graduate student
, Russian Federation
employee
Russian Federation
employee
graduate student
, Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
The two-grade rotary chopper BIR-2 of root and tuber crops with flexible working elements is designed to remove the beets of vegetable leaves before or during the harvest of carrots. It is proposed to use it together with an undermining machine in an aggregate with a tractor of the 1.4 kN class of thrust with a front and rear hitch. In this case, the chopper of beets is hung on the front hitch of the power means, and the working units are driven in rotation by hydraulic motors, which allows the two unitized devices to operate independently of each other. Laboratory studies of the effect of rotational speed, type and diameter of the cross section of work items on the amplitude of their oscillations were carried out on the soil plots Kazan State Agrarian University. Several types of work items were used in the experiments: a rubberized metal cable, a rubber-fabric element, a fishing line. The approbation was carried out when removing the tops of carrots. At this stage of experimental studies, the rotational speed of the working unit was 700 min-1, and the onward speed was 2.5 m/sec. Later, for the experiments, the plasticine pins were made, using which, with the necessary accuracy, the lower and upper points of contact of the working element can be determined, which, in turn, makes it possible to calculate the amplitude of transverse oscillations as the difference between these points. The rotational speed of the working elements at this stage varied from 500 to 900 min-1, the cross-sectional diameter - from 5 to 7 mm. According to the test results, the most rational diameter of the working element, which is equal to 5.5 mm, was determined, the required cutting height of the carrot tops in accordance with agrotechnical requirements, which is 0 ... 20 mm at a frequency of rotation of the working elements 800 min-1. According to the testing results of the developed unit under production conditions, which were carried out in JSC “Kyrlay” of the Republic of Tatarstan, the rational speed of the unit movement was chosen, which amounted to 3.3 m/sec.
beets, tractor, carrot, soil, productivity, pulling machines, mechanical removal
Важная задача в технологическом процессе производства моркови – удаление ботвы передили во время уборки урожая. Этаоперация упрощает уборку корнеплодов, понижает чувствительность моркови к механическим повреждениям и уменьшает потери продукции при длительном хранении [1,2].
Согласно ГОСТ 1721-85 и 1722-85 и исходным требованиям, удаление ботвы должно проводиться так, чтобы у максимального количества корнеплодов размер оставшихся черешков находился в пределах от 0 до 20 мм. При этом головки корнеплодов не должны быть срезаны или повреждены.
Удаление ботвы моркови на корню так же может быть выполнено химическим или механическим способом. Исследования, проведенные К.Д. Матвеевым [3], показали, что обработка ботвы моркови дефолиантами приводит к ее частичному обезвоживанию, однако при этом прочность ботвы практически не снижается, а полное ее высыхание сопровождается загниванием сердцевины корнеплода, кроме того, теряется пищевая ценность ботвы и сохраняется вероятность проникновения в корнеплоды химикатов. Поэтому в мировой практике до сих пор применяют в основном механические ботвоудалители срезающего и обламывающего типов.
Из механических способов удаления ботвы корнеплодов на корню наиболее распространено срезание роторными ботворезами. Они надежны в работе и высокопроизводительны, однако их использование не позволяет полностью решить проблему механизированного удаления ботвы из-за большого количества повреждений головок корнеплодов.
Сегодня для уборки моркови, наряду с прямым комбайнированием, используют комплекс для раздельного проведения этой технологической операции, который включает ботвоуборочную машину, корнеуборочную машину и машины теребильного типа [4,5,6]. При реализации такой технологии используют два трактора, один из которых агрегатируется с ботвоудалителем, другой – с корнеуборочным комбайном. Этот способ очень энергоемкий и дорогостоящий. Более быстрая уборка достигается применением габаритных комбайнов (теребильными машинами). Однако они очень дороги, и многие фермерские хозяйства не могут позволить себе покупку такой машины [7,8]. В связи с этим возникает необходимость заполнения рынка малогабаритной многофункциональной сельскохозяйственной техникой, удовлетворяющей потребностям и, что не маловажно, финансовым возможностям отечественных фермеров [9].
