Диссертация Колотов А.С - Мордовский государственный

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Рязанский государственный
агротехнологический университет имени П.А.Костычева»
На правах рукописи
КОЛОТОВ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОЧВОЗАЦЕПОВ ДИСКОВ
КОМБИНИРОВАННЫХ ПОДКАПЫВАЮЩИХ ОРГАНОВ
КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН
Специальность:
05.20.01 - «Технологии и средства механизации
сельского хозяйства»
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
кандидат технических наук Юхин И.А.
Рязань, 2015
АННОТАЦИЯ
Целью диссертационного исследования является обоснование основных
параметров почвозацепов боковых дисков с почвозацепами комбинированных
подкапывающих органов картофелеуборочных машин .
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель работы
и
ее
народнохозяйственное
значение.
Приведены
основные
положения,
выносимые на защиту.
В первой главе проведен анализ состояния вопроса и определены задачи
исследования.
Во второй главе проведен теоретический анализ условий применимости
боковых дисков с почвозацепами комбинированных подкапывающих органов
картофелеуборочных,
рациональные
путем
параметры
подкапывающих
комбинированного
органов,
теоретических
почвозацепов
предложена
подкапывающего
исследований
дисков
схема
рабочего
органа
обоснованы
комбинированных
усовершенствованного
картофелеуборочной
машины.
В третьей главе представлены программа, методика и результаты
лабораторных
исследований
эффективности работы
усовершенствованного
подкапывающего органа картофелеуборочной машины.
В четвертой главе представлены программа, методика и результаты
полевых
испытаний
эффективности
работы
усовершенствованного
подкапывающего органа картофелеуборочной машины.
В пятой главе дана технико-экономическая оценка предложенных решений.
Сформулированы общие выводы.
Приведен библиографический список.
В приложениях представлены копии патента, акта внедрения и документ об
апробации результатов работы.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..6
1
СОВРЕМЕННОЕ
СОСТОЯНИЕ
И
ТЕНДЕНЦИИ
РАЗВИТИЯ
КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ ТЕХНИКИ………………….…………..….11
1.1.
Общее состояние вопроса………………………………………..……….....11
1.2.
Особенности современных картофелеуборочных машин……………..….19
1.3.
Анализ состояния современных подкапывающих органов машин для
уборки картофеля……………………………………………………………34
1.4.
Обзор дисковых элементов комбинированных подкапывающих рабочих
органов………………………………… ……………………………………38
1.5.
Анализ конструкций, принципа работы и теоретических исследований
подкапывающих органов….………………………………………………...39
1.6.
Выводы……………………………………………………………….…..…..55
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДКАПЫВАЮЩИХ РАБОЧИХ
ОРГАНОВ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН……….....................…56
2.1.
Исследование параметров зубчатого диска с почвозацепами…………..56
2.2.
Определение массы диска с почвозацепами……………...……………....56
2.3.
Исследование тягового сопротивления диска с почвозацепами………..59
2.4.
Обоснование взаимного расположения рабочих органов приемной части
картофелеуборочной машины…………………….……………….……....64
2.5.
Исследование параметров работы пассивных дисковых элементов
подкапывающего
органа
при
взаимодействии
с
растительными
остатками…………………………………………………………………...67
2.6.
Обоснование параметров работы дисковых элементов подкапывающего
органа………………………………………………………………………..69
2.7.
Исследование силового взаимодействия почвозацепа с клубненосным
пластом…..………………………………………………………………….76
2.8.
Выбор рациональных параметров почвозацепов диска…………………80
Устройство
2.9.
и
технологический
процесс
усовершенствованного
подкапывающего рабочего органа………………………………………..81
2.10. Выводы………………………………………………………..…………….83
3
ЛАБОРАТОРНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОДКАПЫВАЮЩЕГО
ОРГАНА
УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО
КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ
МАШИНЫ…………………………………………………..……….………84
Программа исследований экспериментального диска, оснащенного
3.1.
почвозацепами………….…………………………………..……………....84
3.2.
Оборудование, применяемое для опытов……………………...………...84
3.3.
Методика проведения испытаний…………………………...……..……..86
3.4.
Выводы…………………………………………………………………..….93
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ………...……….94
4.1.
Характеристика условий испытаний……………………..………….......94
4.2.
Агротехническая
оценка
работы
экспериментальной
картофелеуборочной машины…………………………………..…….…96
4.3.
Энергетическая оценка работы дисковых элементов………….…….....98
4.4.
Методика и аппаратура полевых исследований экспериментального
картофелекопателя………….………………………………………….....99
4.5.
Используемые приборы и аппаратура……………………………….…101
4.6.
Результаты исследований экспериментального картофелеуборочного
копателя………………………………………………………………......101
4.7.
Определение размерно-массового состава почвы…………...………..104
4.8.
Выводы…………………………………………………………………...109
5.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ВНЕДРЕНИЯ
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ДИСКОВ С ПОЧВОЗАЦЕПАМИ…...110
5.1.
Расчет технико-экономических показателей……………………………110
5.2.
Экономический эффект от снижения затрат на эксплуатацию……….110
5.3.
Эксплуатационные затраты…………..…………………………………..110
5.4.
Экономический эффект от снижения потерь и повреждений урожая
картофеля…………………………………….……………………………114
5.5.
Суммарный экономический эффект………….………….………………115
5.6.
Выводы…………………………………………………………………….115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ОБЩИЕ ВЫВОДЫ)………………...….…………..…116
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………....117
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………...…133
6
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
«Государственная программа развития сельского
хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и
продовольствия на 2013 – 2020 годы» РФ направлена на увеличение количества и
качества производимой в стране продукции. Одними из наиболее важных
направлений
развития
регламентированного
является
качества,
а
увеличение
так
же
урожайности
снижение
картофеля
себестоимости
его
производства [47].
В наши дни картофель производят более чем в 130 странах. Каждый год на
нашей планете собирают порядка 300 млн. т урожая картофеля, с общей площади
около 18 млн. га. Далеко не последнее место в списке производителей клубней
картофеля занимает Россия. В нашей стране собирают около 10% всего мирового
урожая данной культуры. В 2013 году валовый сбор урожая в РФ составил 30,2
млн.т., что составляет 102,3% по отношению к 2012 году. План по сбору урожая
картофеля в 2013 году был выполнен на 97% [47, 48].
Производство картофеля в целом очень сложная задача. Самым трудоемким
и энергоемким процессом, на который уходит до 70% трудозатрат и 40 – 60%
энергозатрат, является уборка урожая [101]. Проблема заключается в том, что для
проведения данной операции необходимо перерабатывать большое количество
почвы и с минимальными потерями и повреждениям выделять из нее клубни
картофеля. Доля самого картофеля в при этом ничтожно мала и составляет около
2% массы всего пласта, подкапываемого картофелеуборочной машиной [24, 106].
По данным Министерства сельского хозяйства России, наибольшее
количество картофеля в нашей стране (89 %) производится в крестьянскофермерских хозяйствах и в личных хозяйствах граждан, посевные площади под
возделывание которых составляют около 2,7 млн. га [47]. В таких хозяйствах для
уборки урожая используют преимущественно картофелекопатели с последующим
подбором урожая с поля вручную. Применение копателей на небольших
территориях посадки экономически более эффективно по отношению к сбору
урожая комбайном [74]. Помимо этого параметры, предъявляемые АТТ к
7
повреждаемости картофеля при уборке копателем (3%) выше, чем при уборке
комбайном (5%) [12, 29, 31, 33, 75, 101].
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что стоит
уделить значительное внимание качеству работы подкапывающих рабочих
органов, ведь от этого зависит продуктивность функционирования всей машины.
В
настоящее
время
широкое
распространение
получили
картофелеуборочные агрегаты с приемной частью, оснащенной боковыми
дисками, расположенными по краям от лемехов. Диски отрезают поднимаемый
пласт почвы от междурядий. Это влечет за собой улучшение показателей работы
картофелеуборочной машины, таких как: снижение тягового сопротивления,
уменьшение эксплуатационных затрат, снижение повреждаемости клубней
картофеля и уменьшение количества крупных почвенных комков в ворохе,
поступающем на сепарирущие рабочие органы. Наиболее эффективным и
экономичным с точки зрения энергозатрат, является работа пассивных дисков с
почвозацепами [101].
Исходя из этого, можно
параметров
дисковых
утверждать, что разработка и обоснование
элементов
подкапывающих
рабочих
органов
картофелеуборочных машин, является актуальной научно-технической задачей
для нашей страны.
Степень разработанности темы
Систематизация и анализ материалов по тематике исследования проведены
на основании работ известных ученых. Этим вопросом занимались в разное
время: Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, Н.И. Верещагин, В.П. Горячкин, И.Н.
Кирюшин, Н.Н. Колчин, М.Ю. Костенко, О.Н. Кухарев, Н.П. Ларюшин, Н.Н.
Лутхов, Н.М Марченко, М.Е. Мацепуро, И.В. Никулин, В.М. Переведенцев, Г.Д.
Петров, А.Г. Пономарев, К.А. Пшеченков, К.И. Родин, А.А. Симдянкин, А.А.
Сорокин, М.Б. Угланов,
И.А. Успенский, М.Н. Чаткин и др. Они внесли
значительный вклад в развитие картофелеуборочной техники в целом и конкретно
в совершенствование их подкапывающих рабочих органов, но существующие
конструкции и схемы подкапывающих рабочих органов далеко не исчерпали
8
возможности повышения эффективности работы картофелеуборочных агрегатов.
В частности не достаточно изученными остаются особенности процесса
подкапывания пласта картофеля.
Наша работа выполнена по плану НИОКР ФГБОУ ВПО РГАТУ на
2010...2015гг. по теме №7 «Совершенствование технологий, разработка и
повышение
надежности
технических
средств
возделывания,
уборки,
транспортировки и хранения сельскохозяйственных культур в условиях ЦФО РФ»
(№ гос. регистрации 01201174432) в рамках раздела 7.2. «Совершенствование
технологий, разработка и повышение надежности технических средств уборки,
транспортирования и хранения картофеля в условиях сельскохозяйственных
предприятий Рязанской области» и согласуется с распоряжением Председателя
Правительства
РФ
Д.А.
Медведева
№1233-р
«Инновационное
развитие
производства картофеля и топинамбура на 2012-2015 годы».
Цель исследований – обоснование основных параметров почвозацепов
боковых дисков комбинированных подкапывающих органов картофелеуборочных
машин.
Объект исследований – комбинированные подкапывающие рабочие
органы картофелеуборочных машин.
Предмет исследований –
основные параметры почвозацепов дисков
комбинированных подкапывающих органов картофелеуборочных машин.
Научную новизну работы составляют:
- теоретическое обоснование основных параметров почвозацепов боковых
дисков комбинированных подкапывающих органов картофелеуборочных машин;
- теоретические зависимости крутящего момента и тягового сопротивления
бокового диска от параметров почвозацепов;
Практическую значимость работы составляют:
-
оригинальная
конструкция
подкапывающего
рабочего
органа
картофелеуборочной машины (патент РФ на полезную модель № 134375),
оснащенного
почвозацепами
в
форме
равносторонних
расположенных поочередно по обе стороны плоскости диска;
треугольников,
9
- полученные высокие значения агротехнических и технико-экономических
показателей
работы
картофелеуборочной
машины,
оснащенной
усовершенствованными комбинированными подкапывающими органами.
Положения, выносимые на защиту:
- теоретическое обоснование формы и основных параметров почвозацепов
дисков комбинированных подкапывающих органов;
- результаты полевых исследований работы картофелеуборочных машин,
оснащенных
усовершенствованными
комбинированными
подкапывающими
органами с технико-экономической оценкой их применения.
Достоверность
результатов
исследований.
Для
осуществления
лабораторных и полевых исследований использовались современные приборы и
установки.
Полученные
результаты
работы
подтверждаются
высокой
сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований
(расхождение не более 5%) и положительными результатами хозяйственных
испытаний.
Реализация результатов исследований. Картофелеуборочная машина,
оснащенная
усовершенствованными
комбинированными
подкапывающими
органами с почвозацепами в форме равносторонних треугольников успешно
прошла полевые испытания в 2012…2014 гг. на полях ООО «Агроимпэкс»
Московской области Луховицкого района д. Носово-1 на общей площади более 84
га.
Вклад автора в решение проблемы состоит в обобщении проведенных
ранее
теоретических
и
экспериментальных
результатов
исследований
и
выполненных им лично и в соавторстве. Автор участвовал в постановке задач
аналитических и экспериментальных исследований, проведении теоретических
исследований, экспериментов и хозяйственной проверке работы машины,
обработке их результатов, написании статей и формировании общих выводов по
результатам работы.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований
доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Рязанского ГАТУ
10
(2011 – 2014 гг.). Результаты работы были представлены в салонах изобретений и
инновационных технологий «Архимед – 2014, - 15». Разработка «Выкапывающий
рабочий орган картофелеуборочного комбайна» награждена серебряной медалью
салона «Архимед – 2014».
Публикации. По теме диссертационной работы получен 1 патент РФ на
полезную модель, опубликовано 4 статьи в журналах, включенных в «Перечень
Российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть
опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых
степеней доктора и кандидата наук» ВАК РФ. Общий объем публикаций составил
1,56 п.л., из них лично соискателю принадлежит 0,63 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,
общих выводов, списка литературы из 109 наименований, в том числе 1 на
иностранном языке и приложений. Работа изложена на 132 страницах основного
текста, содержит 10 таблиц и 45 рисунков.
11
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ ТЕХНИКИ
1.1.
Общее состояние вопроса
Показатели производства картофелеводства в нашей стране остаются
довольно существенными (табл. 1.1).
Таблица 1.1 - Показатели производства картофеля за 2011 – 2013 годы [47]
Годы:
2011
2012
2013
32,7
29,5
30,2
13
13,1
10,9
Личные хозяйства граждан
79,6
78,9
82,3
КФХ
7,4
8
6,8
Урожайность, ц/га
148
134
145
Посевные площади, тыс. га
3117
3070
2969
С/х организации
361
348
299
Личные хозяйства граждан
2411
2404
2367
КФХ
345
318
303
Показатель
Валовый сбор урожая, млн.т
С/х организации
В том числе в %:
В том числе, тыс. га:
Исходя из таблицы 1.1. Можно сделать выводы по динамике производства
картофеля за 2011 – 2013 годы (рис.1.1, 1.2, 1.3).
Из вышеизложенного материала видно, что показатели производства
картофеля меняются приблизительно в одних и тех же пределах. Такие площади
посадки и количество собранного урожая подтверждают популярность культуры в
нашей стране [68].
Распределение посевных площадей величины валового сбора урожая
говорит о том, что большая часть картофеля в России производится в
крестьянско-фермерских и личных хозяйствах граждан (рис. 1.4, 1.5). Это говорит
12
о том, что стране нужны более простые и дешевые машины, которые смогут
обеспечить простой и эффективный со всех точек зрения сбор урожая картофеля
на небольших площадях [13, 34, 36, 84, 94].
Производство картофеля имеет значительную трудоемкость по сравнению с
другими сельскохозяйственными культурами. В частности это связано с тем, что с
1 га приходится подкапывать, транспортировать и сепарировать до 1000 тонн
клубненосного
вороха.
В
связи
с
этим
существует
необходимость
Валовый сбор урожая, млн.т
совершенствования средств механизации для уборки картофеля [69, 105].
40
2011 г.
30
2012 г.
20
10
0
2013 г.
2012 г.
2011 г.
2013 г.
Урожайность, ц/га
Рисунок 1.1 - Валовый сбор урожая картофеля 2011 – 2013 годы
150
2011 г.
2012 г.
100
50
0
2013 г.
2013 г.
2012 г.
2011 г.
Рисунок 1.2 - Динамика урожайности за период 2011 – 2013 годы
Посевная площадь, тыс. га
13
3500
3000
2011 г.
2500
2012 г.
2000
2013 г.
1500
2013 г.
1000
2012 г.
500
2011 г.
0
Рисунок 1.3 - Динамика количества посевных площадей используемых под
производство картофеля на период 2011 – 2013 годы
Одним из наиболее трудоемких и важных процессов при уборке картофеля,
является подкапывание пласта. Качество работы подкапывающих рабочих
органов определяет качество работы остальных механизмов копателей и
комбайнов. Исходя из выше изложенного, можно полагать, что работа над
совершенствованием подкапывающих органов остается важной и перспективной
задачей для нашей страны [35].
Совершенствование
подкапывающих
органов,
должно
идти
путем
определения рациональных параметров элементов их конструкций, поиска новых
технических
решений,
обеспечивающих
снижение общих энергозатрат и
трудозатрат на подкапывание пласта.
«Поэтому создание и совершенствование подкапывающих рабочих органов
с обоснованием их параметров, таких как: скорость движения агрегата, глубина
хода
подкапывающей
эксплуатационные
части,
имеющей
характеристики,
народнохозяйственной задачей» [101].
улучшенные
является
энергетические
весьма
и
актуальной
14
Распределение урожая 2013 г.
С/х предприятия
11%
КФХ
7%
Личные хозяйства
82%
Рисунок 1.4 - Распределение урожая 2013 года между РФ разного типа, в
процентном соотношении
Распределение посевных площадей 2013 г.
КФХ
10%
С/х предприятия
10%
Личные хозяйства
80%
Рисунок 1.5 - Распределение посевных площадей, используемых для
производства картофеля в РФ между предприятиями разного типа, в процентном
соотношении
15
Прежде
чем
перейти
непосредственно
к
рабочим
органам
картофелеуборочных машин, необходимо рассмотреть технологии возделывания
картофеля, применяемые в настоящее время.
В данный момент в нашей стране и за ее пределами, в основном
используются 4 технологии возделывания картофеля [9, 69].
Голландская
технология
возделывания
картофеля
(рис.1.6.а,
1.6.б)
применяется на средних и тяжелых суглинистых почвах. Особенностью
технологии является то, что весной проводится сплошное фрезерование на
глубину
12…14
см,
для
этого
используются
вертикально-фрезерные
культиваторы. После этого сажают корнеклубнеплоды картофелесажалками, а
через
12…15
дней
формируют
высокообъемные
гряды
горизонтально-
фрезерными культиваторами. Большой объем почвы в гребнях дает возможность
продолжительное время сохранять оптимальный запас влаги в засушливый
период,
а
высота
и
форма
гребня
способствуют
сбросу
влаги
при
переувлажнении. За счет применения до всходов или по всходам гербицидов
«Зенкор» уничтожаются сорняки и в дальнейшем не проводится механическая
обработка. Сокращение до минимума количества междурядных обработок
снижает опасность повреждения корневой системы картофельного растения,
уменьшает вероятность переноса вирусной инфекции рабочими органами
механических орудий. В результате такого подхода создается рыхлая структура
почвы и оптимальные условия для роста картофеля[5, 6, 9, 80].
Гриммовская технология возделывания картофеля (рис. 1.6.в) применяется
на тяжелых почвах засоренных камнями. Особенностью технологии является то,
что весной перед посадкой картофеля специальной машиной (камнеудалителем)
прочные почвенные камки и камни сепарируются и укладываются в заранее
подготовленные борозды (рис. 1.6.в) После этого высаживают и убирают
картофель двухрядными машинами. Один из вариантов гриммовской технологии
возделывания картофеля предусматривает сбор камней и прочных почвенных
комков в бункер камнеудалителя и вывоз их за пределы поля. Перевозка многих
тонн камней и прочных почвенных комков при использовании гриммовской
16
технологии выращивания картофеля очень недешевое дело, повышающее
стоимость произведенного урожая. Перемещение совместно с камнями части
верхнего слоя плодоносной почвы может в будущем негативно отразиться на
жизненном цикле тех культур, которые дальше будут возделываться на данных
полях [9].
Картофель выращивается по грядо–ленточной технологии производства
(рис. 1.6.г) часто в засушливых (Астраханская область, Краснодарский и
Ставропольский край и др.) и переувлажненных (Амурская и Сахалинская
область, Хабаровский край и др.) районах РФ. Достоинством данного
возделывания картофеля является то, что масса объемной гряды в засуху набирает
влагу, а при ливнях способствует сбросу воды в борозды. Также эти посадки не
уплотняются движителями трактора при междурядных операциях. Но при сборе
урожая клубнеплодов увеличивается нагрузка на органы сепарации комбайнов,
копателей–погрузчиков
картофельного
или
вороха,
копателей
что
из-за
несомненно
значительного
уменьшает
поступления
производительность
уборочных агрегатов [9].
Возделывание
картофеля
по
заворовской
технологии
(рис.
1.6.д)
используется повсеместно на различных типах почв. Для этой технологии
особенностью является предварительная нарезка гребней (осенью или весной) с
целью
создания необходимой
структуры
по
плотности,
для
получения
удовлетворительных условий развития картофеля и перспективы возможной
уборки комбайнами или копателями–погрузчиками. Но в этой технологии есть
уплотнение междурядий колесами сельскохозяйственных машин, что ухудшает
развитие клубней и заметно затрудняет уборку комбайнами [9].
В настоящее время в мировой практике наиболее распространена
«голландская»
технология
возделывания
картофеля,
имеющая
ширину
междурядий 75 см. Однако в России наряду с ней широко используется и
«заворовская» технология, она имеет ширину междурядий 70 см [79].
Так как возделывание картофеля довольно трудоемкий и энергоемкий
процесс,
а
наибольшая
часть
затрат
приходится
на
уборку
урожая,
17
сельхозпроизводителям приходится внимательно выбирать технологию уборки [3,
9, 12, 20, 34, 36, 67].
Применение разнообразных схем операций уборки и машин определяется
следующими параметрами осуществления работ: влажность и тип почвы;
необходимым
урожаем
картофеля
семенной); климатическими и
(продовольственный,
фуражный
или
природными условиями; размерами полей;
урожайностью культуры; трудовыми ресурсами в хозяйстве, наличием хранилищ
и свободных средств транспорта в период уборки. Финансовые возможности
сельхозпроизводителей, в приобретении соответствующей уборочной техники
играют не последнюю роль [9, 36].
Уборка картофеля может проходить в разных условиях: на легких, средних,
тяжелых и особо тяжелых почвах. Условия уборки характеризуются величиной
урожая, влажностью почвы, размерами остатков ботвы и сорняков, присутствием
камней, размерами, рельефом и конфигурацией полей [9, 33, 37, 57, 60, 83].
Современные технологии механизированной уборки картофеля, широко
используемые отечественными и зарубежными производителями, бывают двух
видов: поточный и раздельный [9, 20, 28, 29, 67, 76, 77, 78, 109]. В поточной
уборке операции следуют без остановки во времени, а при раздельной - есть
разрыв между разными процессами.
При уборке поточным способом используют и такой машинный набор:
- машины (2-3 на одном поле) для сбора картофеля с погрузкой в
транспортные агрегаты;
- автосамосвалы и тракторные прицепы для перемещения картофеля к месту
сортировки;
-
пункт
сортировки
с
контейнерами
для
сбора
и
дальнейшей
транспортировки картофеля после сортирования;
- погрузочные средства для перемещения контейнеров в автомобили.
Такой набор технических средств поточной уборки уменьшает затраты
труда в 3,5 раза если сравнивать с уборкой простейшими машинами [9].
75 см
75 см
а)
35 см
35 см
30 см
6 см
15 см
17
140 см
140 см
140 см
в)
б)
14…16 см
20 см
9 см
18
30 см
140 см
г)
70 см
д)
а) «голландская технология» с мелкой посадкой; б) «голландская» технология с сформированными объемными грядками;
в) «гриммовская» технология; г) грядо–ленточная технология; д) «заворовская» технология
Рисунок 1.6 - Современные технологии возделывания картофеля [9]
19
Предуборочное удаление ботвы картофеля может быть проведено при
необходимости.
Для
этой
операции
применяют
косилки
КИР-1,5В,
ботводробители цепные. Благодаря этому мероприятию интенсифицируется
процесс созревания клубней и опробкования их покровных тканей,
устраняются
заражение
клубней
фитофторой,
забивание
органов
и
облегчается функционирование устройств для ботвоудаления машин для
уборки картофеля. Это способствует ее подсыханию при значительной
влажности почвы [9].
Предварительное скашивание ботвы не предусматривается при уборке
раздельным способом. Так как в данном случае значительное количество
примесей растительности поступает в валок. Их разделение с клубнями
возможно лишь при непомерном увеличении энергетических и трудовых
затрат.
При уборке картофеля потери должны быть не более 3 %, клубней с
повреждениями 10 %. Клубеносный пласт необходимо подкапывать на
глубину залегания нижней картофелены плюс 0,01 м по всей ширине гнезда.
Разброс ширины валка не должен превышать 0,9 м при раздельном способе.
Органы картофелеуборочных комбайнов должны быть отрегулированы
так, чтобы в таре чистота вороха была в пределах 80%.
На полях, намеченных к комбайновой уборке, высота среза ботвы устанавливается 18-20 см, на полях, планируемых к уборке картофелекопателями, - 8-10 см. На посевах продовольственного картофеля ботва
скашивается за 2-5 дней до уборки, на семеноводческих посевах - за 10-12
дней.
1.2.
Особенности современных картофелеуборочных машин
Начало работ по созданию техники для уборки картофеля уходит в
далекие годы. На испытаниях, проведенных Департаментом Земледелия в
1911 – 1912 гг. в тогдашней Харьковской губернии и на Прибалтийской
машиноиспытательной станции, было представлено 14 различных моделей
20
конных копателей, Они включали 8 моделей однорядных копателей
швыряльного типа (4 машины – из Германии и 2 - из США, по одной – из
Англии и России), 4 модели элеваторного типа (все – из США) и по одной
модели из США - лемешного типа и из Франции – с колеблющейся скобой с
прутками. Работа машин оценивалась при урожайности картофеля около 15
т/га по сравнению с ручной уборкой.
Копатели швыряльного типа имели различную, подчас сложную,
