CC BY
88
УДК 631.356.43
В.А. Макаров, доктор техн. наук К.А. Бузаев, инженер
Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства»
Р.А. Чесноков, канд. техн. наук
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева»
модернизированным картофелеуборочный копатель
Картофелекопатели КТН-2Б, КТН-2В, КСТ-1,4 неудовлетворительно работают на тяжелых почвах. Применяемые в них интенсификаторы сепарации не обеспечивают выделение почвенных примесей, в результате чего картофель после копателя засыпается почвой и потери достигают 30 % [1].
В модернизированном картофелекопателе предложен новый способ интенсификации сепарации почвы на элеваторе за счет установки на ведущем валу 4 приводных эксцентриковых звездочек 5 (рис. 1). Эксцентриковые ведущие звездочки, установленные с эксцентриситетами и под углом 180° относительно друг друга, поочередно подбрасывают левую и правую стороны элеватора и одновременно придают полотну ускорение или замедление. В результате этого часть клубневой массы перемещается к середине элеватора и распределяется бо-
1±_
С
Рис. 1. Модернизированный картофелекопатель:
1 — лемехи; 2 — первое элеваторное полотно;
3 — подпружиненный ролик; 4 — ведущий вал;
5 — эксцентриковая ведущая звездочка; 6 — редуктор; 7 — цепная передача; 8 — второе элеваторное полотно; 9 — скатная решетка
лее тонким слоем по ширине элеватора. Подбрасывание массы и движение ее относительно полотна способствуют интенсивной сепарации почвы.
Эксцентриковые звездочки выполняют сборными (рис. 2).
Необходимость интенсификации сепарации почвы на основном элеваторе картофелеуборочной машины обусловлена следующими соображениями.
Как известно, профиль подкопанной грядки картофеля, поступающей на первый элеватор, имеет форму синусоиды и ее можно представить как
у = БІП А —X, і
(1)
где А — амплитуда синусоиды; ?—полупериод синусоиды, равный половине междурядья, т. е. ? = Т / 2.
Амплитуда синусоиды равна половине высоты грядки: А = Н/2 (здесь Н — высота грядки).
Во время работы лемехи подкапывают грядки и подают картофельный ворох на элеватор. При работе в тяжелых условиях почва, движущаяся по элеватору, рассыпается, высота вороха уменьшается, но форма его сохраняется.
Ось симметрии звездочки
Ось симметрии ступицы
Ось симметрии вала
Рис. 2. Эксцентриковая ведущая звездочка:
1 — ведущий вал; 2 — зубчатый венец;
3 — эксцентриковая ступица; 4 — штифты
Процесс сепарации почвы на элеваторе определяется вероятностью просеивания комков почвы через почвенный слой и сквозь просветы между прутками [2]. Ближе к концу элеватора количество почвенных примесей будет уменьшаться. Графически этот процесс можно представить в виде кривой (рис. 3).
По горизонтальной оси х отложена длина элеватора, а по вертикальной — количество почвы в ворохе. За время & ворох переместится по элеватору на расстояние &х, а относительная вероятность просеивания составит ц&х. За это время почвенные примеси в ворохе уменьшатся на абсолютную величину &у. Относительную величину просеивания получим, отнеся величину &у к находящемуся в это время на элеваторе всему картофельному вороху, т. е. &у/у.
Приравняем оба выражения и поставим впереди знак «минус», так как тангенс угла наклона касательной к любой понижающей кривой будет отрицательным. Тогда
- &у/у = Ц&х, (2)
где ц — относительная вероятность сепарации почвы.
Проинтегрировав обе части уравнения, получим
- 1п у = Цх + С. (3)
Величину С определим из начальных условий. При х = 0 у = а (здесь а — количество почвы, поступившей на элеватор). Тогда С = -1па, или -1пу = цх - 1па, откуда а/у = ецх. Окончательно имеем
у = а /еЦХ = ае_ЦХ. (4)
При сходе с элеватора количество неотсепарированной почвы можно определить как
уп = ае"цЬ. (5)
Таким образом, сепарация почвы зависит от количества картофельного вороха, поступившего на элеватор, толщины его слоя (этот параметр влияет на относительную вероятность сепарации почвы д) и от длины элеватора.
