CC BY
28
9. Sriravindrarajah, R. and Swamy, R. Development of a Conductivity Probe to Monitor Setting Time and Moisture Movement in Concrete //Cement, Concrete and Aggregates, Vol. 4, No. 2, 1982, pp. 73-80, ISSN 0149-6123.
10. Relly Victoria Virgil Petrescuetal. Testing by Non-Destructive Control //American Journal of Engineering and Applied Sciences 2017, 10 (2): 568.583 DOI: 10.3844/ajeassp.2017.568.583
E-mail: pniiemt@yandex.ru
УДК 635.135
ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
ASSESSMENT OF PROSPECTIVE TECHNOLOGICAL SCHEMES
POTATO HARVESTER
И.А. Успенский, доктор технических наук, профессор Г.К. Рембалович, доктор технических наук, доцент М.Ю. Костенко, доктор технических наук, доцент Р.В. Безносюк, кандидат технических наук
I. A. Uspenskiy, G. K. Rymbalovich, M.U. Kostenko, R. V. Beznosyuk
Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева
Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev
В статье рассмотрен вопрос расширения диапазона почвенно-климатических условий эффективной работы картофелеуборочных машин за счет внедрения в технологическую схему разработанных технических решений, позволяющих интенсифицировать процесс разделения клубненосного вороха и снизить повреждения клубней при взаимодействии с металлическими поверхностями рамы и при ударе о поверхность кузова транспортного средства во время разгрузки накопительного бункера. Приведены описания и принцип работы разработанных устройств: для подкапывающей части картофелеуборочных комбайнов разработан выкапывающий рабочий орган, для органов просевной сепарации был разработан разравнивающий ин-тенсификатор с упругими рабочими элементами, установленными над рабочей ветвью полотна в его передней части, для органов выносной сепарации разработаны интенсификаторы в виде клубнеотражающих отбойных валиков, для ограничения взаимодействия клубней картофеля с металлическими боковыми поверхностями кузова комбайна на боковых поверхностях транспортеров органов просевной и выносной сепарации разработаны ограничители в виде упругих элементов, для снижении скорости движения падающих клубней и уменьшения перепада высоты между выгрузным транспортером и кузовом транспортного средства разработано устройство для гашения энергии падающих клубней картофеля. Приведены результаты сравнительных испытаний серийных и усовершенствованных картофелеуборочных машин. В заключении сделан вывод о расширении диапазона эффективного использования разработанных устройств.
The article considers the issue of expanding the range of soil and climatic conditions for effective operation of potato harvesting machines through the introduction in the technological scheme of the developed technical solutions allowing to intensify the process of separation of tuber piles and to reduce damage of tubers during interaction with metallic surfaces of the frame when hitting the surface of the vehicle body during unloading of the storage bin. The descriptions and operation of the developed devices: mines, for part of the potato harvesters developed by digging up working body, for bodies posevnoi separation was developed by levelling the intensifier with elastic working elements mounted on the working branch of the paintings in the front part of the bodies external separation in-tensifiers developed in the form of pneumatic cylinders clonearray, to limit the interaction of potato tubers with the metal side surfaces of the combine body on the side surfaces of the conveyors of the
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 1 (49), 2018
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
sieving and external separation bodies, limiters in the form of elastic elements were developed, to reduce the speed of the falling tubers and to reduce the height difference between the unloading conveyor and the body of the vehicle, a device was developed to extinguish the energy of the falling potato tubers. The results of comparative tests of serial and improved potato harvesting machines are presented. In conclusion, it is concluded that the range of effective use of the developed devices is expanded.
Ключевые слова: картофелеуборочный комбайн, картофель, уборка, интенсификация, сепарация.
Key words: potato harvester, potato harvesting, intensification, separation.
Введение. В Российской Федерации картофель считается «вторым хлебом», и его производство по машинным технологиям существенно влияет на продовольственную безопасность страны. Зачастую уборка картофеля происходит в неблагоприятных погодных и почвенно-климатических условиях (повышенная или пониженная влажность), что заставляет производителей осуществлять ее в сжатые сроки, целенаправленно изменяя регулировки картофелеуборочных машин за пределы рациональных значений, увеличивая при этом показатели потерь и повреждений клубней.