конструкцию привода ротора и его лопастей. Перед ним располагались два
колеса с упряжкой. Некоторые копатели имели боковой экран для
ограничения полосы разброса клубней. Для их работы требовались
две
лошади. У элеваторных копателей прутковый элеватор располагался за
лемехом. Упряжка состояла из четырех лошадей. Привод рабочих органов
всех моделей копателей осуществлялся от их колес со шпорами.
Испытания не выявили явных преимуществ какой – либо модели
копателя. Их рекомендовалось использовать при дефиците рабочего
персонала и в экстремальных условиях [28].
В начале 30-х годов прошлого века в стране было выпущено более 20
тыс. швырялок. Однако, они не нашли широкого применения из-за
необходимости использования сильных лошадей для работы с ними, а также
из-за отсутствия особых преимуществ в использовании этих машин на
уборке картофеля по сравнению с применением конных плугов [41].
В последующие годы отдельные модели элеваторных копателей,
например
машина
«Чемпион»,
выпускались
в
России
на
заводе
«Рязсельмаш», но это не дало достаточно ощутимых результатов. Поэтому в
число работ Межведомственной комиссии по всесоюзным испытаниям
сельскохозяйственных
машин
были
включены
испытания
картофелеуборочных машин. В них должны быть оценены серийные машины
данного назначения, изготавливаемые на отечественных заводах, отдельные
их образцы, созданные по предложениям изобретателей, а также имеющиеся
в то время в стране образцы зарубежных машин [1, 10].
21
Испытания машин проводились в период с 1 по 30 октября 1933 г. в
совхозе «Россошное»
Центральной черноземной зоны России. Основной
сорт картофеля – Вольтман, урожайность до 8,6 т/га, междурядья 60 +/- 5 см.
Тип
почвы – деградированный чернозем,
её влажность находилась в
пределах 11,8 – 23 %. Размеры гребней картофельного поля : высота 12 – 16
см, ширина внизу 45 – 60 см, вверху 20 – 45 см. Глубина залегания клубней 8
– 15 см, ширина их гнезда 22 – 30 см.
Количество сорняков 0,8 т/га.
Машины, кроме копателя Штолль, работали с колесным трактором СТЗ
15/30.
Перечень машин, участвовавших в испытаниях,
их основные
параметры и рабочие органы представлены в табл.1.2. Машины марок
Штолль, «Чемпион» и ВИСХОМ были изготовлены на заводе «Рязсельмаш».
Как видно из табл.1.2 большинство образцов за исключением машин Джон
Дир, Н -2 и ВИСХОМ – 2 – 3
(рис.1.7. и 1.8.) подкапывали гребень с
клубнями, частично отделяли клубни от
почвы, в том числе с помощью
рыхлителей разных типов, и укладывали их на поле лентой или в разброс. На
некоторых машинах были установлены различные устройства для отделения
клубней от ботвы. Колеса машин металлические, с широким ободом.
Рисунок 1.7 - Картофелеуборочная машина Н – 2
Некоторые машины подавали убранный картофель в тару или
в
транспорт. На машине Джон Дир был установлен сбоку металлический
22
бункер с открывающимся вручную дном, а на машине Н – 2 использовались
корзины.
Испытания были разделены на два этапа. На первом этапе
выполнялась общая оценка их конструкциии, определялись показатели
качества работы. Качество работы машин характеризовалось потерями
клубней, степенью сепарации почвы и отделения клубней от ботвы и
уровнем их повреждений. По результатам испытаний первого этапа наиболее
работоспособными оказались машины, представленные в табл. 1.3.
Для
многих машин мощность трактора СТЗ 15/30 была недостаточна, и их работа
на его 1 – й передаче оказалась низко эффективной. В ряде опытов
использовались два трактора.
Проводилась также отдельная сравнительная оценка эффективности
отдельных рабочих органов испытываемых машин. Из разных типов лемехов
машин были отмечены плоские лемеха машины ВИСХОМ – 3, в меньшей
степени подверженные забиванию.
Отмечалось, что от результатов работы первого элеватора зависит
успешная работа остальных рабочих органов уборочных машин. При этом
установка второго элеватора дает положительные результаты по сепарации
почвы и по отделению клубней от ботвы.
Применение на машине ВИСХОМ - 3 вилочных рыхлящих органов
над элеваторами повышало их сепарирующую способность и степень
отделения
клубней
от
ботвы.
Из
ботвоудалителей
разных
типов
предпочтение было отдано планчатому элеватору.
На втором этапе испытаний машины оценивались по снижению затрат
труда при хозяйственной работе по сравнению с уборкой картофеля сохой.
Наиболее выгодной была признана машина ВИСХОМ – 3. Применение этой
машины позволяло снизить затраты труда на 4 – 8 чел. дней/га.
Рекомендовалось уменьшить массу машины с тем, чтобы трактор СТЗ –
15/30 мог работать с ней на второй передаче.[1]
23
Таблица 1.2. Основные технические данные и особенности конструкций испытываемых картофелеуборочных машин [1]
Рядн.
шт.
Основные
рабочие органы
Масса,
кг
Габариты,
ДхШхВ,м
Штолль
1
297
5,7х1,7х0,9
Чемпион I
Чемпион II
Подборщик
прицепной
Джон Дир
1
1
1
Лемех,, швыряльное колесо с
планет. механизмом, конная
Лемех, элеватор, прицепной
подборщик
407
676
676
Мак Кормик 1
1
Мак Кормик 2
Баженов
Карпухин
2
2
2
Лапшин
2
2
Соболев
Н–2
ВИСХОМ – 2
ВИСХОМ - 3
1
1
2
2
Платформа для двух рабочих,
элеватор
Лемех., элеватор, цепной
ботвоудалитель, бункер
Лемех, элеватор, съемный
рыхлитель над элеватором
однорядной машины
Лемеха, элеватор, рыхлители
Лемеха, элеватор, барабанный
рыхлитель над ним
Лемеха и швыряльные колеса
Два плужных корпуса,
швыряльное колесо, элеватор
Два лемеха, два вертикальных.
ротора над ними, элеватор
Два прутковых элеватора с
роторными рыхлителями,
планчатый ботвоудалитель,
выгрузной транспортер
Плоские лемеха, два прутковых
элеватора с вильчатыми
рыхлителями,
планчатый ботвоудалитель,
выгрузной транспортер
Д, м
-
Параметры элеватора
Ш, м Скор.,,м/с Наклон
-
Привод
Выход
клубней
3,4х1,0х0,9
3,3х1,6х2,1
3,4х2,1х1,6
2,5
0,57
1,52
23º
2,8
0,75
1,14
24º
От ход.
колес
ВОМ
От ход.
колес.
Разброс
638
4,8х1,5х1,8
1,93
0,60
1,5
20º
ВОМ
В бункер
536
4,5х1,0х1,1
1,75
0,56
1,5
-
От ход.
колес
Разброс
1273
728
867
4,3х1,9х2,4
4,1х1,3х1,3
4,3х1,2х1,8
1,75
2,06
2,17
0.60
0,86
1,00
1,5
1,24
1,68
24º
19º 30´
-
750
750
5,0х1,6х1,7
4,5х1,7х1.1
1,74
0,80
1,2
-
750
4,3х2,0х2,6
2,8
0,54
2,0
-
На
элеватор
подборщика
В одну
полосу
ВОМ
В
корзины
2047
5,2х2,0х2,6
2,35
1989
5,2х2,0х2,6
1,09
1,3
25º
В повозку
23
Марка машины,
изобретатель
24
Таблица 1.3.Качественные показатели работы машин
Марка
машины,
изобретатель
Потери клубней
при подкопе, %
Степень
сепарации
почвы,
%
Штолль
ВИСХОМ- 3
Н-2
Карпухин
29,4
4,6
16,5
7,9
93,0
90,2
86,2
Степень
отделения
клубней
от ботвы,
%
79,8
86,0
96,4
76,8
Повреждения
клубней, %
Другими
Лемехом
рабочими
органами
1,61
3,01
3,06
3,11
3,21
Не учтены
4,21
В 1936 – 37 гг. на заводе «Рязсельмаш» выпускалась 2-хрядная
тракторная элеваторная картофелеуборочная машина М – 2, а с 1938 г. более совершенная машина ТЭК – 2. Однако, экономия в затратах труда при
подборе клубней после элеваторных копателей по сравнению с подбором
после копачей была не высока. При этом имели место большие потери от
засыпки клубней [28, 41].
Рисунок 1.8 - Картофелеуборочная машина ВИСХОМ – 3
В эти годы уже имелись опытные образцы комбайнов. Они выдавали на
песчаных почвах убранный в корзины чистый картофель, но на тяжелых
почвах – со значительными примесями.
25
Картофелеуборочные комбайны послевоенных лет
Работы
по
созданию
картофелеуборочных
комбайнов
были
продолжены в послевоенные годы. Были созданы двухрядные прицепные
картофелеуборочные комбайны КОК – 2 и ККР – 2. Они имели одноярусную
прямоточную
поверхностью
технологическую
из
прутковых
схему
с
развитой
элеваторов
с
сепарирующей
пневматическими
комкоразрушающими баллонами, сепарирующих горок, ботвоудалителей и
выдавали убранные клубни в тару. В пятидесятые годы прошлого века было
выпущено около 4,5 тыс. комбайнов КОК – 2 и более 32 тыс. комбайнов ККР
– 2 (рис. 1.9.).
Хозяйственная
эксплуатация
этих
комбайнов
выявила
низкие
показатели качества их работы и практическое отсутствие достаточного
экономического эффекта. При этом большая доля затрат труда уходила на
погрузочно - разгрузочные работы, выполняемые вручную.
Значительный вклад в развитие комбайнов внесли специалисты
бывшей ГДР. Они за сравнительно короткий период разработали прицепные
комбайны Е372, Е675, Е670, Е665 и др., которые поставлялись в нашу страну.
Опыт создания и эксплуатации картофелеуборочных комбайнов,
включая широкие испытания в наших
условиях многих их зарубежных
моделей, показал, что задача полного отделения примесей и не кондиции от
товарных клубней в широком диапазоне условий выращивания картофеля
может
быть реализована путем переноса части вторичной сепарации
примесей с комбайна на стационар [28, 67].
На основе данной концепции в
60 -
х и в последующих годах
прошлого века в нашей стране были разработаны двухрядные прицепные
комбайны бункерного типа с прямоточной двухъярусной схемой КГП – 2 и К
– 3. Испытания показали, что основные показатели качества работы этих
комбайнов в 3 – 5 раз выше по сравнению с показателями комбайна ККР -2.
На их основе позже был создан и серийно производился в модификациях
26
комбайн ККУ – 2А «Дружба» (рис. 1.10.). По своим показателям он в свое
время находился на уровне лучших зарубежных образцов [28].
Таблица 1.4. Показатели картофелеуборочных комбайнов выпуска
разных периодов
Марки комбайнов; периоды, гг.
Основные
показатели
ККУ – 2А;
1970 - 1980
Вместимость бункера, т
Производительность, га/ч
0,7
AVR 220BK Variant,
Spirit 8200;
2006 - 2009
5,5 – 8,0
0,29 – 0,34
0,35 – 0,9
Чистота клубней, %
72,4 – 81,7
88,4 – 97,2
Повреждения
клубней, %
5,0 – 12,0
1,2 – 5,6
Коэффициент
готовности
0,62 – 0,83
0,98 – 1,0
В странах бывшего СССР
Наряду с комбайнами производятся
картофелекопатели, которые могут работать в разных условиях.
Рисунок 1.9- Комбайн картофелеуборочный ККР – 2
27
Рисунок 1.10 - Комбайн картофелеуборочный ККУ – 2 «Дружба»
В
условиях небольших площадей могут найти применение
картофелекопатели КТН-1, КТН-2В, ВК-35, а для работы на всех видах
почв – картофелекопатели КСТ-1,4 (Рис. 1.11., 1.12.)
Рисунок 1.11 - Картофелекопатель КТН – 2В
28
Рисунок 1.12 - Картофелекопатель КСТ – 1,4
Особенности современных комбайнов
Сопоставление показателей прицепных
бункерного типа выпуска разных
двухрядных комбайнов
периодов, полученных в работе на
тяжелых суглинках, характеризует значительное их развитие с улучшением
качества работы. В настоящее время производятся картофелеуборочные
комбайны разных технологических схем и типов. Ряд из них представлен в
таблице 1.4 [49, 50, 51, 52, 70].
Современные комбайны, используемые в европейских странах, как
правило, выпускаются в модификациях[109]. Увеличилась доля моделей
прицепных комбайнов, выполненных по поворотной П – образной
технологической схеме (рис. 1.13.) В данной
схеме в большей степени
реализуются возможности технологического процесса вторичной сепарации
за счет применения выносных горок и отражающих
конструкции.
Самоходные
комбайны
выполняются
валиков разной
по
прямоточной
двухъярусной технологической схеме.
В качестве основных рабочих органов первичной сепарации во всех
типах
комбайнов
используются
системы
прутковых
элеваторов
на
29
прорезиненных ремнях. Предусматриваются их сменные полотна. Они могут
отличаться по количеству в системе, ширине и длине. Под сепарирующими
горками
дополнительно
устанавливаются
сепараторы
с
аксиальными
роликами, используются ботвоудаляющие устройства роликового или
транспортерного типов.
На прицепных комбайнах применяются устройства для бокового
подкопа. При такой схеме агрегатирования трактор в работе идет по
убранной части поля, что снижает повреждения клубней (рис. 1.14.). С целью
снижения
повреждений
клубней
подвижное
дно
бункера
имеет
амортизирующее покрытие, а подающий транспортер регулируется по
высоте. На ряде моделей устанавливаются бункера, осуществляющие
выгрузку картофеля из них на ходу. На комбайнах Ropa Keiler площадки
переборочного стола для рабочих выполнены регулируемыми по высоте.
Рисунок 1.13 - Комбайн Spirit – 6200
Практически на всех последних моделях прицепных двухрядных
комбайнов установлены механические роторные пальцевые сепараторы для
30
отделения почвенных комков и камней (рис. 1.15).Их применение позволяет
снизить количество рабочего персонала на комбайне в 1,5 – 2 раза.
В трансмиссиях комбайнов широко используется гидропривод, что
позволяет регулировать режимы их работы. Наблюдается высокий уровень
автоматизации технологического процесса комбайнов. Осуществляется
автоматическое направление подкапывающих лемехов на убираемые рядки и
поддержание глубины подкапывания. Имеется система автоматического
регулирования
давления копирующих катков комбайнов на гребни
убираемых рядков. Это повышает степень сепарации почвы.
С
целью
установлена
предупреждения
повреждений
клубней
может
быть
автоматическая система синхронизации скоростей движения
машины и элеваторных полотен.
Рисунок 1.14 - Комбайн SE 150 – 60 c боковым подкопом
На самоходных комбайнах устанавливаются гусеничные ходовые
системы,
на
прицепных
-
различные
типы
шин,
в
том
числе
31
широкопрофильные, что повышает их проходимость (рис. 1.16). Данные
ходовые системы позволяют существенно повысить работоспособность
уборочных машин в тяжелых условиях и в меньшей степени воздействуют на
структуру почвы.
В кабинах тракторов прицепных и операторов самоходных комбайнов
используются мониторы для визуального контроля процесса их работы и
регулирования рабочих режимов [28, 95].
Рисунок 1.15 - Механический роторный сепаратор на комбайне SE 260
Рисунок 1.16 - Самоходный комбайн AR 4W c гусеничной ходовой системой
32
Особенности конструкций комбайнов США
Картофель в стране выращивается, в основном, на легких почвах в
гребневых посадках с междурядьями 90 см. Большинство американских
комбайнов - элеваторного типа с поворотной технологической схемой из
нескольких расположенных
друг за другом прутковых элеваторов (рис.
1.16). При уборке картофеля на каменистых почвах используются комбайны
с пневматическим отделителем камней [49, 50, 51, 52].
Применяется комбинированная уборка с 12 рядков тремя прицепными
4-хрядными
машинами: двумя копателями – укладчиками и одним
комбайном, идущим вслед за ними.
Копатели укладывают
клубни из
крайних четырех рядков в междурядья средних. Комбайн подкапывает эти
рядки, отделяет примеси и подает клубни в рядом идущее транспортное
средство.
За вековой период развития картофелеуборочные комбайны получили
значительное развитие при
большом разнообразии их конструкций и
обеспечивают качественную уборку картофеля в различных условиях . В
настоящее время их развитие направлено, в основном, на снижение затрат
труда и обеспечение его комфортных условий, повышение эффективности и
качества клубней, выполнение требований экологии путем широкого
применения средств автоматизации, новых материалов
и современных
машиностроительных технологий их производства.
По итогам анализа картофелеуборочной техники можно сделать вывод,
что подавляющее большинство производителей делают ставку на разработку,
производство и продажу картофелеуборочных комбайнов. В наше время в
России
большая
часть
картофеля
производится
на
малых
сельскохозяйственных предприятиях и в личных хозяйствах граждан,
которые не могут позволить себе использование подобной техники в силу
своих финансовых возможностей. Использование больших комбайнов на
малых предприятиях не удобно в силу небольших площадей и больших
ресурсных и трудовых затрат по сравнению с копателями.
33
Таблица 1.5.Основные технические данные картофелеуборочных комбайнов разных стран [48, 49, 50, 51, 52]
№
№
Марка
комбайна /
рядность, шт.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
AVR 220BK Variant/2
Spirit 6200/2
КПК 2 – 01/2
Spirit 6100/2
Puma/4
Spirit 9200/2
Esprit/2
Appache/4
R 2060/2
RА 3060/2
Kwatro/ 3 ; 4
Varitron 270/4
13
SE 150 – 60/2
SЕ 260/2
ККБ – 2/2
ККС – 2/2
859/ 4
TOP-1 BJF/1
AR 4BХ/4 ; 3
AR 4W/4 ; 3 ; 6
Ropa Keiler I/1
Ropa Keiler II/2
Страна
Тип
Класс
трактора,
(ДВС, л.с.)
Колнаг
Россия
Агротехмаш
AVR
Бельгия
2,0
Смх
Dewulf
Смх
Grimme
НПЦ НАН
Double L
TOYONOKI
Ploeger
Ropa
Германия
Беларусь
США
Япония
Нидерланды
Германия
Пр.
Пр.
Смх
Пр.
Смх
Пр.
Габаритные размеры, м
Длина Ширина
Высота
В работе / в транспорте
9,2
4,8 / 3,3
3,4
11,5
3,3
3,9/4,0
8,0
6,0/3.8
4,1/3.8
8,7
3,0
3,3
14,5
3,5
4,0
11,5
3,3
10,9
3,8
12,7
3,5
3,6
12,0
3,3
12,8
4,0
14,9 /
3,5
13,3
(330)
(500)
(490)
10,5
7,0
1,4
5,5
5,1
6,9
8,7
9,2
8,7
12,2
5,7
5,25
29,4
27,5
5,3
10,1
11,2
10,8
7,5
8,3
6,8
8,0
15,3
14,5
7,8
11,8
Пр.
(200)
2,0
(330)
3,0
1,4
(430)
(390)
1,4
2,0
5,6
6,0/8,5
1,5
6,0
8,0
8,5
нет
нет
8,0
Масса,
т
7,03
10,35/11,0
5,7
5,97
21,75
11,0
6,25
11,5
11, 35
18,5
30,4
24,8
2,0
1,4
1,4
(450)
Пр.
Смх
Вместим.
бункера,
т
6,0/7,5
7,5
6,0
6,0
нет
1,5 и 0,6
13,0
нет
4,3/6,1
9,5
3,0
3,6
3,3
3,1
3,4
6,2
6,2/3,0
3,5
3,7
3,8
3,3
3,6
3,2
2,9/3,15
4,0
3,0
3,0
3,6
3,9
33
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
SE 75 – 55/1
Фирма
34
Исходя из этого, наиболее перспективным на наш взгляд является
направление по разработке копателей, которые более удобны и экономически
рентабельны в использовании в личных и фермерских хозяйствах [33, 34, 36].
Рисунок 1.17 - Комбайн 859/4
Среди путей развития отечественных картофелеуборочных машин мы
считаем одним из наиболее перспективных совершенствование приемной
части, от качества и производительности работы которой, в значительной
степени зависят показатели функционировния всего уборочного агрегата
[28].
1.3.
Анализ состояния современных подкапывающих органов
машин для уборки картофеля
Сплошные лемехи применялись на картофелеуборочных швырялках,
разрезные – на машинах, выпускаемых фирмой Г. Сакка (Германия) (рис.
1.18. б), лемехи с прямым углом и разрезом посередине установлены на
агрегатах фирмы «Джонсон» (Англия) [24, 65].
35
Значительный интерес по конструкции подкапывающего органа
представляет однорядный картофелеуборочный комбайн фирмы «Рекорд»
(ФРГ). Он имел корытообразный лемех с активными боковинами, катком и
дисками[70]. Испытания показали, что благодаря наличию активных боковин
и дисков лемех такого типа подкапывает грядку без потерь клубней, не
разваливает массу по бокам и не забивается даже при уборке картофеля с
развитой ботвой [2]. Учитывая это, большинство зарубежных комбайнов
имеет комбинированную подкапывающую часть, состоящую из плоских
пассивных лемехов, копирующих устройств, пассивных или активных
дисков. В качестве примера можно привести картофелеуборочную технику
фирмы AVR (Бельгия), картофелеуборочные комбайны AVR 4100 и AVR
6200
SPIRIT
(Рис.
1.13),
а
также
копатели-погрузчики
оснащены
подкапывающим рабочим органом, включающим плоские пассивные лемехи,
копирующие катки и пассивные плоские диски [65].
1-
диск; 2- почвозацеп; 3- гидромотор; 4- направляющие; а) плоский диск с
вырезами; б) подкапывающий орган с вертикально расположенными отрезными дисками;
в) дисковый подкапывающий рабочий орган; г) диск с трапециевидными зубьями; д)
зубчатый диск с внутренними почвозацепами; е) диск,зубья которого выполнены по
логарифмической кривой
Рисунок 1.18 - Подкапывающие рабочие органы с дисками.
36
Еще одним типом подкапывающих рабочих органов являются
дисковые лемехи (рис. 1.19. в), примененные на комбайнах Е665 и Е660
(ГДР). На каждый рядок устанавливают по одному диску. На элеватор
подкопанный пласт направляется щитками [65].
Рисунок 1.19 - Схемы подкапывающих рабочих органов
картофелеуборочных машин.
В американских картофелеуборочных машинах и подборщиках
применяется активный валиковый подкапывающий рабочий орган. Он
обычно состоит из двух валиков (квадратного и круглого), вращающихся в
направлении перемещения пласта[67].
Подкапывающие
нескольким
рабочие
органы
параметрам.Основными
можно
классифицировать
признаками
по
классификации
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин послужили
способ воздействия их на обрабатываемый материал – картофельную грядку,
форма и тип поверхности лемеха [65].
Существующее различие подкапывающих органов по кинематическому
признаку, форме и типу поверхности может быть представлено схемами (рис.
1.18, 1.19). Все они подразделяются на три типа – пассивные, активные и
37
комбинированные.
Они
имеют
разнообразную
форму
(плоские,
корытообразные и т. п.) и различаются по типу поверхности (сплошные,
прутковые и т. д.) [65].
Рисунок 1.20 - Картофелеуборочный комбайн AVR 8200 SPIRIT
Наиболее распространенным типом подкапывающих органов являются
пассивные лемехи. Несмотря на ряд технологичных недостатков, наиболее
часто встречаются плоские сплошные лемехи (рис. 1.19.г). Это объясняется,
прежде всего, простотой и надежностью их конструкции[65].
Вибрационные подкапывающие рабочие органы (рис 1.19.д) не
получили широкого распространения в выпускаемых промышленностью
картофелеуборочных машинах по целому ряду причин, основной из которых
является
необходимость
вследствие
чего
в
в
раме
колебательном
движении
картофелеуборочной
больших
машины
масс,
возникают
значительные динамические нагрузки, и появляется потребность в изменении
параметров вибрации с изменением почвенно-климатических условий [65].
В настоящее время в машинах для уборки картофеля широко
внедряются
комбинированные
лемехи.
Они
обладают
бесспорными
преимуществами по крошению подкапываемого пласта, снижению тягового
38
сопротивления
и способности
передавать подкапываемую
массу на
сепарирующие органы, но имеют сравнительно сложную конструкцию [70].
Анализируя данную классификацию подкапывающих рабочих органов,
можно сказать, что, несмотря на ряд технологических недостатков,
пассивные лемехи все же имеют наибольшее распространение. Нашей же
задачей является частичное или полное устранение их недостатков за счет
использования дисковых боковин[24, 65, 101].
Установка дисковых боковин приводит к перерезанию ботвы и
растительных остатков, снижает попадание в ворох плотной почвы из
междурядий, уменьшает сгруживание, что приводит к снижению тягового
сопротивления машины, увеличивает чистоту клубней в таре и облегчает
работу других органов машины.
1.4.
Обзор дисковых элементов комбинированных подкапывающих
рабочих органов
Среди комбинированных подкапывающих рабочих органов большую
группу составляют устройства, которые являются сочетанием пассивных
лемехов с дополнительными механизмами, активизирующими разрушение
пласта и его передачу на сепарирующие поверхности. Широкое применение
нашли
комбинированные
подкапывающие
рабочие
органы,
которые
включают в себя пассивные плоские секционные или сплошные лемехи, а
также активные и пассивные или только пассивные боковины–диски [65].
Основными признаками различия дисковых боковин подкапывающих
органов являются тип привода, форма поверхности диска и форма режущей
кромки диска [4, 64, 65]. По типу привода дисковые рабочие органы бывают
активные и пассивные. Если передача энергии на диск осуществляется при
помощи карданного вала, гидропривода, электропривода и т.д., то диск
считается активным (рис.1.18. б). Если же вращение диска осуществляется в
результате возникновения сил трения между боковой поверхностью диска и
почвой, то такой диск – пассивный [9, 65].
39
В зависимости от формы поверхности диски бывают сферические и
плоские. В картофелеуборочных машинах наибольшее распространение
получили плоские диски.
В зависимости от формы режущей кромки диски бывают со сплошной
(гладкой) и зубчатой (трапецеидальной, треугольной и т.д.) режущей
кромкой (рис. 1.18. а, г, е) [9, 65].
Также дисковые элементы могут различаться по наличию и форме
дополнительных элементов на боковых поверхностях диска, в частности
почвозацепов (рис. 1.18. д) [9, 65].
Как отмечалось ранее, чтобы устранить технологические недостатки
пассивного лемеха и повысить надёжность выполнения технологического
процесса картофелеуборочных машин необходимо иметь в конструкции
подкапывающей части активные или пассивные элементы – диски (рис. 1.18.
б) [9, 65].
1.5.
Анализ конструкций, принципа работы и теоретических
исследований подкапывающих органов
Сгруживание клубненосного пласта является основным недостатком
пассивных подкапывающих рабочих органов, во избежание которого, как
указывал Н.В.Фирсов еще в 1935 году, лемеха должны выполняться
короткими и с наименьшим возможным углом резания, но в то же время
необходимо иметь заднюю кромку лемеха, расположенной по отношению к
лезвию на высоте не менее 100...120 мм, так как ее положение должно
обеспечивать прохождение рабочих органов первого элеватора без задевания
поверхности
поля.
Явлению
сгруживания клубненосного пласта,
по
мнению Н.В.Фирсова, способствует также нависание ботвы на боковинах и
сползание пласта в сторону [101, 105].
На основании изучения работы картофелеуборочных машин были
установлены главные недостатки подкапывающих органов -
забивание
40
лемехов растительными
остатками с последующим сгруживанием массы
почвы и разваливанием ее вместе с клубнями на сторону [66, 101, 105].
Из зарубежных ученых этого периода выделяются работы немецкого
ученого Г.Фишера. Его исследования сводились к сравнительной оценке
известных конструкций подкапывающих рабочих органов.
Одновременно ставилась задача найти максимально возможный угол
наклона и минимальную длину лемеха.
Наиболее значительные разработки и исследования подкапывающих
рабочих
органов
картофелеуборочных
машин
выполнены
научными
сотрудниками ВИСХОМа Н.В. Фирсовым, Н.Н. Колчиным, Г.Д. Петровым,
А.А. Сорокиным.
В 1955 году в ВИСХОМе проведены исследования лемехов: плоского,
выжимного
корытообразного
вилообразного
с
односекционного
режущей кромкой.
и
двухсекционного
Установлено,
и
что все пассивные
лемеха испытанных конструкций создают большие сопротивления при
подкопе картофельной грядки, что приводит к сгруживанию почвы и потерям
клубней картофеля. Подкопанная пассивным лемехом картофельная грядка
при передаче ее на сепарирующий орган разрушается недостаточно, что
затрудняет работу сепарирующих органов машины для уборки картофеля
[101].
Исследования [66, 101] показали, что выжимные лемехи не имеют
преимуществ по сравнению с остальными лемехами.
Значительная
подкапывающих
работа
по
исследованию
плоских
пассивных
рабочих органов картофелеуборочных машин была
выполнена в Белорусском институте механизации
и
электрификации
сельского хозяйства М.Т.Ткачевым, А.Ю.Кречко и другими [66, 81].
Основные исследования были направлены на установление оптимальных
значений длины лемеха,
угла наклона его к горизонту и угла между
