ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ
Болохоев В.С.
ФГБОУ ВПО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова», г. Улан-Удэ
Ключевые слова: лабораторная установка, повреждаемость клубней картофеля, определитель повреждаемости клубней картофеля.
Аннотация: в статье рассмотрены режимы работы определителя повреждаемости клубней картофеля.
Введение. В нашей стране исследованиями физико-механических свойств клубней занимались М.Е. Мацепуро, В.С. Митрофанов, Е.А. Глухих, В.Н. Табачук, А.И. Бжезовская, Н.И. Верещагин, А.И. Вольников, В.М. Годухина, В.Г. Гагулина, А.А. Герасимова, С.К. Головицына, В. Ионелюнас, С.А. Каспаров, Н.Н. Колчин, В.П. Васеничев, Р.М. Махароблидзе и многие другие.
Сотрудниками БГСХА им. В.Р. Филиппова была разработана новая конструкция технического устройства. Определитель повреждаемости клубней предназначен для изучения физико-механических свойств клубней картофеля и других корнеклубнеплодов и определения уровня повреждаемости клубней картофеля при оптимизации работы картофелеуборочных машин, а также для селекции сортов картофеля, предназначенных для механизированного возделывания [1].
Новый определитель повреждаемости клубней (рисунок 1) выполнен следующим образом: прутковое полотно 1 прикрепляется к корпусу 2 при помощи звездочек 3. Прутковое полотно 1 аналогично полотну обычного пруткового элеватора стандартной картофелеуборочной машины движется благодаря ведущей звездочке 6, посаженной на валу 5, в зацепление с которой при помощи колеса 4 входит ременная цепь, имеющаяся по боковой стороне пруткового полотна.
Рисунок 1 – Определитель повреждаемости клубней
1 – прутковое полотно, 2 – корпус, 3 – звездочка, 4 – ведущее колесо,
5 – ведущий вал, 6 – ведущая звездочка.
Определитель повреждаемости клубней картофеля работает следующим образом: в корпус 2 засыпают порцию клубней через окно. Включают электродвигатель, и вращение передается ведущим звездочкам 6, которые приводят в движение прутковое полотно 1. Клубни картофеля пересыпаются по прутковому полотну 1 и сгребаются вильчатой лопастью. Далее клубни картофеля поднимаются на определенную высоту и падают на внутреннюю поверхность пруткового полотна 1 корпуса 2. Затем цикл повторяется определенное количество раз, после чего клубни при обратном вращении полотна высыпают в подставленную тару.
Условия и методы исследования. С 2006 по 2011 гг. мы проводили исследования на картофелекопателе КТН-2В и картофелеуборочном комбайне ККУ-2А в Иволгинском районе Республики Бурятия. Исследования проводились согласно отраслевому стандарту ОСТ 10-8.5 – 87 [2].
Из технических условий известно, что скорость движения элеватора, как основного, так и каскадного у КТН-2В равна 2,02 м/с, а у картофелеуборочного комбайна скорость движения полотна равна 0,7 м/с.
Выбор режима работы определителя должен быть таким, чтобы совпадал со скоростью движения полотна элеватора.
Расчет геометрических параметров: 1. Межосевое расстояние
 (1)
где L — расчетная длина ремня; D1и D2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов.
Для нормальной работы плоскоременной передачи должно соблюдаться условие:
 (2)
при этом а должно быть не более 15 м.
2. Расчетная длина ремня
 (3)
на сшивку добавляют еще 100—300 мм.
3. Диаметр ведущего шкива (малого), мм
 (4)
где P1 — мощность на ведущем валу, кВт;  — угловая скорость ведущего вала, рад/с.
4. Диаметр ведомого шкива
 (5)
где u — передаточное число;  — коэффициент скольжения.
При диаметре D > 300 мм шкивы изготовляют с четырьмя - шестью спицами. Для шкивов, имеющих отклонения от стандартных размеров, производят расчет на прочность. Обод рассчитывают на прочность как свободно вращающееся кольцо под действием сил инерции; спицы рассчитывают на изгиб.
Допускаемые углы обхвата ременных передач. Вследствие вытяжки и провисания ремня при эксплуатации углы обхвата измеряются приближенно:
 (6)
В формуле (6) выражение
 (7)
где  — угол между ветвями ремня (для плоскоременной передачи (< 30°). Рекомендуется принимать также значение диаметров шкивов, чтобы соблюдалось условие
(8)
где для плоскоременной передачи  = 150°.
В ременной передаче, как и во фрикционной, в результате упругого скольжения ремня окружные скорости не одинаковые. Отсюда передаточное число
 (9)
где ω1 и n1 — угловая скорость и частота вращения ведущего шкива; ω2 и n2 — то же ведомого шкива; D1 и D2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов; ε — коэффициент скольжения.
Относительная потеря скорости на шкивах характеризуется коэффициентом скольжения; при незначительном значении этого коэффициента (ε < 0,02) приближенно имеем
 (10)
КПД ременных передач. Учитывая потери при работе, КПД передачи определяют из выражения
 (11)
где ψу— относительные потери, связанные со скольжением на шкивах и вследствие упругости ремня; ψп.п— относительные потери в опорах; ψс.в — относительные потери от сопротивления воздуха (учитываются лишь при больших шкивах со спицами).
Если известна мощность на ведущем шкиве и мощность на ведомом (уменьшенная за счет потерь), то КПД передачи
 (12)
для плоскоременной открытой передачи среднее значение КПД 0,96 - 0,98.
Результаты исследования и выводы. Для имитации процесса движения клубней картофеля по картофелекопателю и комбайну были найдены определенные режимы работы определителя. Для картофелекопателя КТН-2В частота вращения на валу двигателя определителя равна 1900 об/мин, а для картофелеуборочного комбайна ККУ-2А– 660 об/мин.
Выбранные режимы работы определителя позволят определить уровень повреждаемости клубней картофеля.
Проведенные исследования в Иволгинском районе Республики Бурятия показали, что средняя повреждаемость клубней картофеля у картофелекопателя КТН-2В равна 4%, а у картофелеуборочного комбайна ККУ-2А – 17%.
Список использованной литературы
1. Определитель повреждаемости клубней: Патент 2321851 РФ / Кузьмин А.В., Арданов Ч.Е., Вамбуева Э.Б., Хагдыров Г.А., Никишин В.В., Болохоев В.С. – № 2005121808/11 (024590); Заявл.11.07.2005; Опубл. 10.04.2008. – Бюл. № 10. – 6 с.
2. ОСТ 10-8.5 – 87. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки и послеуборочной обработки картофеля. Программа и методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1988. – 131 с.
УДК 621.928.235: 631.171
|