В Рязанском государственном агротехнологическом университете имени П.А. Костычева (ФГБОУ ВО РГАТУ) на протяжении нескольких лет разрабатываются технические решения, позволяющие расширить диапазон почвенно-климатических условий, в котором показатели работы картофелеуборочных машин будут находиться в пределах агротехнических требований [1].
Картофелеуборочные комбайны имеют сложную компоновку и состоят из нескольких отдельных блоков, отвечающих за процессы выкапывания и сепарации картофельного вороха, транспортировки и выгрузки картофеля из накопительного бункера [1]. Для каждого отдельного блока имеются свои специфические требования, и зачастую, при рассмотрении каждого из блоков в отдельности, они этим требованиям соответствуют. Однако в процессе последовательного включения в работу всех органов машины наблюдается отклонение агротехнических показателей от требуемых, что наиболее ярко проявляется при работе в условиях, отличных от оптимальных.
Материалы и методы. Учеными ФГБОУ ВО РГАТУ, в том числе и авторами статьи, были созданы устройства, позволяющие расширить диапазон условий, при котором показатели работы картофелеуборочных комбайнов будут находиться в пределах агротехнических требований [4].
Рисунок 1 - Выкапывающий рабочий орган: 1 - лемех; 2 - диск; 3 - почвозацеп
Для подкапывающей части картофелеуборочных комбайнов разработан выкапывающий рабочий орган (патент РФ № 134 735) (рисунок 1), содержащий лемех и вертикально установленные по обе стороны от него зубчатые диски, отличающийся тем, что на торцах дисков в центре каждого зуба выполнены почвозацепы в виде равносторонних треугольников, одна сторона которых параллельна нерабочей кромке зуба, а две другие прорезаны в теле диска, при этом треугольники отогнуты попеременно в обе стороны диска относительно его торца на угол 45-90°, и их площадь не превышает 1/3 площади зуба.
Процесс сепарации картофельного вороха, как правило, в картофелеуборочных комбайнах разделен на 2 этапа: просевная и выносная. Задачей просевной сепарации служит максимальное разделение почвенных и растительных примесей от клубней картофеля, выносной - заключительное разделение компанентов. Особенностями работы рабочих органов просевной и выносной сепарации служит интенсивное воздействие на картофельный ворох, что зачастую приводит к повреждениям клубней картофеля. В сложных почвенно-климатических условиях, например при повышенной влажности, наблюдается прилипание почвы к рабочим органам, что существенно снижает показатели их работы.
Для органов просевной сепарации были разработаны разравнивающие интенсифи-каторы с упругими рабочими элементами (патент РФ №2 438 289) (рисунок 2), установленными над рабочей ветвью полотна в его передней части. Рабочие элементы выполнены в виде упругих спиральных лент, которые укреплены на приводных валах прерывисто. При этом одни концы спиральных лент прикреплены к валам шарнирно, а другие концы лент размещены с возможностью свободного перемещения вдоль оси валов [2].
Рисунок 2 - Интенсификаторы с упругими рабочими элементами: 1 - просеивающий элеватор; 2 - приводные валы; 3 - рабочие элементы; 4 - шарнир; 5 - промежуточная втулка; 6 - шайба; 7 - приводная звезда
ИЗВЕСТИЯ'
№ 1 (49), 2018
Для органов выносной сепарации разработаны интенсификаторы в виде клубнеотражающих отбойных валиков (патенты РФ №95 960 [10, 2, 9], №63 637, №2 245 011 [11] (рисунок 3), №2 454 850 [12]). Все интенсификаторы имеют ряд технических решений, направленных на обеспечение качественных показателей работы органа выносной сепарации в более широком диапазоне почвенно-климатических условий [3, 8, 6].
Рисунок 3 - Орган выносной сепарации с установленным усовершенствованным клубнеотражателем: 1 - разделительная горка; 2 - конвейерная лента; 3, 4 - рабочая и обратная ветвь; 5 - упругий палец; 6 - конвейер загрузки картофельного вороха; 7 -конвейер выгрузки клубней; 8 - головной барабан; 9 - интенсификатор
Рисунок 4 - Ограничители в виде упругих элементов: 1 - рама; 2 - сепарирующий транспортер; 3 - прутки транспортера; 4 - упругие элементы
С целью ограничения взаимодействия клубней картофеля с металлическими боковыми поверхностями кузова комбайна на боковых поверхностях транспортеров органов просевной и выносной сепарации, предлагается устанавливать оригинальные ограничители в виде упругих элементов (патент РФ №2 464 765) (рисунок 4), что позволит снизить повреждения при уборке и потери клубней при последующем хранении.
