Фізико-механічні властивості стебел льону та пасів бральних апаратів. Параметри начіпної льонобральної машини, робота подільника та взаємодія пасів зі стеблами під час роботи криволінійної льонобральної секції з вивідним пасом, вплив на кут нахилу стебел.
Аннотация к работе
У процесі вирощування льону найвідповідальнішим етапом є збирання: його терміни та технічні засоби найбільше впливають на якість і збереженість вирощеної продукції. Відповідно до поставленої мети потрібно було вирішити такі задачі: - поглибити дослідження фізико-механічних властивостей стебел льону та пасів бральних апаратів; обґрунтувати параметри начіпної льонобральної машини, дослідити роботу подільника та взаємодію пасів зі стеблами під час роботи криволінійної льонобральної секції з вивідним пасом; теоретично та експериментально дослідити явище виходу стебел з машини та розстеляння їх на землю; розробити та виготовити експериментальний зразок начіпної льонобральної машини з удосконаленими робочими органами, провести випробування роботи механізмів та визначити економічну ефективність від її використання.Проте багато питань залишаються недослідженими, окремі з них взагалі не вивчались, а саме: опір групи стебел поперечному стиску на різних ділянках; опір видовженню пасів з різними параметрами; подолання подільником нерівностей ґрунту (перешкод); робота криволінійної льонобральної секції з вивідним пасом; розстилання стебел під час виходу з льонобральної машини; кут нахилу стебел, що безпосередньо не взаємодіють з бічними прутками подільника; вплив швидкості руху агрегату, висоти встановлення, кута нахилу апарата до землі на якість брання, тиску в рівчаках на пошкодження стебел, а також тривалості їх перебування в розплющеному стані на залишкові деформації. У другому розділі “Теоретичні передумови до визначення параметрів льонобральної машини” визначено основні параметри начіпної льонобральної машини, проведено аналіз роботи подільника, криволінійної секції з вивідним пасом, розглянуто особливості розстеляння стебел. Від точки L" сила натягу T паса 1 змінюється: , (6) де f0 - коефіцієнт тертя паса по стеблах; a - кут, що відраховується від радіуса О7А до радіуса, що зєднує центр О7 з аналізованою точкою паса на дузі LB; a?-кут, що відповідає дузі пружного ковзання; a0 - кут АА1В. 4, а), тобто політ стебел до зіткнення їх коренів з поверхнею поля, можна вважати плоскопаралельним і таким, що проходить в площині XOZ, а стебло - твердим тілом, тому: (8) де mc - маса стебла; xs, zs - абсциса і ордината центра мас стебла S; Рпх, Рпz - проекції сили опору повітря Рп на осі x і z, ; k - коефіцієнт опору повітря; f - кут повороту стебла; Рзч, Р?зч - сили зчеплення стебла з іншими стеблами; a - відстань від точки прикладання сил Рзч і Р?зч до центра мас стебла S; Js - момент інерції стебла відносно горизонтальної осі, що проходить через центр мас стебла S перпендикулярно площині XOZ. Якщо стебла виходять з льонобральної машини, торкаючись коренями поверхні поля, то для опису руху стебел під час виходу з брального апарата будуть правильні закономірності, характерні для другої фази руху стебел, тобто поворот стебла відносно точки зіткнення з землею (рис.У дисертації наведене теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробці конструкції, обґрунтуванні параметрів та режимів роботи начіпної льонобральної машини з поперечними криволінійними рівчаками та криволінійною секцією з вивідним пасом. Експериментально встановлено, що відносна деформація стиску групи стебел прямопропорційно залежить від тиску в межах його дії: для коренів-0…4 МПА, для середньої ділянки стебла - 0…0,8 МПА, для верхньої - 0…0,4 МПА. Аналіз процесу руху стебел під час виходу з льонобрального апарата показав, що до зіткнення своїми коренями з поверхнею землі стебла рухаються за інерцією під кутом до напрямку руху агрегату, повертаються і вкладаються на поле. Повертаються стебла швидше зі зростанням маси стебла, початкової кутової швидкості центра мас і зменшенням кута між напрямом руху агрегату та напрямом руху пасів. Польові дослідження апарата машини показали, що зі збільшенням висоти брання від 13 до 29 см розтягнутість стрічки зменшується, зростає кут нахилу стебел у вивідному пристрої, проте знижується чистота брання; з підвищенням показника кінематичного режиму від 0,7 до 1,1 якість брання погіршується, кут нахилу стебел у вивідному пристрої зростає.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
У дисертації наведене теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробці конструкції, обґрунтуванні параметрів та режимів роботи начіпної льонобральної машини з поперечними криволінійними рівчаками та криволінійною секцією з вивідним пасом.
