Введение к работе
Актуальность темы. Свекла – это одна из наиболее распространенных овощных, кормовых и технических культур. Она является одной из главнейших сельскохозяйственных культур и единственным источником производства белого сахара.
Уборка является одной из наиболее трудоемких операций при возделывании сахарной свеклы. Начало уборки сахарной свеклы зависит от биологических факторов ее развития, погодных условий, готовности уборочных, погрузочных и транспортных средств, сроков пуска сахарных заводов. Уборка приходится на осенние месяцы в это время идет интенсивный рост корнеплодов и накопление в них сахара, но сложность заключается в том что этот период характеризуется повышенной влажностью почвы. свеклоуборочные машины при этом теряют работоспособность из-за налипания частичек почвы на рабочие органы. Увеличиваются повреждения и потери корнеплодов, а также их загрязненность.
Проведённый обзор рабочих органов свеклоуборочных машин показал, что более работоспособными в условиях повышенной влажности почвы являются лемешковые рабочие органы, которые используются на многих зарубежных комбайнах, а в последнее время и на отечественных. Для работы в этих условиях дисковые и вильчатые копатели необходимо доукомплектовать сложными механизмами очистки рабочих органов. Лемешковые вибрационные копатели работающие в трех плоскостях, обеспечивают наиболее качественное разрушение связей корнеплода с почвой, однако в этом случае увеличивается ширина русла копателя, а следовательно увеличивается объем сепарируемой почвы, что в свою очередь может вызвать повреждение корнеплодов.
Поэтому разработка высокоэффективных свеклоуборочных машин для сельскохозяйственных товаропроизводителей, направленная на повышение качества корнеплодов при уборке сахарной свеклы в условиях повышенной влажности почвы путем совершенствования выкапывающего рабочего органа, является весьма актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006 – 2010 г.г. (задание IX.01.02 – Разработать высокопроизводительную технику нового поколения для производства приоритетных групп продукции растениеводства).
Цель работы. Повышение производительности свеклоуборочных комбайнов при снижении повреждения корнеплодов в условиях повышенной влажности почвы путем изменения интенсивности и направления воздействия вибрационного рабочего органа.
Объект исследований. Технологический процесс извлечения корнеплодов сахарной свеклы из почвы вибрационным копателем.
Предмет исследований. Закономерность взаимодействия вибрационного копателя с корнеплодом сахарной свеклы и почвой при выкопке.
Методика исследований. Теоретические исследования проводились методами теоретической механики и математического моделирования. Для проведения экспериментальных исследований были составлены общие и частные методики. Исследования проводились на экспериментальных образцах вибрационного копателя с узлом вибрации, выполненным в виде «качающейся шайбы». Использована теория планирования экспериментов. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики при помощи ЭВМ.
Научную новизну составляют:
- обоснование технологической схемы долотообразного вибрационного рабочего органа при работе в условиях повышенной влажности почвы;
- обоснование конструктивно-режимных параметров, обеспечивающих снижение повреждения корнеплодов и повышение скорости движения агрегата.
- математическая модель процесса извлечения корнеплодов вибрационным рабочим органом с изменяемой амплитудой колебания, направленной в обратную сторону движения агрегата.
Практическая значимость заключается в разработке конструкции и обосновании оптимальных параметров вибрационного рабочего органа (патент РФ № 91665), позволяющего повысить производительность свеклоуборочных машин.
На защиту выносится:
- обоснование технологической схемы долотообразного вибрационного рабочего органа при работе в условиях повышенной влажности почвы;
- результаты исследования некоторых физико-механических свойств корней сахарной свеклы, наиболее встречающихся в ЦЧР гибридов;
- результаты теоретических исследований технологического процесса выкопки корнеплодов;
- результаты экспериментальных исследований и рекомендации по выбору рациональных параметров и режимов работы вибрационного рабочего органа;
- оценка эффективности использования предлагаемого вибрационного рабочего органа.
Реализация результатов исследований. Экспериментальный образец вибрационного рабочего органа прошёл производственные испытания в ООО «Заря» Петровского района, Тамбовской области.
Результаты исследований переданы ООО «Научно – исследовательский центр «Агроник» для продолжения по ним опытно – конструкторских работ.
Материалы исследований используются в учебном процессе Мичуринского государственного аграрного университета.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на 59-ой научной студенческой конференции 21 – 22 марта 2007 г. Мичуринск – наукоград РФ 2007, международной научно–практической конференции 15 – 16 ноября 2007г. «Перспективные
технологии и технические средства в АПК», Мичуринск – наукоград РФ, 2008, международной научно-практической конференции 29-30 января «Инновации в образовании и науке», Москва 2009, на II этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнический университет им. П.А. Костычева» 16 – 17 апреля 2009; международной научно-практической конференции 4 – 5 мая «Инновационно-техническое обеспечение ресурсосберегающих технологий АПК», Мичуринск – наукоград РФ, 2009, на расширенных заседаниях кафедр МичГАУ (2009-2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях. рекомендованных ВАК РФ, получен патент РФ на полезную модель.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы из 116 наименований и приложения. Работа изложена на 122 страницах текста, содержит 49 рисунков, 11 таблиц, 7 приложений.