лезвиями при вершине, при которых осуществлялось бы передвижение
41
подкопанного клубненосного пласта по подкапывающему рабочему органу
без сгруживания и разваливания.
В течение ряда лет под руководством Е.А.Глухих А.Е.Пермякова [66]
исследовала процесс
подкапывания
и
сепарации
почвы
при уборке
картофеля, возделываемого в Ростовской области. Было установлено, что при
уборке картофеля, возделываемого на тяжелых глинистых почвах с
пониженной влажностью, более перспективен корытообразный лемех со
следующими параметрами: ширина захвата - 415 мм; длина лемеха - 500 мм;
угол наклона 12°...14°.
Большие работы
выполнены
И.П.Гудзенко, М.Б.Углановым
конструктивных
параметров
и
сотрудниками
другими
ГСКБ
(г.Рязань)
по изысканию и отработке
подкапывающих
рабочих
органов
картофелеуборочных машин. Результатом многолетней работы Рязанского
ГСКБ явилось создание картофелеуборочного комбайна К-3,
где были
использованы корытообразные лемеха [22, 97, 101].
Исследованиями, проведенными в 1962...1965 годах сотрудниками
ВИСХОМа на опытных полях учебного хозяйства "Отрадное" Воронежского
сельскохозяйственного института было установлено, что фторопласт-4 и
полиэтилен высокого и низкого давления, применяемые в качестве покрытий
на рабочие поверхности, дают положительные результаты. Было отмечено
устранение залипания и снижения тягового сопротивления до 4...5%. Но в
этом случае остается не решенным вопрос о долговечности полимерных
материалов-пластмасс [43].
Целый ряд ученых, в разные периоды времени и при разных условиях
занимались изучением параметров клубневого гнезда картофеля: А.Ю.
Кречко, В.С. Митрофанов, И.Н. Масленков, Н.М. Марченко, Л.В. Птицина,
К.И. Родин, И.А. Успенский и др. Эти ученые проводили замеры координат
крайних клубней.
В.С. Митрофанов, по итогам исследований с разными сортами
картофеля показал, что клубневое гнездо в своем сечении имеет форму
42
близкую к кругу. При данных исследованиях не учитывалась урожайность
картофеля [37, 101].
Н.М. Марченко и Л.В. Птицина по итогам своей работы получили
данные, которые подтверждают, что размеры клубневого гнезда зависят не
только от сорта картофеля, но и от урожайности (Рис. 1.21.) [11, 28, 101].
Из зарубежных
исследований
наибольший
интерес представляют
работы С.Хоукинса (Национальный институт сельского хозяйства Англии).
Им проведено тщательное изучение распределения клубней в гнездах
картофеля, дан анализ известных конструкций подкапывающих органов [65,
101].
9,75 т/га
20,0 т/га
14,2 т/га
28,0 т/га
17,7 т/га
контур грядки
Рисунок 1.21. Параметры клубневого гнезда в зависимости от
урожайности картофеля, т/га (по данным Н.М. Марченко)
Из
анализа
многочисленных
экспериментальных
исследований
пассивных лемехов следует, что рассмотренные разновидности конструкций
пассивных
существенных
подкапывающих
недостатков:
рабочих
органов
повышенное
имеют
тяговое
ряд
общих
сопротивление,
сгруживание подкопанной массы, недостаточное крошение клубненосного
пласта, потери картофеля за счет разваливания подкапываемой грядки,
забивание лемехов ботвой и другими растительными остатками [65, 101].
43
Поэтому все дальнейшие работы должны быть направлены на
изыскание новых подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
машин [14, 65, 101], устраняющих эти недостатки.
Глубокие
исследования
подкапывающих
рабочих
органов
картофелеуборочных машин были выполнены академиком В.П.Горячкиным.
Творчески использовав труды академика В.П.Горячкина, Г.П.Зиновьев
рассмотрел некоторые вопросы теории лемеха, выполнил значительные
экспериментальные исследования подкапывающих рабочих органов.
На
основании этих работ он рекомендовал определять величину свободного, без
сгруживания, перемещения пласта по поверхности двугранного клина из
следующего соотношения:
l≤λ=
Ксж
,
(1.1)
γом (cos α∙tgρ+sin α)
где l - длина лемеха, м;
Ксж - отношение Р/Fпл ,
где Р - сила подпора, Н;
Fпл - площадь сечения пласта, м;
γом - объемная масса почвы, кг/м3;
α - угол наклона лемеха, град;
ρ - угол трения почвы о поверхность лемеха, град.
Г.П.Зиновьев отмечает,
что
продвижение почвенного пласта по
лемеху происходит под действием силы подпора,
создаваемой
самим
пластом. В дальнейшем этот вопрос исследовался М.Е.Мацепуро [39, 40].
Им предложена формула для определения силы подпора необходимой для
перемещения пласта по клину:
Р=η∙
Uл
Uп
∙ S ∙ 1 ∙ γ ∙ tg(α + γ),
где η - поправочный коэффициент, учитывающий силы трения;
Uл - скорость движения лемеха в почве, м/с;
Uп - скорость перемещения почвы по лемеху, м/с;
S - площадь поперечного сечения пласта, м2;
(1.2)
44
l - длина лемеха, м;
γ - удельный вес почвы, кг/м3;
α - угол, который составляет лемех с горизонтальной плоскостью,
град;
φ - угол трения, град.
Пользуясь рациональной формулой академика В.П.Горячкина,
М.Е.Мацепуро вывел уравнение силы тяги для картофелеуборочных
машин:
PT = k ∙ S + Q ∙ tg(α + φ),
(1.3)
где k - удельное сопротивление почвы, Н/см2;
S - площадь поперечного сечения грядки, см2;
α - угол наклона лемеха, град;
φ - угол трения почвы о сталь, град;
Q - вес почвы, кг.
Площадь поперечного сечения картофельной грядки при гребневой
посадке картофеля он определял по формуле:
2
S = ∙ 2xy,
(1.4)
3
где y - высота грядки, см;
2x - основание грядки, см.
И. А. Успенский [99] на
загрузки
лемехов
основании
картофелеуборочных
теоретического исследования
машин
вывел
формулу
для
определения массы клубненосного пласта q, поступающей в машину за
единицу времени:
q = i ∙ V (γ +
P
a∙Q
) ∙ (10Sг − 100α),
100
(1.5)
i - количество рядков, захватываемых картофелеуборочной машиной
за один проход;
V - скорость агрегата, м/с;
Sг - сечение картофельной грядки, снимаемое одним лемехом, м2;
a - удельный вес клубней картофеля в момент уборки, кг/м2;
45
γ - объемный вес сухой почвы, кг/м3;
P - влажность, в % от веса сухой почвы;
Q - урожай клубней картофеля, ц/га;
a - ширина междурядий, м
Значительный вклад в развитие теории клина внес Г.Н.Синеоков [85,
86, 87, 88], который установил, что вероятность сгруживания почвы впереди
клина увеличивается с возрастанием его поступательной скорости, тем
самым уточнив теорию Г.П.Зиновьева.
Для определения допустимой длины клина Г.Н.Синеоковым выведена
зависимость:
l ≤ ctg(α + φ) {
σB
γ2
oб
−
2V2 M
g
α
α
α
2
2
2
∙ sin [cos ∙ tg(α + φ) − sin ]},
(1.6)
где VM - поступательная скорость клина, м/с;
σB - временное сопротивление почвы сжатию, кг/м2;
α - угол крошения, град;
φ - угол трения, град;
γоб – плотность почвы, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с2.
Н.В.Фирсов
[22]
указывает,
что
для
облегчения
передачи
клубненосной массы на элеватор по плоскому лемеху он должен быть
поставлен под возможно меньшим углом α к горизонту. Длина лемеха
определяется по формуле:
L=
H
,
(1.7)
sin∝
где Н - высота расположения задней кромки лемеха, м;
α - угол наклона лемеха, град.
Анализируя данные литературного
обзора
экспериментальных
и
теоретических исследований конструкций и принципа работы пассивных
подкапывающих рабочих органов машин для уборки картофеля, можно
сказать, что в этом направлении проведен значительный объем работы. Но, к
сожалению, до сих пор не создана конструкция лемеха, которая была бы
46
работоспособной во всех почвенно-климатических условиях [65, 101]. На
наш взгляд, необходимо продолжать экспериментальные и теоретические
исследования дисковых пассивных подкапывающих органов с целью
повышения эффективности их работы.
Анализ
конструкций
и
принципа
работы
активных
подкапывающих органов
С 1956 года сотрудниками ВИСХОМа Г.Д.Петровым, А.А.Сорокиным
ведутся теоретические и экспериментальные исследования вибрационных
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин. Полученные
ими результаты дали возможность создать новый подкапывающий рабочий
орган - вибрационный лемех, который имел корытообразную форму и
прутковую поверхность [65, 101].
Дальнейшие изыскания позволили разработать активный лемех в виде
передней режущей кромки колеблющегося грохота. В целях уменьшения
количества
поступающей
почвы
при
подрезании грядок картофеля
подкапывающий орган был профилирован[65, 101].
Впервые вибрационный лемех с прямолинейной режущей кромкой
был применен в 1957 году на экспериментальном комбайне К-1 [67]. Он
обеспечивал хорошее рыхление подкапываемого клубненосного пласта, не
забивался ботвой, устранял сгруживание и разваливание почвы.
Более поздние изыскания ВИСХОМа в области исследования
вибрационных рабочих органов для картофелеуборочных машин сделали
возможным
создание картофелекопателей
КВН-2,
КВН-2М,
КГ-2
и
картофелеуборочного комбайна КГП-2 [89, 90].
Наиболее
существенным
недостатком
данных
активных
подкапывающих рабочих органов следует считать то, что они выполнены
заодно с первым грохотом и, следовательно, имеют с ним одни и те же
кинематические параметры. Вследствие этого оптимальный скоростной
режим, выбранный для лемехов, не является наилучшим для сепарирующего
рабочего органа [65, 101].
47
С
1959
года
экспериментальные
по
1963
год
исследования
В.И.
Гиммельфарб
вибрационного
проводил
лемеха
на
картофелекопателе КВН-2М в условиях Северо-Западной зоны СССР.
Испытания показали, что применение активного подкапывающего рабочего
органа
в
условиях
этой
почвенно-климатической
зоны
является
перспективным. Им были определены оптимальные режимы вибрации для
лемехов и
выявлены динамические нагрузки, действующие в механизме
подкапывающего рабочего органа [101].
Большая работа в этой области проделана Рязанским ГСКБ по
машинам для возделывания и уборки картофеля [97]. Им впервые
поставлен
вибрационный
подкапывающий
рабочий
был
орган
на
картофелеуборочную машину элеваторной модификации и проведены
значительные исследования по отысканию наилучших параметров активного
лемеха.
В области
теоретических
исследований особо следует отметить
работы А.А.Сорокина. Им проводились
теоретические
исследования
процесса подкапывания клубненосного пласта колеблющимся лемехом с
целью определения оптимального режима его работы, обеспечивающего
минимальное тяговое сопротивление, эффективное перемещение и передачу
пласта на сепарирующий
рабочий
орган
с
незначительными
повреждениями клубней картофеля. А.А.Сорокин впервые дал теоретическое
объяснение явления перемещения почвы по поверхности активного
подкапывающего рабочего органа и вывел теоретические зависимости для
расчета оптимальных кинематических параметров вибрации [65, 89, 101].
Решая совместно
уравнения движения пласта в свободном полете
после отрыва от лемеха и уравнение лемеха, колеблющегося и движущегося
поступательно, а также учитывая характер траектории движения режущей
кромки подкапывающего рабочего органа, он принимая ряд допущений,
определил диапазон колебаний вибрационного лемеха [65, 101]:
1,7
g∙cos α
sin β
< ω2 r < 2,6g
cos∝
sin β
,
(1,8)
48
Теоретические предпосылки
А.А. Сорокина в дальнейшем были
подтверждены экспериментальными исследованиями,
ЦМИСе,
и
легли
проведенными
на
в основу кинематического исследования механизма
колеблющегося подкапывающего
рабочего
органа,
проведенного К.И.
Родиным, который исследовал работу вибрационного лемеха на торфяных
почвах
[90].
подкапывающим
Им
установлено,
рабочим
что
органом
наиболее
на
работоспособным
торфяной почве является
двухсекционный корытообразный лемех с боковыми дисками диаметром 600
мм. К.И. Родин в своей работе [81] предлагает следующий кинематический
режим вибрационного лемеха: амплитуда 22...23 мм, частота 600...650
кол/мин и поступательная скорость машины 0,6...0,8 м/с.
Значительные теоретические и
экспериментальные
исследования
вибрационных лемехов осуществлены И.В. Никулиным [45]. Он применил
подкапывающий рабочий орган,
совершающий угловые колебания в
плоскости лемеха. И.В. Никулиным [45] даны теоретические предпосылки
явления снижения тягового сопротивления рабочего органа, совершающего
угловые колебания, получено аналитическое выражение для определения
тягового сопротивления
амплитудно-частотных
активного
лемеха,
установлено влияние
параметров колебаний подкапывающего рабочего
органа на качественные и энергетические
показатели
его работы,
определены рациональные параметры лемехов, теоретически обоснована и
экспериментально проверена целесообразность применения подкапывающих
рабочих органов шириной 40 см. Он делает вывод о том, что пассивные и
активные лемеха
некачественно
выполняют технологический процесс
подкапывания картофельной грядки, что те и другие рабочие органы не
лишены целого ряда существенных недостатков, которые в значительной
степени снижают технико-экономические показатели эксплуатации машин
для уборки картофеля [65, 101].
Из работ по применению вибрации в сельскохозяйственных машинах,
выполненных за рубежом, следует отметить исследования Эгенмюллера. Им
49
получены оптимальные кинематические режимы вибрационных рабочих
органов
почвообрабатывающих
машин,
при
которых
наблюдается
значительное снижение тягового сопротивления, а также даны теоретические
зависимости
параметров
колебаний
рабочего
органа
от
скорости
поступательного движения орудия [65, 101].
Из работ по активным лемехам картофелеуборочных машин заметны
исследования В.Е. Фишер-Шлема и Е. Мозера. Авторы показали, что при
применении вибрационных подкапывающих рабочих органов тяговое
сопротивление картофелеуборочных машин и буксование
трактора
снижаются [65, 101].
Из приведенного
анализа
теоретических
и
экспериментальных
исследований колеблющихся лемехов видно, что кроме преимуществ, этим
подкапывающим органам присущи и некоторые недостатки. Один из них необходимость приводить в колебательное движение большие массы.
Вследствие этого в подвесках и раме картофелеуборочной машины
возникают значительные динамические нагрузки. Отрицательной стороной
этих подкапывающих органов является и то, что грядки необходимо
подкапывать глубже залегания клубней на величину равную 2...3 см, что
приводит к увеличению тягового сопротивления машины и повышению
нагрузки на сепарирующие органы. При уборке картофеля с использованием
вибрационных лемехов увеличиваются повреждения клубней по сравнению
с пассивными подкапывающими органами [65, 67, 101].
Существенным недостатком качающихся лемехов является также и то,
что с изменением почвенно-климатических условий необходимо изменять
параметры
вибрационного
движения,
чтобы
не
снизить
технико-
экономических показателей этого типа подкапывающих рабочих органов
картофелеуборочных машин [35, 65, 101]. Одним из самых критических их
недостатков является большая повреждаемость клубней картофеля по
отношению к другим типам рабочих органов.
50
Анализ
конструкций и принципа работы комбинированных
подкапывающих рабочих органов
Теоретическими и экспериментальными
исследованиями
работы
комбинированных подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
машин занимались многие ученые. Н.И. Верещагин и К.А. Пшеченков в
своих работах [17, 18] отмечают,
что боковые диски предотвращают
поступление из междурядий уплотненной колесами трактора почвы на
лемеха, а также разрезают ботву, расположенную в междурядьях, снижают
потери клубней картофеля в результате предотвращения
разваливания
подкопанного клубненосного пласта по бокам лемеха.
К.И. Родин указывает [82], что постановка плоских или сферических
дисковых ножей по бокам подкапывающих рабочих органов способствует
перемещению почвы по лемеху и значительно сокращает потери клубней.
Дисковые ножи разрезают корни и стебли ботвы, расположенные в
междурядьях.
Он предложил методику графоаналитического расчета
боковых дисков.
Исследованию комбинированных подкапывающих рабочих органов
картофелеуборочных машин посвящена работа [44] И.В. Никулина.
опытным путем установлено,
Им
что глубина хода дисков, при выбранных
параметрах лемеха составляет 10...12 см, с учетом толщины стебля ботвы
определен радиус бокового диска, который при такой глубине хода равнялся
27 см. С учетом поправки на микрорельеф диаметр диска в этой работе
был принят равным 60 см. И.В. Никулин считает, что рациональным
вариантом расположения дисков и лемеха явился вариант, когда нижняя
точка вертикального диаметра расположена на уровне носка лемеха.
Теоретического обоснования этому положению в своей работе автор не
приводит.
Анализируя данные
подкапывающих рабочих
литературных
органов
источников
по
конструкциям
можно сделать вывод о том,
что в
51
последнее
время
самое
широкое
распространение
получили
комбинированные органы [65, 101].
М.Б. Угланов и
Р.Н. Норчаев [96] исследовали комбинированный
рабочий орган, состоящий из лемеха и двух шнеков с правой и левой
навивкой, установленных по бокам лемеха, и вращающихся навстречу друг
другу. Боковые шнеки во время работы охватывают грядку, не входя в
непосредственный контакт с клубнями.
Крошение почвы и разрушение
связей между клубнями и почвой происходит в результате распространения
деформаций в клубненосном пласту. В итоге проведенных исследований
[96] установлено:
- тяговое сопротивление картофелекопателя с оригинальным рабочим
органом на 25...30% меньше, чем серийного;
- предлагаемый рабочий орган устраняет сгруживание клубненосной
массы;
- предлагаемый рабочий орган более интенсивно разрушает пласт, в
результате чего улучшается сепарация.
Однако, этому рабочему органу присущи такие
недостатки,
как
сложная конструкция, трудность герметизации почвенного канала между
элеватором и шнеками, не простой привод шнеков.
А.П. Литвинов предложил использовать в картофелеуборочных
машинах комбинированный рабочий орган, содержащий активные диски,
установленные с развалом, и небольшой пассивный лемех для передачи
подкопанной массы на элеватор. Данный рабочий орган забирает на 30...40%
меньше почвы, чем серийный ККУ-2А. Автором установлено, что несмотря
на улучшение сепарации при использовании сферических дисков с
прорезями,
в целях снижения повреждений
клубней целесообразно
использовать плоские диски без вырезов в зоне контакта с почвой и
клубнями.
Расширение
функциональных возможностей подкапывающей
части установкой дисков под углом хотя и дает положительный эффект –
52
улучшение крошения пласта и уменьшение захвата почвы, но влечет за собой
усложнение конструкции [38, 65, 101].
Снижение
подкопанного
тягового
пласта
сопротивления
происходит
при
и
интенсивное
работе
битерных
установленных между лемехом и приемным элеватором.
крошение
устройств,
Эффективность
работы битера зависит от его конструкции, режима работы и проявляется,
когда окружная скорость битера
элеватора [42].
Применение
выше
битера
скорости
также
движения
полотна
приводит к повышению
повреждения клубней картофеля и усложняет конструкцию машины. Работа
подкапывающей части в этом случае отличается тем, что уменьшается длина
лемеха и улучшается передача подкопанного пласта
на сепарирующие
органы.
Для улучшения работы приемной части картофелеуборочных машин
были проведены экспериментальные исследования подкапывающих рабочих
органов [71, 72, 73].
С целью уменьшения забора массы, улучшения продвижения массы в
подкапывающую часть введены:
- пассивные, установленные в развал диски со шнеком, расположенным
аксиально над подкапываемым пластом (вариант ВИМа);
- вертикальные диски с активным приводом (вариант ВИСХОМа).
- ротор с лопастями и гребенками над грядкой.
В результате установлено,
что применение дисков ограничивает
поступление почвы, однако, требует более точного вождения по рядкам.
Применение
различных
устройств
для
улучшения
транспортировки
клубненосного пласта, расположенных над лемехом, не всегда эффективно.
Такие
устройства
оказывают
дополнительное
давление
на пласт,
увеличивая силу трения, в результате чего транспортирующая способность
активаторов снижается действием сил трения на лемехе. Приводные диски,
используемые для улучшения транспортировки пласта по лемеху, имеют
широкие технологические возможности.
Диски обрезают пласт с боков,
53
перерезают растительные остатки, исключают развал
пласта
на лемехе,
определяют реальную ширину захвата рабочего органа и способствуют
транспортировке пласта [65, 101].
Исследованиями, проведенными Н.Н. Лутховым [38, 93], установлено,
что
активные
отрезающие
диски
существенно
снижают
тяговое
сопротивление. Им доказано, что применение привода только на один диск
подкапывающего органа не снижает эффективность его работы и упрощает
конструкцию.
Не
смотря
на
преимущества
боковых
дисковых
элементов,
использование активных дисков приводит к значительному усложнению
конструкции подкапывающих рабочих органов. Применение пассивных
дисков, особенно на влажных почвах приводит к их проскальзыванию
относительно почвы, что ведет к неудовлетворительным показателям
перерезания ботвы. Почва и растительные остатки налипают на поверхность
диска, и происходит сгруживание. Это явление приводит к повышению
тягового сопротивления [17, 65, 101].
Созданием специальных рабочих органов и приспособлений, для
обеспечения эффективной работы картофелеуборочных машин на почвах
пониженной влажности занимаются как в нашей стране, так и за рубежом [9,
21, 24, 30, 38, 65, 81, 97, 101]. Такие рабочие органы способны отделять
почвенные комки без разрушения, с разрушением и последующей
сепарацией размельченной почвы. Комкоразрушающие рабочие органы в
зависимости
от
характера
взаимодействия
с
комками
делятся
на
динамические и статические.
Наибольшее распространение получили статические рабочие органы копирующие и боковые катки, с помощью которых определяют реальную
глубину подкапывания и осуществляют разрушение комков [65]. Как
показывают исследования [92], комкоразрушающие устройства в 2...3 раза
уменьшают количество комков,
сепарирующие органы машины.
поступающих после подкопа грядок на
54
К дисковым элементам подкапывающих рабочих органов в частности
относятся зубья диска и почвозацепы, расположенные на его поверхности.
Теоретическими и экспериментальными исследованиями взаимодействия
зубьев и почвозацепов с клубненосным пластом занимались Н.В. Бышов [15],
С.Н. Борычев [7, 8, 9], И.Н. Кирюшин [24], М.Ю. Костенко [30], Н.Н. Лутхов
[38], В.М. Переведенцев [62, 65], А.А. Сорокин [91, 92], И.А. Успенский [98,
99, 101, 102], М.Н. Чаткин [107]. Был разработан и испытан в лабораторных и
полевых условиях, диск с трапециевидными зубьями, который приводился во
вращательное движение посредством гидромотора. На данном зубчатом
диске были установлены внутренние почвозацепы.
Дисковые элементы подкапывающих рабочих органов имеют свои
недостатки [64]: большая материалоемкость по отношению к машинам без
дисков, при установке боковых дисков требуется более точное вождение по
рядкам, проскальзывание дисков относительно почвы, приводящее к
сгруживанию и т.д. Это подтверждает, что разработка и обоснование
параметров
дисковых
элементов
картофелеуборочных
машин,
подкапывающих
на
сегодняшний
рабочих
день
органов
являются
перспективными направлениями работы.
Диски,
имеющие
картофелеуборочных
только
зубья,
машинах.
Наличие
устанавливаются
почвозацепов
на
на
многих
боковой
поверхности диска усложняет его конструкцию, но способствует улучшению
крошения пласта и передвижения его по лемеху [30, 101].
На основе проведенного анализа и поставленной цели поставлены
следующие задачи исследований:
1. Обобщить результаты научных исследований подкапывающих
органов картофелеуборочных машин и на этой основе определить
перспективное направление их совершенствования;
2.
Обосновать
исследований
подкапывающих
путем
рациональные
органов
теоретических
параметры
с
и
дисков
оригинальными
экспериментальных
комбинированных
почвозацепами,
55
обеспечивающими повышение эффективности работы картофелеуборочных
машин;
3. Предложить усовершенствованный комбинированный подкапывающий орган картофелеуборочной машины;
4. Провести оценку эффективности применения картофелеуборочных
машин,
оснащенных
усовершенствованными
комбинированными
подкапывающими органами.
1.6 Выводы
1.
Установлено,
что
пассивные
лемехи
имеют
наибольшее
распространение в подкапывающих рабочих органах картофелеуборочных
машин. В результате анализа конструкций и принципа работы пассивных
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин, установлено,
что до сих пор не создана конструкция лемеха, которая
была бы
работоспособной во всех почвенно-климатических условиях.
2. Одним из перспективных путей совершенствования и повышения
эффективности подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
машин является применение в их конструкции лемехов и пассивных боковых
дисков с почвозацепами.
3. Проведенный анализ существующих схем подкапывающих рабочих
органов подтвердил необходимость проведения исследований по их
совершенствованию, для чего следует обосновать параметры дисковых
элементов.
56
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДКАПЫВАЮЩИХ
РАБОЧИХ ОРГАНОВ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН
2.1 Исследование параметров зубчатого диска с почвозацепами
Для определения площади почвозацепа необходимо знать его высоту и
ширину. Ширина и форма почвозацепа должна обеспечивать рациональные
условия работы зубчатого диска [24].
Для выявления рациональной формы и ширины почвозацепов
зубчатого диска, а так же их расположения проведем исследования
почвозацепов, имеющих форму [24]:
1 – прямоугольника;
2 – прямоугольной трапеции;
3 – равностороннего треугольника
Необходимо провести исследования по следующим показателям:
– массы конструкций диска с почвозацепами;
– тяговому сопротивлению диска с почвозацепами;
– перерезанию элементов ботвы и растений рабочей кромкой
почвозацепа.
2.2 Определение массы диска с почвозацепами
По данным ряда источников [30, 65, 99, 101] этих показателей будет
вполне достаточно для обоснования формы и размеров почвозацепов, а также
их расположения. Как показали исследования, проводимые ранее [65],
наиболее перспективным является диск, рабочая кромка зубьев которого
выполнена по логарифмической кривой. Для расчета металлоемкости диска с
зубьями, имеющими режущую кромку, выполненную по логарифмической
кривой, и с почвозацепами необходимо сначала определить суммарную
площадь диска, так как почвозацепы прорезаны в поверхности диска то их
металлоемкость не увеличит общую массу конструкции [30] (рис. 2.1.)
57
Рисунок 2.1 - Схема для определения массы зубчатого диска с
почвозацепами, зубья которого имеют режущую кромку, выполненную по
логарифмической кривой
Определим длину дуги lAB=c [65]. В общем виде выражение для
определения длины дуги будет иметь вид:
c
2

