Kinematic analysis of the movement of the active knife cutter of chicory roots

Abstract

Коренеплоди цикорію є цінною технічною та стратегічно-важливою культурою для провідних галузей економіки України. Переробка сировини з коренеплодів цикорію дозволяє отримувати продукти енергетичного (біопаливо), харчового (кава) та фармацевтичного (інулін) характеру. Низький рівень механізації збирання коренеплодів і, особливо, збирання як і гички, так і коренеплодів цикорію (значні втрати, пошкодження) не дозволяє забезпечувати потреби сировини для її переробки, або необхідне забезпечення харчової галузі економіки України та кормової бази тваринництва за рахунок збільшення обсягів вживання коренеплодів цикорію. Одним із резервів підвищення показників якості роботи машин для збирання коренеплодів цикорію є поліпшення технологічного процесу збирання гички шляхом застосування удосконалених основних робочих органів – роторного гичкоріза та обрізувача залишків гички з головок коренеплодів. Метою роботи є підвищення показників технологічного процесу збирання гички коренеплодів цикорію шляхом розроблення та обґрунтування параметрів робочих органів обрізувача. На основі проведеного теоретичного аналізу процесу переміщення активного ножа обрізувача по головці коренеплоду розроблено аналітичні залежності, які функціонально описують процес переміщення активного ножа обрізника по головці коренеплоду, що дозволило обгрунтувати основні конструктивні та кінематичні параметри активного ножа обрізувача. Встановлено, що робоча довжина активного ножа обрізувача залишків гички з головок коренеплодів знаходиться в межах від 0,25 до 0,3 м за умови максимального допустимого відхилення вертикальної осі коренеплоду від осі рядка за швидкості руху гичкозбирального модуля від 1,6 до 2,2 м/с та швидкості переміщення ріжучої кромки леза активного ножа в межах від 0,3 до 0,8 м/с. Отримані результати наукових досліджень, які обґрунтовують технологічний процес переміщення активного ножа обрізувача залишків гички з головок коренеплодів цикорію, є передумовою оптимізації конструктивно-кінематичних і технологічних параметрів транспортно-технологічних систем сучасних самохідних коренезбиральних машин

Chicory roots are a valuable technical and strategically important crop for the leading sectors of the Ukrainian economy. The processing of raw materials from chicory roots allows to obtain energy (biofuel), food (coffee) and pharmaceutical (inulin) products. The low level of mechanization of harvesting root crops and, especially, harvesting both chicory and chicory root crops (significant losses, damage) does not allow to provide the needs of raw materials for its processing, or the necessary provision of the food industry of the Ukrainian economy and the fodder base of animal husbandry due to an increase in the amount of use root crops of chicory. One of the reserves for improving the performance of machines for harvesting chicory root crops is the improvement of the technological process of harvesting ginseng through the use of improved main working organs – a rotary ginseng cutter and a cutter of ginseng residues from the heads of root crops. The purpose of the work is to increase the indicators of the technological process of harvesting chicory root crops by developing and substantiating the parameters of the cutter's working organs. On the basis of the conducted theoretical analysis of the process of movement of the active cutter knife along the head of the root crop, analytical dependencies were developed that functionally describe the process of movement of the active cutter knife along the root crop head, which made it possible to substantiate the main structural and kinematic parameters of the active cutter knife. It has been established that the working length of the active knife of the cutter of the remains of burdock from the heads of root crops is in the range from 0.25 to 0.3 m, provided that the maximum permissible deviation of the vertical axis of the root crop from the axis of the row at the speed of movement of the burdock harvesting module is from 1.6 to 2.2 m /s and the speed of movement of the cutting edge of the blade of the active knife in the range from 0.3 to 0.8 m/s