Параметры и режимы работы срезающе-измельчающего аппарата

Автор: Труфляк Е.В., Потебня А.Н.

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Агроинженерия

Статья в выпуске: 4, 2023 года.

Бесплатный доступ

Введение. Для повышения эффективности уборки сельскохозяйственных культур необходимо совершенствовать существующие рабочие органы косилок и жаток комбайнов, которые будут обеспечивать их универсальность и многофункциональность. Повышение энерговооруженности отрасли в существующих экономических и политических условиях может быть достигнуто применением принципов ресурсосбережения и использованием альтернативных конструкций косилок и жаток комбайнов. Существующие режущие аппараты этих сельскохозяйственных машин не обеспечивают одновременное срезание, сбор и измельчение стеблей кукурузы, подсолнечника, камыша, а также веток с целью дальнейшей заделки в почву или сбора массы для использования в животноводстве. Поэтому обоснование конструктивно-технологической схемы, определение параметров и режимов работы универсального срезающе-измельчающего аппарата является актуальным. Цель статьи. Повышение эффективности среза и измельчения растений путем обоснования структурно-функциональной схемы агрегата, рациональных параметров и режимов работы режущего аппарата.

Еще

Режущий аппарат, шнек, срез, измельчение, сегменты, косилка, жатка

Короткий адрес: https://sciup.org/147242366

IDR: 147242366   |   DOI: 10.15507/2658-4123.033.202304.524-541

Текст научной статьи Параметры и режимы работы срезающе-измельчающего аппарата

Парк машин для сельского хозяйства имеет высокий износ при малой оснащенности. Производство кормо- и зерноуборочных комбайнов сократилось на 14 и 32 % соответственно в 2022 г. Более 70 % работающей сельскохозяйственной техники имеют эксплуатационный срок более 10 лет. Имеет место низкая энергетическая вооруженность отрасли. На 1 тыс. га в России приходится 2 комбайна, в Казахстане – 3 комбайна, в Беларуси – 5, в Канаде – 7, в Германии – 12, в США – 18. При этом необходимо ежегодно обновлять парк машин на 15 тыс. комбайнов. Подобное несоответствие ведет к низкой производительности труда, повышению агросроков и увеличению потерь при уборке урожая до 10–20 % от валового сбора.

Для увеличения эффективности уборки сельскохозяйственных культур необходимо совершенствовать существующие рабочие части косилок и жаток комбайнов, которые будут обеспечивать их универсальность и многофункциональность.

Повышение энерговооруженности отрасли в существующих экономических и политических условиях может быть достигнуто применением принципов ресурсосбережения и использования альтернативных конструкций косилок и жаток комбайнов.

Существующие режущие аппараты данных сельскохозяйственных машин не обеспечивают одновременное срезание, сбор и измельчение стеблей кукурузы, подсолнечника, камыша и веток с целью дальнейшей заделки в почву, разбрасывания по ее поверхности или сбора для животноводства.

Поэтому обоснование конструктивно-технологической схемы, определение параметров и режимов работы универсального срезающе-измельчающего аппарата является актуальной задачей.

Вопросы теоретического обоснования срезания, сбора и измельчения одним аппаратом различных культур до конца не решены. Необходимо обосновать структурно-функциональную схему агрегата для срезания и измельчения растений, провести исследования по обоснованию физической сути показателя кинематического режима.

Проблема состоит в отсутствии конструктивно-технологической схемы, параметров и режимов работы срезающе-измельчающего режущего аппарата, обеспечивающего одновременный срез, сбор и измельчение стеблей.

Цель исследования – повышение эффективности среза и измельчения растений путем обоснования структурно-функциональной схемы агрегата, рациональных параметров и режимов работы режущего аппарата.

Обзор литературы

Современные устройства содержат различные элементы для среза и измельчения стеблей: ножи, цепные элементы, молотки. При этом они обеспечивают срез узкого диапазона культур (толстостебельных или тонкостебельных) с ограниченной универсальностью использования. Отсутствуют режущие аппараты, совмещающие вращательное движение шнека среза.

Выполнен обзор имеющихся конструкций косилок, кормо- и зерноуборочных комбайнов, мульчировщиков, измельчителей1, некоторые из которых представлены на рисунке 1.

