Удосконалення процесу викопуваннякоренеплодів копачем-валкоутворювачем з покращенням сепаруючого механізму

Abstract

Конструювання коренезбиральних машин побудоване на використанні різноманітних викопуючих робочих органів, але механіко-технологічний принцип роботи копачів один і побудоований на порушенні зв’язку коренеплодів з ґрунтом при вирізанні шару ґрунту і створенні витягуючого зусилля для наступного переміщення коренеплодів по поверхні лемеша або при допомозі дисків, що обертаються. Якщо використовується примусове обертання конусів або дисків, то для забезпечення захоплення коренеплодів необхідно заглиблюватися у ґрунт, що також пов’язано із вийманням коренеплодів разом із ґрунтом, а для якісної роботи потрібно, щоб ґрунту потрапляло у копачі якомога менше. Метою розробки є вдосконалення конструкції копача-валкоутворювача для підвищення інтенсифікації процесу сепарації коренеплодів цукрових буряків, а також зменшення їх пошкоджень і втрат, що досягається зміною конструкції задньої стінки копача-валкоутворювача. Запропоновано на місці пасивної задньої стінки копача встановити активні консольно закріплені вальці зі спіральною навивкою на їх поверхні. При обертанні вальців навивка виконує роль шнека, що активно зводить потік буряків до виходу з копача. На рухому поверхню вальця значно менше налипатиме ґрунт, що полегшить роботу копача та зменшить затрати часу на усунення налипання. Напрям обертання вальців зі сторони копача знизу вгору, тобто при роботі валець розпушує ворох перед собою для покращення сепарації ґрунту і при цьому не защемляє коренів між собою і шнеком. Обґрунтовано основні параметри об’єкта розробки – технологічні і конструктивні розрахунки. Виконано кінематичний і силовий аналіз – визначено число обертів і передаточне число активного вальця, число зубів зірочки привода вальця, обертовий момент, необхідний для приводу активного вальця, осьову сила на шнек. Виконано міцнісні розрахунки елементів конструкції копача. Виконано енергетичний розрахунок – визначено потужність, необхідну для виконання технологічного процесу виконування коренеплодів цукрових буряків. Спроектовано та розраховано стійку викопуючого пристрою копача.

The design of root harvesters is based on the use of various digging working bodies, but the mechanical and technological principle of operation of diggers is the same and is based on breaking the connection of root crops with the soil when cutting a layer of soil and creating a pulling force for the subsequent movement of root crops along the surface of the share or with the help of rotating discs. If forced rotation of cones or disks is used, then to ensure the capture of root crops, it is necessary to go deeper into the soil, which is also associated with the removal of root crops along with the soil, and for high-quality work, it is necessary that as little soil as possible gets into the diggers. The purpose of the development is to improve the design of the swath-forming digger to increase the intensification of the process of separating sugar beet roots, as well as reduce their damage and losses, which is achieved by changing the design of the rear wall of the swath-forming digger.It is proposed to install active cantilever-mounted rollers with a spiral winding on their surface in place of the passive rear wall of the digger. When the rollers rotate, the winding acts as an auger, which actively reduces the flow of beets to the exit from the digger. The soil will stick to the moving surface of the roller much less, which will make the digger's work easier and reduce the time spent on removing the sticking. The direction of rotation of the rollers from the digger's side is from bottom to top, i.e. during operation, the roller loosens the pile in front of it to improve soil separation and at the same time does not pinch the roots between itself and the auger.The main parameters of the development object are substantiated - technological and design calculations. A kinematic and force analysis was performed - the number of revolutions and the gear ratio of the active roller, the number of teeth of the roller drive sprocket, the torque required to drive the active roller, and the axial force on the auger were determined. Strength calculations of the excavator's structural elements were performed. An energy calculation was performed - the power required to perform the technological process of harvesting sugar beet roots was determined. The rack of the digging device of the swath-forming digger was designed and calculated.