r 2  r ' d , м.
2
(2.1)
1
Уравнение логарифмической кривой в нашем случае имеет вид
r

где: r - значение радиус-вектора, м;
r0 -
начальное значение радиус-вектора, м,
rд - конечное значение радиус-вектора, м;
 - угол обхвата лезвия, рад;
 - угол скольжения, рад.
В данном случае   const .

1
r0 1  ectg ,
2
(2.2)
58
rk  r0  h з 
1
r0 (ectg   1) , м.
2
(2.3)
Тогда выражение для определения длины режущей кромки зуба [65,
101]
c
r0 
sin 2   2  sin   e ctg  e 2 ctg  d  2 cos1  r0  cos   e ctg  1 , м
2 sin  0


(2.4)
Площадь диска с зубчатой режущей кромкой определим по формуле
Sобщ.  S зуба  Z ,
(2.5)
где: Sзуба – площадь зуба, ограниченная радиусами r0 по впадинам, м2;
Z – число зубьев, шт.
Определим площадь зуба:
S зуба  S OAB ,
SOAB 
Sобщ
Z
(2.6)
,
(2.7)
В общем виде запишем:

SOAB

1
 
20
S OAB




1 1 2
r02
ctg 2
r
1

e
d


0
2 0 4
8

1 2
  rд2 d ,
2 1
r  12 r0  ectg 
1
2 0
(2.8)
 d 
2

2ectg e2 ctg
5
  


ctg 
2ctg  2ctg 


,

(2.9)
Таким образом площадь диска определится как:
 r2 
2e ctg e 2 ctg
5
Sобщ  10   0   


ctg 
2ctg  2ctg 
8


  ,


(2.10)

(2.11)
Sобщ  54 r02   2  ectg  tg  12 e2 ctg  tg  52 tg
С помощью выражения 2.10 , можно найти массу диска Qзуб
Qзуб. = ρст ∙ Sобщ ∙ bд,
где: ρст – удельный вес стали, кг/м3;
bд – толщина диска, м;
Sобщ– площадь зубчатого диска, м2;
(2.12)
59
2.3 Исследование тягового сопротивления диска с почвозацепами
Рассмотрим действие сил сопротивления почвы на зубчатый диск с
почвозацепами [24, 101], для чего воспользуемся схемой, представленной на
рисунке 2.2.
Во время работы на диск действуют силы сопротивления почвы
смятию режущей кромкой и почвозацепами, и силы трения почвы о его
боковые поверхности, то есть тяговое сопротивление диска в почве
определяется этими силами [24, 101].
Допустим, что действие сил трения относительно невелико [26]. Так
как почвозацепы расположены поочередно с обеих сторон диска, то его
можно считать симметричным рабочим органом, то есть действие
элементарных сил сопротивления почвы может быть сведено к одной
равнодействующей R, приложенной примерно к середине рабочей кривой АВ
и проходящей через ось его вращения. Без учета сил трения составляющая R х
этой силы представляет собой тяговое сопротивление диска [24, 26].
Выражение определения равнодействующей сил сопротивления почвы
смятию R в зависимости от диаметра и ширины диска, глубины его хода и
веса подкапывающей части берём из ранее проводившихся исследований [24,
65].
Данное выражение имеет следующий вид:
H
R
bд q1
bqH
dy  д 1 .

sin  0
sin 
(2.13)
где: q1 - удельное воздействие диска на почвенный пласт, Н/м2;
Н – глубина хода диска, м.
После проведённых преобразований с учётом почвозацепов выражение
для определения тягового сопротивления без учёта сил трения приняло вид
R x  q1 (bд  H   S п i  cos  i );
iZ '
где: Sп – площадь почвозацепа, м2.
В зависимости от формы почвозацепа его площадь равна:
прямоугольник :
(2.14)
60
S п  hз  k п ;
(2.15)
1
Sп  hз  kп  kп2  tg п ;
2
(2.16)
прямоугольная трапеция:
треугольник:
1
S п  hз  kп ,
2
(2.17)
где: hз - высота почвозацепа;
kn- ширина почвозацепа.
Рисунок 2.2 - Схема к определению тягового сопротивления диска с
почвозацепами, зубья которого имеют режущую поверхность, выполненную
по логарифмической кривой
Удельное давление диска с почвозацепами на почву можно определить
по формуле [24]:
q1 
Q'п.ч.
,
2(bд  lкр   Sп  sin i )
iZ '
(2.18)
61
где: Q’п.ч. – вес подкапывающей части машины с зубчатыми дисками, Н;
bд – толщина диска, м;
lкр – длина режущей кромки, м;
Sп – площадь почвозацепа, м.
С учетом выражения 2.18 получаем (2.14) в следующем виде:


Q' п.ч.  bд  H   S п  cos  i 
iZ '


Rx 
;


2 bд  l кр   S п  sin  i 
iZ '


(2.19)
Длина рабочей кромки зуба определяется высотой зуба, длиной его
режущей поверхности, шириной почвозацепа, числом зубьев на отрезке
лезвия, погруженного в почву, то есть [24]:
l кр  Z ' (hз  c з  k п ) ,
(2.20)
где: hз – высота зуба, м;
cз – длина криволинейной стороны зуба, м;
kп – ширина почвозацепа, м;
Z’ – число зубьев, находящихся на отрезке лезвия, погруженного в почву, шт.
Необходимо определить число зубьев на отрезке лезвия, погруженного
в почву. Для этого воспользуемся схемой, представленной на рисунке 2.3.
Длину дуги или режущей кромки lAB можно определить по формуле

r H 
,
l AB  rд    2 arcsin д
rд 

(2.21)
Длину дуги lDC, которая соответствует расположению одного зуба на
дуге АВ, можно определить следующим способом:
l DC  rд   ,
(2.22)
где: rд – радиус диска по вершинам зубьев, м;
γ – центральный угол для одного зуба, рад.
При известном числе зубьев Z определим:
 
2
,
Z
(2.23)
62
Рисунок 2.3 - Схема для определения числа зубьев диска, погруженных
в почву
Число зубьев, погруженных в почву, равно:
Z' 
l AB
lDC

r H 

Z     2 arcsin д
rд 

.

2
(2.24)
Определим длину режущей кромки, погруженной в почву:

l
h з  c з  k п      2 arcsin

rд  H 
Z
rд 
2
.
(2.25)
Окончательно выражение для определения тягового сопротивления
диска с логарифмической зубчатой режущей кромкой и почвозацепами без
учета сил трения будет иметь вид [24, 101, 103]:
Rx 


Q' п.ч.  bд  H   S п  cos  i 
iZ '




2 Z 'bд  (h з  c з  k п )   S п  sin  i 
iZ '


;
(2.26)
63
Преобразовав знаменатель выражения 2.26, получаем:
Z ' bд (hз  cз  kп )   Sп  sin i 
iZ '
Z
r H
bд (hз  cз  kп )(  2 arcsin д
)   Sп  sin i 
2
rд
iZ '


r H
   Sп  sin i 
  kп    2 arcsin д

rд  i  Z '


 
Z  bд  1  ctg
r H 
e ctg 
 2 r0  e
   S п  sin  i 
  k п      2 arcsin д


1






2 
cos  
rд  i  Z '

 
Z  bд  r0 
2k
1  
r H 
   п  1  ectg 1 
     2 arcsin д
   Sп  sin i .


2  2 
r0
rд  i  Z '
 cos    

Z  bд  1 ctg
ectg
1
 2 r0 e


1

r


2 0
2 
cos


Увеличение тягового сопротивления, %


(2.27)
16
14
Диск с почвозацепами
прямоугольной формы
12
10
8
6
4
Диск с почвозацепами в
форме прямоугольной
трапеции
Диск с почвозацепами в
форме равностороннего
треугольника
2
0
Рисунок 2.4 -
Зависимость тягового сопротивления от формы
почвозацепа
После преобразования знаменателя выражение для определения
тягового сопротивления диска с логарифмической зубчатой режущей
кромкой и почвозацепами без учета сил трения будет иметь вид [24]
𝑅𝑥 = 2∙𝑍∙𝑏д𝑟0
2∙2𝜋
𝑄п.ч. (𝑏д ∙𝐻+∑𝑖=𝑍′ 𝑆𝑛 ∙cos 𝛽𝑖 )
𝑟д−𝐻
2𝑘𝑛
1
∙(Ψ+
−1+𝑒 Ψ𝑐𝑡𝑞𝜏 [1+
])∙(𝜋−2𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛
)+∑𝑖=𝑍′ 𝑆𝑛 ∙𝑠𝑖𝑛 𝛽𝑖
𝑟0
cos 𝜏
𝑟д
=
𝑄п.ч.(𝑏д ∙𝐻+∑𝑖=𝑍′ 𝑆𝑛 ∙cos 𝛽𝑖 )∙2𝜋
𝑍∙𝑏д 𝑟0
2𝑘
1
2𝐻
(Ψ+ 𝑛 −1+𝑒 Ψ𝑐𝑡𝑞𝜏 [1+
])∙(𝜋−2𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛[1−
])+∑𝑖=𝑍′ 𝑆𝑛 ∙𝑠𝑖𝑛 𝛽𝑖
2∙2𝜋
𝑟0
cos 𝜏
𝑟𝑜 (1+𝑒Ψ𝑐𝑡𝑞𝜏 )
.
(2.28)
64
По
результатам
проведенных
вычислений
был
произведен
сравнительный анализ дисковых элементов подкапывающего рабочего
органа
следующих
типов:
диска
с
зубьями,
выполненными
по
логарифмической кривой, диска с почвозацепами, имеющими форму
прямоугольника, диска с почвозацепами, имеющими форму прямоугольной
трапеции, и диска с почвозацепами, имеющими форму равностороннего
треугольника (табл.2.1.). Сравнение велось при одинаковых условиях и
определенных параметрах, то есть все почвозацепы имели одинаковые
высоту hn и ширину kn, а диски имели одинаковый радиус r и глубину хода H
[8, 24].
Таблица 2.1 - Сравнительные характеристики дисков с почвозацепами
разной формы
Сравниваемые
показатели
Зубчатый диск с почвозацепами
Зубчатый
диск без
Прямоугольная Прямоугольная Равносторонний
почвозацепов
трапеция
треугольник
форма
Увеличение тягового
сопротивления, %
2.4
Обоснование
0,0
взаимного
14,5
расположения
11,2
рабочих
8,7
органов
приемной части картофелеуборочной машины
В различных литературных источниках описывается несколько
способов расположения боковых дисков относительно лемеха. К примеру, в
некоторых из них [30] наилучшим расположением считается установка
дисков так, чтобы нижняя, наиболее заглубленная точка диска была на одной
глубине с наиболее заглубленной точкой лемеха – его носком. Однако,
анализ других источников [38, 45] дает основания полагать, что наиболее
рационально располагать диски относительно лемеха так, чтобы нижняя
точка диска была заглублена на 2…3 см ниже наиболее заглубленной точки
лемеха.
65
В конструкции подкапывающей части отечественных комбайнов КПК
– 3 и КПК – 2 – 01 лемех располагается по периферии окружности дисков.
Такое расположение позволяет улучшить транспортирующую способность
приемной части [101]. Во время работы машины почвенный пласт отрезается
и перемещается вверх по лемеху. В процессе этого перемещения происходит
деформация. Из-за деформации увеличивается толщина пласта, в следствии
чего он смещается к центру отрезного диска, уменьшая технологический
зазор между ступицей и поверхностью пласта. Описанное выше явление
снижает транспортирующую способность отрезных дисков, что приводит к
худшему перемещению почвы по лемеху. Исходя из вышеизложенного, для
того чтобы сохранялся технологический зазор, диаметр диска определится
как [101]:
D = 2(h1 + ∆R + e) + d ,
(2.29)
где: e - зазор между поверхностью поля и фланцем втулки;
h1 - высота пласта на лемехе;
∆R - высота участка диска расположенного под лемехом;
d – диаметр фланца втулки.
Высота участка диска:
∆R = R(1 − cos α),
(2.30)
где: α - угол наклона лемеха относительно поверхности поля.
Тогда, с учетом выражения (2.30), выражение (2.31) запишется как:
D=
2(h1 +e)+d
2 cos α
.
(2.31)
Итак, из вышеизложенного видно, что диаметр диска зависит от
толщины пласта и угла наклона лемеха.
Таким образом, для снижения массы диска нужно уменьшить глубину
подкапывания пласта или увеличить угол α. В первом случае, при уборке
урожая, исходя из параметров клубневого гнезда, значительно повысится
повреждаемость клубней. Если увеличить угол α - повысится тяговое
66
сопротивление машины, что приведет к большим эксплуатационным
затратам.
Рисунок 2.5 - Расчетная схема к определению технологического зазора [101].
При установке на комбайн или копатель А-образных лемехов или
трехсекционного лемеха с укороченными боковыми частями, появляется
возможность уменьшить глубину хода диска, а значит снизить массу. Диск
устанавливается так, чтобы его нижняя точка была на одном уровне с
боковым обрезом лезвия лемеха (рис 2.6.).
Рисунок 2.6 - Расположение эпюры скоростей.
67
Глубина хода дисков при таком расположении уменьшится на высоту
∆h. Она определится следующим образом:
∆h =
b sin α
2 tg γ
,
(2.32)
где: b - ширина лемеха, мм;
α - угол наклона лемеха, град;
2γ - угол раствора лезвия лемеха, град.
При вышеизложенном расположении дисков относительно лемеха,
эпюра
скоростей
подкопанного
пласта
полнее
соответствует
эпюре
окружных скоростей диска. Это говорит о том, что в этом случае улучшатся
условия для перемещения пласта по лемеху. За счет меньшей глубины хода
дисков уменьшатся общие энергетические затраты на уборку картофеля.
2.5
Исследования
элементов
параметров
подкапывающего
работы
органа
пассивных
при
дисковых
взаимодействии
с
растительными остатками
Во время работы картофелеуборочной машины на зубчатый диск с
почвозацепами могут наматываться растительные остатки, что неизбежно
приводит к технологическим простоям агрегата [8, 24]. Для того чтобы
решить эту задачу необходимо определить такие форму и расположение
почвозацепа, чтобы они обеспечивали перерезание растительных остатков
или их соскальзывание с рабочих органов картофелеуборочного агрегата.
Нам
необходимо
поверхностью
установить
почвозацепа
и
угол
раствора
поверхностью
между
рабочей
почвы, обеспечивающий
вышеизложенные условия.
Пусть на элемент растения действуют силы N1 и N2, нормальные к
рабочей кромке и поверхности почвы. Если он будет выталкиваться из
раствора рабочей кромки и поверхности почвы, то на него действуют силы
трения F1 и F2, значения которых найдем из выражений [24, 65]:
F1  N1  tg 1 , Н,
(2.33)
68
F2  N 2  tg  2 , Н,
(2.34)
где: tgφ1 и tgφ2 – коэффициенты трения элемента растения соответственно о
сталь и о почву.
Примем направление оси ОХ по линии поверхности поля, а оси OY –
по линии действия силы N2. Чтобы растительные остатки не выталкивались
из вышеуказанного раствора, сила F2 должна быть больше или равна сумме
проекций всех сил, действующих на стебель по оси ОХ, т. е. должно
соблюдаться условие [24]:
F2  N1  sin   F1  cos  , Н.
(2.35)
Заменяя силы F1 и F2 из (2.59) и (2.60), получаем:
N2 ∙ tgφ2 ≥ N1 ∙ sinδ – N1∙ tgφ1∙ cosδ.
(2.36)
1 – почвозацеп диска; 2 – элемент растения; 3 – поверхность поля.
N1 и N2 – нормальные реакции на элемент растения со стороны почвозацепа и
клубненосного пласта, Н; F1 – сила трения между почвозацепом и элементом растения, Н;
F2 – сила трения между почвой и элементом растения, Н; αп – угол наклона рабочей
плоскости почвозацепа относительно его высоты, град; δ – угол защемления, град.
Рисунок 2.7 - Схема воздействия рабочей кромки почвозацепа на
элемент растения.
Из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на ось OY имеем:
N2 = N1 ∙ cosδ + F1 ∙ sinδ = N1 ∙ cosδ + N1 ∙ tgφ1∙ sinδ, Н.
(2.37)
69
Подставляя (2.37) в (2.36), получаем:
cosδ + sinδ∙ tgφ1∙ tgφ2 ≥ sinδ – tgφ1∙ cosδ.
(2.38)
Решая неравенство (2.64), имеем:
tg 
tg1  tg 2
,
1  tg1  tg 2
(2.40)
но (1– tgφ1∙ tgφ2) ≈ 1, получаем:
tg  tg1  tg 2 ,
Откуда:   1   2 .
(2.41)
Так как δ = αп + β, где β – угол наклона поверхности поля к
горизонтали, β≈0, то δ = αп. Тогда условие защемления элементов растений
рабочей поверхностью почвозацепа будет иметь вид [24]
αп ≤ φ1 + φ2.
(2.41)
Углы φ1 и φ2 известны, и, следовательно, угол наклона рабочей кромки
почвозацепа, определяющий очищение от элементов растений и ботвы,
должен быть меньше или равен 63 [101], то есть:
αп ≤ 27 + 36 = 63.
(2.42)
Анализируя выражение (2.39) и вышеизложенные исследования можно
сделать вывод что рационально использовать почвозацепы
в виде
равносторонних треугольников, имеющих угол наклона к плоскости диска
меньше 63. Это обеспечит снижение тягового сопротивления диска и
самоочищение почвозацепа от растительных остатков.
2.6
Обоснование
параметров
работы
дисковых
элементов
подкапывающего органа
Силовое взаимодействие почвы с диском без учета сил трения было
рассмотрено ранее. Найдём крутящий момент и тяговое сопротивление с
учетом сил трения [16]. Для этого рассмотрим отдельно поверхность диска и
почвозацепы.
При поступательном перемещении и вращении диска на каждую точку
А боковой поверхности диска со стороны почвы действует сила трения F 1,
70
направленная против скорости поступательного движения, и сила трения F2,
направленная
против
окружной
скорости
вращения
диска.
Равнодействующая этих сил есть сила F (рис.2.8.).
Скорость VA складывается из скорости поступательного движения V и
окружной скорости ωρ вращения диска относительно его центра.
Элементарный момент сил трения в бесконечно малом элементе
площади точки А диска определится с помощью выражения (2.43) [16, 24,
101].
dM дис.эл.  2  dF 
А
VA
 V  cos  А   А  ,
(2.43)
где: dF – элементарная сила трения, Н;
ρА – радиус, координирующий точку А на диске, м;
αА – угол, координирующий точку А на диске, град;
V – поступательная скорость движения агрегата, м/с;
VA – скорость точки А диска, м/с;
ω – угловая скорость вращения диска, рад/с.
Рисунок 2.8 - Расчётная схема сил, действующих на диск, работающий
в пассивном режиме
71
Скорость точки А диска определяется уравнением (2.44) [16, 24].
   А 2  V 2  2     А V  cos  А ,
VA 
(2.44)
Силу dF выразим через давление почвы на боковую поверхность диска
p и коэффициент трения диска о почву ƒтр [16]
dF  p  dS  f тр ,
(2.45)
где: dS – элементарная площадь, м2.
dS   А  d А  d А ,
(2.46)
тогда выражение (2.43) примет вид:
dM дис.  2  p  f тр   А2  d А  d А 
 2  p  f тр    d А  d А 
2
А
V  cos  А     А
    V 2  2     А  V  cos  А
2
2
А

