Совершенствование технологий и технических средств заготовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов

• Автор: Юхин, Геннадий Петрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 347 с. : ил.

Введение

Состояние проблемы, ее содержание и задачи

1.1 Состояние и направление совершенствования технологий и технических средств заготовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов
1.2 Характеристика условий функционирования технических средств заготовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов в Республике Башкортостан

1.3 Постановка проблемы и задачи исследования

Концепция формирования комплекта машин и совершенствования технологий для заготовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов
2.1 Концепция формирования комплекта машин для заголовки и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов

2.2 Совершенствование технологий заготовки кормовых корнеплодов

2.3 Совершенствование технологий подготовки кормовых корнеплодов к скармливанию

2.4 Заключение

Теоретические основы проектирования очистителей и измельчителей корнеплодов

3.1 Исследования кулачкового очистителя
3.1.1 Кинематика взаимодействия кулачков очистителя с твердыми телами
3.1.2 Силовое взаимодействие кулачков очистителя с твердым телом в режиме транспортировки и очистки вороха
3.1.3 Силовое взаимодействие твердых тел с кулачками очистителя, оборудованного торсионным устройством
3.1.4 Обоснование конструктивных параметров кулачкового очистителя с торсионным устройством
3.2 Исследования шнекововальцового очистителя
3.2.1 Исследование движения корнеплода в наклонном винтовом конвейере
3.2.2 Взаимодействие корнеплода с рабочими органами шнекововальцового очистителя
3.2.3 Исследование движения корнеплода на вальцах 6 очистителя
3.2.4 Энергетические показатели шнекововальцового 1 очистителя корнеклубнеплодов
3.2.5 Обоснование оптимальных конструктивных и
кинематических параметров шнеково вальцового очистителя корнеклубнеплодов
3.3 Исследования ножевого измельчителя корнеплодов
3.3.1 Исследование рабочего процесса ножевого измельчителя 1 корнеплодов
3.3.2 Обоснование оптимальных конструктивных и
кинематических параметров ножевого измельчителя корнеплодов
3.4 Выводы
4 Методология исследований с разработкой методического комплекса и
способов определения структурных элементов системы
проектирования очистителей и измельчителей кормовых корнеплодов
4.1 Программа экспериментальных исследований
4.2 Методика определения агрофизических и физикомеханических
показателей кормовой свеклы и других тел очищаемого вороха
4.2.1 Методика определения агрофизических показателей
кормовой свеклы
4.2.2 Методика определения физикомеханических свойств
кормовой свеклы
4.2.3 Определение угла защемления цилиндрического тела
между двумя пересекающимися плоскостями
4.3 Методика исследования процесса резания корнеклубнеплодов в
статических и динамических условиях
4.4 Методика лабораторных и полевых экспериментов по 4 исследованию взаимодействия кулачкового очистителя с телами очищаемого вороха
4.4.1 Характеристика условий проведения опытов с кулачковым 4 очистителем
4.4.2 Определение конструктивных параметров секции
очистителя с торсионным валом
4.4.3 Определение сил, действующих на корнеплоды и
металлические тела в межлопастном пространстве кулачкового очистителя
4.4.4 Определение агротехнических показателей
4.4.5 Определение энергетических показателей рабочих органов 5 машины
4.5 Методика исследования шнекововальцового очистителя 0 кормовых корнеплодов в условиях кормоцеха
4.5.1 Обоснование и описание устройства для сухой очистки
корнеклубнеплодов
4.5.2 Методика исследования шнекововальцового очистителя
5 Разработка и исследование устройств для очистки и измельчения
корнеплодов
5.1 Некоторые физикомеханические и агротехнические свойства
кормовой свеклы и других тел очищаемого вороха
5.1.1 Жесткость корнеплодов
5.1.2 Угол защемления тел очищаемого вороха
5.1.3 Агрофизические характеристики кормовой свеклы
5.1.4 Удельная работа резания корнеклубнеплодов
5.2 Силовое взаимодействие кулачков смежных секций с твердыми
телами и выбор оптимальных параметров очистителя
5.2.1 Конструктивные параметры секций очистителя с
торсионным валом
5.2.2 Зависимость силы действующей на тело от положения 4 лопастей кулачков
5.2.3 Зависимость силы действующей на тело от угла между 7 лопастями смежных кулачков
5.2.4 Зависимость силы действующей на тело от угловой
скорости вращения секций очистителя
5.3 Результаты полевых испытаний кулачкового очистителя
5.3.1 Зависимость агротехнических показателей от 4 поступательной скорости агрегата
5.3.2 Зависимость энергетических показателей от скорости
5.3.3 Испытание кулачкового очистителя в неблагоприятных
почвенноклиматических условиях
5.4 Влияние некоторых режимов уборки кормовой свеклы на ее
сохранность
5.5 Результаты исследования процесса очистки корнеклубнеплодов
на шнекововальцовом очистителе в составе линии кормоцеха
5.5.1 Условия испытаний
5.5.2 Определение качественных показателей работы
очистителя корнеклубнеплодов
5.5.3 Определение энергетических показателей работы
очистителя корнеклубнеплодов
5.5.4 Обоснование длины устройства сухой доочистки
кормовых корнеклубнеплодов от ночвы
5.5.5 Определение повреждаемости корнеклубнеплодов при
работе очистителя
5.6 Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных 6 исследований шнекововальцового очистителя
6 Снижение экологической нагрузки на окружающую среду и расчет 2 экономической эффективности проектных решений
6.1 Снижение экологической нагрузки на окружающую среду при 2 реализации предлагаемых технологий
6.2 Расчет экономической эффективности и финансовая оценка 2 проектных решений
Основные выводы
Литература