При выгрузке клубней в транспортное средство зачастую наблюдаются повреждения клубней, связанные с ударами о кузов при падении с высоты около 2 метров [5]. Для снижении скорости движения падающих клубней и уменьшения перепада высоты между выгрузным транспортером и кузовом транспортного средства в блок наполнения и выгрузки продукции предлагается устанавливать разработанное устройство для гашения энергии падающих клубней картофеля (патент РФ №102 171) (рисунок 5).
С целью возможности применения разработанных устройств, были проведены полевые исследования в период массовой уборки картофеля (середина августа - начало октября) в условиях сельскохозяйственных предприятий, занимающихся производством картофеля по машинным технологиям.
Программа экспериментальных исследований усовершенствованного картофелеуборочного комбайна заключалась в исследовании процесса сепарации и сравнительные полевые испытания комбайнов при возделывании картофеля по различным технологиям.
Рисунок 5 - Устройство для гашения кинетической энергии клубней картофеля при падении: 1 - емкость; 2 - рычаг; 3 - привод; 4 - транспортер; 5 - шарнир;
6 - диск с кулачком; 7 - жесткая рама; 8 - пружина
Объектом исследований выступали серийный и усовершенствованный картофелеуборочный комбайн марки DR1500.
Проведение полевых исследований проводилось в соответствии с ГОСТ 20915-75 и СТО АИСТ 8.5 - 2010, ГОСТ 54781-11 с использованием поверенного оборудования.
При проведении исследований измерялись и рассчитывались эксплуатационно-технологические показатели: состав вороха (по массе) в бункере комбайна, %; производительность в час основного и эксплуатационного времени, га/ч; эксплуатационные коэффициенты; рабочая скорость агрегата, км/ч; количество и степень повреждений клубней, %; качество выполнения технологического процесса, %; удельный расход топлива, кг/га.
Результаты и обсуждение. Результаты эксплуатационно-технологической оценки серийных и усовершенствованных картофелеуборочных комбайнов DR-1500 представлены в таблице.
Анализ полученных результатов показывает, что применение на картофелеуборочных комбайнах, разработанных в ФГБОУ ВО РГАТУ устройств, существенно влияет на качество работы в условиях отличных от оптимальных.
Таблица - Результаты эксплуатационно-технологической оценки серийных и усовер-_шенствованных картофелеуборочных комбайнов DR-1500._
Наименование показателя Действующие требования Средняя влажность почвы, %
до 16 % 16...23 % св. 23 %
Серийный Усовершенствован ный Серийный Усовершенствован ный Серийный Усовершенствованный
Рабочая скорость машины, м/с — 4,1 4,3 4,5 4,5 3,5 3,8
Полнота выкапывания клубней, о/. /о. - собрано в тару - оставлено на поверхности почвы в том числе не оторвано от ботвы - оставлено в почве >97 94,4 5,6 0 0 97,8 2,2 0 0 98,4 1,6 0,1 0 98,9 1,1 0 0 93,7 6,3 0,5 0 97,3 2,7 0,2 0
Потери, всего, % < 3 5,6 2,2 1,6 1,1 6,3 2,7
Состав вороха клубней, %.
- клубни > 80 76,4 89,7 84,8 90,3 69,2 82,4
- почва - 23,5 10,2 15,0 9,5 30,4 17,4
- камни - 0 0 0 0 0 0
- растительные остатки - 0,1 0,1 0,2 0,2 0,4 0,2
- прочие примеси - 0 0 0 0 0 0
Повреждение клубней по массе, % < 10 15,14 6,64 6,03 4,46 6,15 3,67
Производительность, га/ч.
- за 1 ч основного времени - 0,62 0,65 0,68 0,68 0,53 0,57
- за 1 ч эксплуатац. времени > 0,3 0,39 0,45 0,52 0,54 0,28 0,35
Коэффициент использования эксплуатационного времени >0,60 0,64 0,69 0,77 0,80 0,54 0,62
Удельный расход топлива, кг/га кг/ч - 27,2 10,6 24,4 11,0 18,9 9,8 19.3 10.4 41,0 11,5 33.7 11.8
Заключение. Результаты сравнительных испытаний серийного и усовершенствованного картофелеуборочного комбайнов в условиях отличных от оптимальных показали повышение чистоты клубней в бункере при снижении повреждений клубней и уменьшении потерь продукции.
