Механіко-технологічні основи розробки адаптованих коренезбиральних машин

Abstract

У дисертації на основі сукупності узагальнених результатів вирішено актуальну науково-технічну проблему, яка полягає в розробці нової концепції аналітично-емпіричних методів оптимізації параметрів і режимів роботи адаптованої коренезбиральної машини з урахуванням реальних умов експлуатації, зокрема агрофізичних характеристик коренеплодів і грунтово-кліматичних умов збирання. Розроблено наукову концепцію та алгоритм побудови адаптованих коренезбиральних машин на основі обгрунтування структурних моделей адаптованих комбінованих робочих органів і формулювання методологічних особливостей конструктивно-технологічних ознак їх застосування. Розроблено метод побудови детермінованих математичних моделей інтенси- фікації процесу відокремлення домішок від вороху коренеплодів комбінованими робочими органами транспортно-технологічних систем адаптованої коренезби- ральної машини на основі дослідження процесів переміщення вороху коренеплодів по їх робочих поверхнях і закономірностей функціонування динамічної системи «грунт-робочий орган-коренеплід». Розроблено методику інженерного розрахунку параметрів і режимів роботи адаптованої коренезбиральної машини. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень обґрун- товано основні раціональні параметри та режими функціонування адаптованої коренезбиральної машини. Результати досліджень використовують проектно-конструкторські організації в процесі удосконалення існуючих і розроблення нових коренезбиральних машин.

В диссертации на основании совокупности обобщенных результатов решена актуальная научно-техническая проблема, которая состоит в разработке новой концепции аналитически-эмпирических методов оптимизации параметров и режимов работы адаптированной корнеуборочной машины с учетом реальных условий эксплуатации, в частности агрофизических характеристик корнеплодов и почвенно-климатических условий уборки. Разработана научная концепция и алгоритм построения адаптированных корнеуборочных машин на основе обоснования структурных моделей адаптированных комбинированных рабочих органов и формулировки методологических особенностей конструктивно-технологических признаков их использования. В основу решения научно-технической проблемы повышения эффективности уборки корнеплодов положена гипотеза о возможности расширения сроков работы адаптированной корнеуборочной машины на протяжении года путем сбора корнеплодов сахарной, кормовой, столовой свеклы и моркови одной корнеуборочной машиной. Разработка алгоритма построения адаптированной корнеуборочной машины базировалась на применении в ее конструктивной схеме адаптированных транспортно-технологических систем, которые являют собой моноблочные выкапывающие и очистительные системы комбинированных рабочих органов. В работе обосновано представление корнеуборочной машины как последова- тельное соединение структурных звеньев транспортно-технологических систем. На основе анализа перемещения вороха корнеплодов по их рабочим поверхностям с транспортным запаздыванием и с использованием преобразования Лапласа построена математическая модель интенсификации процесса отделения примесей от вороха корнеплодов рабочими органами транспортно-технологических систем адаптированной корнеуборочной машины. Частичная реализация полученной модели представлена в виде аналитических зависимостей, которые характеризуют изменение секундных подач компонентов вороха корнеплодов от параметров адаптированного выкапывающего транспортно-очистительного комбинированного рабочего органа, характеристик корнеплодов и условий работы корнеуборочной машины. С учетом закономерностей функционирования динамической системы «почва-рабочий орган-корнеплод» получены зависимости, описывающие движение примесей вороха корнеплодов, представленного в виде почвенной сплошной среди и корнеплодов по поверхностям адаптированного транспортно-очистительного комбинированного рабочего органа. Адекватность теоретических математических моделей и зависимостей подтверждена результатами проведенных экспериментальных исследований. Разработана методика инженерного расчета параметров и режимов работы транспортно-технологических систем и адаптированной корнеуборочной машины в целом. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований обоснованно основные рациональные параметры и режимы функционирования адаптированной корнеуборочной машины в зависимости от характеристик корнеплодов и условий работы уборочного агрегата. Сравнительные полевые исследования показали, что адаптированная корнеуборочная машина обеспечивает снижение общего количества примесей в ворохе собранных корнеплодов в 2,5 раза. Общий экономический эффект за 1 год эксплуатации машины от повышения ее функциональных показателей составляет 31713,83 грн, или 105,7 грн на 1 га. Результаты исследований используют проектно-конструкторские организа- ции в процессе усовершенствования существующих и разработки новых корнеуборочных машин.

Basing on the incorporated generalized result the urgent scientific-technological problem, which deals with the development of new conception of analytical-experimental method of optimization the parameters and operating regimes of the adapted root-harvesting machine, a been solved in the dissertation, taking into account the real operation conditions, agrophysical characteristics of beet-roots and soil-climatic conditions of harvesting in particular. Scientific conception and algorithm of the adapted root-harvesting machines while interpreting the structural models of the adapted combined operation members as well as the statement of methodological characteristics of construction-technological features of their application, has been developed. The method of building the determinated mathematical models of intensification the process of separation of admixtures from the beat-roots tops, using combined operating members of the transporting technological systems of the adapted root-harvesting machine, has been developed, basing on the investigation of the beet-roots tops transporting along their operating surfaces and regularities of the dynamic system «soil-operating member-beetroot» functioning. The method of engineering calculation of parameters and operation regimes of the adapted root-harvesting machine, a been developed. Basing on the carried out theoretical and experimental investigations the main rational parameters and operation regimes of the adapted root-harvesting machine have been interpreted. The results of investigations are being widely used by the design-construction institution for the improvement of available and development of new root-harvesting machines.