Теоретическое обоснование параметров транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна

техники: Машины и оборудование для приготовления кормов: Методы испытаний -М., 1990. - 20 с.

4. Завражнов, А. И. Механизация приготовления и хранения кормов / А. И. Завражнов, Д. И. Николаев. - М.: Агропром-издат, 1990. - 336 с.

5. Федоренко, И. Я. Технологические процессы и оборудование для приготовления кормов / И. Я. Федоренко. - М.: ФоруМ, 2007. - 176 с.

6. Евсеенков, С. В. Повышение эффективности процесса смешивания компонентов сыпучих кормов: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / С. В. Евсеенков. - Саратов, 1994. - 42 с.

7. Мухин, В. А. Механизация приготовления кормов/ В. А. Мухин. - Саратов: СГСХА, 1994. - 186 с.

8. Иванов, А. Г. Интенсификация и оптимизация процесса смешивания компонентов при приготовлении сыпучих кормов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А. Г. Иванов. - Оренбург, 2000. - 20 с.

9. Чупшев, А. В. Экспериментальные исследования смесителя кормов / А. В. Чуп-шев, В. В. Коновалов, С. В. Гусев // Нива Поволжья. - 2008. - № 2(7). - С. 69-75.

10. Коновалов, В. В. Обоснование технологических параметров смесителя кор-

мов / В. В. Коновалов, В. П. Терюшков, И. А. Боровиков, С. В. Гусев // Нива Поволжья. - 2006. - № 1. - С. 27-29.

11. Боровиков, И. А. Снижение энергоемкости приготовления комбикормов с обоснованием конструктивно-технологических параметров смесителя: дис. . канд. техн. наук / И. А. Боровиков. - Пенза, 2006. - 200 с.

12. Коновалов, В. В. Влияние технологических параметров на показатели работы смесителя микродобавок / В. В. Коновалов, А. В. Чупшев // Нива Поволжья. - 2009. -№ 2(11). - С. 76-81.

13. Коновалов, В. В. Повышение эффективности средств механизации приготовления и выдачи кормосмесей в свиноводстве: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. -Пенза, 2005. - 38 с.

14. Нуруллин, Э. Г. Некоторые результаты исследований по определению параметров централизованных аппаратов дозирования / Э. Г. Нуруллин, И. М. Сапахов, И. З. Исламов // Вестник Казанского ГАУ. -2009. - № 3(13). - С. 147-149.

15. Коновалов, В. В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ / В. В. Коновалов. -Пенза: ПГСХА, 2003. - 176 с.

УДК 631.08

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕ-ОЧИСТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА СВЕКЛОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

К. З. Кухмазов, доктор техн. наук, профессор; В. А. Мачнев, доктор техн. наук, профессор; Р. У. Янгазов, канд. техн. наук

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8412) 62-85-17, E-mail: Kyxmaz@mail.ru

Приведены результаты теоретических исследований по обоснованию основных конструктивных и режимных параметров транспортирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна.

Ключевые слова: комбайн, транспортирующе-очистительное устройство, ротор, эластичный очиститель.

Важным показателем качества работы свеклоуборочного агрегата является количество почвенных примесей в убранном ворохе. Как показывает опыт работы свеклоуборочных комбайнов на полях свеклосеющих хозяйств Пензенской области, при повышенной влажности почвы этот показатель не соответствует агротехническим требованиям. В Пензенской ГСХА разработано транспортирующе-очистительное уст-

ройство свеклоуборочного комбайна, позволяющее повысить качество очистки корнеплодов сахарной свеклы при комбайновой уборке. Оно состоит (рис. 1) из последовательно расположенных подбирающего ротора 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.

Нива Поволжья № 3 (20) август 2011 67

На оградительных решетках роторов установлены эластичные очистители 9, изготовленные из капроновых ворсинок диаметром 2 мм. Анализ литературных источников позволил установить некоторые геометрические параметры ротационных дисков транспортирующе-очистительного устройства: диаметр ротационных дисков В = 1600 мм; угол наклона дисков а = 15°; диаметр стержней dCI = 18 мм, шаг стержней в периферийной части диска /ст = 60 мм.

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

Высоту эластичных очистителей И (рис. 2) можно принять с учетом полного охвата максимальных по диаметру корнеплодов:

И > d„

где бтах - максимальный диаметр корнеплодов, м.

Рис. 2. К определению геометрических параметров эластичных очистителей:

1 - ротационный диск; 2 - корнеплод;

3 - эластичный очиститель

Длину ворсинок I эластичных очистителей принимаем с учетом охвата не менее половины максимального диаметра корнеплода, т. е.