(2.47)
V  cos  А     А
   А    А  2V  cos  А   V 2
В интегральной форме выражение (2.47) примет вид
arccos
M дис.  2  p  f тр 
r H

 
 0
Выражение
(2.48)
 r  h 2
r  H
V  cos  А     А    А2  d  d
   А    А  2V  cos  А   V 2
аналитически
не
интегрируется,
(2.48)
но
оно
интегрируется численно на ЭВМ для следующих значений: ρ от (r–H) до
r=(0,355 – h/2); H=0,2 м; α от 0 до arсcos( r  H ); p=2,3…5 Н/см2; f=0,5; Z= 10;

ω от 0 до 16 рад/с.
Анализ результатов интегрирования выражения (2.48) на ЭВМ при p =
2,3 Н/см2, f = 0,5, H= 0,2 м показал, что в диапазоне угловых скоростей диска
2...8 рад/с частота вращения диска существенно влияет на величину момента
сил трения на диске.
Момент, создаваемый почвозацепами, выразим по формуле:
h 

M поч.   rд  п   N с   S п ,
2
iZ '

где:
S
iZ '
rд 
п
- суммарная площадь почвозацепов, м2;
hп
- плечо действия силы, м;
2
(2.49)
72
Nс
- удельная сила сопротивления почвы, Н/м2.
Величина крутящего момента создаваемого почвозацепами на диске
зависит от твердости почвы N с , которая в зоне почвозацепа составляет
10…30 Н/см2 [65].
Суммируя момент, создаваемый почвозацепами и самим диском,
получим общий крутящий момент:
arccos
r H

М общ.  М дис.  М поч.  2  p  f тр
 0

 r h 2
V  cos        2  d  d
        2V  cos    V 2
 r  H
h 

  rд  п   N с   S п .
2 
iZ '