Цель наших исследований – испытание комбинированного агрегата, состоящего из
двухрядного ротационного измельчителя ботвы корнеплодов роторного типа БИР-2, навешиваемого на переднюю трехточечную навескутрактора МТЗ-80, и серийной подкапывающей машины, навешиваемой на заднюю навеску.
Условия, материалы и методы исследований. Устройство (рисунок 1) состоит из рамы 1, механизма навески 2 и опорных колес 3 [9]. Опорные колеса установлены с возможностью регулирования высоты среза ботвы посредством перемещения вверх или вниз. На раме 1 жестко установленыгидромоторы 4. Корпус гидромотора жестко зафиксирован на раме при помощи болтового соединения 5. К стойке 6 опорного колеса при помощи тяги 7 шарнирно соединен вибратор 8, выполненный в виде плоского диска с зубьями. За опорными колесами на тяге закреплен стеблеподъемник 9, который выполнен в виде культиваторной лапы с направляющими усиками 10, направленными в сторону зоны действия рабочих элементов 11. Стеблеподъёмник жестко закреплен к стойке опорного колеса.
Приводной вал 19 состоит из верхней 12 и нижней 13 частей, между которыми смонтирована пружина 14, размещенная в корпусе 15 (рисунок 2). Выходной вал 16 гидромотора через муфту 17 соединен с верхней частью приводного вала. Нижний конец верхней части приводного вала жёстко сваркой 18 соединен с пружиной,второй конец которой так же соединён сваркойс верхним концом нижней части приводного вала. Нижний конец нижней части приводного вала имеет шпоночную канавку 20, при помощи которой жёстко соединен с рабочим органом 21. На муфте выполнены два отверстия жёстко фиксирующие выходной валгидромотора и верхнюю часть приводного вала. Нижняя часть приводного вала жёстко соединена с крестовиной рабочего органа, который выполнен в виде закрепленных на крестовине рабочих элементов. Рабочие элементы выполнены в виде ножей из износостойкого материала и закреплены болтовым соединением к крестовине рабочего органа. Также могут использоваться другие материалы рабочего элемента (ремень, цепь, полиуретан). При этом креплениеремня и цепи на крестовине осуществляется прижимными планками с помощью болтов и гаек.
Взаимодействие нижнего конца нижней части приводного вала рабочих органов с зубьями плоского диска вибратора обеспечивает плавное без ударов перемещение вверх - вниз (колебания) рабочих органов с рабочими элементами.
1. Pivovarov V.F. Ovoschi Rossii. [Vegetables of Russia]. / V.F. Pivovarov – M.: AO “Rossiyskie semena”, 1995. – P. 256.
2. Simulation of potato topper chopper. [Modelirovanie izmelchitelya botvy kartofelya]. / V.F. Pervushin, A.G. Ivanov, M.Z. Salimzyanov // Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya s.-kh. - Mechanization and electrification of the village. 2010. № 6. P. 2-3.
3. Tarakanov, G.I. Ovoschevodstvo. [Vegetable]. / G.I. Tarakanov, V.D. Mukhin, K.A. Shuin. – 2nd edition, revised and added. - M.: Kolos, 2002. – P. 472.
4. Agrotekhnicheskie trebovaniya na mashinu botvouborochnuyu 6-ryadnuyu s pogruzkoy botvy v transportnye sredstva i mashinu botvouborochnuyu 4ryadnuyu (modifikatsiya 6-ryadnoy botvouborochnoy mashiny). // Sb. agrotekhnicheskikh trebovaniy na selskokhozyaystvennye mashiny. [Agrotechnical requirements for a 6-row topper machine with loading tops into vehicles and a 4-row topper machine (modification of a 6-row topper machine). // Proceedings of agrotechnical requirements for agricultural machinery]. – M.: TsNIITEI, 1983. – Vol. 33. – P. 137-138.