I > dmax/2 .

Для обеспечения устойчивой работы транспортирующе-очистительного устрой-

ства окружная скорость криволинейных спиц ротационного диска ид должна быть не менее рабочей скорости продольного (подающего) транспортера свеклоуборочного комбайна и0:

Д

ид тп > ир или тт ~>и-

2 р

где Д - диаметр ротационного диска, м.

Тогда ^^.Д >0

30 2 р

или п

60 -ор

' п Д

С учетом того, что рабочая скорость современных свеклоуборочных комбайнов доходит до 10 км/ч, минимальная частота вращения ротационного диска должна быть птп >34 мин -1.

Для обоснования максимальной частоты вращения ротационного диска рассмотрим рисунок 3. При работе транспорти-рующе-очистительного устройства корнеплоды 1 лежат на криволинейных стержнях 2 и 3 ротационных дисков.

Рис. 3. К обоснованию максимальной частоты вращения ротационного диска: 1 - корнеплод; 2, 3 - криволинейные спицы

Максимальную частоту вращения ротационного диска определяем из условия, что корнеплод не должен опрокидываться через криволинейный стержень 2 в сторону, обратную направлению вращения ротационного диска.

В целях упрощения задачи нами были приняты следующие допущения: ротационный диск вращается с постоянной угловой скоростью; угол установки ротационного диска в процессе работы не меняется; корнеплоды имеют шарообразную форму.

Применив принцип Даламбера, присоединим к корнеплоду силы инерции. На

корнеплод, лежащий на стержнях, действует кориолисова сила инерции Фк, переносная сила инерции Фе, сила тяжести в, реакции стержней N и М, силы трения РТР и Ртр.

Для определения условия опрокидывания корнеплода через криволинейный стержень составим уравнение моментов всех сил, действующих на корнеплод, относительно точки А. Ускорение Кориолиса направим, взяв проекцию вектора относительной скорости иг на плоскость, перпендикулярную оси переносного вращения (на 90° в сторону переносного вращения). Тогда Кориолисову силу инерции Фк направляем в сторону, противоположную направлению Кориолисова ускорения:

тогда

Фк = т 2-те-Уг  sin7 ,

где у - угол между вектором угловой переносной скорости те и относительной скорости и. В данном случае этот угол равен 90°. Тогда Фк = т  2юе V.

С учетом, что в момент опрокидывания корнеплода N = 0 уравнение моментов примет вид

Фк ОК - О  АМ = 0

или

тg  АМ

Фк =- .

к ОК можно записать:

тg  АМ

2 тт V =-

ОК

или т <

g  АМ

2 V ОК Из треугольника АОК

ОК = гк  cos в,

или ОК = ^(гк + *г)2 - (С/2)2 ,

Гк + ГСТ

где гк - радиус корнеплода, м; гст - радиус стержня, м. Из треугольника АОМ

АМ = АО  tg

Угол в можно определить из треугольника ОО1К1:

sinв=

Ог К

О О 2(гк + ГСТ ) Обозначим ГГст Гп.

п • ' tСТ 1

^ 2гп ) '

АМ = гк  ^

I тл)

- а

Подставив (9) и (13) в выражение (8), после преобразований получим

arcsmí-tcO - а

g  ГП  ^

[  ГП) \

'-Ку1г2п -(Ст/2)2

Переносная скорость вращения корнеплода иг в значительной степени зависит от окружной скорости иА точки А криволинейной спицы. Выразим их отношения через коэффициент к. Тогда

и = к и = к т  Я

Подставляя выражение (15) в (14), после преобразований получим

ап^ш' tСТ 1 - а

g  ГП  ^

1  Гп1 \

2  Я  к ^гп2 - (С/2)2

Таким образом, в результате теоретических исследований получены аналитические выражения для определения высоты эластичных очистителей (1), длины их ворсинок (2), минимальной (4) и максимальной (16) частот вращения ротационных дисков.

Литература

1. Кухмазов, К. З. Проблемы уборки сахарной свеклы / К. З. Кухмазов, Р. У. Янга-зов // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов Между-нар. науч.-практ. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. - С. 210-211.

2. Пат. № 86067 Россия, МПК А 01 й 33/08. Транспортирующее очистительное устройство / К. З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. - № 2009123144/22; заяв. 17.06.2009; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

3. Пат. № 100697 Россия, МПК А 01 й 33/08. Транспортирующее очистительное устройство / К. З. Кухмазов, Р. У. Янгазов, А. И. Зябиров. - № 2010113217/21; заяв. 05.04.10; опубл. 27.12.2010, Бюл. № 36.

