CC BY
54
УДК 631.361.42
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАРАБАННО-ПЛАНЧАТОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОЧЕСА СТЕБЛЕЙ ЛЬНА
Кругленя В.Е., к. т. н., доцент, Цайц М.В., аспирант, Левчук В.А., инженер, Кармишин Е.И., студент У О «Белорусская ГСХА»
Рассмотрено повышение эффективности комбайновой технологии уборки льна-долгунца. Отмечается, что наиболее рационально для отделения семенных коробочек от стеблей льна производить очес ленты льна на этапе технологического процесса теребления, где лента льна наиболее тонка барабанно-планчатым очесывающим устройством. Приведено определение количества планок барабана очесывающего устройства.
Ключевые слова: лен-долгунец, теребление, очесывающее устройство, планки барабана.
Льноводство, дающее промышленности три вида ценного сырья, является убыточной отраслью, несмотря на принимаемые государством меры по повышению эффективности ее работы. Основными причинами низкой эффективности являются: погодные условия, сжатые сроки уборки и недостаточный уровень процессов механизации.
Комплексный бизнес-план развития льняной отрасли Республики Беларусь на 2013-2015 гг. предусматривает научное обеспечение эффективного производства льняной продукции, достижение урожайности волокна не менее 10,9 ц/га, семян - не менее 5 ц/га, среднего номера льнотресты не ниже 1,5... 1,75, доли длинного волокна в объеме льняного сырья - не менее 50 %, повышение рентабельности продукции до 38,7...40 %, увеличение выпуска конкурентоспособной продукции из льна по параметрам качество-цена, поддержание стратегической безопасности государства. Однако урожайность льносемян в среднем за 2005-2012 гг. составила 3,5 ц/га. Это вынуждает занимать под семеноводческие посевы почти 50 % посевных площадей, в то время как, например, во Франции они не превышают 20 % (урожайность после доработки составляет 6,7 ц/га) [1].
Качество получаемой продукции и экономические показатели производства льна во многом зависят от организации уборки. При этом уборка является наиболее трудоемким процессом в производстве и составляет 40-50 % от всех трудозатрат (по некоторым источникам до70 %) [2]. Следует принимать во внимание и то, что физиологическая спелость волокна и семян наступает в разное время и уборку производят в разных фазах спелости.
The article deals with increased efficiency of combine technology of long-fiber flax harvesting. We have noted that the most rational method of separating seed boxes from flax stalks is to tow flax strip at the stage of technological process of twirling, where the strip of flax is the thinnest, by drum-plank towing device. We have determined the number of planks of towing device drum.
Keywords: long-fiber flax, uprooting, stripper header, strip drum.
Убирать семеноводческие посевы рекомендуют в фазе желтой спелости, когда на растениях льна 50% желтых и 50% бурых и желто-зеленых коробочек. В этот период получают наиболее качественные семена льна [3].
В последнее время для уборки льна-долгунца в странах СНГ используются две технологии -комбайновая и раздельная, внедряется заводская. Общей проблемой технологий является невысокий выход длинного волокна, обусловленный низким качеством сырья, поступающего на льнозаводы. Это объясняется большой плотностью и повышенной растянутостью лент льна, что не позволяет произвести полный очес при сохранении высокого качества семян и тресты, а также добиться качественной вылежки тресты. Все это приводит к большим ее потерям при переработке.
Технология комбайновой уборки включает в себя теребление растений с одновременным очесом семенных коробочек и расстилом льносоло-мы в ленты и в наименьшей степени зависит от погодных условий [4]. Существенным недостатком является высокая энергоемкость в связи с большими затратами энергоресурсов на искусственную сушку сырого льновороха при получении семян, более 48 кг/га топлива, т.е. около 30% от затрат на всю технологию [5].
Основополагающим технологическим процессом получения семян является процесс отделения коробочек льна от стеблей. От уровня его совершенства, зависит урожайность, размер потерь, качество льнопродукции, трудоемкость и энергоемкость сушки и обработки льновороха [1]. К числу первоочередных задач, позволяющих решить проблему получения высокосортного волокнистого и семенного материала является разработка экономически выгодной технологии и
технических средств для ее реализации |6|. Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод, что вопрос изыскания и исследования технологических схем и рабочих органов для отделения семенных коробочек льна является актуальным.
