CC BY
8Рис. 4 - Общий вид универсального тракторного прицепа Conow TMK 16/TMK22 Universal от фирмы Conow-Anhangerbau
Рис. 5 - Общий вид прицепа-самосвала с цельным кузовом TMK 16/TMK 22
Библиографический список
1. Основные тенденции развития высокопро-
изводительной техники / Колчин Н.Н. [и др.] // Тракторы и сельхозмашины - 2012. - № 4. - С. 46-51
УДК 631.356
Н.В. Бышов, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ
С.Н. Борычев, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ
И. А. Успенский, д-р техн. наук, профессор, Рязанский ГАТУ
Г. К. Рембалович, канд. техн. наук, доцент, Рязанский ГАТУ
В. А. Павлов, аспирант, Рязанский ГАТУ Р. В. Безносюк, ассистент, Рязанский ГАТУ А. А. Голиков, аспирант, Рязанский ГАТУ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОРГАНОВ ВТОРИЧНОЙ СЕПАРАЦИИ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ ДЛЯ РАБОТЫ В ТЯЖЕЛЫХ УСЛОВИЯХ
Повышение надежности, улучшение задачей сельскохозяйственного производства [1]. эксплуатационно-технологических и агротехни- Надежность - свойство изделия выполнять за-
ческих показателей работы картофелеуборочных данные функции, сохраняя свои эксплуатацион-
машин является актуальной научно-технической ные показатели в заданных пределах в течение
© Бышов Н. В., Борычев С. Н., Успенский И. А., Рембалович Г. К., Павлов В. А., Безносюк Р. В., Голиков А. А., 2012
требуемого периода или требуемой наработки. Надежность - составная часть качества изделий, которая в отличие от других показателей (точности, прочности, упругости и т.д.) может быть установлена лишь в результате длительных испытаний [2].
Уровень надежности картофелеуборочной техники не позволяет полностью механизировать процесс уборки картофеля. Надежность механизма в целом обеспечивается надежностью каждой детали механизма в отдельности. Задача повышения надежности в нашем случае может рассматриваться как задача повышения надежности одного из узлов - органа вторичной сепарации.
Сепарирующие горки и их комбинации являются наиболее распространёнными среди устройств для вторичной сепарации. Они используются в большинстве современных технологических схем картофелеуборочных комбайнов и копателей-погрузчиков, как отечественных, так и зарубежных. Сепарирующие горки предназначены для выделения из вороха корнеклубнеплодов растительных и почвенных примесей.
При анализе существующих конструкций органов выносной сепарации можно сделать вывод, что наиболее перспективными, на сегодняшний день, являются устройства с активными клубнео-тражателями. Несмотря на то, что тип данных устройств имеет высокую производительность и качественную сепарацию, большие энергозатраты на привод, большая материалоёмкость, значительное повреждение клубней снижают перспективность этого технического решения [3].
Основными недостатками можно назвать малую надежность при сложных условиях уборки и ограниченную производительность из-за снижения полноты выделения при увеличенной подаче вороха.
Необходимо дальнейшее совершенствование конструкций сепарирующих горок и разработка клубнеотражающих устройств, которые соответствовали бы требованиям максимальной производительности при низких значениях повреждений и потерь и высокой чистоте клубней в таре.
Авторами статьи разработано несколько перспективных схемно-конструктивных решений, одно из которых предлагается в статье. На данное изобретение подана заявка на получение патента [4], на данный момент ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности» принял положительное решение о выдаче патента на изобретение.
Устройство (рисунок 1) работает следующим образом. Картофельный ворох, включающий клубни, комки почвы, ботву и растительные остатки, транспортером 5 подается на разделительную горку 1. При падении клубней и комков почвы на наклонную поверхность горки, благодаря различным значениям упругих и фрикционных свойств компонентов, коэффициента трения качения,
размеров и удельного веса, на рабочей ветви 2 пальчатого полотна происходит процесс сепарации картофельного вороха, то- есть процесс отделения клубней от почвенных комков и примесей. При этом основная масса клубней скатывается по поверхности пальцев 4 на выгрузной транспортер
6 устройства, а примеси удерживаются пальцами полотна и поднимаются вверх к клубнеотражате-лю 7, который от привода получает вращательное движение навстречу вороху. Часть клубней с удерживающей их ботвой также пальчатым полотном горки подается к клубнеотражателю 7. Перед выбросом примесей непосредственно на поле последние (комки почвы, камни и растительные остатки) вступают в контакт с пластинами 10, размещенными продольными рядами по всей рабочей поверхности клубнеотражателя 7 на равном расстоянии друг от друга и имеющими форму прямоугольного параллелепипеда, большие грани которых расположены под углом к плоскости, перпендикулярной оси валика 8, причем у пластин 10 каждого четного и нечетного продольного ряда соответственно эти углы равны по модулю, но зеркально отображены относительно плоскости, перпендикулярной оси валика 8.