(2.50)
Результаты интегрирования выражений (2.49, 2.50) при p = 2,3 Н/см2, f
= 0,5, H= 0,2 м, V=1м/с представлены на рисунке 2.11.
300
250
Реактивный момент, Н∙м
200
150
100
диск с почвозацепами
50
диск без почвозацепов
0
0
2
4
6
8
10
-50
-100
-150
Угловая скорость, рад/с
-200
Рисунок 2.9 - Теоретическая зависимость крутящего момента зубчатого
диск, Н ∙ м от угловой скорости при твердости почвы в зоне почвозацепа 10
Н/см2
73
При работе зубчатого диска в почве одновременно находятся четыре
почвозацепа в форме равностороннего треугольника, которые в зависимости
от твёрдости почвы, создают на диске крутящий момент от 43 до 130 Н∙м. С
учетом этого, анализируя рисунок 2.9 можно сделать вывод, что в диапазоне
угловых скоростей от 0 до 2,8 рад/с (при =1) крутящий момент,
создаваемый на диске с почвозацепами, остаётся значительным, но в то же
время
зависит
от
состояния
и
типа
почвы,
обрабатываемой
картофелеуборочным агрегатом, а также частоты вращения диска. Это
говорит о том, что обеспечивается вращение диска с меньшим буксованием,
что приводит к более полному перерезанию растительности и ботвы
режущей кромкой зубьев и почвозацепов. Что положительно сказывается на
работе самого диска и сепарирующих рабочих органов, при этом
уменьшаются потери картофеля и технологические простои машины [24].
Тяговое сопротивление, создаваемое диском с почвозацепами, для
простоты вычисления разобьем на тяговое сопротивление самого зубчатого
диска и тяговое сопротивление, создаваемое почвозацепами [24, 101].
Для определения тягового сопротивления необходимо учесть длину
режущей кромки в метрах, которая определится как:
l = (h + c) ∙ Z ′
(2.51)
где: Z′- число зубьев, находящихся на отрезке диска погруженного в почву;
с – длина боковой стороны зуба;
h – высота зуба.
Тогда формула для определения тягового сопротивления будет иметь
следующий вид:
Rx =
2∙Qп.ч. ∙H∙Ψ
r−H
Z∙(h+c)∙(180°−2arcsin
)
r
=
2∙Qп.ч. ∙H∙Ψ
r∙Ψ
1
r∙Ψ
r−H
+
∙((r− )∙Ψ∙sin τ+tgτ∙(eΨ∙ctgτ−1)]∙(π−2arcsin
)
λ sin τ
λ
r
[
,Н (2.52)
где: Q п.ч. - вес подкапывающей части;
Н – глубина хода диска.
Тяговое сопротивление, создаваемое силами трения на поверхности
почвозацепов определим с помощью схемы, расположенной на рисунке 2.10.
74
При движении в почве на поверхность почвозацепа действуют силы
трения. Их равнодействующую Fтр выразим через нормальную реакцию
почвы на смятие почвозацепом:
Fтр  f тр  N c  S п
.
(2.53)
Тяговое сопротивление, создаваемое силами трения на поверхности
почвозацепа:
R x.поч.  Fтр  sin   f тр  N с  S п  sin  .
(2.54)
В почве во время движения находится несколько почвозацепов,
поэтому окончательно выражение для определения тягового сопротивления,
создаваемого силами трения на поверхности почвозацепов, находящихся в
почве, примет вид:
R x.поч.  f тр  N с   S п  sin  i .
(2.55)
iZ '
Рисунок
2.10
-
Схема
к
определению
момента
и
тягового
сопротивления, создаваемого силой трения на поверхности почвозацепов
Общее тяговое сопротивление, создаваемое силами трения на
поверхности зубчатого диска и почвозацепов будет иметь вид:
75
R xобщ = R x + R xпоч =
2∙Qп.ч.∙H∙Ψ
r∙Ψ
1
r∙Ψ
r−H
[ +
∙((r− )∙Ψ∙sin τ+tgτ∙(eΨ∙ctgτ −1)]∙(π−2arcsin
)
λ sin τ
λ
r
Nc ∙ ∑i=Z′ Sn ∙ sin βi .
+ fтр ∙
(2.56)
Результат интегрирования выражениия 2.56 на ЭВМ при значениях
p=2,3 Н/см 2, f=0,5, H=0,2 м представлен на рисунке 2.13.
Тяговое сопротивление
созд.силами трения R x тр.,Н∙м
140
120
100
80
60
с почвозацепами
40
без почвозацепов
20
0
-20
0
1
2
3
4
5
6
-40
-60
Угловая скорость ω, рад/с
Рисунок 2.11 - Теоретическая зависимость тягового сопротивления,
создаваемого силами трения на поверхности зубчатого диска
Из рисунка 2.11. видно, что наличие почвозацепов незначительно
влияет на тяговое сопротивление, создаваемое силами трения на поверхности
зубчатого диска. Разница составляет около 3 Н. Это говорит о том, что на
тяговом сопротивлении всей машины в целом наличие почвозацепов
скажется незначительно. Однако из-за увеличения тягового сопротивления на
поверхности дисков, уменьшится их проскальзывание относительно почвы.
Выражениу (2.56) в сумме дают общее тяговое сопротивление
зубчатого диска с почвозацепами, работающего в почве. В результате
расчётов можно сделать вывод, что общее тяговое сопротивление зубчатого
диска не должно превышать величину Rобщ=760 Н [96].
В итоге теоретических исследований можно сделать вывод о том, что
применение
пассивных
дисковых
боковин
с
почвозацепами
в
76
подкапывающем
рабочем
органе
картофелеуборочных
машин
при
незначительном увеличении тягового сопротивления, улучшает вращение
диска, и тем самым, повышает эффективность его работы за счет повышения
крошения
клубненосного
пласта
и
равномерности
его
подачи
на
сепарирующие рабочие органы.
2.7
Исследование
силового
взаимодействия
почвозацепа
с
клубненосным пластом
Воздействие почвозацепа на пласт
трехгранного клина [101].
можно
сравнить
с
работой
Почва перемещается по рабочей грани
почвозацепа, которая находится под углом α к плоскости диска и наклонена
на угол γ направлению перемещения пласта.
При
повороте
боковых
дисков
почвозацепы
внедряются
в
клубненосный пласт, обжимают и смещают его по лемеху. В результате
внедрения и разницы скоростей пласта
и
почвозацепов
происходит
крошение почвы. При этом почва скользит по рабочей грани под действием
силы подпора пласта,
сил бокового давления и
веса
почвы, что
способствует самоочищению рабочего органа [101].
Рисунок 2.12 - Схема к определению силового воздействия почвозацепа
на пласт
77
Рассмотрим силовое взаимодействие почвозацепа с
клубненосным
пластом, для этого введем следующие допущения: пласт не сжимаем и не
растяжим, т.е. идеально эластичен; сила подпора пласта расположена
параллельно горизонтальной плоскости; пласт перемещается относительно
неподвижного почвозацепа [88, 101].
Со стороны пласта на почвозацеп действует сила подпора и сила
бокового давления, так как почва зажата между двумя вертикальными
дисками, вес пласта не учитывается. Сила бокового давления параллельна
оси OZ (рис.2.14.).
Рассмотрим действующие связи и заменим их соответствующими
реакциями. Тогда уравнение равновесия участка пласта будет выглядеть
следующим образом:
̅ = 0,
̅+T
̅+P
̅ + F̅ + Q
N
(2.57)
где: N - нормальная реакция грани почвозацепа;
P - сила бокового давления;
F - динамическое давление пласта;
Q - сила подпора пласта;
T - сила трения почвы о рабочую грань.
Так как уравнения статики линейны относительно искомых величин,
воспользуемся принципом суперпозиции [101] и
найдем
искомые
поочередно от динамического давления пласта и силы бокового давления Р,
а затем их сложим.
Сопротивление почвы, возникающее при работе трехгранного клина,
целесообразно учитывать раздельно по действию нормальных и касательных
сил (сил трения) [88, 101]. Обозначив через N нормальную силу на рабочей
грани почвозацепа, определим ее проекции на оси координат (рис.2.13.):
Nx = N ∙ sin α ∙ cos γ;
{ Ny = N ∙ sin α ∙ cos γ;
Nz = N ∙ cos α ;
(2.58)
78
Для определения проекций на оси координат разложим силу трения Т
на две составляющие: Т1 - параллельную рабочей кромке почвозацепа и Т2перпендикулярную ей [88, 101].
Проектируя силы Т1 и Т2 на оси координат, получим:
Tx = T(cos 2 γ + sin2 ∙ γ cos γ);
{ Ty = T(1 − cos α) ∙ cos γ ∙ sin γ;
Tz = −T sin γ ∙ sin α ;
Определим реакцию рабочей
силой
бокового
давления.
грани
почвозацепа,
(2.59)
обусловленную
Рассмотрим условия равновесия пласта,
находящегося на рабочей грани (рис.2.13).
Помимо сил бокового давления на пласт действуют известные
по
направлению нормальная и касательная реакции рабочей грани почвозацепа,
а также сила подпора пласта, которую будем считать расположенной в
плоскости XOY, параллельной плоскости диска.
Проектируя на ось OZ действующие силы, получим:
∑ Z = P − Np cos ∝ +Tp sin γ ∙ sin α = 0 ;
Рисунок 2.13 - Определение реакции рабочей грани почвозацепа
(2.60)
79
Учитывая, что:
Tp = fNp ,
где:
(2.61)
f - коэффициент трения, f=tgφ, выражение (2.61) запишется в
следующем виде:
Np =
Tp =
P
cos∝−f sin γ sin γ
fP
cos∝−f sin γ sin γ
;
(2.62)
.
(2.63)
Подставляя значения Np и Tp в формулы (2.58) и (2.59), будем иметь:
Npx = P
sin∝sin γ
;
cos α−f sin γ sin α
Tpx = fP
cos2 γ+sin2 γ cos α
cos α−f sin γ sin γ
(2.64)
.
(2.65)
Полная реакция величины движущей силы, зависящей от бокового
давления, будет выглядеть так:
R px = P
На пласт
будет
sin ∝sin γ+cos2 γ sin2 γ cos α
cos α−f sin γ sin α
.
(2.66)
действовать сила инерции (сила динамического
давления) F и уравновешивающие ее силы N,
T, и Q. Сила инерции в
направлении, обратном скорости абсолютного движения пласта Va под
углом a/2 и γ [88, 101]. Проекции силы F на оси координат будут равны:
Fx = F sin a⁄2 sin γ ;
{ Fy = F sin a⁄2 cos γ ;
Fz = cos α⁄2.
(2.67)
Проектируя силы на ось OZ, получим:
∑ Z = F cos α⁄2 − NFZ + TFZ = 0.
(2.68)
Выразим из уравнения (2.68) нормальную и касательную реакции
рабочей грани почвозацепа:
NF = F
TF = F
cosα⁄2
cos α−f sin γ sin α
f cosα⁄2
cos α−f sin γ sin α
.
;
(2.69)
(2.70)
Преобразуем выражения (2.69), (2.70), воспользовавшись формулами
(2.58) и (2.59):
80
NFX = F
TFX =
cosα⁄2 sin α
;
cos α−f sin γ sin α
fF cosα⁄2 (cos2 γ+sin2 γ cos α)
cos α−f sin γ sin α
(2.71)
.
(2.72)
Усилие, обусловленное динамическим давлением пласта на почвозацеп
определяется суммой выражений (2.71) и (2.72):
a sin γ sin α−f(cos2 γ+sin2 γ cos γ
R FX = F cos ∙
2
(2.73)
cos γ−f sin γ sin α
Величина динамического давления пласта для трехгранного клина
будет выглядеть [88, 101]:
F=2
I m γоб
g
a
∙ Va 2 ∙ sin ∙ sin γ ,
(2.74)
2
где: γоб - объемный вес почвы, кг/м3;
Vа
- абсолютная скорость перемещения
пласта
по
рабочей грани
почвозацепа, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
l - длина почвозацепа, м;
m - ширина почвозацепа, м.
Сила бокового
давления пропорциональна площади рабочей грани
почвозацепа, расположенной под углом α к плоскости диска и определится
P = p m I sin α,
(2.75)
где: p - удельное боковое давление, Н/м2.
Таким образом,
установлены аналитические зависимости силы
динамического давления и бокового давления пласта от основных
параметров почвозацепа.
2.8 Выбор рациональных параметров почвозацепов диска
К одним из основных параметров работы картофелеуборочных машин
можно отнести скорость поступательного движения vм [24]. Она зависит как
от конструкции подкапывающей части, так и от других рабочих органов,
например: сепарирующих, ботвоудаляющих и выгрузного устройства. Не
81
малое значение также имеют и почвенно-климатические особенности
региона и агротехнические требования к уборке картофеля.
В нашем случае наиболее важно определить основные параметры
режущей кромки дискового элемента. К параметрам режущей кромки
относятся высота почвозацепа h и число почвозацепов Z’
h=
2∙π∙r
λ∙Z′
,м
(2.76)
Результаты расчетов с использованием ЭВМ для вычисления тягового
сопротивления и крутящего момента от сил трения показали, что при
увеличении количества почвозацепов от 8 до 10 тяговое сопротивление
снижается на 9,2 %.
Следовательно принимаем количество почвозацепов на диске Z’=10.
2.9 Устройство и технологический процесс усовершенствованного
подкапывающего рабочего органа
На
современных
картофелеуборочных
машинах
наибольшее
распространение получили комбинированные подкапывающие рабочие
органы, причем наиболее прогрессивным направлением развития считается
использование активных боковин, то есть отрезных дисков с приводом [25].
Наличие привода имеет не только преимущества, но и недостатки,
такие как усложнение конструкции подкапывающей части, увеличение
стоимости картофелеуборочной машины, а так же увеличение веса всего
агрегата в целом. На легких почвах принудительный привод отрезных дисков
не обязателен, а для лучшего крошения клубненосного пласта и его
транспортировки по лемеху, а также предотвращения проскальзывания
дисков в почве имеется усовершенствованный рабочий орган, содержащий
диски с внешними и внутренними отгибами – почвозацепами (рис.2.14.) [25,
61].
На основе проведенных патентных исследований выкапывающих
рабочих органов картофелеуборочных комбайнов [53, 54, 55, 56, 57, 58, 59,
60], предложен выкапывающий рабочий орган содержащий лемех 1, по обе
82
стороны которого вертикально установлены зубчатые диски 2. В центре
каждого
зуба
выполнены
почвозацепы
3
в
виде
равносторонних
треугольников, площадь которых не превышает 1/3 площади зуба. При этом
одна сторона треугольника параллельна нерабочей поверхности зуба, а две
другие насквозь прорезаны в теле диска 2 и отогнуты на угол 45 0-900
относительно его торца попеременно по обе стороны.
Рисунок 2.14 - Зубчатый диск с почвозацепами (1 – лемех; 2 – зубчатый
диск; 3 – почвозацеп) (патент на пол. Мод. № 134735)
Выкапывающий
работает
следующим
рабочий
образом.
орган
При
картофелеуборочного
движении
комбайна
картофелеуборочного
комбайна по полю в процессе работы выкапывающий рабочий орган
внедряется в клубненосный пласт, при этом происходит подрезание пласта
снизу лемехом 1. При поступательном движении картофелеуборочного
комбайна осуществляется непосредственный контакт почвы с почвозацепами
3 и происходит проворачивание дисков 2 на осях. Площадь почвозацепов 3
83
достаточна для того, чтобы обеспечивать постоянный контакт почвозацепов
3 с почвой, что позволяет
поддерживать постоянную угловую скорость
вращения дисков 2 без их проскальзывания относительно почвы. Если
проскальзывание все же имеет место, угол наклона почвозацепов 3 может
быть увеличен до максимального значения. При вращении дисков 2
происходит перерезание растительных остатков и отрезание клубненосного
пласта по бокам. При движении картофелеуборочной машины подрезанный
пласт защемляется между дисками 2 и перемещается по лемеху 1, на
сепарирующий элеватор [25, 61, 106].
2.10 Выводы
1. Установлено, что для устранения наматывания на зубчатые диски
растительных остатков необходимо, чтобы почвозацепы, обеспечивали
перерезание растительных остатков или их соскальзывание с рабочих
органов
картофелеуборочной
исследований
было
машины.
определено,
что
В
результате
наиболее
теоретических
применимой
формой
почвозацепа является равносторонний треугольник.
2.
Определены
рациональные
параметры
дисковых
элементов
подкапывающего рабочего органа: почвозацепы треугольной формы должны
иметь угол наклона к плоскости диска меньше 63, что обеспечит снижение
тягового сопротивления диска и самоочищение почвозацепа от растительных
остатков; общее тяговое сопротивление зубчатого диска не должно
превышать величину Rобщ=760 Н; количество почвозацепов на диске должно
быть не меньше 10.
3.
Предложена
комбинированного
конструктивно-технологическая
подкапывающего
усовершенствованные
зубчатые
равносторонних треугольников.
рабочего
диски
с
органа,
схема
содержащая
почвозацепами
в
виде
84
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ПОДКАПЫВАЮЩЕГО ОРГАНА КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ
МАШИНЫ
Для определения тягового сопротивления и величины крутящего
момента экспериментального диска, нами были проведены лабораторные
испытания. Испытания проводились на почвенном канале лаборатории
кафедры «Сельскохозяйственные, дорожные и специальные машины»
«Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А.
Костычева» при следующих условиях:
- почва серая лесная;
- влажность почвы 18…21%;
- твердость почвы на глубине 0,2 м 12,5 кг/см2;
- скорость перемещения диска по почвенному каналу варьировалась в
соответствии с программой испытаний.
3.1
Программа
исследований
экспериментального
диска,
оснащенного почвозацепами
1.
Проведение
экспериментальных
исследований
диска
с
почвозацепами осуществлялось при различных величинах заглубления диска
в почву, параметров почвозацепов и скорости перемещения диска.
2. Обработка и оценка результатов испытаний.
Испытания проводились с трехкратной повторностью при неизменных
почвенно-климатических условиях.
3.2 Оборудование, применяемое для опытов
Исследования проводились с помощью установки (рис. 3.1.) собранной
на основе почвенного канала лаборатории кафедры «Сельскохозяйственные,
дорожные
и
специальные
машины»
агротехнологического университета».
«Рязанского
государственного
85
Установка работает следующим образом: на почвенный канал 1
установлена тележка 3, на которой закреплен диск 2, оснащенный
почвозацепами.
Тележка
перемещается
с
помощью
троса,
через
направляющие ролики 7, трос натягивается с помощью барабана 5.
Лабораторная установка управлялась пультом управления 4. Измерения
тягового сопротивления производились с помощью динамометра 6.
Лабораторная установка представлена на рис 3.1.
1 – почвенный канал; 2 – диск; 3 – тележка; 4 – пульт управления; 5 – барабан; 6 –
динамометр; 7 - ролики
Рисунок 3.1 - Схема лабораторной установки
8 – грунт; 9 – кронштейн; 10 - ступица
Рисунок 3.2 - Диск погруженный в грунт почвенного канала
86
Диск 2, оснащенный почвозацепами, заглублялся в грунт 8, которым
заполнен почвенный канал 1 и перемещался по нему с помощью тележки 3
(рис. 3.2.). Диск 2 был прикреплен к тележке 3 с помощью стойки 9,
оснащенного ступицей 10. Глубина хода диска могла регулироваться как с
помощью кронштейна 9, так и с помощью тележки 3.
Рисунок 3.3 - Общий вид лабораторной установки
3.3 Методика проведения испытаний
Исследования усовершенствованного диска с почвозацепами мы
проводили по общепринятой методике, изложенной в литературных
источниках [46, 63].
Для определения тягового сопротивления мы устанавливали разработанный
диск с почвозацепами на тележку, которая является частью, собранной нами
лабораторной установки. Диск погружается в почву на необходимую
глубину. Тележка приводится в движение электролебедкой, посредством
тягового рабочего органа (троса) и направляющих роликов 7. С другой
87
стороны, между тележкой 3 и тросом закреплен динамометр 6. При
перемещении тележку с диском по почвенному каналу, нами считывались
показания динамометра. Затем меняли условия испытаний и повторяли опыт
[24].
Рисунок 3.4 – Динамометр
Рисунок 3.5 - Испытываемый диск
88
Для проведения исследований мы выбрали следующие переменные
факторы:
x1 - скорость движения агрегата, км/ч;
x2 - глубина хода диска, мм;
x3 - площадь почвозацепа, мм2.
Интервалы варьирования факторов, а так же их основные уровни
представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Основные уровни и интервалы варьирования факторов
№ Факторы
1
2
3
𝑥1
𝑥2
𝑥3
Единицы
Основной
измерения уровень
Нат.
Код.
знач.
знач.
км/ч
3
0
мм
200
0
2
мм
1000
0
Интервал
варьирования
1
50
100
Верхний
уровень
Нат. Код.
знач. знач.
4
+1
250
+1
1100 +1
Нижний
уровень
Нат. Код.
знач. знач.
2
-1
150
-1
900
-1
В результате проведенных нами лабораторных испытаний мы
получили величины тягового сопротивления (табл. 3.2).
Таблица 3.2. Величины тягового сопротивления, полученные в ходе
лабораторных испытаний
Повторность
1
2
3
1
2
3
4
1
727,4
733,7
725,7
2
731,8
736
738,4
3
739,8
746,8
742
4
742,4
744,2
738,1
5
762,2
749,3
754,3
6
7
8
748
757,2
763,2
751,6
770,3
769,2
755,1
761,4
766,1
Опыт
89
Все опыты имели трехкратную повторность. После проведения
испытаний полученные результаты были обработаны с помощью методов
математической статистики [19].
В соответствии с задачей проведения, функцией цели в эксперименте
является тяговое сопротивление Rx. Мы обозначим данную величину как «Y»
и найдем ее зависимость от переменных факторов.
Рассчитаем среднее арифметическое значение выходного параметра
для j-го опыта при m повторностях:
Y1 =
∑n
j=1 Y
,
n
(3.1)
где: n = 3 – количество повторов в одном опыте;
N = 8 – число опытов.
Для
расчета
выходного
параметра
необходимо
рассчитать
коэффициенты регрессии:
- для свободного члена:
b0 =
T j
∑N
j=1(Y1 )
N
;
(3.2)
- для линейных членов:
j
b1i =
T
T
∑N
j=1[(M1 )i,j ∙[(Y1 ) ] ]
1
N
;
(3.3)
-для членов смешанного взаимодействия:
j
b1,q =
T
T
T
∑N
j=1[(M1 )i,j ∙(M1 )q,j ∙(i≠q)[(Y1 ) ] ]
1
N
;
(3.4)
j
b123 =
T
T
T
T
∑N
j=1[(M1 )1,j ∙(M1 )2,j ∙(M1 )3,j [(Y1 ) ] ]
1
N
.
(3.5)
Дисперсия в J-ом опыте при «m» повторностях:
Gj = [√
j
∑n
j=1(Y −Y1 )
n−1
2
2
] .
(3.6)
Дисперсия воспроизводимости:
Gy =
2
Gj
n
(√∑j=1 N ) .
(3.7)
90
Квадратичная ошибка:
Gy
2
Gbi = (√ ) ;
N
Gbi = 2,5033
(3.8)
Для того, чтобы исключить пренебрежительно малые коэффициенты
регрессии, была проведена проверка их значимости.
Коэффициент
регрессии считается значимым, если его абсолютное
значение превышает абсолютное значение доверительного интервала. В
полнофакторном эксперименте значения доверительных интервалов равны
для всех коэффициентов. Проверка значимости определялась по t – критерию
Стьюдента.
Критерий Стьюдента определится по формуле:
tN =
|B1N |
√Gbi
,
(3.9)
где: B1N - абсолютное значение i-го коэффициента регрессии;
t N - значение критерия Стьюдента при выбранном уровне значимости;
Gbi – квадратичная ошибка коэффициента регрессии.
Найденное t N сравнивалось с табличным, в нашем случае, в
зависимости от уровня значимости исследований, и числа степеней свободы
fy , оно равняется Т = 2,1.
Число степеней свободы эксперимента:
fy = N ∙ (n − 1), fy = 16.
(3.10)
В результате оценки значимости были получены данные для
определения значений тягового сопротивления диска.
Далее определим значения тягового сопротивления диска YTj :
j = 1 … N;
YT1j = B11 + B12 ∙ (M1T )1,j + B13 ∙ (M1T )2,j + B14 ∙ (M1T )3,j + B15 ∙ (M1T )1,j ∙ (M1T )2,j (3.11)
YT2j = B17 ∙ (M1T )2,j ∙ (M1T )3,j + B18 ∙ (M1T )1,j ∙ (M1T )2,j ∙ (M1T )3,j + B16 ∙ (M1T )1,j ∙ (M1T )3,j (3.12)
YTj = YT1j + YT2j ,
(3.13)
где: B11 - B18 - соответствующие коэффициенты регрессии при кодированных
членах уравнения;
91
(M1T )1,j – поступательная скорость движения агрегата, км/ч;
(M1T )2,j - глубина хода диска, мм;
(M1T )3,j - площадь почвозацепов, мм2.
Исходя из полученных коэффициентов регрессии получим уравнение
регрессии:
B11 + B12 ∙ x1 + B13 ∙ x2 + B14 ∙ x3 + B15 ∙ x1 ∙ x2 + B16 ∙ x1 ∙ x3 + B17 ∙ x2 ∙
x3 + B18 ∙ x1 ∙ x2 ∙ x3 → 4,008 ∙ x1 + 8,725 ∙ x2 + 7,475 ∙ x3 + 748,92
(3.14)
Рассмотрим случай, когда глубина хода диска и поступательная
скорость агрегата максимальны.
x1 = 1; x2 = 1
- кодированные значения
XH0 = 1000 мм2 - натуральное значение площади почвозацепа
δ = 100
- натуральное значение интервала варьирования
TH = 760 Н
- значение тягового сопротивления
x3 =
TH−(B11 +B12 ∙x1 +B13 ∙x2 +B15 ∙x1 ∙x2 )
B14 +B16 ∙x1 +B17 ∙x2 +B18 ∙x1 ∙x2
.
(3.15)
В результате решения уравнения было получено кодированное
значение площади почвозацепов x3 = 0,794.
Вернемся к натуральному значению фактора:
xH1 = XH0 + δ ∙ x3 .
(3.16)
Получим оптимальную площадь поверхности почвозацепа:
xH1 = 1079,4 мм2.
Для
оценки
воспроизводимости
модели,
необходимо
оценить
однородность дисперсии с помощью критерия Кохрена:
Gjmax = max(Gj ) ;
Gmax =
Gjmax
T
∑N
j=1(Gj )
Gmax = 0,279.
Число независимых оценок дисперсий:
fN = N.
j
;
(3.16)
(3.17)
92
Число степеней свободы каждой оценки:
fu = N − 1.
(3.18)
Если вычисленное значение критерия Кохрена Gmax окажется меньше
табличного Gтабл , то гипотеза об однородности принимается. Таким образом:
fN = 8;
fu = 2;
Gmax = 0,279 < 0,515 = Gтабл .
Из выше изложенного можно сделать вывод, что гипотеза об
однородности верна.
Для оценки адекватности модели используется F- критерий Фишера, он
является
отношением
дисперсии
адекватности
2
Gag
и
дисперсии
воспроизводимости (ошибка опыта) Gy2 :
F=
Gag
Gy
.
(3.19)
Необходимо вычислить дисперсию адекватности:
j
Gag =
j 2
T
T
∑N
j=1[(Y1 ) −(YT ) ]
N−a
;
(3.20)
Gag = 8,327 .
где a = 7 - число определяемых коэффициентов модели;
j
(Y1T ) - среднее значение параметра оптимизации в j-ом опыте при n –
повторностях;
j
(YT T ) - значение параметра оптимизации, вычисленное по уровнению
регрессии для условий j-го опыта.
Таким образом, получим:
F = 0,416.
Число степеней свободы дисперсии воспроизводимости:
fag = N − a;
Получаем:
fag = 1;
(3.21)
93
fy = 16.
Полученное значение критерия Фишера сравнивается с табличным
Fтабл = 3,2 . В нашем случае оно оказывается меньше табличного. Это
говорит о том, что дисперсию об адекватности описания полученными
уравнениями можно считать верной с вероятностью 95%.
В результате проведения лабораторных испытаний была произведена
обработка данных, полученных в результате эксперимента. Также была
установлена рациональная величина площади почвозацепа. Для следующих
условий: глубина хода 250 мм, скорость движении 4 км/ч, была определена
рациональная площадь почвозацепа, которая составила 10,79 см2 , а величина
тягового сопротивления в данном случае равнялась 760 Н.
3.4 Выводы
1. В результате лабораторных исследований уточнено, что при
рациональной величине площади почвозацепа рабочая его сторона должна
составлять 4,32 см, что позволит улучшить сцепление дисков с почвой и
крошение клубненосного пласта.
94
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевые исследования включали в себя следующие виды оценок:
1. агротехническую;
2. энергетическую.
4.1 Характеристика условий испытаний
На участке отведенном для исследований урожайность должна быть не
менее 120 ц/га.
Участок с признаками заболевания картофеля, считается не пригодным
для проведения исследований.
На участке, отведенном для обкатки и регулировки испытываемого
агрегата, проводилась оценка характеристики состояния культуры. На
выбранном поле по диагонали отмечали пять площадок шириной 2 рядка
длиной 14,3 м при ширине междурядий 0,7 м. Необходимо было разметить
исследуемые площадки так, чтобы ими были охвачены все рядки на участке.
На каждой из пяти площадок выбирался один рядок, и на нем проводилось 20
измерений. По этим измерениям определяли:
- глубину залегания клубней, то есть расстояние от нижнего обреза
рейки положенного на гребень, до верхней точки верхнего и нижней точки
нижнего клубня картофеля.
- ширину клубневого гнезда куста картофеля, то есть расстояние между
наиболее удаленными друг от друга точками дальних клубней. Замеры
положения
клубней
осуществляли
путем осторожного
подкапывания
каждого второго гнезда в рядке [27].
Не менее необходимо было определить фактическую урожайность
картофеля на участке для испытаний. Ее определяли по массе клубней,
отобранных в процессе испытаний, при отборе проб на качество
функционирования исследуемых машин.
95
Полевые
испытания
картофелекопателе.
На
были
него
проведены
вместо
на
серийного
экспериментальном
был
установлен
модернизированный подкапывающий рабочий орган.
Экспериментальный картофелекопатель (рис. 4.1) предназначен для
уборки картофеля с применением ручного труда при подборе картофеля. В
процессе уборки копатель подкапывает два смежных рядка картофеля, далее
ворох перемещается на прутковый элеватор. После просеивания картофель
падает с элеватора на почву за копателем.
Экспериментальный
двухрядный
копатель
агрегатировался
с
тракторами МТЗ – 80.2.
На подкапывающем органе, на его отрезающих дисках 2, имеются
почвозацепы 1, расположенные на боковых поверхностях поочередно, по обе
стороны, что обеспечивает взаимозаменяемость. Рабочая поверхность дисков
выполнена в виде зубьев 3, передняя часть которых имеет форму
логарифмической кривой 4. Остальные рабочие органы копателя остались
без изменений.
Рисунок 4.1 - Усовершенствованный картофелекопатель.
96
Во
время
движения
по
полю,
опорное
колесо
выдерживает
определенную заданную глубину подкапывания пласта. Трехсекционные
лемехи подкапывают два рядка картофеля и разрушают пласт. Далее
