.88, Bjul. 16.
2. Vetohin V. I. O dinamike formy poverhnosti rabochih organov pochvoryhlitelej [On the dynamics of the shape of the surface of the working bodies of digging machines], Traktory i sel'hozmashiny [Tractors and agricultural machinery], 2010. No. 6, pp. 30-35.
3. Gudkov A. N., Zotov N. V. Teoreticheskie polozhenija k vyboru novoj sistemy mashin dlja obrabotki pochvy [Theoretical principles to the selection of a new system of machine for soil], Issledovanija rabochih processov sel'skohozjajstvennyh mashin, Trudy Volgogradskogo SHI [Research of working processes of agricultural machines. The works of the Volgograd agricultural Institute], XXV1, Volgograd, 1968, pp. 57-62.
4. Ivanov V. M. Obosnovanie parametrov i rezhimov raboty rabochego organa dlja glubokoj obrabotki pochvy v hmel'nikah [Justification of parameters and modes of operation of the working body for deep soil cultivation in hop. Ph. D. (Engineering) diss.], 05.20.01, Cheboksary, 2004, 208 p.
5. Kazakov Ju. F. Parametry vintovoj poverhnosti pochvennoj frezy [The parameters of the helical surface soil mill], Vestnik Chuvashskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii [Bulletin of the Chuvash state agricultural Academy], 2017. No. 2 (2), Cheboksary, FGBOU VO Chuvashskaja GSHA, pp. 68-74.
6. Kazakov Ju. F. Model' vzaimodejstvija pochvy i vintovoj lopasti pochvoobrabatyvajushhego rotacionnogo rabochego organa [Model of the interaction between the soil and the helical blade rotary tillage of the working body], Materialy Vserossijskoj konferencii, posvjashhennoj 75-letiju so dnja otkrytija Chuvashskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii [Materials of the all-Russian conference dedicated to the 75th anniversary of the Chuvash state agricultural Academy], Cheboksary, ChGSHA, 2006, pp. 435-438.
7. Kazakov Ju. F. O putjah snizhenija jenergoemkosti processa frezerovanija pochvy [About the ways of reducing the energy intensity of the milling process of the soil], Materialy Vserossijskoj konferencii, posvjashhennoj 75-letiju so dnja otkrytija Chuvashskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii [Materials of the all-Russian conference dedicated to the 75th anniversary of the Chuvash state agricultural Academy], Cheboksary, ChGSHA, 2006, pp. 438-439.
8. Kazakov Ju. F., Maksimov M. G., Agenosova T. Ju. K obosnovaniju konstruktivnyh parametrov pruzhinnogo podpochvennogo ryhlitelja [To the justification of design parameters of a spring of the subsoil Ripper], Materialy II mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Nauka-Tehnologija-Resursosberezhenie» [Proceedings of the II international scientific-practical conference «Science-Technology-resource Saving»], Kirov, 2009, pp. 45-48.
9. Kazakov Ju. F. K voprosu modelirovanija vzaimodejstvija pruzhinnogo krotovatelja s pochvoj [To the question of modeling the interaction of spring crotonates with soil], Materialy vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Agrarnaja nauka - sel'skomu hozjajstvu», posvjashhennoj 80-letiju FGOU VPO ChGSHA [Materials of all-Russian scientific-practical conference «agricultural science for agriculture», dedicated to the 80th anniversary of FGOU VPO CGSA], Cheboksary, ChGSHA, 2011, 2, pp. 53-58.
10. Kazakov Ju. F., Vasil'ev A. G. Obosnovanie formy rabochej poverhnosti krotovatelja [The rationale for the shape of the working surface of crotonates], Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Sovremennoe sostojanie prikladnoj nauki v oblasti mehaniki i jenergetiki», provodimoj v ramkah meroprijatij, posvjashhennyh 85-
letiju Russkogo tehnicheskogo obshhestva i priurochennoj k 70-letiju so dnja rozhdenija doktora tehnicheskih nauk, professora, zasluzhennogo rabotnika vysshej shkoly Rossijskoj Federacii Akimova Aleksandra Petrovicha [Materials of the all-Russian scientific and practical conference «the Current state of applied science in the field of mechanics and energy», held in the framework of events dedicated to the 85th anniversary of the Russian technical society and dedicated to the 70th anniversary of the birth of doctor of technical Sciences, Professor, honored worker of higher school of the Russian Federation Akimov Alexander], Cheboksary, FGBOU VO Chuvashskaja GSHA, 2016, pp. 92-97.