В процессе вращения клубнеотражателя об-резиненные пластины 10 совершают круговые движения, в результате чего каждая из них воздействует на поступающую массу картофельного вороха. При этом стебли ботвы и растительные примеси проходят в рабочий зазор между пальчатой поверхностью горки и клубнеотражателем
7 и выносятся за пределы уборочной машины на поле, а клубни в результате взаимодействия с пластинами 10 клубнеотражателя 7 скатываются вниз по наклонному полотну горки на транспортер выгрузки 6 корнеклубнеплодов. Основной рабочей поверхностью пластин 10 при этом являются их большие грани, ориентация которых в пространстве зависит от того, в каком продольном ряду (четном или нечетном) они установлены, что позволяет существенно увеличить сепарирующий эффект устройства за счет различной направленности силовых воздействий выступов на компоненты разделяемого вороха.
В экстремальном режиме работы, например, при попадании под клубнеотражатель 7 крупного камня или иных посторонних предметов, а также большого объема вороха (что по многочисленным данным исследователей зачастую случается в реальных условиях работы), механизм рабочего органа воспринимает резкую ударную нагрузку, что может привести к поломке механизма. В этом случае тяговое сопротивление диска 14 многократно возрастает, усилия пружины 18 оказывается недостаточно для прижимания собачки 15 к поверхности храпового колеса 17, в результате чего диск 14 проворачивается на некоторый угол относительно храпового колеса 17 в направлении, обратном направлению вращения вала 8 привода, что снижает
а - схема работы устройства; б - общий вид расположения клубнеотражателя над сепарирующей горкой; в - клубнеотражатель; 1 - разделительная горка; 2 - рабочая поверхность транспортной ленты; 3 - обратная поверхность транспортной ветви; 4 - упругие пальцы; 5 - подающий транспортер; 6 - выгрузной транспортер; 7 - клубнеотражатель; 8 - ось клубнеотражателя; 9 - крепление храпового механизма; 10 - пластина; 11 - храповый механизм; 12 - крепление пластин к оси клубнеотражателя; 13 - корпус храпового механизма; 14 - диск; 15 - собачка; 16 - ось крепления собачки; 17 - храповое колесо; 18 - пружина.
Рис. 1 - Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей
динамические нагрузки на элементы клубнеотра-жателя и его привода.
Для нормальной работы механизма необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:
М <М ( ,, (1)
дв сопр (кр.)' 4 '
где Мсопр(кр) - момент сопротивления вращению, Н^м; Мдв - момент от двигателя, который приложен к храповому механизму, Н^м.
Момент от двигателя рассчитывается по следующему выражению:
М =F х h , (2)
дв дв х.к.' 4 '
где Fдв - сила воздействия двигателя (величина, заданная конструктивно), Н; Ихк - расстояние от центра вращения до зуба храпового колеса, м.
Момент сопротивления вращению можно выразить как разность моментов:
М ()=М ( )-М , (3)
сопр (кр.) вор. (кр.) упр ' 4 '
где Мвор(кр) - момент, создаваемый ворохом (критическое значение), Н^м; Мупр - момент, создаваемый пружиной, Н^м.
Мвор. (го.)~ ^ор.(кр.)х Ивор^ (4)
где Fвор(кр) - сила воздействия вороха (критическое значение), Н; И - расстояние от центра
где Е - модуль упругости, Па; S - диаметр пружины, м; е - относительное удлинение, м.
Ипруж =(а+Ь) х , (7)
где а - расстояние от места крепления пружины до оси (точки крепления рычага к диску), относительно которой вращается рычаг, м; Ь - расстояние от оси (точки крепления рычага к диску), относительно которой вращается рычаг, до зуба храпового колеса, м.