Сепарационная поверхность элеватора работает не полностью. На рис. 4 схематично изображены поверхность элеватора и профиль картофельного вороха.
На участках АВ и CD клубневой пласт идет толстым слоем, а на участках ЕА, ВС и DF — более тонким слоем. Определим среднюю толщину клубневого пласта на элеваторе. Так, на участке АВ площадь сечения пласта F = F1 + F3.
Для безразмерных величин х и у площадь
П
F1 = | sin xdx = - cos x|П = - cos n + cos0 = 2. (6)
0
Для реальных размеров площадь можно рассчитать по формуле
(7)
Исходя из рис. 4 £ = 350 мм. При Н = 200 мм имеем А = 100 мм.
т г 0,35 • 0,1-2 ппоо 2
Тогда площадь К =-----------------= 0,022 м .
1 3,14
Средняя толщина слоя к1с = К1р/£ = 0,022/0,35 = = 0,06 м.
Таким образом, толщина слоя на участке йср =
= V + Й2ср = 0,06 + 0,1 = 0,16 м.
Аналогично определим среднюю толщину слоя на участке ВС. Для этого найдем площадь К4, которая равна разности КЬИЫ - К1 = А£ - К1 = 0,Г0,35 -
Рис. 4. Сепарационная поверхность элеватора
- 0,022 = 0,013 м2. Тогда средняя толщина й3 = = 0,013/0,35 = 0,037 м.
Итак, на участке АВ клубневой пласт идет толщиной 16 см, а на участке ВС слоем 3,7 см. На участках АВ и СБ количество почвы пропорционально площади сечения К1, а на участке ВС—площади К4. В последнем случае кривая сепарации располагается на рис. 3 ниже (штриховая линия) и для сепарации почвы потребуется более короткая длина элеватора Ь1.
Выводы
1. Клубневой пласт движется по элеватору не равномерным слоем по ширине элеватора, в ре-
зультате чего почва не успевает отсепарироваться и большое количество почвенных примесей поступает на последующие рабочие органы.
2. Предложенная улучшенная конструкция элеватора с эксцентриковыми звездочками способствует равномерному распределению клубневого пласта более тонким слоем по ширине элеватора, что повышает интенсивность сепарации почвы.
Список литературы
1. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. — М.: Колос, 1984. — 320 с.
2. Резников Л.А. Основы проектирования и расчет сельскохозяйственных машин. — М.: ВО «Агропромиз-дат», 1991. — 543 с.
УДК 631.3;629.33-83:658.62.018.012 В.Б. Каспаров, канд. техн. наук
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОЛНОПРИВОДНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Сельскохозяйственную продукцию производят, как правило, в районах со слаборазвитой дорожной сетью. Это приводит к тому, что доля транспортных издержек в себестоимости сельскохозяйственной продукции достигает 30 %. Следовательно, в сельскохозяйственном производстве важное значение имеет автомобильный транспорт, особенно полноприводная автомобильная техника.
Совокупность свойств полноприводной автомобильной техники (АТ), обусловливающих ее способность удовлетворять потребности, характеризует качество. Термин «качество» определен в основных документах, регламентирующих процессы производства и использования промышленной продукции. Так, в соответствии с ГОСТ 15467-79 термин «качество» определяется, как «совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением». В стандарте ИСО/ОПНС-9000 содержится более четкое определение: «Качество — степень, с которой совокупность свойств и характеристик изделий и услуг выполняет требования». Следовательно, в стандарте ИСО определение категории
«качество» в основе ориентировано на измерительный аспект.
Основным показателем оценки является показатель качества АТ, который включает в себя показатель функционального качества и показатель надежности функционирования:
К = Кф.к ян.ф, (1)
где К — показатель качества АТ; Кф к — показатель функционального качества АТ; Пн ф — показатель надежности функционирования АТ.
Структура показателей для оценки надежности функционирования приведена на рис. 1. Структура
Показатель надежности функционирования образцов АТ
Рис. 1. Структура показателей оценки надежности функционирования АТ