Наиболее рационально для отделения семенных коробочек от стеблей льна производить очес в теребильных ручьях барабанно-планчатым очесывающим устройством (рисунок 1) Предлагаемое устройство состоит из делителей 1, теребильной секции 2. очесывающего устройства 3, кожуха очесывающего устройства 4, дополнительных прижимных роликов 5 и натяжного устройства 6 теребильных ремней.
Очесывающее устройство состоит из двух, цилиндрической формы, параллельно установленных планчатых барабанов 7. профиль рабочей поверхности планок 8 имеет волнообразную форму, и кожуха 4 с ворохоотводами 9. Очесывающие барабаны установлены над теребильной секцией в горизонтальной плоскости образуя, с теребильным аппаратом, острый угол У. при этом оси вращения барабанов расположены параллельно плоскости движения ленты льна.
4
б)
Нурабюте ЗОиженя -темы льна» очесь/баашл Дз■х&жт
В)
1 -делитель. 2-теребильно-зажимная секция. 3-очссывающий барабан. 4-кожух, 5-прижимной ролик. 6-натяжное устройство. 7-планчатый барабан. 8-планка. 9-ворохоотвод
Рисунок 1 - Очесывающее устройство: а - вид сбоку, б - вид А. в - планчатые барабаны
Очссывающсс устройство работает следующим образом. При рабочем движении комбайна делители 1 разделяют подводимые стебли льна и подводят их к теребильной секции 2, которая в свою очередь выполняют теребление стеблей льна и подвод их в зажатом состоянии к очесывающим барабанам 3. При этом за счет установки очесывающего устройства непосредственно над теребильной секцией, количество очесываемых аппаратом стеблей в 4 раза меньше, по сравнению с существующими машинами. Планчатые барабаны, относительно друг друга, вращаются в противоположном направлении с одинаковыми угловыми скоростями. При вращении барабаны входят в зацепление планками, образуя тем самым зону очеса. Головки льна счесываются планками барабанов 8. которые в зоне очеса движутся вверх относительно стебля. Кожух барабанов 4 улавливает очесанный ворох и направляет его через ворохоотводы в накопительный бункер, за счет воздушного потока, создаваемого планками очесывающих барабанов.
Так как стебли льна подводятся к очесывающим барабанам под углом У, за счет наклона теребильного аппарата, этим обеспечивая плавный вход верхушечной части стеблей льна в зону очеса. Порционное воздействие рабочих органов на стебли льна позволит снизить степень их травмирования (обрыв, излом и смятие) и обеспечит более высокий выход длинного волокна в сравнении с очесывающим устройством известных льноуборочных машин, а волнистая поверхность планок обеспечивает дополнительное уменьшение плотности (шт/м) очесываемого слоя и увеличивает длину контакта рабочего органа с обрабатываемым материалом в л/2 раза, что в свою очередь позволит повысить степень очеса головок и параллелизацию стеблей в верхушечной части, что в свою очередь
7_ ♦
повышает выход длинного волокна. Таким образом, повышается эффективность очсса при значительном снижении количества примесей содержащихся в льноворохе и требующих выделения перед сушкой из-за повышенной влажности и приводящих к увеличению затрат на их сушку.
При работе барабанно-планчатого очесывающего устройства, стебли льна подвергаются изгибающему воздействию. Рассмотрим случай, когда происходит максимальный изгиб стеблей обрабатываемой ленты льна (рисунок 2). При схождении в зоне очеса планок одного барабана с планками другого, лента льна изгибается по кривой СВЭ, а максимальный угол изгиба будет
В
определятся углом .
Количество планок одного барабана 2 можно определить как
360
72
о
где ^г . угол образованный серединами соседних планок одного барабана, град.
Из рисунка 2 видно,что
уг = ух+2- ZDOfi
Величин} угла //] определим, рассмотрев прямоугольные треугольники DGO; и DGB Из прямоугольного треугольника DGO; определим DG
DG = 02D-sin(ZG02D)
(3)
Из прямоугольного треугольника DGB определим DG
DG = ®
tg(ZGDB)
(4)
После преобразования зависимостей (2) и
(3). ПОЛУЧИМ
' 2-Ь. '
ух = 2 • aresin
v
А-tg(ZGDB)
(5)
(1)
где " - величина максимального прогиба стеблей льна. м.
Величину угла СЭВ определим из треугольника ВвО
ZGIDB = arctg
2-Ь
(2)
(6)
Ь,-
где - угол между ближайшими вершинами соседних планок одного барабана, град.
