ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЦИКАЛЮК ЮРІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ

УДК 631.358:633.521

ВДОСКОНАЛЕННЯ ПІДБИРАЧІВ СТЕБЕЛ ЛЬОНУ

Спеціальність 05.05.11 - сільськогосподарські машини

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Луцьк-2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті

Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор,

Хайліс Гедаль Абрамович,

Луцький державний технічний університет, професор кафедри сільськогосподарських машин

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, доцент, Гевко Роман Богданович, Тернопільська академія народного господарства, завідувач кафедри машин і обладнання АПК;

кандидат технічних наук, Соломка Валерій Олексійович, Національний аграрний університет, доцент кафедри сільськогосподарського машинобудування

Провідна установа Львівський державний аграрний університет, Міністерство аграрної політики України, м. Дубляни.

Захист відбудеться 11 травня 2001 року о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 у Луцькому державному технічному університеті за адресою: 43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Луцького державного технічного університету за адресою: 43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75.

Автореферат розісланий 9 квітня 2001 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Дідух В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Льон Ї цінна технічна культура, яка використовується для одержання високоякісного волокна і рослинної олії. Важливим і трудомістким етапом вирощування льону є його збирання. Серед відомих способів збирання найбільш ефективним є роздільний спосіб, широке розповсюдження якого в нашій країні стримується відсутністю надійного комплексу машин. В зв'язку з цим доцільно переобладнувати найбільш поширені в господарствах машини ЛК-4А і комплектувати їх змінними робочими органами: бральним апаратом і підбирачем. Існуючі підбирачі, які застосовуються при роздільному способі збирання льону, недостатньо надійні у виконанні процесу підбору льону і подачі на наступні пристрої машини. Тому виникла потреба у розробці більш надійної конструкції підбирача. Дослідження процесу, а також обґрунтування і вдосконалення апаратів для піднімання стебел в льонозбиральних машинах створять умови для підвищення ефективності виконання збиральних робіт, що є актуальним в сучасних економічних умовах України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною досліджень, виконаних в Луцькому державному технічному університеті у відповідності з тематичним планом науково-дослідних робіт, затверджених Міністерством освіти України від 14. 04. 1998 р., за номером державної реєстрації 0198U000264.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень Ї підвищення продуктивності і надійності роботи льонозбиральних машин шляхом вдосконалення апаратів для піднімання стебел та обґрунтування їх раціональних параметрів.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

- дослідити основні фізико-механічні властивості стрічки льону;

- дослідити процес підбирання з врахуванням діючих факторів;

- розробити конструктивну схему і обґрунтувати раціональні параметри апарату для підбирання стрічки в машині для збирання льону;

- дослідити процес підбирання стебел за допомогою швидкісної кінозйомки;

- дослідити енергетику пристрою для підбирання стрічки льону;

- визначити економічну ефективність розробленого апарату.

Об'єкт досліджень – робочі органи льонозбиральних машин та процес їх взаємодії зі стрічкою льону.

Предмет досліджень – підбиральні пристрої і їх параметри.

Методи досліджень. Для розв'язання поставлених задач застосовано сучасні методи планування та аналізу теоретичних та експериментальних досліджень з врахуванням основних законів теоретичної механіки та ТММ. Обробіток результатів досліджень проведено методами диференційного та інтегрального обчислення з застосуванням ПЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Проведено аналіз і розроблено математичні моделі процесу захвату і піднімання пальцями підбирача одиничного стебла.

2. Розроблено методики і досліджено вплив забур'янених посівів на коефіцієнт тертя стрічки льону, встановлено залежність опору стрічки видовженню, вплив кута нахилу пальця підбирального механізму, його кроку і розміщення на повноту підйому стрічки льону, процес підбирання стебел за допомогою швидкісної кінозйомки.

3. Теоретично і експериментально обґрунтовано параметри і визначено вплив показника кінематичного режиму роботи підбирача на підбір стебел.

4. Розроблено рекомендації для вибору раціонального швидкісного режиму роботи підбирача.

5. За розробленою методикою визначено переплутаність стебел у стрічці льону в процесі їх підбирання і повертання.

6. Експериментально визначено потужність на привід підбирача.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Визначено раціональні параметри та режими роботи підбирача, що дозволяє знизити енергоємність і підвищити продуктивність.

2. Результати даної наукової роботи враховані при розробці підбирача, який був встановлений на новій універсальній льонозбиральній машині і успішно пройшов випробування в польових умовах у 1998-2000 роках.

Особистий внесок здобувача. Основні дослідження за темою дисертації виконано автором особисто.

Теоретично досліджено взаємодію пальця з стеблом і визначені залежності для шляху і швидкості руху стебла по пальцю [2]. Визначено залежність сили, необхідної для зсуву стрічки, від коефіцієнта тертя при різному стеблостої [4]. Автором проведено аналіз процесу піднімання шару стебел пальцями підбирача [2].

Внесок дисертанта у матеріали, опубліковані в співавторстві, становить 70-80%.

У технічних рішеннях, які захищенні патентом України [9] та позитивним рішенням на видачу патенту України [10], доля кожного співавтора однакова.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і обговорювались на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу ЛІІ, а пізніше ЛДТУ (м. Луцьк, 1997-2000 рр.), міжнародній науково-практичній конференції НАУ (м. Київ, 1999 р.). Повний зміст дисертаційної роботи був викладений на розширеному засіданні кафедри сільськогосподарського машинобудування ЛДТУ (м. Луцьк, 2001 р.); кафедри технології машинобудування (м. Тернопіль, 2001 р.).