Р и с. 1. Косилки-измельчители, плющилки и мульчировщировщики слева направо верхний ряд:

КДП-310; КРС-1,4; роторная КИР-1,85М; КИН-Ф-1500; слева направо нижния ряд: с цеповым аппаратом MU-LW; молотковая; SEPPI SMO pick-up; MasterCut

F i g. 1. Reaper-chopper, conditioners and mulchers from left to right in the top row: KDP-310; KRS-1,4; rotor KIR-1,85M; KIN-F-1500; from left to right in the bottom row: chain machine MU-LW; hammer; SEPPI SMO pick-up; MasterCutt

Также проведен обзор современных измельчителей стеблей, некоторые из которых представлены на рисунке 2.

Р и с. 2. Измельчители стеблей и растительных остатков слева направо: ИМС-2,4; ИРО-3,0; ИС-3; EFX

F i g. 2. Stem and plant residue chopper from left to right: IMS-2.4; IRO-3.0; IS-3; EFX

В результате обзора был проведен анализ 50 протоколов испытаний косилок и косилок-плющилок по данным Государственного испытательного центра2 на 10 машиноиспытательных станциях за 2015–2022 гг.3 (табл. 1).

Цель анализа – выявление существующих промышленных образцов режущих аппаратов с дополнительной возможностью измельчения стеблей, прошедших государственные испытания с заданными агротехническими требованиями.

Анализ протоколов испытаний показал:

– существующие машины преимущественно предназначены для выполнения одной или двух технологических операций одним рабочим органом (срез, плющение, измельчение);

– срез с плющением обеспечивают дисковая косилка Krone Easy Cut 2800/1CV, косилка-плющилка TAARUP 433 2LT и Мещера Е-403; жатки Е-025, SH-309T, Е-033; косилки-плющилки FC-303GC, КП-500; косилка роторная КРП-350-01;

– срез с измельчением – жатки ЖГР-4,5-1Е, КВК-6025.12-07; комбайн Ягуар 870; косилка-измельчитель КИР-1,5Н;

– отсутствуют универсальные режущие устройства, обеспечивающие одним аппаратом не только срез, но и сбор и измельчение срезанной массы.

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Результаты анализа испытаний промышленных образцов Results of the analysis of test reports

1 ё

и .9

о

С

u о ё g

s m 5

И co 2 та s p

та

E

5

3 и

ед

3

3 та

(Z)

s p

9

4 C

i E - E

S ед v ^ 3 45 E< OJ

s y> К

3

та ед ^ Р ° 3

m и

Хе

та

та

ед та д

Рн о

3^

о “ & ьо

Е ^^ 1^ Ph's и

5^ g £

^■5

С g

1

2

3

4

5

6

7

8

9

~~ а Дисковая косилка Krone Easy Сеяные и ес-

Cut 2800/1CV, ООО «РУФ-2», тественные

г. Барнаул / disk mower Krone      травы /      да нет –     2     12    2,78

Easy Cut 2800/1CV, Ltd.       seeded and

“RUF-2ˮ, Barnaul         natural grasses

Косилка-плющилка

TAARUP 4332 LT,

«Kverneland Group»,

Дания / mower conditioner                     да нет 6   3–3,5    12    3,8

TAARUP 4332 LT,

“Kverneland Groupˮ,

Denmark

Жатка для грубостебельных

культур ЖГР-4,5-1Е,

5     ОАО «Гомсельмаш», респу-   _

и           бттика Беттапусь         Сеяные и есте-

блика Беларусь,                          нет 20–30  –    4,2    7,8   2,4–3

г. Гомель / reaper for coarse-       ственные                            ,       ,      ,

stemmed crops ЖГР-4,5-1Е,       травы /

“Gomselmashˮ, Republic of      seeded and

Belarus, Gomel           natural grasses

Самоходная косилка-плю

щилка Мещера Е-403,

^ й ОАО «Егорьевский механиче

ский завод», Московская обл.,

г. Егорьевск / self-propelled да нет 5,7    4,2     7,7     3,2

о -g        mower-conditioner

“Meshchera

Й     E-403”, “Egorievsky Mecha

nical Planˮ, Moscow region, Egorievsk

Окончание табл. 1 / End of table 1

1

2

3

4 1 5 |

6

7

8

9

5

5 g

о

Он Q

G

u

U

Косилка-измельчитель роторная КИР-1,5М, АО «Корммаш», п. Орловский Ростовской области / rotary mower-shredder КИР-1,5М, “Kormmashˮ, Orlovsky, Rostov region

Сеяные и естественные травы, кукуруза, подсолнечник / seeded and natural grasses, corn, sunflower

нет 22–61

9

1,47

7,3

13,4 т/ч

Проведен анализ теоретическо-экспериментальных исследований ряда авторов в данной области.