4. Кухмазов, К. З. Обоснование конструктивно-режимных параметров транспор-тирующе-очистительного устройства свеклоуборочного комбайна / К. З. Кухмазов., Р. У. Янгазов // Нива Поволжья. - 2010. -№ 3. - С. 68-70.

5. Кухмазов, К. З. Уборка сахарной свеклы в сложных условиях / К. З. Кухмазов, Р. У. Янгазов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб.

Нива Поволжья № 3 (20) август 2011 69

материалов Всероссийской науч.-практ. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 71-72.

6. Хвостов, В. А. Машины для уборки корнеплодов и лука (теория, конструкция, расчет) / В. А. Хвостов, Э. С. Рейнгард. -М., 1995. - 391 с.

7. Шелофаст, В. В. Основы проектирования машин / В. В. Шелофаст. - М.: Изд-во АПМ, 2000. - 427 с.

8. Тырнов, Ю. А. Высокоадаптированные машинные технологии и технические средства нового поколения для низкозатратного и устойчивого производства сельскохозяйственных культур (на примере сахарной свеклы) / Ю. А. Тырнов. - Воронеж: Истоки, 2005. - 173 с.

9. Тырнов, Ю. А. Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов на возделывании и уборке сахарной свеклы / Ю. А. Тырнов. - Воронеж: Истоки, 1999. - 209 с.

10. Тырнов, Ю. А. Машинно-технологическое обеспечение конкурентоспособного производства сахарной свеклы на базе вос-

УДК 631.331

производимых в России лучших мировых аналогов машин / Ю. А. Тырнов, А. В. Балашов.- Воронеж: Истоки, 2004. - 64 с.

11. Свеклоуборочные комбайны // Профи. - 2007. - Специальный выпуск «Тракторы и другая сельхозтехника».

12. Техника для производства сахарной свеклы: каталог. - М.: ФГНУ «Росинфор-магротех», 2004. - 144 с.

13. Низкозатратные технологии и комплексы машин для производства сахарной и кормовой свеклы. - М.: Информагротех, 1999. - 60 с.

14. Современное состояние и тенденции развития сельскохозяйственной техники: научно-аналитический обзор. - М., 2005. - 223 с.

15. Овсянников, В. П. Свекловодство / В. П. Овсянников, Ю. С. Колягин, В. М. Воронин. - Воронеж, 2000. - 220 с.

16. Матяшин, Ю. И. Теория сельхозмашин с ротационными рабочими органами / Ю. И. Матяшин, Н. Ю. Матяшин // Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - № 2(12) - С. 179-181.

ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЯЛКИ С КУЛИСНО-РЫЧАЖНЫМ МЕХАНИЗМОМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ СЕМЯН

Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; А. В. Мачнев, канд. техн. наук, доцент

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8 (412) 62-85-17, 8 (412) 62-85-17, е-таП: alexei_sura@mail.ru

В статье рассматриваются основные преимущества и недостатки применения подпочвенно-разбросного посева. Предложена конструкция сеялки с кулисно-рычажным механизмом распределителей семян и приведены некоторые результаты ее полевых исследований.

Ключевые слова: посев, сеялка, сошник, распределитель, кулисно-рычажный механизм.

По-прежнему остро перед сельхозпроизводителями стоит вопрос получения высоких урожаев с одновременным снижением затрат на производство продукции [1, 2, 3]. В связи с этим при возделывании зерновых культур все большее распространение получает подпочвенно-разбросной способ посева, применение которого позволяет улучшить равномерность распределения семян по площади рассева на заданной глубине, обеспечение растений продуктами питания и влагой, снизить затраты труда и энергии при посеве, а также сократить сроки проведения посевной кампании [4, 5, 6]. Эксплуатация сеялок для подпочвенно-разбросного посева с лаповыми сошниками показала, что основными

их недостатками являются недостаточная равномерность распределения по площади рассева на заданной глубине, а также забивание почвой подсошникового пространства и выходного отверстия семяпровода [7, 8, 9].

Для устранения такого рода недостатков на кафедре «Сельскохозяйственные машины» Пензенской ГСХА разработана сеялка с сошниками для подпочвенно-разбросного посева с кулисно-рычажным механизмом распределителей семян. Сеялка включает в себя раму 8 (рис. 1), семя-туковый ящик 10, катушечный семявысе-вающий 12 и штифтовый туковысевающий 11 аппараты, семяпроводы. Посредством параллелограммного механизма 3 и штанг