Устройство для отделения из вороха прочных почвенных комков, использующее способность почвенных комков заклиниваться между двумя плоскостями кулачковый комкодробитель, разработано в УкрНИИСХОМе. Кулачковый комкодробитель состоит из секций с набором трехлопастных кулачков. Кинематически смежные секции жестко связаны между собой и вращаются в одну сторону с одинаковыми угловыми скоростями. Поэтому угол между лопастями смежных кулачков остается постоянным в процессе вращения секций очистителя привело к резкому снижению процентного содержания почвенных комков ворохе корнеплодов, однако процент поврежденных корнеплодов остался высоким. Н.В. Татьянко 3 обосновал такие важные конструктивные параметры кулачкового очистителя, как радиус описанной окружности кулачка го0,8 м, расстояние между осями вращения смежных секций с0,5 м и угол между лопастями смежных кулачков, который для режима дробления почвенных комков должен находиться в пределах ,0, рад. Кулачковые очистители могут работать в двух основных режимах в режиме дробления почвенных комков и в режиме транспортировки и очистки вороха свеклы р2р. Первый режим используется при малой влажности и высокой прочности почвенных комков, а второй при нормальной влажности почвы. Режимы работы кулачковых очистителей обуславливаются в основном углом 0 и угловой скоростью со вращения их секций. Так, например, кулачковый очиститель корнеуборочной машины КС6 в режиме дробления почвенных комков имеет угол ,5 рад, а в режиме транспортировки и очистки вороха , рад. Первый режим возможен при малых угловых скоростях вращения секций, когда тело не отрывается от лопасти кулачка 3. Б.Г1. Уравнение 1. При меньших угловых скоростях корнеплоды перемещаются без отрыва от лопастей кулачков, при больных корнеплоды подбрасываются над рабочей поверхностью кулачкового очистителя. Так, например, при следующих конструктивных параметрах кулачкового очистителя ,2 м, р7 рад, аЯ0,5 м, 6 рад, т7 рад, критическое значение угловой скорости вращения секций, согласно уравнению 1. Однако, для надежного защемления корнеплодов в межлопастном пространстве угловая скорость принята равной 2, радс 3, т. При работе же очистителя в режиме транспортировки и очистки вороха, угловая скорость вращения секций может быть увеличена на и составит 6,7, радс. Размеры кулачков очистителя должны соответствовать размерам убираемых корнеплодов 3. Радиус вписанной окружности кулачка он равен эксцентриситету а лопастей должен быть равен радиусу Я среднего свекловичного корня, а отношение его к радиусу описанной окружности кулачка . При уборке свеклы с радиусом среднего свекловичного корня Я0,5 м эксцентриситет лопастей а0,5 м, а радиус описанной окружности кулачка, с учетом закруглений концов лопастей, составляет 0, м. Если принять радиус ступени кулачка распорной втулки равным 0, м, а зазор между лопастыо и ступицей смежных кулачков равным 0, м, то расстояние между осями вращения смежных секций составит ,2 м, что согласуется с данными И. В. Татьянко 3. В отличие от геометрических и кинематических параметров, силовое взаимодействие кулачкового очистителя с телами очищаемого вороха исследовано недостаточно. Для режима транспортировки и очистки вороха Р2 Б. Фо угол, характеризующий положение лопастей кулачков. Сила Р пропорциональна силе тяжести корнеплода и обратно пропорциональна синусу разности угла между взаимодействующими лопастями и удвоенного угла трения корнеплода о лопасть кулачка. Кроме того сила Р зависит от положения лопастей смежных кулачков в пространстве. Однако формула 1. Для режима дробления почвенных комков р вообще нет уравнений для определения сил, действующих на корнеплоды и почвенные комки в межлопастном пространстве кулачкового очистителя. Но именно в этом режиме на корнеплоды и почвенные комки действуют наибольшие силы, способные вызвать разрушение не только почвенных комков, но и корнеплодов. Поэтому очень важное значение для организации оптимального технологического процесса очистки корнеплодов от прочных почвенных комков имеет исследование силового взаимодействия кулачкового очистителя с телами очищаемого вороха в режиме дробления почвенных комков.