CC BY
15
УДК 633.521:631.3
Доктор техн. наук М А. НОВИКОВ (СПбГАУ, тПшюу25сшп1Ь1сг.ш) Канд. техн. наук С.Б. ПАВЛОВ (НовГУ им. Ярослава Мудрого)
ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОРОШИЛКИ-ПОРЦИЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СТЕБЛЕЙ ЛЬНА
Ворошилка лент льна, порцнеобразователь, показатель кинематического режима, треста, урожайность льнотресты, зубья, стебли льна
Лен является одной из ведущих технических культур. Лен-долгунец дает возможность одновременно получать три вида продукции: волокно, семена и костру. Для получения льноволокна в технологии уборки предусматриваются операции расстила соломы льна в ленту на льнище и вылежки.
При вылежке в тресту лента льна уплотняется, прорастает сорняками, в нижнем слое создаётся повышенная влажность и затрудняется воздухообмен. Для создания одинаковых условий вылежки льнотресты в верхнем и нижнем слоях ленту льна вспушивают ворошилками лент льна ВЛ-3 [1]. Ворошение лент льна проводят и перед прессованием льнотресты в рулоны с целью уменьшения засорённости льносырья и повышения чистоты подбора стеблей льна.
Однако на сильно проросших сорняками лентах льна не все стебли отрываются зубьями ворошилки от почвы, часть их остаётся не вычесанными из сорняков, что в дальнейшем приводит к потере льнопродукции. Это объясняется тем, что траектории двух соседних зубьев пересекаются в точке, расположенной от почвы на высоте, превышающей толщину лент льна, образуя так называемую «мёртвую» зону, недоступную зубьям.
Для устранения этого недостатка была разработана ворошилка лент льна [2, 3]. Основное отличие этой машины заключалось в создании горизонтального участка работы зубьев: в результате траектории, двух последовательно работающих зубьев, перекрывали друг друга, что обеспечивало отрыв всех стеблей льна от почвы.
На раме 1 ворошилки (рис. 1) закреплены съёмные корпуса 2 с ведущим 3 и ведомым 4 валами. Установленные на валах звёздочки 5 и 6 охватывает цепочно-планчатый транспортёр, состоящий из втулочно-роликовых цепей 7 с закреплёнными на них планками 8 с зубьями 9. Снизу транспортёр огибают обечайки 10, угол наклона которых в задней части машины регулируется рычагом 11 и сектором 12. Вращение ведущего вала 3 осуществляется цепной передачей 13 от опорных колёс 14 через блок звёздочек 15. На трактор ворошилка навешивается с помощью навески 16.
где /5 - расстояние между соседними зубьями на прямолинейном участке цепочно-планчатого транспортёра, м; г и Я - радиусы траектории конца зуба соответственно на ведущем и ведомом валах транспортёра, м; X - показатель кинематического режима [4].
где со - угловая скорость ведущего вала транспортёра, рад/с; Ум - скорость машины,
Минимальное расстояние между центрами валов определяют по формуле:
1 -Л
(1)
Рис. 1. Схема ворошилки лент льна: 1 - рама; 2 - съёмный корпус; 3, 4 - вал; 5, 6, 15 - звёздочка;
7 - цепь; 8 - планка; 9 - зуб; 10 - обечайка, 11 - рычаг; 12 - сектор; 13 - цепная передача;
14 - колесо; 16 - рама навески
При заданном значении параметров /5 и X получим значение Ьц, удовлетворяющее условию подъёма всех стеблей ленты льна. При Ьц меньше полученного значения наблюдаются пропуски в подъёме лент льна («мёртвые зоны»), при Ьц больше полученного значения происходит сгруживание стеблей льна в ленте.