Библиографический список
1. Анализ эксплуатационно-технологических требований к картофелеуборочным машинам и показателей их работы в условиях рязанской области [Текст] / Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, А.А. Голиков, Р.В. Безносюк [и др.] // Вестник РГАТУ. - 2013. - № 1(17). - С. 64-68.
2. Безносюк, Р.В. Совершенствование органа выносной сепарации картофелеуборочных машин [Текст] : автореф. дис. канд. технич. наук: 05.20.01 / Р.В. Безносюк / Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева. - Саранск. 2013. - 20 с.
3. Инновационные решения вторичной сепарации: результаты испытаний в картофелеуборочных машинах [Текст]/ Д.Н. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский [и др.] // Вестник РГАТУ. - 2011. - № 4(12). - С. 34-37.
4. Математическая модель технологического процесса картофелеуборочного комбайна при работе в условиях тяжелых суглинистых почв [Текст]/ Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, Г.К. Рембалович [и др.] // Вестник РГАТУ. - 2014. - №4. - С. 59-64.
5. Некоторые вопросы организации транспортных работ при машинной уборке картофеля [Текст]/ И.А. Успенский, Г.К. Рембалович, Г.Д. Кокорев [и др.] // Вестник РГАТУ. - 2010.
- № 4(8). - С. 72-74.
6. Рембалович, Г.К. Теоретические основы исследования рабочих органов на основе моделирования процесса вторичной сепарации в картофелеуборочных машинах [Текст]/ Г.К. Рем-балович, Р.В. Безносюк // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. - №89. - С.700-720.
7. Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины [Текст] : патент на изобретение №2438289, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 / Рязанов Н.А., Успенский И.А., Рембалович Г.К. и др. - Опубл. 10.01.2012, бюл. №1.
8. Технологическое и теоретическое обоснование конструктивных параметров органов вторичной сепарации картофелеуборочных комбайнов для работы в тяжелых условиях [Текст] / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский [и др.] // Вестник РГАТУ. - 2012. — №4. - С. 87-90.
9. Успенский, И.А. Сепарирующая горка с лопастным отбойным валиком [Текст]/ И.А. Успенский, Р.В. Безносюк, Г.К. Рембалович // Вестник РГАТУ. - 2010. - № 2. - С. 57-59.
10. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей [Текст] : патент на полезную модель № 95960, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 / Безносюк Р.В., Бышов Д.Н. и др. - Опубл. 20.07.2010, бюл. №20.
11. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей [Текст] : патент на изобретение №2245011, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 / Борычев С.Н., Рембалович Г.К., Успенский И.А.
- Опубл. 27.01.2005, бюл. №3.
12. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей [Текст] : патент на изобретение №2454850, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 / Павлов В.А., Рембалович Г.К., Безносюк Р.В. и др. - Опубл. 10.07.2012.
Reference
1. Analiz ]kspluatacionno-tehnologicheskih trebovanij k kartofeleuborochnym mashinam i pokazatelej ih raboty v usloviyah ryazanskoj oblasti [Tekst] / G. K. Rembalovich, I. A. Uspenskij, A. A. Golikov, R. V. Beznosyuk [i dr.] // Vestnik RGATU. - 2013. - № 1(17). - S. 64-68.
2. Beznosyuk, R. V. Sovershenstvovanie organa vynosnoj separacii kartofeleuborochnyh mashin [Tekst] : avtoref. dis. kand. tehnich. nauk: 05.20.01 / R. V. Beznosyuk / Mordovskij gosudar-stvennyj universitet im. N. P. Ogareva. - Saransk. 2013. - 20 s.
3. Innovacionnye resheniya vtorichnoj separacii: rezul'taty ispytanij v kartofeleuborochnyh mashinah [Tekst]/ D. N. Byshov, S. N. Borychev, I. A. Uspenskij [i dr.] // Vestnik RGATU. - 2011. -№ 4(12). - S. 34-37.
4. Matematicheskaya model' tehnologicheskogo processa kartofeleuborochnogo kombajna pri rabote v usloviyah tyazhelyh suglinistyh pochv [Tekst]/ N. V. Byshov, S. N. Borychev, G. K. Rembalovich [i dr.] // Vestnik RGATU. - 2014. - №4. - S. 59-64.