где 0 - расстояние между олижаишими кромками планок одного барабана, м.
Хайлисом ГА. экспериментально было установлено, что при расстоянии между опорами
^ - »-Ю...50 мм _ д0ПуСТИмая величина прогиба без повреждения стеблей
Ж7 = А„=1.'-2.7Мм|7|.
Угол Е0:0 определим из равнобедренного треугольника Е0;0
ь'
ZDO-.E = 2 • aresin -
2-IX
(7)
где
D,
диаметр оараоанов описываемый Ь'
вершинами планок, м; " - ширина планки по сечению перпендикулярному оси барабана, м.
Тогда количество планок на одном барабане с учетом зависимостей (I), (2), (5). (6) и (7), будет равняться
Рисунок 2 - Схема к определению изгибающего воздействия планок барабанов на стебли льна: 1 - теребильно-зажимная секция. 2 - стебель льна. 3 - планки
2-я
К , • ъ '
arcsin 6 +2-arcsin
а
2 -Lh
(X)
Из полученной зависимости (8) видно, что количество планок зависит от их ширины, диаметров барабанов описываемых вершинами планок и величины допустимого изгиба ленты льна при отсутствии ее повреждения (рисунок 3).
Рисунок 3 - График зависимости количества планок от ширины поперечного сечения.
. й Л'
перпендикулярно оси оараоанов. планок "
и диаметра барабанов описываемого вершинами планок ^6
Анализируя полученную зависимость с учетом конструктивных особенностей установки очесывающих барабанов над теребильно-зажимной секцией, ширина захвата которой 400 мм. следовательно диаметр барабана не должен превышать 200 мм. а число планок одного барабана не более 25 шт.
Список литературы
1. Казакевич П.П. Льноводство и
льнопереработка Беларуси: проблемы развития / ГШ. Казакевич // Белорусское сельское хозяйство. - №7(99). - 2010г. - С. 4-11.
2. Льноводство: реалии и перспективы: сборник научных материалов международной научно-практической конференции на РУП «Институт льна» 25 - 27 июня 2008 года. - Могилев: Могилев, обл. укрупн. тип., 2008. - 408 с.
3. Соловьев. А Я. Льноводство: учебник / А.Я Соловьев - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Агропромиздат, 1989.-320 с.
4. Льноводство Беларуси / И.А. Голуб. А.З. Черт шок; РУП «Ин-т льна Нац. акад. Наук Беларуси». - Борисов: Борисов, укрупн. тип. им. 1 Мая. 2009. - 245 с.
5. Лёвкин М.В. Обоснование выбора основных параметров обмолачивающего устройства льна // Аграрная наука - сельскому хозяйству, сборник статей: в 3 кн. / V Международная науч-но-практичсская конференция (17-18 марта 2010 г.). Барнаул: Изд-во АГАУ. 2010. Кн. 2. - С. 495-497.
6. Анализ применения механизированных технологий уборки льна-долгунца в Республике Беларусь / В.Е. Кругленя, М.В Цайц. П.Д. Сен-тюров// Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: сборник научных работ международной научно-технической конференции. -Брянск.: Издательство Брянской ГСХА. 2013. -224 с.
7. Хайлис Г А. Механика растительных материалов. Киев: УААН. 1994. - 332 с.
УДК 345.67
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ГОЛОВОК ЛЬНА В ЛИНИИ ПЕРЕРАБОТКИ
Кругленя В.Е., к.т.н. доцент. Радовский A.C.,магистрант, Цайц М.В.. аспирант
У О 'Белорусская ГСХА "
Рассмотрена проблема поиска конструкций очесывающих аппаратов для отделения головок льна в линиях переработки. Приведено описание су ществующей технологии уборки льна, проведено экономическое обоснование применения у стройства для отделения головок льна в линиях переработки. По результатам исследований предложен новый тип аппарата для отделения головок льна в линии переработки, конструкция которого описана в статье.
Ключевые слова: очесывающий аппарат, головка льна уборка льна конструкция аппарата.
The article deals with the problem of choosing a design of towing apparatus for the separating of flax heads in processing lines. We have presented a description of existing technology of flax harvesting, shown economic basing of application of the device for separating flax heads in processing lines. According to the results of research, we have suggested a new ty pe of apparatus for separating flax heads in processing lines, the design of which has been described in the article.
Keywords: stripper unit, head of flax, linen cleaning, construction machine.