отрезанный ворох передается на органы сепарации, где происходит
просеивание через прутки элеватора, а также отделение
ботвы и
растительных остатков. После этого клубни падают на пленку, которая
размещается на поверхность поля непосредственно за копателем, откуда в
дальнейшем и будут отбираться пробы картофеля [27].
4.2
Агротехническая
оценка
работы
экспериментальной
картофелеуборочной машины
Агротехническая оценка состояла из выбора параметров работы
испытываемого агрегата, а также определения качественных показателей его
работы и их анализ.
Во время проведения агротехнической оценки определялись такие
показатели как: характеристика культуры (сорт картофеля, урожайность
клубней и ботвы, ц/Га); параметры работы ( скорость движения, км/ч;
глубина подкапывания, м; простои, мин.); Качество работы машины с
различными подкапывающими рабочими органами (полнота уборки, %;
чистота клубней в таре, %; количество и характер повреждений, %).
Отведенный для испытаний участок разбивали на несколько делянок,
длина которых должна была быть не менее 10 м, а ширина ограничивалась
приемной частью экспериментального копателя и составила 1,4 м, что
соответствует двум рядкам при ширине междурядий 0,7 м.
Пробы на качество работы экспериментального копателя отбирали со
второго смежного прохода, без предварительной очистки рабочих органов.
Первую экспериментальную делянку намечали не менее, чем через 50 метров
от начала прохода.
Отбор проб производился без остановки агрегата. Копатель подходил к
делянке на рабочей скорости и проходил ее. В процессе прохождения
97
делянки за копателем разматывалась пленка, на которую попадал ворох
после сепарации. Далее производился отбор проб с территории учетной
делянки.
Для определения скорости агрегата время прохождения учетного
участка фиксировалось секундомером. После прохождения участка копатель
останавливали и выключали все рабочие органы трактора.
Скорость прохождения агрегатом (км/ч) участка определяли по
формуле:
V=
C∙3,6
T
,
(4.1)
где: C – пройденный путь, м.
В опыте он равнялся длине учетного участка.
T- время прохождения участка, с.
Для определения потерь на учетных делянках после прохождения
агрегата учитывались клубни:
- оказавшиеся на поверхности
- оказавшиеся на поверхности, но не оторванные от ботвы
- оставшиеся в почве не подкопанные и присыпанные
Последние определялись перекапыванием учетных делянок на глубину
большую, чем глубина хода рабочих органов экспериментального копателя.
Потери клубней определялись процентной долей от общего урожая на
делянках.
Для определения состава вороха и повреждений клубней отбирался
подкопанный материал, попавший на пленку после прохождения учетной
делянки, и разбирали его на фракции, а именно: чистые клубни, клубни с
остатками ботвы, ботва, земля и камни. Далее полученные фракции
взвешивали с точностью до 10 г, в соответствии с СТО АИСТ 8.5 - 2010.
От каждого опыта отбирали чистые клубни массой свыше 50 г для
анализа на повреждения. При этом средняя масса пробы в соответствии с
требованиями ОСТа имела вес около15 кг.
98
При анализе повреждений клубней картофеля нами использовалась
методика, изложенная в СТО АИСТ 8.5 - 2010 [46]. Клубни сортировались на
две группы: неповрежденные и поврежденные. На поврежденных клубнях,
непосредственно
в
день
испытаний
учитывались
следующие
виды
повреждений:
- обдир кожуры от ¼ до ½ площади поверхности клубня;
- обдир кожуры более ½ площади поверхности клубня;
- вырывы мякоти клубня глубиной более 5 мм;
- трещины длиной более 20 мм;
- надрезы и разрезы;
- раздавленные клубни.
Если на клубне имелись повреждения, то учитывалось каждое из них.
Повреждения и их виды учитывались по количеству.
Перечень показателей, которые учитывались в день отбора проб:
- урожайность клубней, ц/га;
- влажность почвы, %;
- твердость почвы по ширине и глубине между серединами смежных
рядков кг/см2 ;
- температура окружающего воздуха и почвы, °C;
- урожайность и параметры ботвы картофеля, ц/га;
- полнота уборки клубней и их потери, %;
- чистота клубней в отобранных пробах, %;
- видимые повреждения клубней, %;
- скорость движения экспериментального копателя, км/ч;
- глубина хода рабочих органов агрегата, м.
4.3 Энергетическая оценка работы дисковых элементов
Энергетическая оценка экспериментального копателя осуществлялась в
соответствии с СТО АИСТ 8.30-2010.
Во время энергетической оценки копателя определялись:
99
- скорость движения агрегата;
-
тяговое
сопротивление
копателя
со
стандартными
и
с
экспериментальными дисковыми элементами во время работы, кгс;
- путь, пройденный за время опыта, м;
- продолжительность опыта, с.
Энергетическая оценка проводилась в одно время с агротехнической.
Испытания проводились с трехкратной повторностью на участке длиной 30
метров [24, 27, 101].
4.4
Методика
и
аппаратура
полевых
исследований
экспериментального картофелекопателя
Учитывая результаты теоретических исследований формы режущих
кромок, во время полевых испытаний применялись диски с почвозацепами в
виде равносторонних треугольников. Опытный образец экспериментального
диска представлен на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Опытный образец экспериментального отрезного диска
100
Копатель с экспериментальными дисковыми элементами подвергался
испытаниям на различных скоростях, после чего проводилась качественная
оценка
показателей
его
работы
[104].
Проверялась
надежность
функционирования приемной части, оборудованной экспериментальными
дисковыми элементами. Кроме этого после каждого опыта проводился
визуальный осмотр почвозацепов на предмет налипания почвы.
Второй этап состоял из энергетической и агротехнической оценок.
Данные исследования также проводились при различных рабочих скоростях
движения.
Для получения результатов пригодных для сравнения все опыты
проводились с использованием одного и того же трактора.
В процессе энергетической оценки необходимо было определить
количественные показатели скорости, времени и тягового сопротивления.
Скорость движения агрегата определялась путем хронометража.
Копатель двигался по полю на рабочей скорости. В момент захода установки
на учетную делянку включался секундомер. Считывались показатели
времени прохождения делянки. Исходя из времени, потраченного на ее
прохождение, определялась скорость движения агрегата.
Для определения энергетической эффективности необходимо было
определить тяговое сопротивление копателей со стандартной приемной
частью и с приемной частью оснащенной усовершенствованными дисковыми
боковинами. Для этого стандартный и усовершенствованный копатель
агрегатировались к трактору через тяговое звено УТЗ – 1,5. Во время
прохождения учетных делянок с тягового звена считывались показания.
Для
дальнейших
расчетов
необходимо
было
также
измерить
продолжительность и путь, пройденный за время опыта. Они определялись с
помощью секундомера и рулетки.
Агротехническая оценка включала в себя выбор фона и характеристику
условий испытаний. Во время агротехнической оценки рассматривались
следующие показатели: скорость движения, км/ч; тяговое сопротивление
101
копателя на холостом ходу и в работе, кН; путь, пройденный за время
проведения опыта, м; время проведения опыта, с. Регистрация показателей
также проводилась с трехкратной повторностью, на учетном участке длиной
более 30 м.
4.5 Используемые приборы и аппаратура
В процессе испытаний нами были использованы следующие приборы и
аппаратура:
Для определения твердости почвы на учетных делянках использовался
твердомер Ревякина.
Для определения влажности почвы использовались бюксы в которых
почва транспортировалась на анализ в лабораторию РГАТУ.
Измерительные приборы: рулетка, линейка, штангенциркуль.
Для определения скорости вращения дисков использовался тахометр
ТЧ 10 – Р.
Для определения тягового сопротивления создаваемого копателем в
работе и на холостом ходу использовалось универсальное тяговое звено УТЗ
– 1,5.
Для определения размерно-массового состава почвы использовался
лабораторный рассев из пяти решет с ячейками разного размера.
4.6
Результаты
исследований
экспериментального
картофелеуборочного копателя
Испытания проходили в период уборки картофеля на полях ООО
«Агроимпэкс» Московской обл., Луховицкого р-на, д. Носово-1. Условия
испытаний определялись согласно ОСТ 108.5 – 87 «Испытания с/х техники.
Машины для уборки и послеуборочной обработки картофеля. Программа и
методика испытаний».
102
Экспериментальные диски имели почвозацепы в виде равносторонних
треугольников,
расположенных
поочередно
по
обе
стороны
диска.
Сепарирующее устройство представляет собой прутковый элеватор.
В процессе испытания картофелеуборочного копателя, необходимо
было провести исследования состояния культуры. Эксперимент проводился
на полях ООО «Агроимпэкс» Московской обл., Луховицкого р-на, д. Носово1. В результате работы, с помощью выше представленных инструментов мы
получили данные представленные в таблице 4.1.
За счет более качественной работы дисковых элементов, потери
картофеля, по отношению к показателям серийных агрегатов сократились на
1,2%. Полученные данные отражены на графике (рис.4.3).
Таблица 4.1 - Характеристика участка и культуры при испытаниях
усовершенствованного копателя, выполненного на базе КТН – 2В.
Наименование показателей
1
Дата
Место проведения испытаний
Рельеф
Микрорельеф
Влажность почвы, % по слоям, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
Твердость почвы, Н/см2 по слоям, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
Температура воздуха, ℃
Сорт картофеля
Способ посадки
Значения
2
2012 – 2014 г.г.
ООО «Агроимпэкс» Московской
обл., Луховицкого р-на, д. Носово1.
С уклоном
Гребнистый
16,6
17,1
17,8
18,2
19,1
22
36
64
79
87
15
Невский
гребневой
103
Продолжение таблицы 4.1
1
2
Состояние ботвы
Ширина междурядий, см
Урожайность клубней, ц/га
Состав клубней, % по массе, г
20-50
50-80
Свыше 80
Коэффициент формы клубней
Характеристика гнезда:
Ширина, см
Глубина залегания нижнего клубня, см
убрана
70
148,7
29,8
53,2
17
1,2
24
19
За счет более качественной работы дисковых элементов, потери
картофеля, по отношению к показателям серийных агрегатов сократились на
1,2%. Полученные данные отражены на графике (рис. 4.3).
6,00%
5,00%
4,00%
Серийный
3,00%
Модернизированный
2,00%
1,00%
0,00%
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
V, м/с
Рисунок 4.3 - Зависимость потерь картофеля от скорости движения
копателя
Так как почвозацепы устанавливались на отрезные диски и ранее,
значительно
снизить
повреждаемость
клубней,
по
отношению
к
предшествующим моделям не удалось. Тем не менее из-за того, что угол
отгиба почвозацепа от плоскости диска, в нашем случае равен 63°, снижение
104
повреждаемости все таки наблюдается, в нашем случае оно составило 1,2 %
по отношению к повреждаемости при уборке стандартной машиной.
Проведенные нами испытания показали следующие результаты:
Модернизированный подкапывающий рабочий орган показал снижение
тягового сопротивления до 4%. При этом крошение клубненосного пласта
повысилось на 7%.
Копатель с усовершенствованным рабочим органом испытывался на
рабочих скоростях от 2 до 5 км/ч. В процессе исследований он показал
удовлетворительное качество работы. Повреждаемость клубней находилась в
допустимых пределах [23] и составила 1,5%, а полнота уборки увеличилась
на 1,2% и составила 98,8%.
Использование почвозацепов снижает сгруживание подкапываемого
пласта на рабочих органах копателя и, тем самым, уменьшает время простоя
агрегата на 9%.
Результаты полевых исследований показывают что повышается
производительность уборочной машины до 12 %.
4.7 Определение размерно-массового состава почвы
Качество работы картофелеуборочных машин напрямую зависит от
конструкции и эффективности функционирования подкапывающих рабочих
органов. Это обусловлено тем, какая почва поступает на сепарирующие
рабочие органы. К примеру, при большем количестве почвы из междурядий в
составе вороха находится больше твердых земляных комков.
Исходя из выше изложенного, мы пришли к выводу, что качество
работы машины можно оценить путем определения состава вороха,
попавшего на пленку-пробоотборник.
Ворох было необходимо разделить на фракции для того чтобы
определить его размерный состав. В своей работе мы использовали
известную ранее методику [32].
105
Почвенный ворох собирался на пленку пробоотборник. Из вороха
попавшего на пленку забиралась почва в количестве 6…7 кг. Для
определения размерного состава использовался лабораторный рассев,
который состоял из пяти решеток с разными размерами ячеек: 30×30, 25×25,
20×20, 15×15, 10×10 мм.
Почва насыпалась на верхнюю решетку рассева, рассев подвешивался с
помощью двух специальных подвесов. Под рассевом размещался поддон.
Далее рассев приводили в колебательное движение. Таким образом
просеивание длилось в течение 30 секунд. После просеивания лабораторный
рассев разбирался, а землю и комки с каждой решетки и нижнего поддона
взвешивали с точностью до 10 грамм.
Повторность опыта была трехкратной, все результаты фиксировались.
Таким образом, размерный состав почвы определялся для серийной и
экспериментальной
картофелеуборочной
машины.
Далее
полученные
результаты анализировались. В итоге нашей работы мы получили две
гистограммы размерно-массовой характеристики вороха (рис 4.4. и 4.5.),
сравнив которые, мы можем оценить, работа какого копателя окажется
эффективней – со стандартной приемной частью, или с модернизированной.
масса, кг
2
1,5
до 10 мм
от 10 до 15 мм
1
от 15 до 20
от 20 до 25 мм
0,5
от 25 до 30 мм
0
более 30 мм
Размеры комков, мм
Рисунок 4.4 - Гистограмма размерно-массовой характеристики вороха
при использовании копателя со стандартной приемной частью
106
2
1,8
1,6
масса, кг
1,4
менее 10 мм
1,2
от 10 до 15 мм
1
от 15 до 20 мм
0,8
от20 до 25 мм
0,6
0,4
от 25 до 30 мм
0,2
более 30 мм
0
Размеры комков, мм
Рисунок 4.5 - Гистограмма размерно-массовой характеристики вороха
при использовании копателя с модернизированной приемной частью.
По итогам более ранних наблюдений можно сделать вывод, что на
качество работы картофелеуборочных агрегатов в значительной мере влияет
влажность почвы. Высокая влажность приводит к слипанию в более крупные
комки. При использовании данной методики, из-за повышения влажности
ухудшаются условия просева частиц через решетку.
Также сильно и негативно влияет недостаточная влажность, при
которой образуются плотные комки [32]. Именно поэтому испытания
проводились при умеренной влажности почвы, а учетные делянки
размечались на одном поле, что обеспечивало одинаковую влажность на всех
участках.
У копателя с модернизированной приемной частью наблюдается
меньшее проскальзывание диска относительно почвы. Это приводит к
меньшему тяговому сопротивлению, но в данном опыте более актуально то,
что из-за меньшего проскальзывания почвенный пласт более эффективно
отделяется от междурядий, что в большей мере предотвращает попадание в
107
ворох плотной почвы из междурядий, чем у копателя со стандартной
приемной частью.
Копатель
с
модернизированной
приемной
частью,
оснащенной
зубчатыми дисками с почвозацепами, показывает лучшие размерно-массовые
характеристики почвенных комков вороха, это значит, что в приемную часть
комбайна попадает меньше твердой почвы образованной в комки, что
подтверждает лучшую работу усовершенствованных дисковых боковин.
Количеств комков размером больше 20 мм снизилось в среднем на 11%, что
облегчает функционирование сепарирующих рабочих органов, снижает
повреждения картофеля, а также улучшает показатели чистоты клубней в
таре
при
использовании
дисков
на
картофелеуборочных
агрегатах,
оснащенных бункером для сбора клубней.
Таблица 4.2 - Результаты полевых испытаний
Копатели
Показатель
Единицы
измерений
1
2
Копатель с
Копатель с усовершенствов
стандартным
анными
и дисками
дисками
3
4
1
1
Количество машин
ед
Средняя рабочая скорость
км/ч
3,1
3,5
Ширина захвата
м
1,4
1,4
251,2
78,4
219,5
87,8
83,7
26,2
73,2
29,3
0,31
0,4
Наработка за период испытаний
(в среднем на 1 машину):
- в часах чистой работы
- в гектарах убранной площади
Средняя годовая наработка:
- в часах чистой работы
- в гектарах убранной площади
Производительность за 1 час
чистой работы
ч
га
ч
га
га/ч
108
Продолжение таблицы 4.2.
1
2
Среднегодовое кол-во отказов в
расчете на 1 машину:
- по машине в целом
- по зубчатым дискам
3
4
11
–
11,5
0,5
Средняя наработка на отказ
в часах чистой работы:
- по машине в целом
- по зубчатым дискам
ч
ч
7,6
–
6,4
146,4
Средняя наработка на отказ
в гектарах убранной площади:
- по машине в целом
- по зубчатым дискам
га
га
2,4
–
2,6
58,6
чел∙ч
чел∙ч
0,17
1,63
0,17
1,67
Трудоемкость
текущего ремонта в расчете:
- на чистое время работы
- на гектар убранной площади
чел-ч/ч
чел-ч/га
0,18
0,57
0,18
0,46
Удельный простой в ремонте
в расчете:
- на чистое время работы
- на гектар убранной площади
дней/ч
дней/га
0,026
0,084
0,03
0,07
Коэффициент использования
времени смены
-
0,7
0,75
Коэффициент
технической готовности
-
0,8
0,78
Коэффициент
технического обслуживания
-
0,97
0,98
Коэффициент
эксплуатационной надежности
-
0,85
0,83
Трудоемкость работ:
- ЕО
- ТО-1
109
4.8 Выводы
1. Модернизированный подкапывающий рабочий орган показал
снижение тягового сопротивления до 4%. При этом крошение клубненосного
пласта улучшилось на 7%.
2. Копатель с усовершенствованным рабочим органом испытывался на
рабочих скоростях от 2 до 5 км/ч. В процессе исследований показано
удовлетворительное качество работы. Повреждаемость клубней находилась в
допустимых пределах и составила 1,5%, а полнота уборки составила 98,8%.
3. Использование почвозацепов снижает сгруживание подкапываемого
пласта на рабочих органах копателя и, тем самым, снижает время простоя
агрегата на 9%. В целом наша разработка показывает положительные
результаты в виде повышения производительности копателя до 12 %.
110
5.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ВНЕДРЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ
ДИСКОВ
С
ПОЧВОЗАЦЕПАМИ
5.1 Расчет технико-экономических показателей
Расчет эффективности производился согласно методике изложенной в
книге «Методика определения экономической эффективности технологий и
сельскохозяйственной техники [108]. Расчет эффективности производился
для копателя, агрегатируемого трактором МТЗ-80.2.
5.2 Экономический эффект от снижения затрат на эксплуатацию
Для расчета экономического эффекта, необходимо было определить
затраты на эксплуатацию стандартного копателя и сравнить с ними
показатели машины, оснащенной нашими дисками. Формула расчета
экономической эффективности выглядит так:
Ээ = (З1 − З2 ) ∙ Вг ,
(5.1)
где: З1 - затраты на работу обычного варианта машины, руб/га;
З2 - затраты на работу усовершенствованного варианта машины, руб/га;
Вг - годовой объем работ, выполненный экспериментальной машиной в
процессе исследований. В нашем случае он составил 29,3 га.
Приведенные затраты являются суммой нормативной прибыли и
эксплуатационных затрат и имеют вид:
З = Зэксп + Пнорм ,
(5.2)
где: Зэксп - эксплуатационные затраты, руб/га;
Пнорм - нормативная прибыль, руб/га.
5.3 Эксплуатационные затраты
Затраты на эксплуатацию машинно-тракторного парка, являются одной
из основных статей расходов на производство сельскохозяйственной
продукции.
111
Эксплуатационные затраты зависят от множества факторов. Исходя из
этого, они являются комплексными. Также они бывают постоянными и
переменными. Постоянными называются те расходы, которые не зависят от
годовой нагрузки машины, такие как: амортизационные отчисления, затраты
на содержание и т.д. К переменным можно отнести все остальные затраты
связанные с машиной [24].
Рассмотрим постоянные эксплуатационные затраты. Рациональнее
всего начать с амортизационных отчислений. Амортизационные отчисления
рассчитываются по формуле:
За =
Б∙На
,
(5.3)
= 1218,8 руб/га;
(5.4)
= 1128,9 руб/га.
(5.5)
100∙Тгод ∙Wч
где: Б – балансовая стоимость машины, руб;
На – норма амортизационных отчислений, %;
Тгод – годовое время работы машины, ч;
Wч – производительность, га/ч.
За =
234000∙12,5
За =
245640∙12,5
100∙80∙0,3
100∙80∙0,34
Балансовая стоимость машины определится как:
Б = П ∙ Кu ,
(5.6)
где: П - стоимость машины, руб;
Кu – коэффициент издержек на доставку машины при покупке. Кu = 1,2.
Б1 = 195000 ∙ 1,2 = 234000 руб.;
(5.7)
Б2 = 204700 ∙ 1,2 = 245640 руб.
(5.8)
Далее необходимо определить производительность машины:
Wч = 0,1 ∙ Bp ∙ Vr ∙ τсм ,
(5.9)
где: Bp – ширина захвата машины, м;
Vr – рабочая скорость, км/ч;
τсм – коэффициент использования времени смены. Определится выражением:
τсм =
Тсм
Тсм +ТТОсм +Тн +То +Тх
,
(5.10)
112
где: Тсм – продолжительность смены, ч;
ТТОсм – время технического обслуживания, ч;
Тн – время простоев, связанных с техническими неполадками, ч;
То – продолжительность технических остановок, ч;
Тх – время потраченное на холостые заезды и повороты, ч.
По результатам проведенных технических испытаний мы сделали
вывод, что коэффициент использования времени смены очень сильно зависит
от
продолжительности
технических
остановок.
В
нашем
случае,
подавляющее большинство технических остановок стандартной машины
было связано со сгруживаниванием почвы и растительных остатков на
подкапывающей части. Копатель с модернизированной приемной частью
показал лучшее значение коэффициента времени смены по отношению к
стандартному. Для копателя со стандартной приемной частью τсм = 0,7, а
для копателя с модернизированной τсм = 0,75.
Таким образом, производительность равна:
Wч1 = 0,1 ∙ 1,4 ∙ 3,1 ∙ 0,7 = 0,3 га/ч,
(5.11)
Wч2 = 0,1 ∙ 1,4 ∙ 3,5 ∙ 0,75 = 0,34 га/ч.
(5.12)
Следующей статьей постоянных расходов являются затраты на
хранение техники. Они определятся следующим образом:
Зхр =
Нхр
Тгод ∙Wч
,
(5.13)
где: Нхр - нормативные затраты на хранение одной единицы техники, руб:
Нхр =
Sкм ∙Кхр ∙Нахр
100
,
(5.14)
где: Sкм – площадь, отведенная для хранения картофелеуборочной машины,
м2;
Кхр – стоимость 1 м2 машинно-места, руб/м2;
Нахр – норматив затрат на обслуживание мест для хранения техники,%.
Нхр =
8,1∙280∙8
100
= 181,44 руб .
(5.15)
113
За период испытаний базовый и усовершенствованный вариант
машины имели наработку 83,7 и 73,2 часа соответственно. Для расчета
примем годовую наработку 80 часов.
тогда затраты на хранение составят:
Зхр1 =
181,44
Зхр2 =
181,44
80∙0,3
= 7,56 руб/га;
(5.16)
= 6,67 руб/га.
(5.17)
80∙0,34
К переменным затратам необходимо отнести: затраты на техническое
обслуживание и ремонт, горюче-смазочные материалы, оплату труда
механизаторов.
Затраты на ремонт и ТО определятся следующим образом:
ЗТО =
ЗТО1 =
Б∙НТО
100∙Тгод ∙Wч
234000∙15
100∙80∙0,3
ЗТО2 =
;
= 1462 руб/га;
245640∙15
100∙80∙0,34
= 1354 руб/га.
(5.18)
(5.19)
(5.20)
Затраты на ГСМ:
ЗГСМ =
НГСМ ∙ЦГСМ
Wч
(5.21)
где: НГСМ – расход ГСМ, кг/ч;
ЦГСМ – стоимость 1 кг, руб.
ЗГСМ1 =
10∙33,5
ЗГСМ2 =
10∙33,5
0,3
0,34
= 1116,6 руб/га
(5.22)
= 985,3 руб/га
(5.23)
Оплата труда механизаторов и обслуживающего персонала, также
является статьей переменных затрат. Исходя из методики расчета, они
определяются следующим образом:
Зо =
Стар ∙Л
Wч
,
(5.24)
где: Стар – ставка заработной платы механизатора, руб/га;
Л – число обслуживающих механизаторов.
Зо1 =
91∙1
0,3
= 306,7 руб/га;
(5.25)
114
Зо2 =
Также
необходимо
91∙1
0,34
= 270,6 руб/га .
рассчитать
затраты
(5.26)
на
оплату
труда
вспомогательных рабочих:
Зр =
Свс ∙Лр
Wτ
,
(5.27)
где: Свс - ставка заработной платы вспомогательного рабочего, руб/ч;
Лр - число обслуживающих рабочих.
Зр =
68∙4
Зр =
68∙4
0,3
0,34
= 906,7 руб/га;
(5.28)
= 800 руб/га.
(5.29)
5.4 Экономический эффект от снижения потерь и повреждений
урожая картофеля
Помимо
вышеперечисленных
положительных
результатов
от
усовершенствования картофелеуборочных агрегатов, испытания показали
снижение показателей потерь и повреждений картофеля. Определим
экономический эффект от снижения этих показателей.
Экономический эффект от снижения повреждений [24]:
Эпов = Вг ∙ Уср ∙ апов ∙ Цр ,
(5.30)
где: Вг – годовой объем работ, га;
Уср – средняя урожайность, т/га;
апов – коэффициент снижения повреждений;
Цр
–
ценовая
разница
между
поврежденным
картофелем
и
продовольственным, руб/т.
Экономический эффект от снижения потерь картофеля [24]:
Эп = Вг ∙ Уср ∙ ап ∙ Цк ,
(5.31)
где: ап – коэффициент снижения потерь;
Цк - стоимость продовольственного картофеля.
Получим следующие результаты:
Эпов = 29,3 ∙ 14,9 ∙ 0,021 ∙ 1500 = 13752 руб;
(5.32)
115
Эп = 29,3 ∙ 14,9 ∙ 0,03 ∙ 6000 = 78582,6 руб
(5.33)
5.5 Суммарный экономический эффект
Эсум = Ээ + Эпов + Эп = 66152 + 13752 + 78582,6 = 158486,6 руб (5.34)
В расчете на 1 гектар убранной площади:
Э,сум =
158486,6
29,3
= 5409 руб.
(5.35)
5.6 Выводы к главе 5
1. Применение усовершенствованного подкапывающего рабочего
органа
в
картофелеуборочных
машинах
является
экономически
эффективным, что подтверждается снижением эксплуатационных затрат и
затрат, связанных с потерями и повреждениями клубней в процессе уборки.
2.
Определено,
что
суммарный
экономический
эффект
от
использования на картофелекопателей с модернизированной приемной
частью с усовершенствованными дисками с почвозацепами на 29,3 га
картофеля составляет 158486,6 руб. в год, что составляет 5409 руб. в расчете
на 1 га.
116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ОБЩИЕ ВЫВОДЫ)
1.
В настоящее время распространение получили комбинированные
подкапывающие
органы
картофелеуборочных
машин,
повышение
эффективности функционирования которых требует обоснования основных
параметров боковых дисков.
В процессе теоретических исследований обоснованы энергетические
2.
параметры почвозацепа бокового зубчатого диска комбинированного
подкапывающего устройства картофелеуборочной машины: общее тяговое
сопротивление этого рабочего органа не должно превышать величину
Rобщ=760 Н при твердости почвы от 10 до 30 Н/см2.
3.
Установлены геометрические параметры: почвозацеп с площадью не
более 1/3 зуба выполняется в виде равностороннего треугольника со
стороной 0,0432 м, имеющего угол наклона к плоскости диска от 45 до 63,
что обеспечивает снижение тягового сопротивления диска с почвозацепами и
его самоочищение от растительных остатков.
4.
С
целью
повышения
эффективности
процесса
подкапывания
клубненосного пласта предложен усовершенствованный комбинированный
подкапывающий орган картофелеуборочной машины, оснащенный боковыми
зубчатыми дисками с почвозацепами в виде десяти равносторонних
треугольников (патент на полезную модель РФ № 134735).
5. В процессе проведения хозяйственных испытаний установлено, что у
картофелекопателя, оснащенного комбинированными подкапывающими
органами с почвозацепами по сравнению с картофелекопателем со
стандартным устройством снижается тяговое сопротивление до 4% при
повышении крошения клубненосного пласта на 7%, повреждаемость клубней
не превышает 3%. За счет применения
дисков с
оригинальными
почвозацепами повышается эффективность на 158486,6 руб. в год и
производительность уборочной машины до 12 %.
117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Александров,
Д.В.
Картофелеуборочные
машины
/
Д.В.
Александров – М. : ВИСХОМ, 1936. - 118 с.
2.
Алферов,
Г.С.
Исследование
взаимодействия
дискового
подкапывающего рабочего органа с почвой / Г.С. Алферов, Н.Н. Лутхов //
Рабочие органы и устройства для возделывания, уборки и послеуборочной
обработки корнеклубнеплодов и овощей. – М. : ВИСХОМ, 1990. - С.32-43
