Березовий Микола Георгійович. Обґрунтування технологічних і конструктивних параметрів робочих органів машини для збирання гички цукрового буряку

Краткое описание

Березовий Микола Георгійович. Обґрунтування технологічних і конструктивних параметрів робочих органів машини для збирання гички цукрового буряку : Дис... канд. наук: 05.05.11 2007

Березовий М.Г. Обґрунтування технологічних і конструктивних параметрів робочих органів машини для збирання гички цукрового буряку. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Національний аграрний університет, Київ, 2007.
Дисертаційна робота присвячена розробці та дослідженню конструкцій нових робочих органів гичкозбиральної машини, яка здійснює суцільне безпідпірне зрізування гички, визначенню їх раціональних технологічних і конструктивних параметрів.
Теоретичні дослідження присвячені побудові математичних моделей суцільного безпідпірного зрізування масиву гички та руху частинки гички по поверхнях робочих органів для транспортування і завантаження, експериментальні лабораторні та польові дослідження визначенню показників пошкоджуваності гички цукрового буряку гвинтовим конвеєром і лопатевою кидалкою та енергоємності процесу роботи.
Результати проведеного дослідження впроваджено на ВАТ "Тернопільський комбайновий завод", ВАТ "Борекс", на ВАТ "Дніпропетровський комбайновий завод". Технічна новизна проведеного дослідження і конструкторських розробок захищена 4-мя патентами України.

1. Одним із перспективних напрямів збирання гички цукрового буряку є видалення останньої у дві стадії: суцільне зрізування основної маси роторним робочим органом, її збирання для подальшого використання (або розкидання по поверхні поля), і послідуюче доочищення (дообрізання) головок коренеплодів. Для зрізування доцільним є використання роторного гичкорізального апарату з горизонтальною віссю обертання, оскільки саме цей робочий орган відрізняється простотою конструкції, малою енерго- та металоємністю. Для подальшого транспортування та завантаження гички доцільне застосування простих за конструкцією робочих органів, виконаних у вигляді гвинтового транспортера з горизонтальною віссю обертання та розташованої з ним на одній вісі лопатевої кидалки.
2. Побудована математична модель суцільного безпідпірного зрізування гички, яка базується на основних положеннях теорії суцільного зрізування рослинної маси, дала можливість аналітично визначити, на підставі чисельного моделювання на ПЕОМ, наступні раціональні параметри роторного гичкорізального апарату:
потрібна потужність роторного гичкорізального апарату має становити не менше ніж 391 Вт, що відповідатиме витратам 1408 кВтгод;
максимальна розрахункова продуктивність збирання гички трирядною гичкозбиральною машиною повинна знаходитися в межах 50,4 кг/с;
число блоків зрізаючих ножів S-подібної форми на барабані роторного гичкорізального апарата має бути не менше 12 шт. (при трирядковому виконанні гичкозбиральної машини), при загальній кількості ножів 36 шт.;
колова швидкість кінців зрізаючих ножів повинна знаходитись у межах 18...20 м/с;
ширина блоку ножів має бути не меншою, ніж 0,15 м, приведена маса одного ножа 1,7 кг;
радіус барабана роторного гичкорізального апарату має бути в межах 0,300,35 м.
3. Аналітичне дослідження руху частинки гички по робочих органах завантажувального механізму і послідуюче чисельне моделювання на ПЕОМ дали можливість встановити такі раціональні конструктивні і кінематичні його параметри:
довжина лопаті кидалки має бути не меншою, ніж 0,40,5 м, її ширина 0,18 м;
потрібна лінійна швидкість руху частинки у завантажувальній трубі досягається при кутовій швидкості вала кидалки понад 56 с-1.
кут нахилу площини робочої поверхні лопаті кидалки до її радіусу несуттєво впливає на час руху частки гички вздовж поверхні лопаті. Проте встановлено, що збільшення значення цього кута призводить до збільшення часу руху. Враховуючі зазначені підстави, а також умови технологій виготовлення, значення кута має бути не більшим 5.
4. На підставі проведених лабораторних експериментальних досліджень встановлено, що раціональним режимом роботи гичкозбиральної машини за умови мінімізації масової частки сильно пошкодженої гички є кутова швидкість робочих органів для транспортування і завантаження гички в діапазоні 30...40 с-1з лопатями, які мають скошену частину у своїй основі з боку гвинтового конвеєра, і, виходячи з конструктивних параметрів кожуха кидалки та завантажувальної труби, доцільно використовувати кидалку типу В із лопатями, кінці яких відігнуті під кутом= 3038 для спрямування потоку гички в завантажувальну трубу.
5. За результатами проведених експериментальних досліджень отримані енергетичні показники роботи гичкозбиральної машини. Потужність на виконання усього технологічного процесу збирання гички становить 8,0...12,5 кВт. Максимальне значення потужності, яке має місце за умови швидкості руху до 2,2 м/с складає близько 14,5 кВт. Максимальне значення тягової потужності за максимальної швидкості, яка забезпечує високу якість виконання технологічного процесу, не перевищує 4,0 кВт. Транспортування і завантажування гички потребує потужності 45 кВт.
6. За результатами науково-дослідної та конструкторської роботи для дослідної партії гичкозбиральних машин даної конструкції, які успішно пройшли попередні випробування в УкрНДІПВТ (1993 р.), виготовлено вдосконалені робочі органи, з якими машини пройшли широкі господарчі випробування в Чернігівської та Київської областях (1996-2004 рр.). Результати теоретичних і експериментальних досліджень та конструкторські розробки впроваджені на ВАТ "Тернопільський комбайновий завод", Дніпропетровському комбайновому заводі та ВАТ "Борекс". Застосування нової трирядної гичкозбиральної машини з встановленими робочими органами вдосконаленої конструкції дає розрахунковий річний економічний ефект до 9,6 тис. грн.