CC BY
57
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
1
УДК 631.356.44
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА МАШИННОЙ УБОРКИ КАРТОФЕЛЯ
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ КОПАТЕЛЕМ КТН-2В
Якутии Николай Николаевич аспирант
Бышов Николай Владимирович д.т.н., профессор
Рембалович Г еоргий Константинович к.т.н., доцент
Доронкин Юрий Владимирович к.с.-х.н., доцент
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, Рязань, Россия
Представлены программа, объект, методика и результаты полевых исследований усовершенствованного картофелекопателя КТН-2В, оснащенного оригинальным средством интенсификации сепарации
Ключевые слова: КАРТОФЕЛЬ, ТЕХНОЛОГИЯ, УБОРКА, ИНТЕНСИФИКАЦИЯ
UDC 631.356.44
RESULTS OF EXPERIMENTAL RESEARCH OF IMPROVED POTATO DIGGER KTN-2V HARVESTING PROCESS
Yakutin Nikolay Nikolaevich postgraduate student
Bystov Nifolai Vladimirovich Dr.Sci.Tech., prоfessоr
Rembalovich Geоrge ^^tant^v^h Cand.Tech.Sci., assоciate prоfessоr
Doronkin Yuri Vladimirovich
CandAguSci., assоciate prоfessоr
Ryazan State Agrоtechnоlоgical University Named
After P.A. Kоstychev, Ryazan, Russia
In the article we have proposed a program, an object, a methodology and results of field studies of the improved potato digger KTN-2V equipped with the original device for separation intensification
Keywords: POTATO, TECHNOLOGY, HARVESTING, INTENSIFICATION
Дождливая осень 2013 года показала, что серийные
картофелеуборочные машины не обеспечивают качественную уборку картофеля во всем требуемом диапазоне влажности почв. Это связано с тем, что технологический процесс уборочных машин недостаточно эффективно отделяет почвенные примеси повышенной влажности [1, 2, 3]. Таким образом, актуальной задачей сельскохозяйственного производства является повышение эффективности технологического процесса и сепарирующих органов картофелеуборочных машин.
В настоящее время в качестве сепаратора, работающего по принципу просеивания, в большинстве образцов картофелеуборочных комбайнов ведущих зарубежных фирм, в частности, европейских (Grimme DR-1500, Grimme SE 150-60, AVR SPIRIT 8200), а также и отечественных картофелеуборочных машинах (ККУ-2А, КПК-3, КПК-2, КИТ-2), применяются прутковые элеваторы на прорезиненных ремнях.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
2
Обычно прутковые элеваторы устанавливаются под углом к горизонту не более 20°, а просвет между прутками находится в пределах
22...25 мм. В Великобритании и США эти просветы у элеваторов несколько больше. Для сохранения части мелких клубней картофеля и меньшего повреждения их, уменьшают величину просвета за счет пластмассовых и резиновых покрытий. Для отделения камней и комков почвы применяют щеточные отделители.
С целью снижения повреждений клубней картофеля, применяют упругую пластичную резину для покрытия поверхностей соударения и уменьшают величину перепада при переходе клубней картофеля с одного рабочего органа на другой.
В некоторых случаях ширину просвета регулируют в зависимости от размеров клубней и типа почвы в пределах от 24 до 40 мм.
Однако прутковые элеваторы не всегда обеспечивают отделение почвенных примесей на почвах повышенной или пониженной влажности.
С целью повышения эффективности сепарации почвы при работе прутковых сепараторов в неблагоприятных условиях, с точки зрения сепарации почвы, применяются различного рода интенсификаторы с пассивным и активным приводом.
На основании исследований ряда ученых создано достаточно большое количество интенсификаторов (рис. 1), в том числе
пневматического, гидравлического и механического принципа действия.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
3
Штифтовые
Прутковые
Лопастные
Баллонные
Роторные
Битер ные
Рисунок 1. - Классификация интенсификаторов сепарации основного элеватора картофелеуборочных машин.
Пневматические и пневмомеханические интенсификаторы [4,6,7] несмотря на простоту конструкции не нашли широкого применения из-за высоких затрат энергии, шума, запыленности рабочих мест, низкой технологической надежности при обработке вороха повышенной влажности.
Высокое качество очистки вороха, в том числе содержащего почвенные примеси, налипшие на корнеклубнеплоды, обеспечивает обработка во влажной среде гидравлическими и гидромеханическими отделителями. Опыт эксплуатации таких устройств показал, что в условиях массового поступления продукта во время уборки, очистка с применением воды является экономически невыгодной и неприменимой в картофелеуборочных машинах.
