Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Рогов Сергей Сергеевич. Совершенствование технологического процесса и органа первичной сепарации почвы в картофелеуборочных машинах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Рогов Сергей Сергеевич; [Место защиты: Рязан. гос. с.-х. акад. им. П.А. Костычева].- Рязань, 2009.- 185 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1870

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СОДЕРЖЕНИЕ 1

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 5

АННОТАЦИЯ 13

ВВЕДЕНИЕ 14

ГЛАВА 1 ТЕХНОЛОГИИ И КОНСТРУКЦИИ СЕПАРИРУЮЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН 20

1.1. Анализ современного уровня механизированной уборки картофеля 20

1.2. Особенности технологий возделывания картофеля 22

1.3. Особенности технологий уборки картофеля 27

1.4. Технологические схемы работы картофелеуборочных машин 30

1.5. Анализ физико-механических свойств клубненосной массы

и условий работы основного элеватора 37

1.6. Анализ конструкций органов первичной сепарации картофелеуборочных машин 43

1.7. Анализ конструкций устройств для интенсификации процесса сепарации прутковых элеваторов картофелеуборочных машин 48

Выводы к главе 1 52

1.8. Цель и задачи исследования 53

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ИНТЕНСИФИКАЦИИ 54

2.1. Описание конструктивно-технологического решения сепарирующего устройства картофелеуборочных машин 54

2.2. Кинематический анализ устройства для интенсификации процесса сепарации ?

2.2.1. Механико-математическая модель устройства для интенсификации процесса сепарации

2.2.2. Определение линейной скорости ворошителя интенсификатора сепарации картофелеуборочных машин... 66

2.2.3. Определение допустимой скорости соударения клубня и ворошителя исключающей повреждение клубня 68

2.2.4. Определение кинематических параметров устройства для интенсификации процесса сепарации из условия не повреждения клубней 62

2.3. Силовой анализ конструкции и расчет конструктивных параметров разработанного устройства для интенсификации процесса сепарации картофелеуборочных машин 75

2.3.1. Определение силы давления вороха на ворошитель... 75

2.3.2. Определение внутренних силовых факторов возникающих в ворошителе при действии внешней нагрузки 78

2.3.3. Определение конструктивных параметров ворошителя разработанного интенсификатора сепарации 80

Выводы к главе 2 84

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО СЕПАРИРУЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ 85

3.1. Программа исследования работы разработанного сепарирующего органа 85

3.2. Объект исследований и оборудование, применяемое при проведении лабораторных испытаний 86

3.2.1. Лабораторная установка для проведения исследований разработанного сепарирующего рабочего органа 86

3.3. Методика исследований и обработка опытных данных

3.3.1. Методика исследований по определению коэффициентов сопротивления среды 90

3.3.2. Методика исследований закономерностей интенсификации процесса сепарации 91

3.3.3 Методика исследования и обработка опытных данных при испытании интенсификатора сепарации с ворошителями различной формы 93

3.3.4. Методика исследования и обработка опытных данных полученных на разработанном сепарирующем рабочем органе 94

3.4. Результаты лабораторных испытаний 102

3.4.1. Результаты лабораторных исследований по определению коэффициентов сопротивления среды 102

3.4.2. Результаты лабораторных исследований закономерностей интенсификации процесса сепарации 102

3.4.3. Результаты лабораторных исследований интенсификатора сепарации с ворошителями различной формы 104

3.4.4. Результаты испытаний разработанного сепарирующего рабочего органа 106

Выводы к главе 3 108

ГЛАВА 4. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ МАШИН ДЛЯ УБОРКИ КАРТОФЕЛЯ С РАЗРАБОТАННЫМ СЕПАРИРУЮЩИМ ОРГАНОМ 110

4.1. Программа полевых испытаний картофелеуборочных машин 111

4.2. Объекты исследований при полевых испытаниях технологий и машин для уборки картофеля с интенсификатором сепарации 111

4.2.1. Физико-механические свойства почвы в местах проведения испытаний 111

4.2.2. Показатели работы картофелеуборочных машин 112

4.3. Методика исследований физико-механических свойств почвы в местах проведения испытаний 113

4.4. Методика проведения хозяйственных испытаний серийного и модернизированного копателей-погрузчиков Е-684 116

4.5 Результаты хозяйственных испытаний картофелеуборочных машин 119

4,5.1 Влияние физико-механических свойств почвы на показатели работы картофелеуборочных машин 119

4.5.2. Показатели работы картофелеуборочных машин 122

Выводы к главе 4 124

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ИНТЕНСИФИКАТОРА СЕПАРАЦИИ НА КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИНАХ 125

5.1. Исходные данные для анализа и экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат 125

5.2. Экономический эффект от снижения повреждений и потерь клубней 131

5.3. Граница экономической эффективности применения усовершенствованных картофелеуборочных машин 132

Выводы к главе 5 134

Общие выводы 135

Список литературы 137

Приложения 1  

Введение к работе:

Актуальность темы. По масштабам производства картофель занимает четвертое место среди главных пищевых сельскохозяйственных культур -после риса, пшеницы и кукурузы. В мире ежегодно производиться 350 млн. тонн картофеля. Более 40% мирового объема производства картофеля сосредоточено в Китае, Российской Федерации и Индии. На долю Российской Федерации приходиться около 15% мирового валового производства данной культуры. В 2007 году в хозяйствах всех категорий картофель выращивали на площади около 3,4 млн. га, валовой сбор составил более 40 млн. тони при средней урожайности 12,8 т/га.