Режущий аппарат, содержащий шнек, изучен в работе Т. П. Погорова [1]. Представлено теоретическое обоснование устройства, а Н. В. Алдошин предложил режущий аппарат, снабженный сегментами без лезвий, и модернизированный сегментно-пальцевый аппарат [2; 3].

В статье В. В. Красовского обоснованы параметры и режимы работы аппарата для среза растений, которые произрастают в садах и виноградниках [4].

В. А. Гулевский и А. А. Вертий в работах [5; 6] усовершенствовали технологию для измельчения стеблей в кормопроизводстве. Предложили измельчитель, содержащий шарнирные подвешенные комбинированные ножи, выполнили математическое моделирование измельчителя.

В публикациях ученые анализируют разные типы аппаратов: например, конструкции измельчителей концентрированных кормов [7], шнековый режущий аппарат подпорного и бесподпорного среза тонко- и толстостебельных культур [8; 9; 10], дисковый ротационный режущий аппарат, установленный на кукурузоуборочном комбайне [11] и др.

В зарубежной работе [12] предложены косилки-измельчители с вертикальными и горизонтальными шнеками для резания кустарников и веток.

В исследовании таких авторов как Х. Ган, С. Матанкер, А. Момин, Б. Кунс, Н. Стоффел, А. Хансен, Т. Грифт [13] сравнивалось резание тремя сегментами (прямое лезвие 0°, лезвие под углом 30° и зубчатое). При использовании угловых или зубчатых лезвий оператор может поддерживать высокую скорость машины, что приводит к значительному увеличению производительности.

Встречаются зарубежные исследования измельчения и перемешивания стеблей для кормов в животноводстве. В работе китайских ученых [14] рассмотрен анализ процесса замешивания и нарезки стебля солодки в горизонтальном смесителе шнекового типа смешанного рациона.

Фундаментальные исследования работы шнековых питателей отражены в работе Ю. Юнцинь4, однако, данные устройства не позволяют работать на уборочных машинах.

Исследования работы срезающе-измельчающего режущего аппарата шнекового типа в зарубежных работах нами не обнаружены.

Несмотря на существующие исследования вопросы теоретического обоснования срезания, сбора и измельчения одним аппаратом различных культур до конца

ИНЖЕНЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ Том 33, № 4. 2023 не решены. Отсутствует комплексный подход к структурно-функциональной схеме машины. Необходимо обосновать структурно-функциональную схему агрегата для срезания и измельчения растений, провести исследования по обоснованию физической сути показателя кинематического режима.

Материалы и методы

Для решения поставленной задачи в лаборатории кафедры эксплуатации и технического сервиса Кубанского государственного аграрного университета было проведено изучение подпорного и бесподпорного среза стеблей подсолнечника, кукурузы, камыша, веток на экспериментальной установке (рис. 3), которая позволяла изменять частоту вращения и высоту расположения шнека, скорость подачи, шаг и междурядье стеблей.

а                                              b

Р и с. 3. Варианты лабораторной установки для изучения резания и измельчения стеблей: бесподпорного (а) и подпорного (b) среза

F i g. 3. Variants of a laboratory setup for studying stem cutting and chopping: unsupported (a) and supported (b) cutting

Лабораторные исследования выполнялись в варианте бесподпорного среза (рис. 3а), подпорного среза с противорежущей пластиной (рис. 3b), в трех вариантах подпорного среза с противорежущими сегментами (рис. 4).

Р и с. 4. Варианты лабораторной установки подпорного среза слева направо:

a - спаренные сегменты, расположенные смежно с углом 90°;

b - угол наклона противорезов в горизонтальной плоскости 30°;

c – расстояние между режущим и противорежущими элементами 5 мм

F i g. 4. Variants of the laboratory setup of the retaining shear from left to right:

a – paired segments arranged adjacent to 90° angle; b – angle of contrails in the horizontal plane 30°; c – distance between cutting and contrails 5 mm

В результате анализа существующей информации, проведения лабораторных исследований, отсева несущественных факторов были выбраны значения для планирования эксперимента, которые представлены в таблице 2.