5. Nekotorye voprosy organizacii transportnyh rabot pri mashinnoj uborke kartofelya [Tekst]/ I. A. Uspenskij, G. K. Rembalovich, G. D. Kokorev [i dr.] // Vestnik RGATU. - 2010. - № 4(8). - S. 72-74.
6. Rembalovich, G. K. Teoreticheskie osnovy issledovaniya rabochih organov na osnove modelirovaniya processa vtorichnoj separacii v kartofeleuborochnyh mashinah [Tekst]/ G. K. Rembalovich, R. V. Beznosyuk // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. - 2013. - №89. - S.700-720.
7. Separiruyuschee ustrojstvo korneklubneuborochnoj mashiny [Tekst] : patent na izobretenie №2438289, RU, M. kl.2 A 01 D 33/08 / Ryazanov N. A., Uspenskij I. A., Rembalovich G. K. i dr. -Opubl. 10.01.2012, byul. №1.
8. Tehnologicheskoe i teoreticheskoe obosnovanie konstruktivnyh parametrov organov vtorichnoj separacii kartofeleuborochnyh kombajnov dlya raboty v tyazhelyh usloviyah [Tekst] / N. V. Byshov, S. N. Borychev, I. A. Uspenskij [i dr.] // Vestnik RGATU. - 2012. -- №4. - S. 87-90.
9. Uspenskij, I. A. Separiruyuschaya gorka s lopastnym otbojnym valikom [Tekst]/ I. A. Uspenskij, R. V. Beznosyuk, G. K. Rembalovich // Vestnik RGATU. - 2010. - № 2. - S. 57-59.
10. Ustrojstvo dlya otdeleniya korneklubneplodov ot primesej [Tekst] : patent na poleznuyu model' № 95960, RU, M. kl.2 A 01 D 33/08 / Beznosyuk R. V., Byshov D. N. i dr. - Opubl. 20.07.2010, byul. №20.
11. Ustrojstvo dlya otdeleniya korneklubneplodov ot primesej [Tekst] : patent na izobretenie №2245011, RU, M. kl.2 A 01 D 33/08 / Borychev S. N., Rembalovich G. K., Uspenskij I. A. - Opubl. 27.01.2005, byul. №3.
12. Ustrojstvo dlya otdeleniya korneklubneplodov ot primesej [Tekst] : patent na izobretenie №2454850, RU, M. kl.2 A 01 D 33/08 / Pavlov V. A., Rembalovich G. K., Beznosyuk R. V. i dr. -Opubl. 10.07.2012.
E-mail: university@rgatu.ru
УДК 631.674.4 (635.15+635.11)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ
IMPROVEMENT OF THE SUBSOIL IRRIGATION SYSTEM
Е.А. Ходяков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.Г. Милованов, аспирант
E.A. Khodyakov, S.G. Milovanov
Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agrarian University
Проведённые нами трёхлетние исследования со столовой свеклой и четырёхлетние исследования с редькой показали, что поддержание режимов орошения 75, 75-85-75 и 85 % НВ при внутрипочвенном орошении в сочетании с внесением расчётной дозы минеральных удобрений позволяет получать планируемую урожайность 80 т/га корнеплодов на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья. Опыты со столовой свеклой показали, что по урожайности и продуктивности использования влаги для формирования 1 тонны продукции внутри-почвенное орошение столь же эффективно, что и капельное орошение. Однако в сравнении с дождеванием, этот способ полива позволяет получать прибавку урожая до 9,6 т/га или до 14,0 %, одновременно снижая коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды соответственно на 22,0 и 27,9 %. Исследования со столовой свеклой на участке внутрипочвенного орошения с расстояниями между внутрипочвенными увлажнителями 1,2; 1,5 и 1,8 м и затем - с редькой на участке с расстояниями 1,2; 1,4 и 1,6 м позволили установить, что можно, не снижая эффективности орошения, увеличить это расстояние с 1,2 до 1,4 м. Это способствует общему снижению стоимости всей системы на 13 % с каждого гектара. Экономические расчёты показали, что системы внутрипочвенного орошения, имея начальную стоимость в 3...5 раз большую, чем системы капельного орошения, могут быстро окупиться в первые годы эксплуатации, не требуя, в отличие от этих систем, никаких дополнительных затрат в дальнейшем.
