Обоснование конструктивно-геометрических параметров и режимов работы рабочего органа для измельчения ботвы картофеля

• Автор: Салимзянов, Марат Зуфарович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

Введение.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Способы удаления ботвы картофеля

1.2 Агротехнические требования к машинам для удаления ботвы картофеля

1.3 Физикомеханические и технологические свойства ботвы картофеля

1.4 Обзор и анализ существующих конструкций ботвоуборочных машин

1.4.1 Отечественные машины для измельчения ботвы картофеля

1.4.2 Зарубежные конструкции машин для измельчения ботвы картофеля

1.4.3 Качественные показатели ботвоизмельчающих машин.

1.5 Рабочие органы ботвоизмельчающих машин

1.5.1 Рабочие органы с вертикальной осью вращения.

1.5.2 Рабочие ораны с горизонтальной осью вращения
1.5.3 Патенты рабочих органов для измельчения ботвы картофеля.
1.6 Теоретические предпосылки к обоснованию параметров и режимов работы рабочего органа для измельчения ботвы картофеля.
1.6.1 Критическая скорость бесподпорного резания и показатели
качества работы ботвоизмельчителей.
1.6.2 Условие скользящего резания ножа по стеблю
1.7 Выводы, рабочая гипотеза и задачи исследований
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКТИВНОГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ.
2.1 Обоснование параметров рабочего органа ботвоизмельчителя
2.2 Кинематический анализ процесса измельчения ботвы
2.3 Динамика шарнирно закрепленной секции рабочего органа.
2.4 Баланс мощности ботвоизмельчающей машины.
2.5 Выводы по второй главе.
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧЕГО ОРГАНА БОТВОИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ.
3.1 Программа экспериментальных исследований.
3.2 Объекты исследования, измерительные устройства, оборудование и приборы и для исследования технологического процесса измельчения ботвы картофеля.
3.2.1 Профилограф для исследования микрорельефа поверхности почвы
3.2.2 Лабораторный стенд маятниковый копер.
3.2.3 Топливный расходомер для исследования энергетических показателей ботвоизмельчителя.
3.3 Методика определения показателей, характеризующих состояние поверхности почвы и ботвы к моменту уборки картофеля
3.3.1 Определение влажности, твердости и плотности почвы.
3.3.2 Методика исследования геометрических параметров гребня.
3.3.3 Методика исследования размещения растений в поле, полеглости, биологической урожайности ботвы картофеля, влажности и засоренности участка сорняками
3.3.4 Методика исследования количественных и размерновесовых показателей ботвы и клубней картофеля.
3.3.5 Методика исследования технологического процесса разрушения среза ботвы картофеля.
3.3.6 Математическая обработка опытных данных
3.4 Методика полевых исследований технологического процесса измельчения ботвы картофеля.
3.5 Планирование многофакторного эксперимента по оптимизации технологического процесса измельчения ботвы и методика проведения опытов
3.5.1 Обоснование критерия оптимизации и выбор значимых факторов
3.5.2 Обоснование математической модели и описание его функции отклика
3.5.3 Интервалы варьирования факторов.
3.5.4 Выбор плана многофакторного эксперимента и методика проведения опытов
3.5.5 Обработка результатов многофакторного эксперимента.
3.6 Методика исследований топливноэнергетических показателей
ботвоизмельчителя.
4 ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ.
4.1 Показатели, характеризующие состояние поверхности почвы и ботвы
к моменту уборки картофеля.
4.1.1 Влажность, твердость и плотность почвы.
4.1.2 Размещение растений картофеля в поле, полеглость и засоренность участка сорняками.
4.1.3 Количественные, размерновесовые показатели и биологическая урожайность ботвы и клубней картофеля.
4.1.4 Геометрические параметры гребня методом профилирования микрорельефа поверхности почвы
4.2 Определение удельной работы и критической скорости среза
ботвы картофеля
4.3 Полевые исследования экспериментальных рабочих органов для измельчения ботвы картофеля.
4.3.1 Экспериментальное изыскание рациональной технологической
схемы рабочего органа ботвоизмельчителя.
4.3.2 Агротехническая оценка рабочих органов для измельчения ботвы
4.4 Многофакторный эксперимент по оптимизации технологического процесса измельчения ботвы картофеля
4.4.1 Критерий оптимизации, значимые факторы и уровни варьирования