Машина работает следующим образом (рис. 1). От опорно-приводных колёс 14 через цепную передачу 13 получает вращение ведущий вал 3 цепочно-планчатого транспортёра. Зубья 9, закреплённые на планках 8, поочерёдно вводятся в ленту льна. Так как скорость движения машины по полю больше линейной скорости концов зубьев, то ими происходит захватывание стеблей льна и смещение их по ходу движения машины с отрывом от льнища. При подъёме зубьев и подходе их к обечайке 10 в месте расположения рычага 11 происходит сброс стеблей льна на льнище. В результате лента льна отрывается от земли, вычёсывается из травы и вслушивается. Прямолинейный участок рабочей ветви цепочно-планчатого транспортёра обеспечивает при соблюдении параметров машины, определённых по формуле (1), необходимое качество выполнения технологического процесса.
Проведённые исследования показали работоспособность машины, она обеспечивает заданное по техническим условиям качество выполнения технологического процесса. Полнота вспушивания (отношение оторванной массы стеблей льна ко всей массе) составила от 0,98 до 1,0; увеличение неравномерности расстила стеблей льна - не более 10%; увеличение разрывов в ленте по сравнению с исходной - 1,6%; повреждения стеблей льна, влияющие на выход длинного волокна, - 0,7%; увеличение угла отклонения стеблей в ленте - 1,4°.
Разработанная конструкция ворошилки лент льна позволила, благодаря прямолинейному участку работы зубьев, не только ворошить ленты льна, но и сгребать стебли льна в порции. По существующей технологии уборки льна - долгунца при неблагоприятных погодных условиях льнотреста из лент комбайнового расстила
предварительно сгребается в порции подборгциком-порциеобразователем ПНП-3, а затем вручную устанавливается в конусы или шатры [1]. Таким образом, мы получили универсальную машину, способную выполнять две операции: ворошение лент льна и сгребание льнотресты в порции.
Для работы машины в режиме порциеобразования требуется небольшая переналадка машины. Съёмные корпуса 2 (рис. 1) разворачиваются на 180°, в результате чего спереди оказывается ведомый вал 4 со звёздочкой 6, а сзади - ведущий вал 3 со звёздочкой 5. Количество зубьев 9 с планками 8 уменьшается в 2 раза, планки с зубьями снимаются с цепи транспортёра через одну. Обечайки 10 рычагом 11 опускаются вниз, устанавливаются горизонтально почвы.
При определении кинематических и конструктивных параметров машины в режиме порциеобразования исходим из массы образованной порции льнотресты, которая должна быть достаточной для установки конуса.
Масса порции льнотресты, образованная машиной:
m = mn-SM, (3)
где 1пл - масса льнотресты на одном погонном метре ленты, кг/м; SM - расстояние перемещения машины, м.
Для лент льна комбайнового расстила:
Шл
О-В,
10
(4)
где 0 - урожайность льнотресты, т/га; Вк - ширина захвата льнокомбайна, м. Перемещение машины, необходимое для образования порций, определяется длиной прямолинейного участка (расстоянием между центрами валов) Ьц (рис. 2) и показателем кинематического режима
К
х
(5)
Рис. 2. Схема для определения параметров машины, работающей в режиме порциеобразования
Показатель кинематического режима работы ворошилки определяется кинематическими и конструктивными параметрами машины:
Х = \~, (6)
где 1 - передаточное отношение отопорно-приводного колеса на воздушный вал; г -радиус траектории конца зуба на ведущем валу, м; гк - радиус опорно-приводного колеса, м.
С учётом формул (4) и (5) представим выражение (3) в виде:
ОВ1
т= ^-^л. (7)
10Л
На рис. 3 представлена номограмма, которая позволяет в зависимости от параметров машины определить расстояние перемещения, необходимое для образования порции льнотресты, а также, в зависимости от урожайности льнотресты, рассчитать основные параметры машины. Кривая на номограмме ш = 0,8 кг, это минимальное значение массы порции, при которой конус стоит устойчиво. Поэтому при разработке параметров машины при минимальной урожайности льнотресты, образованная масса порции должна находиться выше этой кривой.