3.
Анализ
эксплуатационно-технологических
требований
к
картофелеуборочным машинам и показателей их работы в условиях
Рязанской области / Г.К. Рембалович [и др.] // Вестник Рязанского
государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2013. - №17. - С. 64-68.
4.
Борычев, С.Н. Классификация машинных агрегатов с рабочими
органами-движителями / С.Н. Борычев, В.М. Переведенцев, И.А. Успенский
//Сб. научн. тр. РГСХА –Рязань, 1998. - С. 161 – 162.
5.
Борычев,
С.Н.
Исследование
размерных
характеристик
растительных остатков после механической уборки картофельной ботвы /
С.Н. Борычев, С.Е. Крыгин, В.М. Переведенцев, И.А. Успенский // В
сборнике: Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически
устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства.
Сборник научных трудов РГСХА, 1999. - С. 38-40.
6.
Борычев, С.Н. Проблемы удаления ботвы при механизированной
уборке картофеля / С.Н. Борычев, В.В. Панкратов, И.А. Успенский // В
сборнике: Земледельческая механика в растениеводстве. Сборник научных
докладов Международной научно-практической конференции. – М.: Изд-во
Российская академия сельскохозяйственных наук, 2001. - С. 207-210.
7.
Борычев, С.Н. Основы отделения растительных примесей в
картофелеуборочных машинах / С.Н. Борычев, А.Е. Улюшев, И.А.
Успенский, Н.В. Бышов // В сборнике: «Энегросберегающие технологии
использования
и
ремонта
машинно-тракторного
парка».
Сборник
118
материалов научно-практической конференции инженерного факультета.
Посвящается 50-летию кафедр "Эксплуатация машинно-тракторного парка"
и "Технология металлов и ремонт машин". – Рязань : ФГОУ ВПО РГСХА,
2004. - С. 56-58.
8.
Борычев, С.Н. Теоретическое исследование зубчатого диска с
почвозацепами / С.Н. Борычев, И.Н. Кирюшин // Сб. научн. тр. РГСХА –
Рязань, 2005. - С. 144-146.
9.
Борычев, С.Н. Машинные технологии уборки картофеля с
использованием усовершенствованных копателей, копателей-погрузчиков и
комбайнов: дис. … докт. техн. наук. / С.Н. Борычев – Рязань: РГСХА, 2008.
– 484 с.
10.
Борычев, С. Н. История развития техники для уборки картофеля
[Текст] / С. Н. Борычев, И. Н. Кирюшин, И. А. Успенский, А. С. Колотов //
Сельский механизатор. – 2013. - №5. – С. 4-5.
11.
Бышов, Н.В. Потери картофеля: где они происходят и как их
избежать / Н.В. Бышов, В.М. Колиденков, С.А. Коноплев, И.А. Успенский //
Сб. научн. тр. «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически
устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» –
Рязань, 1999. - С. 32 – 33.
12.
Бышов,
Н.В.
Повышение
эффективности
использования
малогабаритной техники для возделывания и уборки картофеля / Н.В.
Бышов, А.А. Сорокин, И.А. Успенский // В сборнике: Совершенствование
конструкции и технологии использования сельскохозяйственной техники.
Сборник
научных
трудов.
Министерство
сельского
хозяйства
и
продовольствия РФ; Самарская государственная сельскохозяйственная
академия. - Самара, 1999. - С. 220-232.
13.
Бышов,
Н.В.
Технологические
проблемы
работы
картофелеуборочных машин и возможные их решения в условиях рынка /
Н.В. Бышов, М.Ю. Костенко, И.А. Успенский // В сборнике: Опыт и
проблемы
государственного
регулирования
агропромышленного
119
производства и продовольственного рынка. Материалы Межрегиональной
научно-практической
конференции.
Российская
академия
сельскохозяйственных наук; Администрация Рязанской области; Рязанская
государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А.
Костычева;
Рязанский
научно-исследовательский
и
проектно-
технологический институт Агропромышленного комплекса Российской
академии сельскохозяйственных наук (ГУ-РНИПТИ АПК). 2002. - С. 331332.
14.
Бышов,
машинной
Н.В.
уборки
Возможные
направления
картофеля
в
совершенствования
условиях
регулируемого
агропромышленного производства / Н.В. Бышов, М.Ю. Костенко, И.А.
Успенский
//
В
сборнике:
Опыт
и
проблемы
государственного
регулирования агропромышленного производства и продовольственного
рынка. Материалы Межрегиональной научно-практической конференции.
Российская
Рязанской
академия
академия
области;
имени
сельскохозяйственных
Рязанская
профессора
исследовательский
и
Агропромышленного
наук;
государственная
П.А.
Костычева;
Администрация
сельскохозяйственная
Рязанский
проектно-технологический
комплекса
Российской
научноинститут
академии
сельскохозяйственных наук (ГУ-РНИПТИ АПК). 2002. - С. 328-330.
15.
Бышов,
Н.В.
Проектирование
рабочих
органов
картофелеуборочных машин: учебное пособие / Н. В. Бышов, А.А. Сорокин,
С.Н. Борычев [и др.]; М-во с/х Рос. Федерации. Федерации, РГСХА. –
Рязань: РГСХА, 2004. – 365 с.
16.
Бышов, Н.В. Принципы и методы расчета и проектирования
рабочих органов картофелеуборочных машин / Н.В. Бышов, А.А. Сорокин,
И.А. Успенский [и др.] // учебное пособие. - Рязань, РГАТУ, 2005. – 284 с.
17.
Верещагин, Н.И. Уборка картофеля в сложных условиях / Н.И.
Верещагин, К.А. Пшеченков - М.: Колос, 1983. - 208 с.
120
18.
Верещагин, Н.И. Основы процесса и средств механизации
картофеля, снижающих повреждение картофеля. Дис. докт. техн. наук в
форме научного доклада – М.:1991.-33с.
19.
Гмурман, В.Е. Руководство по решению задач по теории
вероятностей и математической статистике / В.Е. Гмурман. – 9 издание,
стереотипное. – М.: Высшая школа, 2004. – 407 с.
20.
Голиков, А.А. Анализ перспектив развития технологий и
технических средств для машинной уборки картофеля на период до 2020 г. /
А.А. Голиков, Г.Г. Вирабян, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский // В
Сборнике: Студенческий научный поиск – науке и образованию XXI века.
Материалы
V
Международной
студенческой
научно-практической
конференции – Рязань. : Изд-во Современный технический институт, 2013.
- С. 346-350.
21.
Голиков, А.А. Совершенствование технологического процесса и
рабочего органа сепарации картофелеуборочных машин: дис. … канд. техн.
наук / А.А. Голиков - Рязань, 2014. – 138 с.
22.
Гудзенко И.П. Машины для возделывания и уборки картофеля /
И.П. Гудзенко, Н.В. Фирсов. – М.: Машингиз, 1962. – 270 с.
23.
Замешаев, В.В. Механические повреждения клубней картофеля /
В.В. Замешаев, В.М. Колиденков,
И.А. Успенский // Сб. научн. тр.
«Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые
технологии и системы сельскохозяйственного производства» – Рязань, 2000.
- С. 24 – 26.
24.
Кирюшин, И.Н. Совершенствование подкапывающих рабочих
органов машин для уборки картофеля: дис … канд. техн. наук. / Кирюшин
И.Н. – Рязань. : 2007. – 150 с.
25.
Кирюшин, И.Н. Модернизированный выкапывающий рабочий
орган картофелеуборочной машины / И.Н. Кирюшин, А.С. Колотов //
Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ. - 2014. - № 1 (21). - С. 112-114.
121
26.
Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины /
Н.И. Кленин, В.А. Сакун – М.: Колос, 1980.–671 с.
27.
Колотов,
А.С.
Лабораторно-полевые
испытания
экспериментального копателя с модернизированным подкапывающим
рабочим органом / А.С. Колотов, И.А. Успенский, И.А. Юхин, И.Н.
Кирюшин // Политематический сетевой электронный научный журнал
Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал
КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2015. – №03(107).
С. 433 – 442. – IDA [article ID]: 1071503030. – Режим доступа:
http://ej.kubagro.ru/2015/03/pdf/30.pdf.
28.
Колчин, Н.Н. Технология и комплексы машин для возделывания
важнейших сельскохозяйственных культур. Часть I. Картофель. – М.:
ИНФРА – М, 1997. – 104 с.
29.
Колчин, Н.Н. Специальная техника для производства картофеля в
хозяйствах малых форм. (По материалам Международной выставки
«Agritechnica – 2011», Германия). / Н.Н. Колчин, Н.В. Бышов, Г.К.
Рембалович [и др.] // В журн. «Тракторы и сельхозмашины». – 2012 г., № 5.
- стр. 48-55.
30.
Костенко, М.Ю. Разработка и исследование дисковых элементов
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин / М.Ю.
Костенко. Дис. … канд. техн. наук. Рязань, 1994. – 144 с.
31.
Костенко, М.Ю. Сохранность картофеля / М.Ю. Костенко, И.А.
Успенский,
В.М. Колиденков // Сб. науч. тр. «Современные энерго- и
ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы
сельскохозяйственного производства» – Рязань, 1998. - С. 86 – 87.
32.
Костенко, Н.А. Способ и устройство контроля технологического
процесса картофелеуборочного комбайна по просеву почвы прутковым
элеватором: дис. … канд. техн. наук / Н.А. Костенко - Рязань, 2010. - 143 с.
33.
Кувайцев, В.Н. Механизация технологического процесса уборки
картофеля в мелкотоварных хозяйствах / В.Н. Кувайцев, Н.П. Ларюшин,
122
О.Н. Кухарев, В.С. Бочкарев. – Пенза : Изд-во Пензенская ГСХА, 2014. –
172 с.
34.
Ларюшин, Н.П. Эффективность применения комплекса машин
для производства картофеля в мелкотоварных хозяйствах / Н.П. Ларюшин,
О.Н. Кухарев, A.A. Роньжин и др.// Нива Поволжья. - 2011. - 4 (21). - С. 97101.
35.
Ларюшин, Н. П. Теоретическое обоснование угла наклона
активного лемеха малогабаритной картофелекопалки / Н.П. Ларюшин, О.Н.
Кухарев, A.A. Роньжин// Энергоэффективность технологий и средств
механизации в АПК. - Саранск: ФГБОУВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»,
2011.- С. 50 - 53.
36.
Ларюшин,
Н.П.
Механизация
производства
картофеля
в
мелкотоварных хозяйствах / Н.П. Ларюшин, О.Н. Кухарев, A.A. Роньжин и
др.// Научное обозрение.- 2012 . - № 4 . - С . 142- 147.
37.
Ларюшин, Н.П. В основе разработки техники – физико-
механические свойства картофеля / Н.П. Ларюшин, О.Н. Кухарев, А.А.
Кабунин и др.// Картофель и овощи.- 2012 . - № 7 . - С . 10.
38.
Лутхов, Н.Н. Обоснование параметров и совершенствование
дисковых рабочих органов картофелеуборочных машин / Н.Н. Лутхов //
Дис. … канд. техн. наук. – М., 1990. – 185 с.
39.
Мацепуро, М.Е. Вопросы земледельческой механики / М.Е.
Мацепуро – Минск. : Государственное издательство БССР, 1959. – Т.1. –
385 с.
40.
Мацепуро, М.Е. Технологические основы механизации уборки
картофеля / М.Е. Мацепуро. – Минск: АН БССР, 1959. – 324 с.
41.
Мельников, В.А. Машины по культуре картофеля / В.А.
Мельников – М. : Сельхозгиз, 1939. - Изд.1-е. - 136 с.
42.
Нелюбов, А.И. Задачи в области совершенствования техники
для картофелеводства / А.И. Нелюбов // Материалы Первого всесоюзного
научно-технического
совещания
об
основных
направлениях
123
совершенствования конструкций машин для возделывания и уборки
картофеля. - М.: НПО ВИСХОМ, 1974. - С.5-7.
43.
Никулин, И.В.
Анализ и классификация подкапывающих
рабочих органов картофелеуборочных машин / И.В. Никулин // Труды
МИИСП. - М.: МИИСП, 1980. - Т.17. - Вып.1. - С.40-43.
44.
Никулин,
И.В.
Некоторые
результаты
лабораторных
исследований подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
машин / И.В. Никулин // Труды МИИСП.- М.: МИИСП, 1981. - С.51-55.
45.
Никулин,
И.В.
Исследование
комбинированных
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин: дис.
...
канд. техн. наук / И.В. Никулин - М.: 1982. - 214с.
46.
СТО АИСТ 8.5-2010 «Испытания сельскохозяйственной техники.
Машины для уборки и сортировки картофеля».
47.
Официальный
интернет-портал
Министерства
сельского
хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России) [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.mcx.ru.
48.
Официальный
сайт
организации
«Food
and
Agriculture
Organization of the United Nations» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.fao.org.
49.
Официальный
сайт
производителя
и
продавца
сельскохозяйственных машин ООО «Агротехмаш» [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://www.agrotm.ru.
50.
Официальный сайт производителя сельскохозяйственной техники
GrimmeLandmaschinenfabrikGmbH&Co. KG [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://www.grimme.de.
51.
Официальный сайт производителя сельскохозяйственной техники
WM KartoffeltechnikGmbH&Co [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.wm-kartoffeltechnik.com.
124
52.
ЗАО
Официальный сайт производителя сельскохозяйственной техники
«Колнаг»
[Электронный
ресурс].
-
Режим
доступа:
http://www.kolnag.ru.
53.
Пат 1113029 СССР, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий
рабочий орган [Текст] / Симоненко А.П., Грищенко Ф.В., Ельцов Е.И.,
Успенский И.А., Рязанцев А.И. (SU); заявитель и патентообладатель
Рязанский сельскохозяйственный институт им. проф. П.А. Костычева» – №
3552601; заявл. 09.02.1983; опубл. 15.09.1984
54.
Пат 1139382 СССР, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий
рабочий орган корнеклубнеуборочной машины [Текст] / Грищенко Ф.В.,
Успенский
И.А.,
Шишин
В.Е.,
Лутхов
Н.Н.
(SU);
заявитель
и
патентообладатель Рязанский сельскохозяйственный институт им. проф.
П.А. Костычева» – № 3576823; заявл. 07.04.1983; опубл. 15.02.1985
55.
Пат 2042307 РФ, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган [Текст] / Костенко М.Ю., Успенский И.А., Лутхов Н.Н., Бойбобоев
Н.Г., Тришин А.Ю. (RU); заявитель и патентообладатель Костенко М.Ю.,
Успенский И.А., Лутхов Н.Н. – № 92014613/15; заявл. 25.12.1992; опубл.
27.08.1995.
56.
Пат 2105456 РФ, МПК 51 A01D25/00. Выкапывающий рабочий
орган корнеклубнеуборочной машины [Текст] / Костенко М.Ю., Буряков
Ю.В. Успенский И.А., Лутхов Н.Н., Бышов Н.В., Соловьев С.Н. (RU);
заявитель и патентообладатель Костенко М.Ю., Буряков Ю.В. Успенский
И.А., Лутхов Н.Н., Бышов Н.В., Соловьев С.Н. – № 9515740/13; заявл.
14.04.1995; опубл. 27.02.1998.
57.
Пат 2164737 РФ, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган [Текст] / Буробин Р.В., Борычев С.Н., Бышов Н.В., Колиденков В.М.,
Коноплев С.А., Крыгин С.Е., Переведенцев В.М., Успенский И.А. (RU);
заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский и
проектный институт по технологии и экономике хранения, транспортировки
125
и механизации внесения в почву минеральных удобрений – № 99110463/13;
заявл. 17.05.1999; опубл. 10.04.2001
58.
Пат 2197811 РФ, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган [Текст] / Буробин Р.В., Борычев С.Н., Бышов Н.В., Колиденков В.М.,
Коноплев С.А., Кочетков В.А., Переведенцев В.М., Успенский И.А. (RU);
заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский и
проектный институт по технологии и экономике хранения, транспортировки
и механизации внесения в почву минеральных удобрений – № 99127673/13;
заявл. 27.12.1999; опубл. 10.02.2003
59.
Пат 37905 РФ, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган картофелеуборочного комбайна [Текст] / Кирюшин И.Н., Борычев
С.Н., Баскаков С.Р., Переведенцев В.М., Успенский И.А. (RU); заявитель и
патентообладатель
ФГОУ
сельскохозяйственная
академия
ВПО
им.
«Рязанская
проф.
П.А.
государственная
Костычева»
–
№
2004100365/20; заявл. 05.01.2004; опубл. 20.05.2004.
60.
Пат. 68846 РФ, МПК 51 A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган [Текст] / Рембалович Г.К., Борычев С.Н., Успенский И.А., Головин
И.А., Кирюшин И.Н., Юхин И.А. (RU); заявитель и патентообладатель
ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия
им. проф. П.А. Костычева» – № 2007127594/22; заявл. 18.07.2007;
опубл.10.12.2007, бюл.№34.
61.
Пат 134735 РФ, МПК51. A01D25/04. Выкапывающий рабочий
орган картофелеуборочного комбайна [Текст]
/ Успенский И.А.,
Симдянкин А.А., Колотов А.С., Кирюшин И.Н., Бышов Н.В., Борычев С.Н.,
(RU);
заявитель
и
патентообладатель
Федеральное
государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования "Рязанский государственный агротехнический университет
имени П.А. Костычева" – № 2013113332/13; заявл. 27.03.2013;
27.11.2013, бюл. № 3.
опубл.
126
62.
Переведенцев, В.М. Экспериментальный картофелекопатель /
В.М. Переведенцев, С.Н. Борычев // Сб. научн. тр. РГСХА «Современные
энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и
системы сельскохозяйственного производства». – Рязань, 1998. – Вып. 2. Часть 2. - С. 129 – 130.
63.
Переведенцев,
В.М.
Теоретические
и
экспериментальные
исследования машин для уборки картофеля / В.М. Переведенцев, С.Е.
Крыгин, И.А. Успенский // В сборнике: Сборник научных трудов
аспирантов,
соискателей
и
сотрудников
Рязанской
государственной
сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костычева 50летию РГСХА посвящается. - Рязань, 1998. - С. 163-164.
64.
Переведенцев, В.М. Критерии оценки подкапывающих рабочих
органов картофелеуборочных машин / В.М. Переведенцев, С.А. Коноплев,
И.А. Успенский // Сб. научн. тр. РГСХА «Современные энерго- и
ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы
сельскохозяйственного производства». – Рязань, 2000. - С. 27 – 29.
65.
Переведенцев, В.М. Обоснование параметров и режимов работы
дисковых элементов подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
машин: дис. … канд. техн. наук. / В.М. Переведенцев – Рязань: 2000. - 146 с.
66.
Пермякова,
А.Е.
Исследование
рабочих
органов
картофелеуборочных машин: дис. ... канд. техн. наук / А.Е. Пермякова с.Корнево: 1961. -117 с.
67.
Петров, Г.Д. Картофелеуборочные машины. 2-е изд. переработ. и
доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 320 с.
68.
Пономарев,
А.Г.
Технико-экономическое
обоснование
направлений совершенствования машинных технологий возделывания
картофеля и овощей [Текст] / А.Г. Пономарев, В.В. Михеев, П.С. Звягинцев
// Система технологий и машин для инновационного развития АПК России:
Сборник
научных
докладов
Международной
научно-технической
конференции, посвященной 145-летию со дня рождения основоположника
127
земледельческой механики В.П. Горячкина (Москва, ВИМ, 17-18 сентября
2013 г.). Ч. 2. – М.: ВИМ, 2013. – С. 241-244.
69.
Пономарев, А.Г. Система машинных технологий и машин для
картофеля [Текст] / А.Г. Пономарев, Н.Н. Колчин // Система технологий и
машин для инновационного развития АПК России: Сборник научных
докладов Международной научно-технической конференции, посвященной
145-летию со дня рождения основоположника земледельческой механики
В.П. Горячкина (Москва, ВИМ, 17-18 сентября 2013 г.). Ч. 1. – М.: ВИМ,
2013. – С. 271-276.
70.
Пономарев, А.Г. Конструктивные схемы картофелеуборочных
комбайнов в аграрном секторе России [Текст] / А.Г. Пономарев, А.А.
Сорокин // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2013. - №6. - С.
22-25
71.
Протокол
12-62-80.
Кировская
МИС.
Государственные
испытания картофелекопателя-погрузчика 4-рядного КСК-4/1.
72.
Протокол 78-80. Львовская МИС. Государственные испытания
картофелекопателя-погрузчика 4-рядного КСК-4Б.
73.
Протокол
15-76-80.
Литовская
МИС.
Государственные
испытания картофелекопателя-погрузчика самоходного 4-рядного КСК-4/1.
74.
Прямов, С.Б. Эффективность уборки картофеля и овощей
машинами разных типов [Текст] / С.Б. Прямов, К.А. Пшеченков, С.В.
Мальцев, Н.Н. Колчин // Картофель и овощи. - 2012. - №4. - С. 5.
75.
Прямов, С.Б. Эффективность уборки картофеля комбайнами
различных типов / С.Б. Прямов, К.А. Пшеченков, С.В. Мальцев [и др.] //
Картофель и овощи. - 2014. - №9. - С. 26-29.
76.
Пшеченков, К.А. Индустриальная технология производства
картофеля / К.А. Пшеченков.– М.: Росагропромиздат, 1985.–239с.
77.
Пшеченков,
К.А.
Интенсивная
технология
производства
картофеля // Сост. К.А. Пшеченков – М.: Росагропромиздат. – 1989.– 304 с.
128
78.
Пшеченков, К.А. Технологии и средства механизации для уборки
и послеуборочной доработки картофеля [Текст] / К.А. Пшеченков, Н.Н.
Колчин, С.В. Мальцев // Картофель и овощи. - 2012. - №5. - С. 8-10.
79.
Рембалович, Г.К. Анализ технологий осуществления уборочно-
транспортных работ при возделывании картофеля / Г.К. Рембалович, И.А.
Успенский // В сборнике: Актуальные проблемы и их инновационные
решения
в
АПК.
Материалы
научно-практической
конференции,
посвященной 165-летию со дня рождения П.А. Костычева. 2010. С. 83-86.
80.
Рембалович,
Г.К.
Анализ
технологий
и
средств
для
предварительного удаления ботвы при машинной уборке картофеля / Г.К.
Рембалович, И.А. Успенский // В сборнике: Актуальные проблемы и их
инновационные
решения
в
АПК.
Материалы
научно-практической
конференции, посвященной 165-летию со дня рождения П.А. Костычева.
2010. С. 191-195.
81.
Родин, К.И. Изыскание и исследование подкапывающих рабочих
органов картофелеуборочных машин для работы на торфяных почвах : дис.
… канд. техн. наук / К.И. Родин –Рязань: 1968. – 165 с.
82.
Родин, К.И. К вопросу обоснования оптимальных параметров
дисков картофелеуборочных машин / К.И. Родин // Тр. Ряз. СХИ – Горький
– 1970 - Вып. 20 - С.43-49.
83.
Роньжин, А.А. Современное состояние механизации уборки
картофеля в личных подсобных хозяйствах / A.A. Роньжин, Н.П. Ларюшин,
Р.Р. Девликамов//Инновационные идеи молодых исследователей для АПК
России: сб. мат-лов Всерос.науч.-пракг.конф.-Том 1.-Пенза: РИО ПГСХА,
2010.-С. 137- 139.
84.
Роньжин, A.A. Конструкция малогабаритного картофелекопателя
для мелкотоварных хозяйств / A.A. Роньжин, B.C. Бочк^ев, Р.В. Забегалин //
Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: сб. мат-лов
Всерос. практ.конф. сгудешов, аспирантов и молодых ученых, проводимой
по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 150 - летию
129
со дня рождения П.А. Столыпина. Том 3. 15 - 16 марта. Пенза: РИО
ПГСХА, 2012. - С. 110 -111.
85.
Синеоков,
Г.Н.
Дисковые
рабочие
органы
почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков - М. : Машгиз, 1949. - 76 с.
86.
Синеоков,
Г.Н.
Движение
почвообрабатывающих орудий
в
почве
в начальный
рабочих
органов
период работы / Г.Н.
Синеоков // Сельхозмашина – 1952. - № 3 - С. 5-10.
87.
Синеоков, Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин /
Г.Н. Синеоков. - М. : Машиностроение, 1965. – 308 с.
88.
Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин /
Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. - М. : Машиностроение, 1974. – 328 с.
89.
Сорокин,
картофелеуборочных
А.А.
Расчет
машин
/
параметров
А.А.
Сорокин
колебаний
//
лемеха
Механизация
и
электрификация социалистического сельского хозяйства – 1963 - №4 - С.4546.
90.
Сорокин,
А.А.
К
расчету
параметров
колеблющегося
(вибрационного) лемеха картофелеуборочных машин / А.А. Сорокин //
Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства 1968. - №11 - С. 5-6.
91.
Сорокин, А.А. К расчету момента от сил трения на дисковых
рабочих органах почвообрабатывающих сельхозмашин / А.А. Сорокин, В.И.
Гасанов // Указатель ВИНИТИ «Депонированные научные работы». – 1984.
- №4. – С. 124
92.
Сорокин, А.А. Исследования
взаимодействия копирующих
катков картофелеуборочных комбайнов с почвой / А.А. Сорокин, Н.Г.
Байбобоев, Н.М. Юлдашев // Тракторы и сельхозмашины - 1986 - №7. - С.
15 – 16.
93.
Сорокин,
А.А.
Совершенствование
подкапывающей
части
картофелеуборочного комбайна. / А.А. Сорокин, Н.Н. Лутхов, И.А. Ермаков
// Передовой производственный опыт и научно-технические достижения,
130
рекомендуемые для внедрения в сельскохозяйственном машиностроении,
Вып.6, Инф. сб. ЦНИИ-ТЭИ автосельхозмашин. – М., 1990. – С. 42 – 46.
94.
Сорокин, А.А. Перспективная технология и машина для уборки
картофеля в условиях рыночных отношений / А.А. Сорокин, И.А.
Успенский, Н.В. Бышов // В сборнике: Сборник научных трудов
аспирантов,
соискателей
и
сотрудников
Рязанской
государственной
сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костычева 50летию РГСХА посвящается. - Рязань, 1998. - С. 167-169.
95.
Туболев, С.С. Машинные технологии и техника для производства
картофеля / С.С. Туболев, С.И. Шеломенцев, К.А. Пшеченков [и др.] – М.:
Агроспас. – 2010. – 316 с.
96.
Угланов, М.Б. Качественные и энергетические показатели работы
подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных машин / М.Б.
Угланов, Р.Н. Норчаев // Сб. научных трудов МИИСП. Механическая
технология сельскохозяйственных работ. - М.: МИИСП, 1983. - С.47.
97.
Угланов, М.Б. Разработка комплекса машин для уборки
картофеля на основе совершенствования рабочих органов и рационального
их сочетания / М.Б. Угланов. Дис. ...докт. .техн. наук. - Ленинград, 1989.408 с.
98.
Успенский,
И.А.
К
выбору
рациональной
формы
подкапывающего рабочего органа картофелеуборочной машины / И.А.
Успенский
//
В
сборнике:
Совершенствование
конструкций
сельскохозяйственной техники. Сборник научных трудов. Министерство
сельского хозяйства СССР; Горьковский сельскохозяйственный институт.
Горький, 1984. С. 50-51.
99.
Успенский,
И.А.
Разработка
и
обоснование
параметров
подкапывающих рабочих органов машин для уборки картофеля: дис. …
канд. техн. наук / И.А. Успенский – Рязань: 1986. – 218 с.
100.
Успенский,
И.А.
Модернизация
подкапывающих
органов
картофелеуборочных машин / И.А. Успенский // В сборнике: Исследование
131
машин
и
рабочих
органов
для
возделывания
и
уборки
сельскохозяйственных культур. Сборник научных трудов. Государственная
комиссия Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам;
Горьковский сельскохозяйственный институт. Горький, 1990. С. 55-58.
101.
Успенский, И.А. Основы совершенствования технологического
процесса и снижения энергозатрат картофелеуборочных машин / И.А.
Успенский. Дис. ...докт. .техн. наук. – Москва: НИИ сельскохозяйственного
машиностроения имени В.П. Горячкина, 1996.- 396 с.
102.
Успенский, И.А. Основы совершенствования технологического
процесса и снижения энергозатрат картофелеуборочных машин / И.А.
Успенский. Автореф. дис. ... докт. .техн. наук. – Москва: НИИ
сельскохозяйственного машиностроения имени В.П. Горячкина, 1997.- 36 с
103.
Успенский, И.А. Общие принципы уменьшения энергетических
затрат / А.И. Крестин, И.А. Успенский, В.М. Переведенцев, С.Е. Крыгин // В
сборнике: Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников
Рязанской
государственной
сельскохозяйственной
академии
имени
профессора П.А. Костычева 50-летию РГСХА посвящается. - Рязань, 1998. С. 164-165.
104.
Успенский, И.А. Результаты экспериментальных исследований
картофелеуборочной машины / И.А. Успенский, В.М. Переведенцев, В.М.
Колиденков, С.А. Коноплев // В сборнике: Современные энерго- и
ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы
сельскохозяйственного производства. Сборник научных трудов РГСХА,
1998. - С. 90-91.
105.
Успенский,
И.А.
Основы
снижения
энергозатрат
в
сельскохозяйственном производстве (на примере картофеля) / И.А.
Успенский, Г.К. Рембалович, Н.В. Бышов [и др.] // Монография. – Рязань,
2010. – 276 с.
106.
Успенский
И.А.
Обоснование
рациональных
параметров
дисковых элементов подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных
132
машин
/
И.А.
Успенский,
И.Н.
Кирюшин,
А.С.
Колотов
//
Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского
государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ)
[Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – №02(096). С. 323 –
333.
–
IDA
[article
ID]:
0961402024.
–
Режим
доступа:
http://ej.kubagro.ru/2014/02/pdf/24.pdf.
107.
Чаткин, М.Н. Повышение эффективности функционирования
комбинированных
почвообрабатывающих
машин
с
ротационными
активными рабочими органами / М.Н. Чаткин. Дис. …д-ртехн. наук. –
Саранск.- 2008. – 459 с.
108.
Шпилько,
А.В.
Методика
определения
экономической
эффективности технологии и сельскохозяйственной техники / А.В.
Шпилько, В. И. Драгайцев, П. А. Тулапин [и др.] – М.: ВНИИЭСХ, 1998. –
219 с.
109.
Potato harvester with four- row lift output. – Farmers Weekly, 1995. –
123 S. – №21. – P. 56.
133
ПРИЛОЖЕНИЯ
134
ПРИЛОЖЕНИЕ А
135
ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ А
136
ОКОНЧАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ А
137
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
138
ПРИЛОЖЕНИЕ В
139
ПРИЛОЖЕНИЕ В