CC BY
87
УДК 631.155.658
ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ И РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН ДЛЯ УБОРКИ И ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ДОРАБОТКИ СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ
О.В. ГОРДЕЕВ, кандидат технических наук, зам. директора
Южно-Уральский НИИ плодоовощеводства и картофелеводства Россельхозакадемии
E-mail: kartofel_chel@mail.ru
Резюме. Приведены расчетные значения вероятности наступления события механического повреждения клубней картофеля на рабочих органах и технологических операциях в процессе уборки и послеуборочной доработке семенного картофеля при механизированном и ручном подборе клубней.
Ключевые слова: технология, рабочий орган, семенной картофель, повреждения, вероятность, событие.
Чем меньше в картофельном ворохе клубней с механическими повреждениями (внешними и внутренними), тем выше технико-экономический эффект технологических операций уборки и послеуборочной доработки картофеля. Клубни с механическими повреждениями в процессе хранения теряют массу, более подвержены заболеваниям.
Общие потери при хранении клубней с механическими повреждениями на 5...7 % выше, чем у неповрежденных (естественная убыль, гниль).
Цель наших исследований - оценка вероятности механических повреждений клубней картофеля во время проведения технологических операций уборки и послеуборочной доработки для совершенствования технологий и рабочих органов машин.
Условия, материалы и методы. Для совершенствования технологий и рабочих органов машин для уборки и послеуборочной доработки семенного картофеля необходимо определить вероятности - Р(К) наступления событий механического повреждения клубней на тех или иных рабочих органах и технологических операциях.
Статистические вероятности появления событий -повреждение клубней на рабочих органах картофелеуборочного комбайна в технологической операции уборки известны [1]. Для определения суммарной вероятности повреждения клубней до бункера-накопителя картофелеуборочного комбайна Р(К) воспользуемся теоремой сложения вероятностей независимых и совместных событий [2, 3], при этом обозначим повреждения клубней в процессе выкопки как К1, сепарации почвы - К2, транспортировки клубней в бункер-накопитель картофелеуборочного комбайна - К3:
P(K) = P(K) + P(K2) + P(K3) - P(KK) - P(KK3) -P(K2K3) + P(KiK2K3).
Расчетные вероятности повреждения клубней в процессе заполнения бункера-накопителя картофелеуборочного комбайна — К4, загрузки самосвального транспортного средства — К5, загрузки приемного бункера в технологической операции закладки картофеля на хранение — К7, на перепадах линии комплекса транспортеров и в процессе транспортировки в хранилище и засыпки - К8 определяются, как расчетный процент клубней упавших с высоты, превышающей допустимую (более 0,5 м), по методике изложенной в модели образования картофельной насыпи [4].
В процессе выгрузки самосвального транспортного средства опрокидыванием мы часто наблюдаем сход всей массы картофеля со скольжением. При этом клубни, лежащие на дне кузова, получают сильные механические повреждения в виде ссадин и содранной кожуры.
Расчетная вероятность наступления события К6 - механические повреждения клубней в процессе взаимодействия с поверхностью платформы кузова во время разгрузки определяется как процент слоя клубней картофеля, лежащих на поверхности основания платформы кузова, от общей массы картофеля в кузове транспортного средства
К6 =
Р100LBdC) М
где L и В - соответственно длина и ширина основания платформы кузова транспортного средства, м, М - масса картофеля в кузове, т, бср - средний диаметр клубней, м.
Вероятность наступления события К9 - механическое повреждение клубней в процессе хранения равна нулю.
Статистическая вероятность наступления события К10 - механическое повреждение клубней в процессе весенней сортировки различными машинами известна [5]. В частности для роликовых сортировальных рабочих органов она составляет 10,53...23,15 %, для ременных - 0,7...0,9 %.
Рисунок. Расчетные вероятности наступления события повреждения клубней картофеля на рабочих органах машин и технологических операциях при уборке и послеуборочной доработке картофеля: а) при комбайновой уборке; б) при ручной подборке: □ - высота падения 0,5 м и более; ■- высота падения 0,3 м и более.
Таблица. Расчетные вероятности наступления события повреждения клубней в процентах при транспортировке семенного картофеля разными
транспортными средствами
Вероятность повреждения клубней 2-ПТС-4 ГАЗ-САЗ 4509 ЗИЛ-ММЗ 45065 Прицеп ГКБ-8551
Р(Ку) 16,0. 26,5
Р(кУ) 4,17.9,48 4,9.11,8 4,06.9,74 13,81 .23,47
Р(Кб) 5,1 .5,9 6, 6 7, 2 4,1 .4,6 2,0 .2,3
Р(К7) 4,2.14,7 4,4.15,9 2,7.9,7 1,2 .4,5
Р(К8) О 3 2, 6 0, 3 2, 8 0,3...2,3 0,1 .0,8
Р(К9) 0 0 0 0
ypK 10,5. .23,1
34,7.59,9 36,4.62,2 33,0.57,1 37,3 .60,0
Результаты и обсуждение. Анализ статистических и расчетных вероятностей Р(К) наступления события повреждения клубней при проведении технологических операций (Ку - уборка, КТ - транспортировка, Кз - закладка на хранение, Кх - хранение и весенняя сортировка) показал, что при механизированном подборе клубней вероятность повреждения клубней значительно выше, чем при ручном - 37,4...64,1 % (без автоматического регулирования высоты падения клубней в бункер-накопитель) и 20,6.34,2 % соответственно (см. рисунок).