Т а б л и ц а 2

T a b l e 2

Значения параметров и уровни изменения значений Values of parameters and levels of variation of values

Изменение значений / Change of values

Значения параметров / Parameter values

Частота вращения шнекового рабочего органа, n шн . ( х 1 ), мин -1 / rotation frequency of auger working body, n шн. ( х 1 ), min-1

Угол наклона режущей части сегментного ножа, а с ( х 2 ), град / angle of inclination of the cutting part of the segment knife, а с ( х 2 ), deg

Шаг установки сегментов по винтовой кромке, l c ( х 3 ), мм / pitch of screw edge segments, l c( х 3 ), mm

+1

1170

80

300

0

850

60

180

–1

530

40

60

В полевых условиях было проведено планирование эксперимента при уборке подсолнечника (рис. 4).

Р и с. 5. Полевая экспериментальная установка

F i g. 5. Field experimental device

В лабораторных исследованиях предусматривалось изучение среза и измельчения тонко- и толстостебельных культур на стационарной установке с определением качественных показателей среза и измельчения, а также параметров и режимов работы срезающе-измельчающего аппарата.

Для полевых исследований был выбран многофакторный эксперимент для обоснования рациональных параметров и режимов предложенного устройства.

Результаты исследования

На рисунке 6 представлена структурно-функциональная схема измельчающего агрегата с режущим аппаратом срезающе-измельчающего типа, включающая энергетическое средство, срезающий аппарат и устройство вторичного измельчения.

[ Θ ], %

[ X и ], ед.

Аппарат вторичного измельчения (АВИ) / Secondary grinding unit (SGU)

Аппарат срезающий (АС) / Cutting device (CD)

Энергетическое средство (ЭС) / Energy tool

Вал отбора мощности / Universal joint shaft

V a ( t )

Q a ( t )

Р и с. 6. Структурно-функциональная схема агрегата

F i g. 6. Structural and functional diagram of the unit

Схема агрегата представлена на рисунке 7.

Р и с. 7. Схема агрегата: 1 – энергетическое средство; 2 – винт измельчителя; 3 – вал винта; 4 - стеблестой; LB - длина вала винта; tB - шаг винтов; tH - шаг ножей; B - ширина захвата; α – угол атаки; ωн угловая скорость ножей

F i g. 7. Scheme of the unit: 1 - power tool; 2 - chopper screw; 3 - screw shaft; 4 - stalk; LB - screw shaft length; tB - screw pitch; tH - knife pitch; B - width of grasp; a - angle of attack; ωн angular velocity of knives

При рассмотрении взаимодействия стеблей, размещенных в рядках (кукуруза, подсолнечник) или условных рядках (камыш), и ножей, размещенных по винтовой линии шнека с определенным шагом (в проекции на поверхность поля), возникает необходимость оценки интенсивности такого взаимодействия.

Для описания данного процесса примем, что количество стеблей во всех рядках по ширине захвата агрегата B равно – M 1 , а количество ножей по длине винтовой линии равно M 2 на площади B x L 0 , где L 0 - расстояние, которое проезжает агрегат за время - t i .

Определим количество стеблей Zq через какой-то промежуток времени работы агрегата - T , а число ножей, обеспечивающих срез, обозначим Z 2 . Оценим возможность взаимодействий стеблей и ножей за малый промежуток времени A t . Количественное изменение числа стеблей ∆ Z 1 определяется их срезом (случайная величина).

За промежуток времени, равный А tt , каждый из ножей Z 2 обеспечивает X 2 A t фактических срезов, где X 2 = $ р 2 - средняя интенсивность появления ножей в области нахождения стеблей в единицу времени, а ρ 2 – вероятность среза конкретным ножом конкретного стебля из всего их множества в рядке на элементарной площади А S , $ - число ножей за t.

В этой связи имеем равенство:

а его дифференциальное уравнение может быть представлено как:

Z = - X Z .

dt 22

По аналогии имеем также, что

‘dr - x i ' z i -

Это система дифференциальных уравнений при начальных условиях Z 1 (0) = M 1 и Z 2 (0) = M 2 .

Дифференцирование и соответствующая замена дает следующее уравнение:

7^F 1 = x 1 x 2 г 1 .

Общим решением данного уравнения является:

Z 1 = C 1 exp 7 X 1 X 2 T + C 2exp ( -7 X 1 X 2 T ) .