4.4.2 Оптимизация технологического процесса измельчения ботвы картофеля.
4.5 Оценка топливноэнергетических показателей ботвоизмельчителя
4.6 Выводы но четвертой главе.
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БОТВОИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Физикомеханические свойства ботвы картофеля характеризуются количественными и размерновесовыми показателями картофельного растения, размещением растений в поле, плотностью, влажностью и е полеглостыо. В одном кусте картофеля может быть 1. Таблица 1. V с, и миним. Длина стебля, м 0,1 0. Состояние и положение ботвы в поле характеризовать математически трудно. С помощью координатора И. М. Полуночсв приводит данные распределения ботвы по горизонтам в таблице 1. В зоне 0. Поскольку высота гребней составляет 0,. Таблица 1. Д1С 0,. О,2С 0,0, 0,. В. В. Козлов определял полеглость ботвы коэффициентом иолеглости Усполег, представляющим собой отношение суммы высот стеблей кустов, замеренных в естественном положении, к сумме длин тех же стеблей в вытянутом положении. При слабой полеглости кполсг 0, при средней АгП0ЛСГ 0,5. Слабая полеглость ботвы наблюдается лишь у недозревшего картофеля. По мере созревания, а также после заморозков ботва полегает, что делает невозможным применение для удаления ботвы машин теребильного типа. Полеглость и влажность растений влияет на жсткость стеблей, а она на условия среза. Полеглые стебли характеризуются меньшими показателями жесткости . Свойства ботвы зависят в основном от степени зрелости растения. Зеленая ботва недозревшего картофеля имеет меньшую прочность, длину и толщину стеблей но сравнению с ботвой созревшего картофеля , . Жсткость стеблей растений, противодействующая изгибу их рабочими органами, является важнейшим фактором, определяющим качество работы машин. Показатели жсткости стеблей характеризуют отношение стеблей к полеганию и поведение их при срезе. При кошении срез происходит тогда, когда сопротивление стебля отгибу станет значительным , . Консольное резание возможно при наличии большой жсткости растений или большой скорости среза. Растения, имеющие большую жсткость, дают срез лучшего качества. Разрыв ботвы картофеля взятой в период е уборки осуществлялся на высоте 0, м от основания. Разрывные усилия стеблей у разных сортов колеблются от 6,8 до 3,6 Н таблица 1. Таблица 1. У раннеспелых сортов прочность ботвы меньше, чем у средних и поздних сортов. Разрыв стеблей на разных расстояниях от основания почвы приведены в таблице 1. Решающее влияние на прочность ботвы оказывают размерные свойства стеблей и расстояния приложения усилий от основания . Таблица 1. Машины для предварительного удаления ботвы картофеля механическим способом известны двух типов ботвоизмельчители ботводробители, срезающие аппараты, разбрасывающие ботву по полю, и ботвоуборочные машины, собирающие ботву в бункер. Машины первого типа используют за рубежом, где ботва не используется как сырье для приготовления силоса, а запахивается. Машины второго типа нашли применение в России . В ВИСХОМе исследовали ряд ботвотеребильных аппаратов. Большие надежды возлагались на теребильную двухрядную полунавесную машину Т2, конструкция которой была предложена в г. Опытами установлено, что машина Т2 теребит только стоящую ботву. Полегшая ботва полностью не поднимается лифтерами, сгруживается в передней части машины, препятствуя нормальной работе, и вызывает продолжительные остановки, отсюда низкая производительность машины. Наблюдались неоднократно случаи, когда даже при стоящей ботве процент удаленной ботвы не превышал вследствие защемления ее на большой высоте от грядки. При увлажненной ботве наблюдалось буксование теребильного аппарата . Исследования, проведенные в ВИСХОМе по ботвотеребильному аппарату АБН2 Тульского комбайнового завода, показали, что максимальный процент теребления ботвы наблюдается при скорости ленты 1,2. При урожайности ботвы ниже тга целесообразно работать на скорости менее 3мс. Если ботва длинностебельная и полегшая, то необходимо работать на высоких скоростях. В процессе теребления ботвы до уборки вместе с ботвой удаляются из почвы в значительном количестве клубни картофеля, которые далее травмируются, тем самым, увеличивая повреждения клубней . В целом, ботвотеребильные машины показали неудовлетворительное качество работы, и усовершенствование конструкций было прекращено.