Експериментально встановлено, що відносна деформація стиску групи стебел прямопропорційно залежить від тиску в межах його дії: для коренів -0…4 МПА, для середньої ділянки стебла - 0…0,8 МПА, для верхньої - 0…0,4 МПА. Граничний тиск, за якого відбувається розплющування коренів 4,0-8,0 МПА, середньої ділянки стебла - 0,6-0,9 МПА ї верхньої - 0,3-0,6 МПА.
Видовження вивідних та бральних пасів прямопропорційне силі натягу у межах до 8-11 КН, за таких умов відносні пружні деформації знаходяться в межах 2,5-3,3 %.
Основні параметри начіпної льонобральної машини залежать від розташування апарата відносно трактора. При його боковому розміщенні можливий кут нахилу брального апарата знаходиться в межах від 5° до 20° (без використання розстилочних пристроїв) та від 20° до 60° (за умови їх застосування).
Розвязком виведеного диференціального рівняння повороту подільника з підпружиненим прутком внаслідок переїзду ним перешкоди встановлені залежності кута повороту [формула (2)] і кутової швидкості під час опускання нижніх прутків подільника [формула (3)]. Визначено, що шлях, пройдений подільником у піднятому стані, менший, ніж у подільників без підпружинених прутків. Він зменшується зі зниженням швидкості руху агрегату, збільшенням жорсткості пружини і її попереднього стиску. На даний показник суттєво не впливає зміна маси нижніх прутків.
Встановлено, що під час роботи криволінійної секції з вивідним пасом брання стебел проводиться в передній частині секції, а інша - їх лише транспортує. В зоні вхідної частини секції порівняно з вихідною сила натягу брального паса є меншою, а вивідного - більшою. Виведені аналітичні залежності для визначення сил натягу пасів [формули (5), (6), (7)] уможливлюють обґрунтування раціональних параметрів вивідної секції.
Аналіз процесу руху стебел під час виходу з льонобрального апарата показав, що до зіткнення своїми коренями з поверхнею землі стебла рухаються за інерцією під кутом до напрямку руху агрегату, повертаються і вкладаються на поле. Теоретично виведено залежності для визначення закономірностей опускання стебел на землю і їх повороту відносно точок дотику коренів із землею [формули (9), (11), (12), (13), (14), (15)]. Час польоту стебел до зіткнення коренів з поверхнею землі тим менший, чим менші довжина стебла, його маса і початкова висота вильоту. Повертаються стебла швидше зі зростанням маси стебла, початкової кутової швидкості центра мас і зменшенням кута між напрямом руху агрегату та напрямом руху пасів. Експериментальні дослідження в лабораторних та польових умовах підтвердили викладені вище теоретичні результати.
Польові дослідження апарата машини показали, що зі збільшенням висоти брання від 13 до 29 см розтягнутість стрічки зменшується, зростає кут нахилу стебел у вивідному пристрої, проте знижується чистота брання; з підвищенням показника кінематичного режиму від 0,7 до 1,1 якість брання погіршується, кут нахилу стебел у вивідному пристрої зростає. Зменшення кута нахилу апарата до землі поліпшує якість брання. Для забезпечення агротехнічних вимог швидкість руху агрегату має бути від 4,2 до 7,5 км/год, висота брання - від 13 до 29 см, показник кінематичного режиму не перевищувати 1,1.
Зростання тиску в рівчаках збільшує кількість розплющених стебел. У першій секції їх було 49,1-61,8%, у 2-й секції - 52,7-66,8%, у 3-й секції - 61,4-76,9% та 63,2-79,2% при виході з вивідної секції. Аналіз пошкоджень стебел розробленою нами льонобральною машиною показав, що, крім розплющених (64%), є 4% надламаних, 3% з розривом кори і по 2% скручених та зламаних стебел.