Поэтому более подробно остановимся на интенсификаторах механического принципа действия.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
4
В федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» (ФГБОУ ВПО РГАТУ) в результате анализа существующих конструкций интенсификаторов сепарации разработано несколько технических решений для повышения эффективности очистки клубней от примесей [5,7], в том числе техническое решение (рис. 2) [8] для условий повышенной влажности почвы. Данное техническое решение обосновано теоретически, проведены лабораторные исследования, что привело к возможности его опробования в полевых условиях.
Рисунок 2. - Схема разработанного сепарирующего устройства:
1 - лемех; 2 - элеватор; 3 - средство интенсификации сепарации; 4 - лопасть; 5 - приводной вал.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
5
Программой исследований были предусмотрены сравнительные хозяйственные испытания серийного и усовершенствованного
картофелекопателя КТН-2В (рис. 3 и 4), последний оснащен разработанным средством интенсификации сепарации (рис. 5) [8].
Работа проводилась на базе опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВПО РГАТУ п. Стенькино Рязанского района Рязанской области.
Усовершенствованный картофелекопатель [8] работает следующим образом (рис. 3 и 5). Лемех 1 подкапывает клубненосный пласт, который перемещается на сепарирующий прутковый элеватор 3. В это время клубненосный пласт подвергается воздействию средства интенсификации сепарации 2, выполненного в виде барабанов I с лопастями II, установленных на валу III над зоной перемещения клубненосного пласта с лемеха 1 на сепарирующий прутковый элеватор 3. Барабаны I захватывают верхнюю часть клубненосного пласта лопастями II и сдвигают ее по ширине пруткового элеватора. При этом происходит разрушение почвенных комков, находящихся на поверхности клубненосного пласта и более равномерное его распределение по ширине сепарирующего пруткового элеватора 3.
Рисунок 3 - Схема усовершенствованного картофелекопателя КТН-2В: 1 - лемех; 2 - средство интенсификации сепарации; 3 - основной сепарирующий транспортер; 4 - дополнительный сепарирующий транспортер; 5 - сужающая гребенка
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
6
Рисунок 4 - Общий вид усовершенствованного картофелекопателя КТН-2В на делянке опытной агротехнологической станции
ФГБОУ ВПО РГАТУ
Рисунок 5 - Разработанное средство интенсификации сепарации: I - барабан; II - лопасть; III- приводной вал; IV- цепная передача
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
7
Испытания (табл. 1) усовершенствованного картофелекопателя
проводились в соответствии со стандартной методикой машиноиспытательных станций Российской Федерации. Как видно по результатам испытаний (табл. 2), основные показатели
усовершенствованного картофелекопателя КТН-2В, оснащенного
средством интенсификации сепарации, оптимальнее, чем у серийного аналога.
Таблица 1 - Условия испытаний картофелекопателя КТН-2В
Показатель Значение показателя
Дата проведения испытаний 12.10.2013_15.10.2013 г.
Место проведения испытаний опытная агротехнологическая станция ФГБОУ ВПО РГАТУ п. Стенькино Рязанского района Рязанской области
Культура, сорт картофель «Ред Скарлетт»
Характеристика поля: - тип почвы - механический состав почвы - влажность почвы, % - твердость почвы, МПа темно-серая лесная средний суглинок 24,3_27,4 0,42
Температура воздуха, °С 12
Температура почвы на глубине залегания клубней, °С 8
Засоренность участка растительностью, т/га 1,7
Урожайность клубней, т/га 16,5
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
8
Таблица 2 - Результаты испытаний картофелекопателя КТН-2В
Показатели работы Картофелекопатель КТН-2В
Серийный У совершенствованный
Рабочая скорость агрегата, км/ч 2,5 2,7
Г лубина хода лемеха, см 19 19
Качество выполнения технологического процесса, %: - извлечено на поверхность 92,0 95,1
- оставлено в почве 0,8 0,8
- присыпано почвой 7,2 4,1
- всего потерь 8,0 4,9
Повреждения клубней, всего по массе, % 4,08 4,42
Из них: - содрана кожура более 1/4 до 1/2 поверхности клубня 0,56 0,69
- содрана кожура более 1/2 поверхности клубня - -
- вырывы мякоти глубиной более 5 мм 1,24 1,31
- трещины длиной более 20 мм 0,3 0,33
- раздавленные клубни - -
- резаные клубни 0,2 0,2
- потемнение мякоти глубиной более 5 мм 1,78 1,89
Проведенные экспериментальные исследования
усовершенствованного картофелекопателя КТН-2В (табл. 2) показали работоспособность разработанного средства интенсификации сепарации на почвах повышенной влажности, что привело к возможности увеличения
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
9
скорости движения уборочного агрегата на 8% и повышению количества извлеченных на поверхность клубней на 3,1%, за счет снижения потерь клубней, присыпанных почвой. Однако наблюдалось незначительное увеличение повреждений клубней на 0,34%, что не превышает агротехнических требований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бышов Н.В. Принципы и методы расчета и проектирования рабочих органов картофелеуборочных комбайнов / Н.В. Бышов, А. А. Сорокин // Монография. - Рязань: Скопинская типография. - 1999. - 128с.