11.Kazakov Ju. F., Belov V. V., Maksimov A. V. Rezul'taty issledovanija pruzhinnogo krotovatelja [The results of the study spring crotonates], Izvestija Mezhdunarodnoj akademii agrarnogo obrazovanija [News Of the international Academy of agrarian education], 2016, 27, St. Petersburg, pp. 15-19.
12. Kazakov Ju. F. Izmenchivost' prodol'noj tverdosti pochvy kak generator kolebanij pruzhinnogo krotovatelja [The longitudinal variability of hardness of the soil as a generator of oscillations of a spring of crotonates], Racional'noe prirodopol'zovanie i social'no-jekonomicheskoe razvitie sel'skih territorij kak osnova jeffektivnogo funkcionirovanija APK regiona: Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvjashhennoj 80-letiju zasluzhennogo rabotnika sel'skogo hozjajstva Rossijskoj Federacii, pochetnogo grazhdanina Chuvashskoj Respubliki Ajdaka Arkadija Pavlovicha (g. Cheboksary, 2 ijunja 2017 g.)[Rational use of natural resources and socio-economic development of rural areas as a basis for the effective functioning of the agro-industrial complex of the region: Materials of the all-Russian scientific and practical conference with international participation dedicated to the 80th anniversary of honored worker of agriculture of the Russian Federation, honorary citizen of the Chuvash Republic Aidak Arkady], Cheboksary, 2017, pp. 105-109.
13. Kormshhikov A. D. Tehnika i tehnologija dlja sklonovyh zemel'. Teorija, tehnologicheskij raschet, razvitie [Equipment and technology for sloping land. Theory, technical design, development], Kirov, NIISH Severo-Vostoka, 2003, 298 p.
15.Mazjarov V. P., Mazjarova T. V. Razrabotka i ispol'zovanie opytnogo obrazca podpokrovnogo ryhlitelja s rabochimi organami reaktivnogo dejstvija [The development and use of prototype soil cultivating Ripper working bodies of the jet action], Zakljuchitel'nyj otchet NIOKR [Final report R & d.] Registracionnyj nomer No. 01201059003 FGNU «CITiS», 2011, 65 p.
16. Maksimov A. V., Kazakov Ju. F. Podpokrovnyj ryhlitel' pochvy s pruzhinoj slozhnoj formy [Soil cultivating cultivator soil with a spring of complex shape], Sbornik trudov nauchno-prakticheskoj konferencii «Innovacii v obrazovatel'nom processe», [Proceedings of the scientific-practical conference «Innovations in the educational process»] , No. 12, CHeboksary, CHPI MGUM, 2014, pp. 91-93.
17. Maksimov I. I., Maksimov V.I. Jenergeticheskaja koncepcija jerozionnoj ustojchivosti antropogennyh agrolandshaftov. [Energy concept the erosion resistance of the anthropogenic landscape], Cheboksary, Chuvashskaja GSHA, 2006, 304 p.
18. Medvedev V. I. Vybor optimal'nyh parametrov pochvoobrabatyvajushhej tehniki s ispol'zovaniem metodov vibroreologii i mnogokriterial'noj optimizacii. [The choice of optimal parameters of tillage equipment using methods of vibrorheology and multi-objective optimization], Cheboksary, 2000, 98 p.
19. Medvedev V.I ., Mazjarov V.P. Povyshenie jeffektivnosti shhelevanija sklonov s ispol'zovaniem podpokrovnogo ryhlitelja [Improving the efficiency of selevinia slopes using soil cultivating Ripper], Sovershenstvovanie konstrukcii, teorii i rascheta traktorov, avtomobilej i dvigatelej vnutrennego sgoranija. Mezhvuzovskij sbornik nauchnyh trudov jubilejnoj XV regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii vuzov Povolzhja i Preduralja [Improvement of design, theory and calculation of tractors, cars and internal combustion engines. Interuniversity collection of scientific papers of the XV regional scientific-practical conference of the universities of the Volga region and Urals], Kirov, FGOU VPO Vjatskaja GSHA, 2004, pp. 224-228.