Під час роботи подільників кут нахилу стебел, які не взаємодіють з прутками, зменшується зі зростанням кута між бічними прутками, зменшенням кута нахилу подільників до землі та висоти підняття їх носиків.
Встановлено, що зі збільшенням тривалості перебування стебел в розплющеному стані зростають їх залишкові деформації. Вологі стебла деформуються швидше, ніж підсохлі. Після зняття навантаження спостерігаються більші пошкодження в середині зони плющення. Застосування пасів з мякими накладками призводить до зменшення деформацій стебел та їх відновлення на 90-95%. Під час виготовлення бральних апаратів необхідно дотримуватись паралельності осей шківів і роликів для найбільш рівномірного розподілу навантаження по всій ширині паса. Тиск у рівчаках неповинен перевищувати 200 КПА - для існуючих пасів та 280 КПА - для експериментальних пасів з мякими накладками.
Польові випробування експериментального зразка начіпної льонобральної машини з поперечними криволінійними рівчаками та криволінійною секцією з вивідним пасом підтвердили працездатність машини і її відповідність агротехнічним вимогам. Розрахунковий річний економічний ефект від використання розробленої машини за продуктивності 0,8 га/год становить 879 грн.
Список литературы
Ягелюк С.В. Дослідження нахилу стебел при дії на них подільників // Сільськогосподарські машини. - Вип. 6. - Луцьк: ЛДТУ. - 2000. - С. 211-216.
Ягелюк С.В. Дослідження польоту стебел при виході з брального апарата на розстеляння // Сільськогосподарські машини. - Вип. 7. - Луцьк: ЛДТУ. - 2000. - С. 171-177.
Ягелюк С.В. До визначення часу польоту стебел при розстелянні // Сільськогосподарські машини. - Вип. 9. - Луцьк: ЛДТУ. - 2001. - С. 183-186.
Ягелюк С. В. Вплив тривалості перебування стебел у розплющеному стані на залишкові деформації // Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрных предприятий. Сб. науч. тр. Керченского морского технологического института. - Вып. 3.- 2002. - С. 171-174.
Ягелюк С. В. Вплив ряду параметрів льонобрального апарата на якість брання // Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрных предприятий. Сб. науч. тр. Керченского морского технологического института. - Вып. 3.- 2002. - С. 237-240.
Хайлис Г.А. Ягелюк С.В. Анализ работы криволинейной льнотеребильной секции с выводящим ремнем // Сільськогосподарські машини. - Вип. 4. - Луцьк: ЛДТУ. - 1998. - С. 162-168 (автором аналітично визначені співвідношення сил натягу пасів у вхідній і вихідній ділянках криволінійної секції з вивідним пасом ).
Хайлис Г.А. Ягелюк С.В. Скиба Н.В. Исследование работы делителя с телескопическим подпружиненным прутком // Сільськогосподарські машини. - Вип. 5. - Луцьк: ЛДТУ. - 1999. - С. 306-317 (автором визначені закономірності повороту прутків подільника після подолання ним перешкоди).
Ужегова О.А. Ягелюк С.В. Дослідження опору пасів бральних апаратів видовженню // Сільськогосподарські машини. - Вип. 6. - Луцьк: ЛДТУ. - 2000. - С. 162-166 (автором досліджено, як опираються видовженню паси з двома трапецієподібними виступами і з різним терміном використання та порівняно з результатами досліджень пасів з одним трапецієподібним виступом).
Хайліс Г.А. Ягелюк С.В. Про вплив опору повітря на поворот стебел при розстелянні // Сільськогосподарські машини. - Вип. 8. - Луцьк: ЛДТУ. - 2001. - С. 341-351 (автором визначені закономірності повороту стебел до моменту вкладання на землю після виходу їх з брального апарата на розстеляння).
Деклараційний пат. 30614А Україна, МКЛ А01D45/06. Подільник льонозбиральної машини/ Цикалюк Ю. О., Юхимчук С.Ф., Хайліс Г.А., Дацюк Л.М., Ягелюк С.В. - №98031501; Заявл. 25.03.1998; Опубл. 15.12.2000, Бюл. № 7-11 - 2 с. (автором запропоновано механізм регулювання кута нахилу подільника до землі).