Это связано с отсутствием источника травмирования клубней при ручном подборе на технологических этапах транспортировка и закладка на хранение. Поскольку при транспортировке в контейнерах, которые устанавливают погрузчиками на хранение, клубни не подвергаются падению и не повреждаются как при транспортировке навалом и закладке на хранение комплексом транспортеров с приемными бункерами.
Самая большая вероятность повреждения клубней существует при проведении технологической операции уборка в процессе сепарации и транспортировки на основном элеваторе картофелеуборочной машины (6,2...8,2 %), где источником травмирования служит активный или пассивный встряхиватель. Для снижения вероятности наступления такого события необходимо совершенствовать сепарирующий рабочий орган картофелеуборочной машины.
Высокая (5,1.13,4 %) вероятность повреждения клубней на перепаде с загрузочного транспортера в бункер-накопитель картофелеуборочного комбайна без опции автоматического регулирования высоты падения (К4) обусловлена значительным превышением начальной высоты падения (0,9 м) против допустимого значения (0,3 м).
Расчет вероятности повреждения клубней при транспортировке семенного картофеля собранного механизированным способом без опции автоматического регули-
рования высоты падения в бункер-накопитель картофелеуборочного комбайна DR-1500 разными транспортными средствами показал, что с увеличением высоты борта кузова транспортного средства с 0,55 м (2-ПТС-4) до 1,2 м (прицеп ГКБ-8551) вероятность повреждения клубней при загрузке транспортного средства Р(К5) возрастает с 4,17.9,48 % до 13,81. 23,47 % соответственно, так как увеличивается начальная высота падения клубней на основание платформы кузова транспортного средства.
Одновременно с повышением вместимости приемного устройства (грузоподъемности) с 5,5 м3 (прицеп 2-ПТС-4) до 18 м3 (прицеп ГКБ-8551 вероятность повреждения клубней фрикционными нагрузками Р(К) во время разгрузки опрокидыванием назад уменьшается с 5,1.. .5,9 до 2,0.. .2,3 % соответственно, так как площади платформы кузова транспортных средств отличаются незначительно.
Для оптимальной работы комбайна объем приемного устройства транспортного средства для вывоза картофеля должен быть больше или равным объему бункер-накопителя уборочной машины. При таком сочетании уменьшаются время простоя, количество рейсов от комбайна к хранилищу и вероятность повреждения клубней. Для вывоза семенного картофеля убранного комбайном DR-1500 «Grimme» с приемным бункером, рассчитанным на 4,5 т картофеля, целесообразно использовать прицеп, вместимостью 4,5 т и более с саморазгружающейся и низко расположенной платформой.
Причина высокой статистической вероятности повреждения клубней после весенней сортировки на роликовых сортировальных линиях (К10) - несовершенство рабочих органов и схемы технологического процесса сортировки или калибровки. Известно, что сильнеетравмируются крупные клубни, а на роликовых сортировках они повреждаются еще сильнее, потому что проходят самый длинный путь, то есть сходят с линии последними.
Выводы. Анализ статистических и расчетных значений вероятности событий повреждения клубней на рабочих органах машин и технологических операциях при уборке и послеуборочной доработке картофеля позволяет выявить те из них, которые необходимо усовершенствовать для снижения механических повреждений клубней картофеля.
Литература.
1. Герасимов А.А. Исследования повреждаемости клубней на рабочих органах картофелеуборочного комбайна ККУ-2 «Дружба» // Технология производства картофеля. Науч.труды НИИКХ, вып. 15.- М. - 1973.- с.77-85.
2. Венцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука. - 1969.- с.576.
3. Гордеев О.В. Оценка технологий уборки и послеуборочной доработки картофеля с учетом механических повреждений клубней// Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 5. - с.74-76.
4. Гордеев О.В. Модель образования картофельной насыпи и повреждения клубней картофеля// Тракторы и сельхозмашины. - 2007. - № 10. - с.28-29.
5. Колчин Н.Н., Трусов В.П. Машины для сортирования и послеуборочной обработки картофеля. - М.: Машиностроение. -1966. - с.234.
TECHNOLOGY ASSESSMENT AND WORKING BODIES OF MACHINES FOR HARVESTING AND POST HARVEST HANDLING OF SEED POTATOES
O.V. Gordeev
Summary. The rated values of probability of occurrence of the event of mechanical damage of the potato tuber by working bodies and technological operations in the process of harvesting and post-harvest finalization of seed potatoes with the mechanized and manual selection of tubers.
Key words: technology, working body, seed potatoes, damage, the probability of the event.