Подставив выражения (2) и (3) в неравенство (1) получаем:
^в х Их.к. <Мвор. од - Мупр. , (8)
В ходе дальнейших преобразований, подставив выражения (5) и (4) в неравенство (8) получаем:
F х И < F ( )х И - F х И (9)
дв х.к. вор(кр.) вор. упр. пруж. 4 '
Неравенство (9) после подстановки в него выражений (7) и (6) примет вид:
F х И < F
х И - Е х S х е ((а+Ь) х cosa)
вор.
вращения до характерной точки воздействия, м. Мупр=F х И , (5)
* ~ упр. пруж. ' 4 '
где F - сила упругости, Н; И - расстояние
" упр. * ' ' пруж. ~
от точки крепления пружины к собачке до оси вращения механизма, м.
F =Е х S х е, (6)
упр. ' 4 '
(10Г ...... вор(кр) '
Далее рассмотрим равновесие рычага храпового механизма. Для его нормальной работы необходимо F ^ .
т упр. крит.давл.
Следовательно: -F х а < F х Ь;
упр. крит.давл. '
Отсюда:
а >
-хй
Р
' ■/ '*'( ^■'Р упр.-'Р крит.давл.
-)
Выразим значение параметра Ь при условии
F ~ F ■
крит.давл. вор.(кр.)
(11)
Подставив выраженное значение параметра Ь (11) в неравенство (10) получаем:
Из этого следует, что путем регулировки жесткости пружины 18 либо подбора пружины с соответствующими характеристиками Е и S, а также изменением точки крепления пружины к собачке 15, имеется возможность регулирования момента проворачивания диска 14 относительно оси привода исходя из реальных условий работы, например, при работе на уплотненных почвах, на за-дернелых участках, на участках с повышенным содержанием камней и т.п.
Предлагаемое схемно-конструктивное решение устройства позволяет повысить надежность
картофелеуборочной техники, а также эффективность отделения корнеклубнеплодов от стеблей ботвы и растительных остатков, снизить количество повреждений клубней. Его использование улучшает эксплуатационно-технологические характеристики устройства для отделения корнеклубнеплодов от примесей.
Описанный рабочий орган конструктивно прост, обладает малой энергоемкостью и надежен в работе.
Библиографический список
1. Туболев, С. С. Машинные технологии и техника для производства картофеля / С. С. Туболев, С. И. Шеломенцев, К. А. Пшеченков, В. Н. Зейрук. - М. ■ Агроспас. - 2010. - 316 с.
2. Надежность и ремонт машин: учебник/ Под ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000. - 776с.: ил. - (Учебник и учеб. пособие для высш. учеб. заведений)
3. Петров Г. Д. Картофелеуборочные машины / Г. Д. Петров. - 2-е изд. переработ. и доп./ - М.: Машиностроение, С. 1984. - 320.
4. Заявка на изобретение «Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей» №2011105511 от 14.01.11. Авторы: Павлов В.А.; Рембалович Г.К.; Успенский И.А. и др.
УДК 629.113.004.53
Г. Д. Кокорев, канд. техн. наук, доцент, Рязанский ГАТУ
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Под техническим состоянием изделий мобильного транспорта (МТ), следует понимать совокупность подверженных изменению свойств изделий МТ, характеризуемых в определенный момент времени степенью соответствия фактических значений показателей и (или) качественных признаков установленным нормативно-техническими документами [1].
Изменение технического состояния объекта определяется значениями диагностических (контролируемых) параметров [2].
Выбор наиболее информативных параметров объекта диагностирования может начинаться только после исследования явлений, протекающих в объекте, и наличия хотя бы приближенного
описания контролируемых процессов.
Контроль объекта как динамической системы обычно рассматривают как реакцию на входные возмущающие и управляющие воздействия [3]. В такой схеме, основанной на принципе «вход-выход», контроль и оптимизация работы объекта осуществляются на основе связей между входными переменными, за которые принимаются все внешние возмущающие (условия эксплуатации) и управляющие воздействия (со стороны оператора и управляющих устройств) и выходные переменные.
Изменение технического состояния и контроль работоспособности объекта можно представить в виде системы (рисунок), на входе которой дей-
© Кокорев Г Д., 2012