При использовании гиперболических функций имеем:

Z 1 = C 3 ch

На основании дифференцирования получаем, что

0,5                                                                  0,5

' 2

10,5 T - C 4

10,5 T .

При принятых выше начальных условиях определим значения постоянных:

C 3 = M 1 ;

(x ) 0,5

C 4 =-1^ 2    M 2

V X i )

На основании этого можно записать, что

Z 1 = M 1 ch ( X 1 X 2 ) 0,:

T - M 2

X 2

X 1 J

0,5

sh ( X 1 X 2 ) 0,5 T .

Z 2 = - M 1

( X 1

0,5

V X 2 У

10,5 T + M 2 ch ( X 1 X 2 ) T .

Для упрощения данных зависимостей перейдем от абсолютных значений к относительным через доли:

у _ Л .1

1    M i ;

Z^

T M 2 ]

.

Разделив правые и левые части уравнений на M 1 и M 2 , получим:

d Т ,

= - X 2

M 2

т 2 ;

dt

M 1

■.                                 (12)

d Т 2

= - X 1

M 1

•Т

•-------------

dt

M 2

1

Интегрирование уравнений системы при Ψ 1 = Ψ 2 = 1 и T = 0 с заменой:

M

л = Xi • —1;

11 M

2

.                                      (13)

M

л = х 22

22 M 1

В результате этого получим, что dT =_y2 ,T2;!

.

d T 2 =- / i .^ i J

Физический смысл γ 1 и γ 2 состоит в том, что они показывают интенсивность взаимодействия какого-либо количества ножей срезающе-измельчающего аппарата с каким-либо количеством стеблей на определенном участке определенной площади за промежуток времени, равный ∆ ti с определенной вероятностью – ρ 2 . Данный факт подтверждается тем, что взаимодействие стеблей одиночных (зерновые) и разветвленных (камыш) с ножами аппарата осуществляется по циклоидальной кривой. Такая кривая может быть укороченной (рис. 8а), с параметрами

X = V s- = 1 ,

Va     ,

где V н , V а – соответственно линейные скорости ножей и агрегата, или удлиненной (рис. 8b):

X » 1 .

V a

V

а

Р и с. 8. Схема к обоснованию показателя кинематического режима: а - схема движения лезвия ножа по укороченной траектории при Я = 1;

b - схема движения лезвия ножа при X » 1

F i g. 8. Scheme to substantiate the kinematic mode parameter:

a - scheme of knife blade motion along the shortened trajectory at Я = 1;

b – scheme of knife blade motion at λ 1

Решение системы уравнений (14) путем замены переменных дает следующие зависимости:

/ y,5

sh ( / i / 2 ) 0,5 T ;

sh ( / 1 / 2 ) 0,5 T

^ i = ch ( / i / 2 V T-- l / i J

( V,5

^ 2 = Ch (/i • / 2 f • T-P l / 2 J

Рассмотрим результаты подпорного среза стеблей с возможностью дополнительного измельчения (табл. 3).

Наилучшие результаты получены при использовании варианта 1 (рис. 4).

Минимальное значение времени среза стеблей t ср при шаге установки сегментов по винтовой кромке lс = 180 мм в случае с кукурузой составило 0,095 с; с камышом – 0,095 с; с ветками – 0,101 с. При этом t ср = 0,095–0,194 с (рис. 9).

Т а б л и ц а 3

T a b l e 3

Длина стеблей после среза и измельчения стеблей камыша, мм Length of stems after cutting and crushing of reed stems, mm

Вариант / Option

Показатели статистики / Statistics indicators

X , мм

S, мм

ν , %

SX , мм

S X %

1

106

59

55

4

4

90

59

65

5

5

83

54

65

5

6

2

126

57

45

6

4

3

152

54

36

6

4

Кукуруза / Corn                 Камыш / Reed

Линейная (Кукуруза) /             Линейная (Камыш) /

Linear (Corn)                       Linear (Reed)

Р и с. 9. Зависимость « t ср lс »

F i g. 9. Dependence “ t ср lс ˮ

Ветки / Branches

Линейная (Ветки) / Linear (Brannches)

Максимальное значения угла наклона стебля при срезе α ст при lс = 240, 360 мм – 60º, для камыша при lс = 60 мм – 60º, веток при lс = 60 мм – 62º (рис. 10).