20. Orda A. N., Girejko N. A. Vozdejstvie hodovyh sistem mashinno-traktornyh agregatov na pochvu [The impact of running systems of tractors and machines on the ground], Trudy Samarskoj GSHA [Proceedings of the Samara state agricultural Academy], 2005, pp. 256-259.
21. Panov, I. M., Vetohin V. I. Fizicheskie osnovy mehaniki pochv [Physical fundamentals of mechanics of soils], Kiev, Feniks, 2008, 266 p.
22. Vasil'ev A. G., Kazakov Ju. F., Maksimov A. V. Patent No. 2544622 RF. MPK A01V 13/16, A01V 13/08, A01V15/00, E02V 11/02. Podpokrovnyj ryhlitel' pochvy [Soil cultivating cultivator soil], No. 2014109204, Zajav. 11.03.2014, Opubl. 20.03.15, Bjul. 8.
23. Solov'ev S. P. Laboratornoe issledovanie processa rezanija pochvy. [Laboratory investigation of cutting process of the soil], Trudy VIM [Works VIM], No. 43, M, 1967, pp. 93-106.
Submitted 20.02.2018, revised 21.03.2018.
About the authors:
Vyacheslav M. Ivanov, Ph. D. (Engineering), associate Professor of the Department «Transport technological machines and complexes»
Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29
E-mail: slava_ivanov_52@mail.ru
Spin-code:4133-3587
Yuriy F. Kazakov, Dr. Sci. (Engineering), Professor of chair «Transport and technological machines and complexes» Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: ura.kazakov@mail.ru Spin-code: 8897-5874
Vladimir I. Medvedev, Dr. Sci. (Engineering), Professor of chair «Transport and technological machines and complexes»
Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: mvi1928@mail.ru Spin-code: 5203-6896
Contribution of the authors: Vyacheslav M. Ivanov: search for analytical materials in Russian and international sources. Yuriy F. Kazakov: developed the theoretical framework, writing of the draft. Vladimir I. Medvedev: managed the research project.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 631.361.5
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВОЙ ШЛИФОВАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
© 2018
Зураб Джемалович Гургенидзе, инженер кафедры «Общеинженерные дисциплины» Равиль Ибрагимович Ибятов, доктор технических наук, профессор кафедры «Физика и математика» Фанис Фаридович Яруллин, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность» Сергей Мирбатович Яхин, доктор технических наук, профессор кафедры «Общеинженерные дисциплины»
Аннотация
Введение: технология предпосевной подготовки семян сахарной свёклы предусматривает обязательное выполнение комплекса технологических операций: сушка; очистка, которая осуществляется путём сортирования исходного материала по толщине, ширине, длине, по плотности и аэродинамическим свойствам; калибровка, в том числе операции шлифования рыхлого паренхимного слоя околоплодника при помощи различных по принципу действия шлифовальных машин и установок. Как показывает анализ, применяемые в производстве шлифовальные машины не в полной мере удовлетворяют предъявляемым требованиям. В связи с этим разработка и внедрение в производство дисковых шлифовальных установок является актуальной научно-технической задачей.
Материалы и методы: для оценки качества шлифования, в отличие от известных методик, разработана методика, предусматривающая определение уменьшения массы обрабатываемых семян сахарной свёклы за один проход.
Результаты: разработана конструкция дисковой шлифовальной установки, для качественной обработки семян сахарной свеклы с изменяемыми параметрами частоты вращения нижнего диска п, рабочего зазора между дисками h и расхода подачи семян q. По результатам экспериментальных исследований получены зависимости, характеризующие влияние частоты вращения нижнего диска, рабочего зазора между дисками и расхода подачи семян на качество шлифования семенного материала.
Обсуждение: предложена методика обоснования влияния независимых факторов п, h и q на качество шлифования m решением задачи оптимизации.
