CC BY
10
УДК. 631.08
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕ-ОЧИСТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА СВЕКЛОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
К. З. Кухмазов, доктор техн. наук, профессор; Р. У. Янгазов, аспирант
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8412) 62-85-17, е-таП: [email protected]
В статье приведены результаты лабораторных исследований по обоснованию конструктивно-режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна, проведенных методом трехфакторного эксперимента плана, близкого Д-оптимальному (Бокса на кубе).
Ключевые слова: комбайн, транспортирующе-очистительное устройство, ротор, эластичный очиститель.
В настоящее время на уборке сахарной свеклы наибольшее распространение находит однофазная комбайновая технология. Причем используются в основном свеклоуборочные комбайны зарубежных фирм. Как показывают результаты исследований, проведенных на полях свеклосеющих хозяйств Пензенской области, качественные показатели их работы не всегда отвечают агротехническим требованиям. Так, на тяжелых переувлажненных почвах (влажность более 22 %) содержание почвенных примесей в убранном ворохе доходит до 20 %%. Более 70 %% почвы находится в связном состоянии.
Рис. 1. Транспортирующе-очистительное
устройство: 1 - подбирающий ротор; 2, 3 - передающие роторы; 4, 5, 6 - оградительные решетки; 7 - диски вращающиеся; 8 - спицы криволинейные; 9 - эластичные очистители
Для снижения количества почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов сахарной свеклы нами разработано транс-портирующе-очистительное устройство свеклоуборочного комбайна, состоящее из последовательно расположенных подбирающего ротора 1 (рис. 1) и передающих роторов 2 и 3 с оградительными решетками 4, 5 и 6. Роторы изготовлены в виде вращающихся дисков 7, к которым консольно закреплены криволинейные спицы 8, изогнутые по дуге. В вертикальной плоскости спицы имеют форму ломаной линии. На оградительных решетках роторов установлены эластичные очистители 9.
Для определения оптимальных параметров транспортирующе-очистительного устройства нами проведены лабораторные исследования на экспериментальном стенде, состоящем из рамы 1 (рис. 2), на котором установлено транспортирующе-очис-тительное устройство, выполненное в виде ротора 2 с оградительной решеткой 3. На оградительной решетке установлены эластичные очистители 4. Для подачи вороха корнеплодов на рабочий орган (ротор) на раме закреплен ленточный транспортер 5 с бункером-накопителем 6.
Привод ротора 2 и подающего ленточного транспортера 6 осуществляется с помощью цепных передач 7 и 8 от мотор-редукторов 9 и 10 через пульт управления 11. Частота вращения ротора 2 и скорость ленточного транспортера 5 изменяются с помощью сменных звездочек.
Методика проведения опыта следующая. При включении стенда с пульта управления 11 ленточный транспортер 5 подает ворох корнеплодов сахарной свеклы из бункера-накопителя 6 на рабочую поверхность ротора 2 транспортирующе-очистительного устройства. При работе данного устройства отсепарированные поч-
Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 - рама; 2 - ротор; 3 - оградительная решетка;
4 - эластичный очиститель; 5 - ленточный транспортер; 6 - бункер-накопитель;
7, 8 - цепные передачи; 9, 10 - мотор-редуктор; 11 - пульт управления; 12 - брезент;
13 - направляющий лоток; 14 - ящик-приемник
венные частицы падают на брезент 12, находящийся под ротором 2, а корнеплоды сахарной свеклы и оставшиеся почвенные примеси по направляющему лотку 13 падают в ящик-приемник 14.
При экспериментальных исследованиях в качестве критерия оптимизации принимали количество почвенных примесей в очищенном ворохе, которое определяется:
q П
е =-^--100%,
q п + q к
где QП - количество почвенных примесей в ящике-приемнике, кг;
QК - масса корнеплодов в ящике-приемнике, кг.
Количество почвенных примесей в убранном ворохе корнеплодов зависит от множества факторов. Поэтому лабораторные исследования проводились с применением методики многофакторного эксперимента. При исследовании было выявлено более 15 факторов, влияющих на процесс работы транспортирующе-очиститель-ного устройства. Однако охватить влияние всех факторов и их взаимодействий невозможно. Поэтому на основании ранее известной информации, результатов исследований по изучению фракционного соста-
Факторы, влияющие на количество почвенных примесей в ворохе корнеплодов сахарной свеклы. Уровни и интервалы варьирования
Фактор Кодовое значение Уровень варьирования Интервал варьирования
+1 0 -1
Частота вращения ротационного диска (п), мин-1 Х1 110 80 50 30
Скорость подающего ленточного транспортера (ит), м/с Х2 2,8 2,1 1,4 0,7
Количество эластичных очистителей, шт. Хз 3 2 1 1
Нива Поволжья № 3 (16) август 2010 69
ва и физико-механических свойств составляющих вороха корнеплодов, а также исходя из конкретных задач исследования были выявлены наиболее существенные факторы. В процессе исследований некоторые из них не изменялись и были закреплены на постоянных уровнях. Оставшиеся три - наиболее существенные факторы, и уровни их варьирования представлены в таблице.
Для получения математической модели процесса очистки корнеплодов сахарной свеклы применяли методику планирования трехфакторного эксперимента. Для описания поверхности отклика использовали план, близкий к Д-оптимальному (Бокса на кубе).
После обработки результатов эксперимента на ПЭВМ получили адекватную математическую модель второго порядка, описывающую зависимость в=/ (п^Т, Ы) в закодированном виде:
у=5,675-4,16x1498^ - 3,63х3 +4,955л2 +
+3,555х2+3,205х2 -1,887хх -0,737хх +
' 2 ' 3 ' 12' 13
+3,087х х.
23
Изучение поверхности отклика проводили с помощью двумерных сечений (рис. 3 и 4).
X .0
I н
г з
о ш т 5
с о
Частота вращения ротационного диска п, мин -1
Рис. 3. Двухмерные сечения, характеризующие зависимость количества почвенных примесей в убранном ворохе от частоты вращения ротационного диска (п, мин-1) и количества эластичных очистителей (N, шт.)
3 £
ь о ср
о ^
О
50 80
Частота вращения ротационного диска п, мин
110 -1
Рис. 4. Двухмерные сечения, характеризующие зависимость количества почвенных примесей в убранном ворохе от частоты вращения ротационного диска (п, мин-1) и скорости подающего ленточного транспортера (иТ, м/с)
Анализируя графические изображения двухмерных сечений, можно сделать вывод о том, что оптимальные значения исследуемых факторов находятся в интервалах: л=80...100 мин-1; vТР=2,0.2,5 м/с; N=3. При этом количество почвенных примесей в ворохе корнеплодов не превышает 8 %.
Литература
1. Кухмазов, К. З. Уборка сахарной свеклы в сложных условиях / К. З. Кухмазов, Р. У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб. мат-лов всерос. научно-практич. конф. мо-
лодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. -С. 71.
2. Патент на полезную модель РФ № 86067. Транспортирующее очистительное устройство / К. З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров // Опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.
3. Янгазов, Р. У. Экспериментальная установка для исследования параметров транспортирующе-очистительного устройства / Р. У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб. мат-лов всерос. научно-практич. конф. молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 72.
2
50
80
2,8
2,1
1,4