2. Дрожжин К.Н. Совершенствование технологии возделывания и уборки картофеля в условиях Рязанской области / К.Н. Дрожжин, Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, Г.К. Рембалович // Сб. научных тр. сотрудников и аспирантов. Материалы научнопрактической конференции. РГАТУ - Рязань, 2011.
3. Туболев С.С. Инновационные машинные технологии в картофелеводстве России / С.С. Туболев, Н.Н. Колчин, Н.В. Бышов, И. А. Успенский, Г.К. Рембалович // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - №10.
4. Пат. 116006 РФ, МПК51 A 01 D 17/00 Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины [Текст] / Бышов Н.В., Якунин Ю.В., Якутин Н.Н. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. - № 2011153633/13; заявл. 27.12.2011; опубл. 20.05.2012, бюл. №14. - 2 с.: ил.
5. Пат. 119299 РФ, МПК51 A 01 D 91/02 Кузов транспортного средства для перевозки картофеля [Текст] / Бышов Н.В., Якунин Ю.В., Якутин Н.Н. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. - № 2012112083/11; заявл. 28.03.2012; опубл. 20.08.2012, бюл. №23. - 2 с.: ил.
6. Бышов Н.В. Усовершенствованный картофелекопатель-валкоукладчик ККС-1,4 / Н.В. Бышов, Ю.В. Якунин, Н.Н. Якутин // Сельский механизатор. - 2012. - № 9.
7. Бышов Н. В. Совершенствование сепарации клубнесодержащего вороха на различных этапах технологии уборки / Н.В. Бышов, Ю.В. Якунин, Н.Н. Якутин // Вестник РГАТУ. - 2013. - № 1.
8. Пат. 132943 РФ, МПК51 A 01 D 21/00 Картофелеуборочная машина [Текст] / Бышов Н.В., Якунин Ю.В., Якутин Н.Н. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. - № 2012156047/13; заявл. 24.12.2012; опубл. 10.10.2013, бюл. №28. - 2 с.: ил.
References
1. Byshov N.V. Principy i metody rascheta i proektirovanija rabochih organov kartofeleuborochnyh kombajnov / N.V. Byshov, A.A. Sorokin // Monografija. - Rjazan': Skopinskaja tipografija. - 1999. - 128s.
2. Drozhzhin K.N. Sovershenstvovanie tehnologii vozdelyvanija i uborki kartofelja v uslovijah Rjazanskoj oblasti / K.N. Drozhzhin, N.V. Byshov, S.N. Borychev, G.K.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
10
Rembalovich // Sb. nauchnyh tr. sotrudnikov i aspirantov. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii. RGATU - Rjazan', 2011.
3. Tubolev S.S. Innovacionnye mashinnye tehnologii v kartofelevodstve Rossii / S.S. Tubolev, N.N. Kolchin, N.V. Byshov, I.A. Uspenskij, G.K. Rembalovich // Traktory i sel'hozmashiny. - 2012. - №10.
4. Pat. 116006 RF, MPK51 A 01 D 17/00 Separirujushhee ustrojstvo korneklubneuborochnoj mashiny [Tekst] / Byshov N.V., Jakunin Ju.V., Jakutin N.N. (RU); zajavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO RGATU. - № 2011153633/13; zajavl. 27.12.2011; opubl.
20.05.2012, bjul. №14. - 2 s.: il.
5. Pat. 119299 RF, MPK51 A 01 D 91/02 Kuzov transportnogo sredstva dlja perevozki kartofelja [Tekst] / Byshov N.V., Jakunin Ju.V., Jakutin N.N. (RU); zajavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO RGATU. - № 2012112083/11; zajavl. 28.03.2012; opubl.
20.08.2012, bjul. №23. - 2 s.: il.
6. Byshov N.V. Usovershenstvovannyj kartofelekopatel'-valkoukladchik KKS-1,4 / N.V. Byshov, Ju.V. Jakunin, N.N. Jakutin // Sel'skij mehanizator. - 2012. - № 9.
7. Byshov N.V. Sovershenstvovanie separacii klubnesoderzhashhego voroha na razlichnyh jetapah tehnologii uborki / N.V. Byshov, Ju.V. Jakunin, N.N. Jakutin // Vestnik RGATU. -
2013. - № 1.
8. Pat. 132943 RF, MPK51 A 01 D 21/00 Kartofeleuborochnaja mashina [Tekst] / Byshov
N.V., Jakunin Ju.V., Jakutin N.N. (RU); zajavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO RGATU. - № 2012156047/13; zajavl. 24.12.2012; opubl. 10.10.2013, bjul. №28. - 2 s.: il.
- 2 S.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/72.pdf