На первом этапе полевых исследований изучался процесс работы агрегата с режущим аппаратом срезающе-измельчающего типа и его оценка по критерию удельных затрат энергии (энергоемкости).

В общем виде искомая зависимость представлена следующим образом:

N V / 1 = f ( n ш; l c ; t nP ) ^ min ,                    (18)

где N э / y i — энергоемкость процесса, кВтс/кг; в i / n ш — частота вращения шнекового рабочего органа с режуще-измельчающими сегментами, мин-1; β 2 / lc – шаг установки сегментов по винтовой кромке шнека, мм; в 3 / 1 пр — шаг установки про-тиворежущих сдвоенных сегментов, мм.

Кукуруза / Corn                  Камыш / Reed                   Ветки / Branches

Линейная (Кукуруза) /            Линейная (Камыш) /              Линейная (Ветки) /

Linear (Corn)                        Linear (Reed)                        Linear (Brannches)

Р и с. 10. Зависимость «αст lс »

F i g. 10. Dependence “αст lс ˮ

Оптимальными значениями являются:

– частота вращения шнекового рабочего органа n ш = 849–850 мин-1;

– шаг установки сегментов l c = 180 мм;

– шаг установки противорежущих сегментов t пр = 61,00.

7,2–7,4 7,4–7,6 7,6–7,8 7,8–8

8,8

8,6

8,4

8,2

7,8

7,6

7,4

7,2

8–8,2   8,2–8,4 8,4–8

6 8,6–8,8

–1

,0

–0,6 –0,2

Β2 0,2 0,6

0,6

–0,2 Β3

–1 1,0

Р и с. 11. Графическое место точек для зависимости y1 = f (в 1 = 0; в 2 ; в 3 ) ^ min F i g. 11. Graphical location of points for the dependence y1 = f (в 1 = 0; в 2 ; в 3 ) ^ min

На втором этапе исследований найдена искомая зависимость, общий вид которой представлен следующим выражением:

Un / 72= f (n 0,1a ;a A) >min

где υ п / γ 2 – неравномерность распределения частиц стеблестоя по полю, %; β 1 / n ш – частота вращения шнекового рабочего органа с режуще-измельчающими сегментами, мин-1; β 2 / lc – шаг установки сегментов по винтовой кромке шнека, мм; β 3 / αc – угол наклона режущей части сегментного ножа, градус.

0–5    5–10   10–15 15–20

,8

Р и с. 12. Графическое место точек для зависимости у 2 = f (в 1; в 2; в 3 = 0) ^ min F i g. 12. Graphical location of points for the dependence y 2 = f (в 1 ; в 2 ; в 3 = 0) ^ min

На третьем этапе исследований проведена оценка работы СИА по трем критериям оптимизации с соответствующей совокупностью параметров:

и4 / /з =f (^K;lA;tПР) ^ opt;(2°)

п//4=/(XK;lA;tпр)^ opt;(21)

л„/ г 5 = f ( ti ;tпр Н opt,(22)

где и 4 - неоднородность частиц по длине, %; П - показатель потерь в виде несре-занного стеблестоя, %; λ и – степень измельчения стеблестоя, ед.; λ к – показатель кинематического режима работы агрегата, ед.

Обсуждение и заключение

Обоснована структурно-функциональная схема измельчающего агрегата с режущим аппаратом срезающе-измельчающего типа.

Для принятых условий работы аппарата обоснована физическая суть так называемого показателя кинематического режима, характеризующего интенсивность взаимодействия какого-либо количества ножей с растениями на корню и распределенным по площади с различной плотностью стеблестоем, создана система уравнений.

В результате изучения резания стеблей в лабораторных условиях получено: по кукурузе: min t cp = 0,095 с при lc = 180 мм; max lc = 240 мм (60,58º), при min lc = 480 мм (37,75º); по камышу: max t cp = 0,095 с при lc = 180 мм; max lc при lc = 60 мм (60,26º), при min lc = 300 мм (35,26º).

–1

□ -1-0 ПО-1 П1-2 П2-3 03-4 П4-5 0 5-6

Р и с. 13. Графическое место точек для зависимости у 4= f (в 1 = 0; в 2; в 3) ^ min

F i g. 13. Graphical location of points for the dependence у 4 = f (в 1 = 0; в 2; в 3) ^ min

Проведенными исследованиями по методике многофакторного эксперимента после соответствующей математической обработки установлено, что значениями параметров являются: n ш = 850,0 мин–1; lc = 180,0 мм; αc = 60,0о; t пр = 60,0 мм; λ к = 5,34 ед.

