РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЦЕСУ ВЗАЄМОДІЇ ЕЛАСТИЧНОГО РОБОЧОГО ОРГАНУ З
КОРЕНЕПЛОДОМ
2.1. Умови роботи гичковидаляючого пристрою та обгрунтування вихідних даних для
розробки математичної моделі
Очищення коренеплодів від гички є однією з відповідальних операцій при збиранні
кормових коренеплодів. Як відмічалося в попередньому розділі, найбільш
перспективною є технологія збирання гички з одночасним подрібненням її за
допомогою еластичних робочих органів. Для теоретичного обґрунтування процесу
очищення кормових коренеплодів від гички еластичними робочими органами (билами)
необхідно провести аналіз складових та системи в цілому, яка складається з
елементів: грунт – коренеплід – гичка – робочий орган.
Грунт є базовою складовою системи. Крім вирішального значення для формування
врожаю, різновид та фізичні характеристики грунту впливають на можливість
якісного проведення збирання коренеплодів в цілому та гички зокрема.
Згідно рекомендацій [1-3, 9, 10, 17, 18] найбільш придатними для виро-щування
кормових буряків є суглинисті чорноземи, які характеризуються порівняно сталими
фізичними показниками. З точки зору створення робочих органів для видалення
гички і забезпечення прохідності машини по полю необхідно мати такі базові
характеристики стану грунту як вологість W(%), твердість Р(МПа), щільність
с(г/см3) та деякі інші.
Вплив характеристик фізичного стану грунту на процес роботи викопуючих
пристроїв достатньо добре вивчено і проаналізовано [21, 34, 50, 51].
Оптимальними вважаються наступні значення показників фізичного стану грунту:
вологість W=14...22%, твердість Р=0,8...2МПа, щільність с=0,9...1,4г/см3. Слід
відзначити, що фізичні характеристики грунту значно коливаються в досить
широких межах у зв’язку з дією на нього кліматичних, погодних, господарчих та
інших факторів. Згідно результатів статистичної обробки даних, що
характеризують стан грунту, в період збирання (вересень – жовтень)
спостерігається часта зміна його характеристик [34].
Біологічні та фізико-механічні характеристики коренеплодів кормових буряків, як
елемента системи, необхідно враховувати як сукупність біологічних
характеристик, механічних властивостей та параметрів, які визначають можливі
механічні дії робочих органів на коренеплід, а також граничний рівень
навантажень та оптимальний діапазон геометричних і кінематичних параметрів
робочих органів. Важливими характеристиками коренеплодів є міцнісні параметри,
фрикційні та пружні властивості, особливо при динамічному навантаженні, а також
сили зв’язку коренеплодів з грунтом.
Сили зв’язку коренеплодів з грунтом у загальному випадку характеризуються
значенням сили, необхідної для завалювання коренеплодів в горизонтальній
площині (в сторону рядка і міжряддя), а також сили прикладеної у вертикальній
площині, необхідної для витягування коренеплоду з грунту. З точки зору
механізованого процесу видалення гички з коренеплодів найбільше значення
матимуть сили, що діють в горизонтальній площині на коренеплід. Коренеплоди
кормового буряку характеризуються досить низькими силами зв’язку з грунтом.
Залежно від сорту кормових буряків сила, достатня для завалювання коренеплоду в
сторону рядка знаходиться в межах Рр=70…160Н, а сила достатня для завалювання
коренеплодів в сторону міжряддя становить Рм =60…150Н [21]. Через незначні сили
зв’язку кормових буряків з грунтом перед їх збиранням рекомендується проводити
їх підгортання, що забезпечує збільшення сил зв’язку коренеплодів з грунтом,
однак ускладнює наступне збирання коренеплодів.
Значний вплив на механізоване збирання гички має також положення головок
коренеплодів відносно поверхні грунту. Коренеплоди кормових буряків
характеризуються досить високою ступінню варіювання цього показника: для різних
сортів цей показник знаходяться в межах hгол=20…200мм. Важливим показником
також є відхилення головок коренеплодів від осьової лінії рядка. Як і
попередній показник відхилення головок коренеплодів від осьової лінії рядка
варіює в досить широких межах і складає ?p =10…160мм. [21].
До міцносних характеристик коренеплодів відносяться критичні навантаження, що
викликають пошкодження коренеплодів, питомі зусилля руйнування, модуль
пружності, коефіцієнт відновлення. Необхідно відмітити те, що різні частини
коренеплоду (головка, тіло і хвостова частина) мають різні показники міцносних
характеристик. Зокрема, встановлено, що головка кормових буряків має більшу
міцність в порівнянні з іншими частинами коренеплоду, крім цього доведено, що
пошкодження, які викликаються статичним навантаженням, значно відрізняються від
пошкоджень, викликаних динамічним навантаженням.
Дослідно встановлено, що модуль пружності коренеплодів кормового буряку
знаходиться в межах 32…40МПа. Енергія руйнування коренеплоду при динамічному
навантаженні в значній мірі залежить від характеру прикладання навантаження та
від матеріалу, що контактує з коренеплодом і становить для обгумованого прутка
в середньому А=25...35Дж [21]. Доведено також, що значення сили руйнування
коренеплодів при динамічному навантаженні суттєво залежить від характеристик
матеріалу робочого органу. При використанні матеріалу з меншими значеннями
модуля пружності значення допустимих навантажень збільшується. Враховуючи те,
що динамічні характеристики коренеплодів кормового буряку мають нижчі показники
порівняно з цукровим буряком, використання еластичних матеріалів в якості
робочих органів для видалення гички є найбільш доцільним з точки зору
мінімізації пошкоджень коренеплодів.
Гичка є однією з найбільш важливих частин кормового буряку. Саме в гичці
пр
- Киев+380960830922