Уровень механизации производства картофеля составляет около 50%, причем до 70% трудозатрат приходятся на его уборку. В процессе уборки через сепарирующие органы картофелеуборочных машин проходит на каждом гектаре до 1000 тонн почвы, из которой необходимо выделить клубни с минимальными повреждениями. Вследствие этого, производительность картофелеуборочных машин определяется пропускной и сепарирующей способностью их рабочих органов. Поэтому, исследования направленные на повышение эффективности технологического процесса сепарации, создание новых и совершенствование имеющихся конструкций сепарирующих рабочих органов является актуальной научно-технической задачей.

Проведенные исследования являются частью научно-исследовательской работы ФГОУ ВПО Рязанского ГАТУ на 2000...2010 гг. по теме №19 от 17.01.2001г: «Комплексное решение механизированной уборки картофеля».

Цель исследований. Повышение эффективности технологического процесса сепарации почвы, путем совершенствования конструкции и обоснования параметров интенсификатора сепарации.

Объекты исследований: -технологический процесс сепарации почвы в картофелеуборочных машинах;

-усовершенствованный сепарирующий элеватор с устройством для интенсификации процесса сепарации почвы;

серийный и усовершенствованный копатели-погрузчики Е-684;

физико-механические свойства компонентов картофельного вороха. Предмет исследований. Теоретические и экспериментальные

закономерности технологического процесса сепарации почвы в картофелеуборочных машинах.

Методика исследований. Теоретические исследования с обоснованием кинематических, конструктивных параметров и режимов работы усовершенствованного устройства выполнены на основе механико-математического моделирования процесса работы интенсификатора сепарации и его взаимодействия с почвенно-картофсльным ворохом. Лабораторные исследования процесса сепарации почвы выполнены по плану трехфакторпого

эксперимента ПФЭ 23 с использованием стандартных и разработанных методик. Обработка результатов исследований проведена методами математической статистики. В процессе исследований использовались прикладные программы «MathCAD» и «STATISTICA». Оценка агротехнических показаний работы сепарирующего рабочего органа и картофелеуборочной машины при полевых испытаниях проводилась согласно ГОСТ 20915-75.

Научная новизна работы:

-способ интенсификации сепарации на прутковом элеваторе, заключающийся во встречном воздействии на клубненосный пласт системой вращающихся на валах пальцев, обеспечивающий эффективное разрушение составляющих частиц и слоев вороха, рыхление локальных структурообразований почвы и повышающий сепарирующую способность элеватора;

-механико-математическая модель, описывающая процесс взаимодействия интенсификатора сепарации пальчикового типа с клубненосным пластом и учитывающая физико-механические свойства последнего;

-методика обоснования рациональных конструктивных,

кинематических параметров и режимов работы усовершенствованного сепарирующего рабочего органа;

- математические модели, характеризующие полноту сепарации почвенных примесей, количество потерь и повреждений клубней при механизированной уборке картофеля;

Новизна технических решений подтверждена патентами на изобретение (№2265308) и полезігую модель (№ 68848). Практическая ценность работы:

-конструктивно-технологические решения сепарирующих рабочих органов с активными интенсификаторами сепарации пальчикового типа (патенты №2265308 и № 68848);

-инженерные методы расчета рациональных параметров и режимов работы усовершенствованного сепарирующего органа с интенсификатором сепарации;

-результаты лабораторных исследований усовершенствованного сепарирующего рабочего органа с интенсификатором сепарации пальчикового типа;

-результаты хозяйственных испытаний и технико-экономической оценки применения усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684.

Реализация результатов исследования. На основании проведенных исследований изготовлены опытные образцы интенсификаторов сепарации, которыми снабжены картофелеуборочные машины, прошедшие успешные хозяйственные испытания на полях Рязанской области в период с 2005 г по 2008 г на общей площади более 200 га.

Материалы исследований переданы в ЗАО «КОЛНАГ» (г. Коломна Московской области) и ОАО «Рыбновская сельхозтехника» (Рязанской области) и используются при разработке новых сепарирующих рабочих органов картофелеуборочных машин, а так же в учебном процессе при подготовке инженеров Рязанского ГАТУ имени П.А. Костычева.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Рязанской ГСХА им. проф. П.А. Костычева (2004-2007гг.), Мордовского ГАУ им. Н.П.Огарева (2004г).

Достоверность основных положений и выводов подтверждена сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований (расхождение менее 5%), а также положительными результатами хозяйственных испытаний усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684.

На защиту выносятся:

- конструкция сепарирующего рабочего органа с интенсификатором
сепарации пальчикового типа (патент №68848);

-методика определения рациональных кинематических и конструктивных параметров разработанного интенсификатора сепарации пальчикового типа на основе механико-математического моделирования процесса работы интенсификатора сепарации в картофелеуборочных машинах;

- математические модели, описывающие полноту сепарации и
повреждения клубней при работе усовершенствованного сепарирующего
рабочего органа и результаты его лабораторных исследований;

-результаты хозяйственных испытаний серийных и

усовершенствованных копателей-погрузчиков Е-684;

-технико-экономическая оценка применения интенсификатора сепарации пальчикового типа на копателях-погрузчиках Е-684.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 8 печатных работах, в том числе в 3 изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и международных сборниках, получено 2 патента РФ. Общий объём работ - 0,73 п.л., в том числе лично автора - 0,43 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 134 наименований, в том числе 16 на иностранных языках и 4 приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 40 рисунков.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net