При которых: N э = 8,01 кВт∙с/кг; υ п = 18,2 %; υ д = 14,5 %; П = 1,8 %; λ и = 3,51 ед.; H ср = 51,8 мм; ζ = 31,19 %.

Полученные данные необходимы для проектирования и конструирования машин предложенного типа.

Установлено, что в зависимости от параметра n ш (мин-1) и показателя кинематического режима X к (ед.) мощность изменяется от 4,99 кВт до 11,022 кВт, производительность – от 0,5 кг/с до 1,22 кг/с, энергоемкость – от 11,022 до 4,99 кВт·с/кг.

Расхождение результатов, полученных теоретических и экспериментальных данных Q a = 1,0 кг/с, и н = 13,35 м/с, и а = 2,5 м/с и X к = 5,34 ед., составляет, соответственно, δQ = ±0,5 % и δN = ±6,4 %.

Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12, № 1 (60). С. 73–81. https://doi. org/10.17238/issn2071-2243.2019.1.73

Список литературы Параметры и режимы работы срезающе-измельчающего аппарата

  • Погоров Т. А., Лобанов Г Л. Математическая модель траектории движения ножей шнекового режущего аппарата в зоне резания стеблей растений // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2017. № 1 (13). С. 207-216. URL: https://clck.ru/36raQK (дата обращения: 01.05.2023).
  • Алдошин Н. В. Режущий аппарат с сегментами без лезвий // Материалы междунар. науч.-практ. конф. 2019. С. 3-7. EDN: KMDFEY
  • Алдошин Н. В., Лылин Н. А. Модернизированный сегментно-пальцевый режущий аппарат // Материалы международного конгресса: материалы для обсуждения. 2017. С. 174-175. EDN: FCBLVL
  • Красовский В. В. Экспериментальные исследования параметров и режимов работы косилки для скашивания сидератов в междурядьях садов и виноградников // Сборник тезисов участников V науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых. 2019. С. 80-82. EDN: EGPDPR
  • Гулевский В. А., Вертий А. А. Усовершенствование технологии измельчения грубых стебельчатых кормов измельчителем с шарнирно подвешенными комбинированными ножами // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12, № 1 (60). С. 73-81. https://doi. org/10.17238/issn2071-2243.2019.1.73
  • Гулевский В. А., Вертий А. А. Математическое моделирование работы измельчителя кормов // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 3 (18). С. 120-128. EDN: VMNYNQ
  • Вольвак С. Ф., Шаповалов В. И. Исследование процесса измельчения концентрированных кормов // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2022. № 4 (36). С. 14-24. EDN: KSSZAW
  • Труфляк И. С. Теоретическое обоснование резания стеблей шнековым режущим аппаратом // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 101. С. 2282-2297. EDN: SZVWTT
  • Труфляк И. С. Жатка зерноуборочного комбайна нового типа // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 101. С. 2298-2310. EDN: SZVWXP
  • Труфляк И. С., Трубилин Е. И. Новый режущий аппарат косилок // Научное обеспечение агропромышленного комплекса. 2012. № 101. С. 370-371. EDN: SWYSHF
  • Исследование ротационного режущего аппарата / А. Е. Матущенко [и др.]. // Теория и практика финансово-хозяйственной деятельности предприятий различных отраслей. 2021. С. 478-482. EDN: EGDETK
  • Ehlert D., Pecenka R., Wiehe J. New Principle of a Mower-Chipper for Short Rotation Coppices // Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy. 2012. р. 332-336. https://doi.org/10.15150/lt.2012.330
  • Effects of Three Cutting Blade Designs on Energy Consumption During Mowing-conditioning of Miscanthus Giganteus / H. Gan [et al.] // Biomass and Bioenergy. 2018. Vol. 109. р. 166-171. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953417304543 (дата обращения: 01.05.2023).
  • Power Consumption Analysis and Experimental Study on the Kneading and Cutting Process of Licorice Stem in Horizontal Total Mixed Ration Mixer / W. Li [et al.] // Processes. 2021. Vol. 9, Issue 12. https://doi.org/10.3390/pr9122108
Еще
Статья научная