5. Some problems of technical support of apk and prospects of its development Nekotoryye problemy tekhnicheskogo obespecheniya apk i perspektivy yego razvitiya / Ziganshin B.G., Valiyev A.R., Khamidullin N.N. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University. 2008. Vol. 3. № 2 (8). P. 148-152.
6. Sovershenstvovanie tekhnologicheskikh protsessov i tekhnicheskikh sredstv dlya vozdelyvaniya i uborki kartofelya. // dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni doktora tekhnicheskikh nauk. / [Improvement of technological processes and technical means for the cultivation and harvesting of potatoes. / Latypov R.M. // Thesis for the degree of Doctor of Technical Sciences]. Chelyabinskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet. Chelyabinsk, 2010.
7. Rotary haulm chopper parameters development and substantiation for root and tuber crops / Kalimullin M.N., Abdrakhmanov R.K., Mikhailovich A.S. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. T. 10. № 10. C. 25691-25698.
8. Litvinov S.S. Vegetable-growing in Russia: state and development prospects. [Ovoschevodstvo Rossii: sostoyanie i perspektivy razvitiya]. / S.S. Litvinov // Kartofel i ovoschi. - Potatoes and vegetables. - 2006. - №2. - P. 2 - 4.
9. Improvement of potato cultivation technology [Sovershenstvovanie tekhnologii vozdelyvaniya kartofelya]. / Kalimullin M.N., Abdrakhmanov R.K., Galiev I.G. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. - Equipment and equipment for the village. 2017. № 4. P. 6-9.
10. Investigation of the influence of fluctuations of work units on the quality of the work of the shredder. [Issledovanie vliyaniya kolebaniy rabochikh elementov na kachestvo raboty botvoizmelchitelya]. / Kalimullin M.N., Abdrakhmanov R.K. // Tekhnika i oborudovaniye dlya sela. - Equipment and equipment for the village. 2015. № 10. P. 35-37.
11. Determination of the optimal diameter of the working element of the topper grinder. [Opredelenie optimalnogo diametra rabochego elementa botvoizmelchitelya]. / Abdrakhmanov R.K., Kalimullin M.N., Arkhipov S.M. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University. 2008. Vol. 3. № 4 (10). P. 128-129.
12. Optimization of structural and technological indicators of an inertial-type threshing and separating device. [Optimizatsiya konstruktivno-tekhnologicheskikh pokazateley molotilno-separiruyuschego ustroystva inertsionno-ochesnogo tipa]. / Ryadnov A.I., Sharipov R.V., Fedorova O.A. // Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Polythematic network electronic scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2013. № 90. P. 370-382.
13. Determination of the rotor’s rotation frequency of the chopper of potato tops. [Opredelenie chastoty vrascheniya rotora izmelchitelya botvy kartofelya]. / Pervushin V.F., Ivanov A.G., Salimzyanov M.Z. // Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo khozyaystva. - Mechanization and electrification of agriculture. 2010. № 9. P. 4-5.
14. Assessment of the quality of grinding of root crops. [Otsenka kachestva izmelcheniya korneklubneplodov]. / Khaydarov R.R., Ziganshin B.G. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University. 2013. Vol. 8. № 1 (27). P. 84-87.
15. The test results of the BIR-2 rotary topper. [Rezultaty ispytaniy rotatsionnogo botvoizmelchitelya BIR-2]. / Ismagilov D.M., Abdrakhmanov R.K., Kalimullin M.N., Ziatdinov R.R. // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - Achievements of science and technology of agriculture. 2017. Vol. 31. № 12. P. 61-64.
16. General classical theory of oscillations of rods and its connection with oscillations of systems of elastic elements. [Obschaya klassicheskaya teoriya kolebaniy sterzhney i ee svyaz s kolebaniyami sistem iz uprugikh elementov]. / Martyanov A.P., Matyashin Yu.I., Valiev A.R., Yakhin S.M., Martyanov A.A. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – Herald of Kazan State Agrarian University. 2011. Vol. 6. № 3 (21). P. 90-94.
