аспирант
, Россия
сотрудник
Россия
сотрудник
аспирант
, Россия
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
Важная задача в технологическом процессе производства моркови – удаление ботвы перед или во время уборки урожая. Двухрядный ротационный ботвоизмельчитель корнеклубнеплодов БИР-2с гибкими рабочими элементами предназначен для удаления ботвы перед или во время уборки урожая моркови. Предлагается его совместное использование с подкапывающей машиной в агрегате с трактором класса тяги 1,4кН с передним и задним навесным устройством. В этом случае ботвоизмельчитель навешивается на переднюю навеску энергосредства, а рабочие органы приводятся во вращение при помощи гидромоторов, что позволяет работать двум агрегатируемым устройствам независимо друг от друга. Лабораторные исследования влияния частоты вращения, типа и диаметра поперечного сечения рабочих элементов на амплитуду их колебаний проведены в почвенном канале Казанского ГАУ. В экспериментах использовали несколько типов рабочих элементов: прорезиненный металлический трос, резинотканевый элемент, леска. Апробацию рабочих элементов проводили при удалении ботвы моркови. На этом этапе экспериментальных исследований частота вращения рабочего органа составляла 700 мин-1, а поступательная скорость – 2,5 м/с. В дальнейшем для проведения экспериментов были изготовлены пластилиновые штифты, с использованием которых с необходимой точностью можно определить нижнюю и верхнюю точку касания рабочего элемента, что, в свою очередь, позволяет высчитать амплитуду поперечных колебаний, как разницу между этими точками. Частоту вращения рабочих элементов на этом этапе варьировали в пределах от 500 до 900 мин-1, диаметр поперечного сечения – от 5 до 7 мм. По результатам испытаний были определены наиболее рациональный диаметр рабочего элемента, который равен 5,5 мм, необходимая высота среза ботвы моркови в соответствие агротехническим требованиям, которая составляет 0…20 мм при частоте вращения рабочих элементов 800 мин-1. По результатам испытания разработанного агрегата в производственных условиях, которые проводили в ОАО «Кырлай» Республики Татарстан, выбрана рациональная скорость движения агрегата, которая составила 3,3 м/с.
ботва, трактор, морковь, почва, производительность, теребильные машины, механическое удаление
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. Пивоваров, В.Ф. Овощи России. / В.Ф. Пивоваров – М.: АО «Российские семена», 1995. – 256 с.
2. Моделирование измельчителя ботвы картофеля / В.Ф. Первушин, А.Г. Иванов, М.З. Салимзянов // Механизация и электрификация с.-х. – 2010. . – № 6. – С. 2-3.
3. Тараканов, Г.И. Овощеводство. / Г.И. Тараканов, В.Д. Мухин, К.А. Шуин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 2002. – 472 с.
4. Агротехнические требования на машину ботвоуборочную 6-рядную с погрузкой ботвы в транспортные средства и машину ботвоуборочную 4рядную (модификация 6-рядной ботвоуборочной машины) //Сб. агротехнических требований на сельскохозяйственные машины. – М.: ЦНИИТЭИ, 1983. – Т.33. – С. 137-138.
5. Некоторые проблемы технического обеспечения апк и перспективы его развития / Зиганшин Б.Г., Валиев А.Р., Хамидуллин Н.Н. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2008. – Т. 3. – № 2 (8). – С. 148-152.
6. Совершенствование технологических процессов и технических средств для возделывания и уборки картофеля: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Челябинский государственный агроинженерный университет. – Челябинск, 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. Т. 10. № 10. С. 25691-25698.
8. Литвинов, С.С. Овощеводство России: состояние и перспективы развития / С.С. Литвинов // Картофель и овощи. – 2006. – №2. – с. 2 - 4.
9. Совершенствование технологии возделывания картофеля / Калимуллин М.Н., Абдрахманов Р.К., Галиев И.Г. // Техника и оборудование для села. – 2017. – № 4. – С. 6-9.
10. Исследование влияния колебаний рабочих элементов на качество работы ботвоизмельчителя / Калимуллин М.Н., Абдрахманов Р.К. // Техника и оборудование для села. – 2015. – № 10. – С. 35-37.
11. Определение оптимального диаметра рабочего элемента ботвоизмельчителя / Абдрахманов Р.К., Калимуллин М.Н., Архипов С.М. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2008. –Т. 3. – № 4 (10). – С. 128-129.
12. Оптимизация конструктивно-технологических показателей молотильно-сепарирующего устройства инерционно-очесного типа / Ряднов А.И., Шарипов Р.В., Федорова О.А. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. –№ 90. – С. 370-382.
13. Определение частоты вращения ротора измельчителя ботвы картофеля / Первушин В.Ф., Иванов А.Г., Салимзянов М.З. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2010. – № 9. – С. 4-5.
14. Оценка качества измельчения корнеклубнеплодов / Хайдаров Р.Р., Зиганшин Б.Г. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2013. – Т. 8. – № 1 (27). – С. 84-87.
15. Результаты испытаний ротационного ботвоизмельчителя БИР-2 / Исмагилов Д.М., Абдрахманов Р.К., Калимуллин М.Н., Зиатдинов Р.Р. // Достижения науки и техники АПК. – 2017. – Т. 31. – № 12. – С. 61-64.
16. Общая классическая теория колебаний стержней и ее связь с колебаниями систем из упругих элементов / Мартьянов А.П., Матяшин Ю.И., Валиев А.Р., Яхин С.М., Мартьянов А.А. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2011. – Т. 6. – № 3 (21). – С. 90-94.