Рис. 3. Номограмма для определения параметров машины
Проведённые исследования машины в режиме порциеобразования показали её работоспособность. При показателе кинематического режима 0,09 и 0,11 расстояние перемещения машины составило соответственно 2,94 и 2,60 м, а масса порции 1,10 и 0,91 кг. Порции, образованные ворошилкой-порциеобразователем, оказались компактными, нижний слой стеблей в порции был полностью оторван от земли и находился сверху, так как зубья, выходя из порции, переворачивают её, ширина порций не превышала 0,45 м, а масса порции достаточна для того, чтобы поставленный из неё конус стоял устойчиво.
Разработанный опытный образец ворошилки-порциеобразователя представляет собой универсальную машину, которая выполняет две технологические операции: ворошение лент льна и сгребание льнотресты в порции.
Время перевода машины (односекционной) из одного режима работы в другой составляет 0,3 часа (трёхсекционной - не более 1 часа), что позволяет в дальнейшем заменить две машины, задействованные в настоящее время в технологии уборки льна-долгунца: ворошилку лент льна ВЛ-3 и подборщик-порциеобразователь 11Н11-3.
Литература
1. Клёнин Н. И. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2008. - 816с.
2. А. С. 1692346 СССР, МКИ5 А01Д45/06. Ворошилка лент льна /А. А. Гвоздарев, М. И.
Ковалёв, А. И. Копосов и С. Б. Павлов (РФ). - №4770251/15; заявл. 18.12.1989; опубл.
23.11.1991, Бюл. №43.-6 с.
3. Патент 2044452 РФ, МПК А01Д45/06. Ворошилка лент льна /А. И. Копосов, С. Б. Павлов, А.
А. Линь, И. М. Пчёлкин (РФ). - №93028669/15; заявл. 01.09.1995; опубл. 27.09.1995, Бюл.
№27. - 6 с.
4. Новиков М.А., Смелик В.А., Теплинский И.З. и др. Сельскохозяйственные машины.
Технологические расчеты в примерах и задачах: Учеб. пособие / Под ред. М.А. Новикова.—
СПб.: Проспект Науки, 2011.-207 с.
УДК 631.511 Соискатель А.Х. ГАБАЕВ
(КБГАУ, [email protected]) Канд. техн. наук А.К. НАМ (КБГАУ, [email protected])
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ БОРОЗДООБРАЗУЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ПОСЕВНОЙ МАШИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ОПТИМАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДОМ МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Сошник, борозда, диск, почва
Основной задачей дальнейшего развития сельского хозяйства в настоящее время является увеличение объемов производства зерна. Эту важную государственную задачу необходимо решать на основе внедрения в сельскохозяйственное производство достижений науки, дальнейшей интенсификации зернового хозяйства как коллективных товаропроизводителей, так и фермерских хозяйств путем повышения культуры земледелия, химизации и мелиорации земель, а также освоения и внедрения более современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Известно, что зерновые сеялки, выпускаемые в настоящее время и имеющиеся в хозяйствах, оборудованы, как правило, двухдисковыми сошниками. Однако их использование для посева семян сельскохозяйственных культур в весенний период года, когда поверхность поля быстро прогревается за счет солнечной энергии с образованием сухого слоя в горизонте 0-3 см, а нижний горизонт (4-8 см) имеет влажность 28-30%, приводит к тому, что диски сошников зерновых сеялок залипают почвой. Залипание дисков сошников приводит к нарушению конфигурации борозды, образованию подсошникового холма, снижению качества работы, увеличению тягового сопротивления. В конечном итоге сеялка становится неработоспособной. До настоящего времени эта проблема остается нерешенной [1].
Целью нашего исследования являлось совершенствование технологии и средств механизации. Нами создан новый заделывающий рабочий орган (Патент РФ № 2511237) для сеялки [2].
В соответствии с планом исследований выявлено влияние соотношения основных