Публікації. Результати наукових досліджень викладені у 8 друкованих працях, що опубліковані у фахових виданнях, з них п'ятьЇ одноосібні, одному патенту та одному позитивному рішенні на видачу патенту України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Основна частина викладена на 133 сторінках, містить 64 рисунка і 5 таблиць. Список використаних джерел складається з 156 назв.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету, об'єкт, предмет, методи досліджень та задачі, які розв'язуються у роботі, окреслено наукову новизну й практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про апробацію та кількість публікацій.

У першому розділі “Стан питання, мета і задачі досліджень” проведено детальний аналіз процесів і машин для механізованого збирання льону, а також відзначені основні напрями підвищення їх технічного рівня.

Вагомий вклад в розробку нових робочих органів підбирачів льону, методик досліджень, а також визначення їх раціональних конструктивно-кінематичних параметрів внесли відомі вчені Г.А.Хайліс, М.Н.Биков, Ю.Г.Морозов, Г.А.Аверьянова, В.С.Брик, В.Г.Черніков, М.А.Веселовський, М.І.Самокиш, П.А.Сторц, М.М.Ковальов, М.І.Шликов, А.С.Самойлов, Б.П.Можаров, Л.М. Клятіс та інші. Аналізом даних досліджень встановлено, що процеси підбору і транспортування стебел льону теоретично і експериментально вивчені недостатньо. Зокрема, при дослідженні фізико-механічних властивостей стебел льону, не приділено достатню увагу визначенню коефіцієнта тертя ковзання стебел по ґрунту в залежності від вмісту бур'янів, опору стеблової стрічки видовженню, щільності лежачої на поверхні поля стеблової стрічки на різній висоті від ґрунту.

Аналіз відомих досліджень процесів роботи збиральних машин показав, що механічні пошкодження стебел льону виникають у зв'язку з недосконалістю підбирачів, схем їх розташування в компоновках машин, а також необґрунтованим вибором їх конструктивно-технологічних параметрів і режимів роботи.

У зв'язку з цим постало питання створення більш досконалої конструкції підбирача і дослідження його роботи з метою зменшення металоємкості машини та можливості легкої і швидкої заміни підбирального апарату на бральний. При цьому зверталась увага на необхідність теоретичного та експериментального обґрунтування параметрів підбирачів, дослідження роботи підбирального апарату і визначення його енергетики.

У другому розділі “ Теоретичні обґрунтування визначення основних параметрів ланцюгово-пальцевого підбирача” визначено основні параметри підбирача, проведено аналіз процесу захвату і піднімання пальцями підбирача одиничного стебла, досліджено особливості захвату і піднімання підбирачем групи стебел, визначено вплив показника кінематичного режиму роботи на підбір стебел, проаналізовано процес підтягування стрічки та визначено потужність, яка необхідна для піднімання стрічки.

Схему підбирально-повертального апарата зображено на рис. 1. Визначенню підлягали наступні параметри: швидкість ланцюгово-пальцевого транспортера, тип ланцюга, відстань між пальцями, кількість ланцюгів, довжина пальця, який кріпиться до ланцюга, кут нахилу пальців на ланцюгові, відстань між ланцюгами.

Тип ланцюга вибрали втулко-роликовий, як достатньо надійний в роботі. Кількість ланцюгів для надійного підйому має бути не менше двох. Щоб піднімання стрічки відбувалося без перекосів і розривів, а також для створення можливості підбору стебел при суттєвому відхиленні стрічки необхідно по краях підбирача симетрично встановити додаткові механізми підбору, наприклад, барабанні підбирачі. Кут нахилу пальців на ланцюгові залежить від особливостей конструкції машини і впливає на якість процесу підбору стебел льону. Обґрунтування до вибору цього кута приводяться в п. 5.1 дисертаційної роботи.

Відстань між ланцюгами l1 вибирали в залежності від довжини стебла l. Враховуючи, що l1 орієнтовно дорівнювало 0,5·l, а в більшості випадків l становить 0,35-1,00 м, то відстань між ланцюгами повинна бути в межах від 0,2 до 0,4 м.

Пальці підбирача можуть піднімати одиничні стебла, шар стебел і неперервну стеблову стрічку. Досліджуючи даний процес, спочатку розглянули випадок, коли захвачується і піднімається одне стебло. Схема до аналізу цього процесу представлені на рис. 2 а, б і в.

Припустимо, що палець, який обертається, при русі підбирача зі швидкістю Vм почав контактувати з стеблом А, яке лежить на висоті h0 від поверхні ґрунту, в положенні А0 (рис. 2, а). В процесі обертання пальця разом зі стеблом А останнє буде деякий час сповзати вниз з пальця (рис. 2, б) до тих пір, доки не створяться умови для утримання пальцем стебла і його руху разом з пальцем вгору.

Для визначення цих умов розглянемо сили, що діють на стебло, яке в вертикальній поздовжній площині стебло проектується в точку А. Цей процес показано на рис. 2, в. На стебло діє сила тяжіння mg (тут m – маса стебла, g – прискорення вільного падіння), сила нормальної реакції N, сила тертя Fтр зі сторони пальця і сили інерції

Визначенням суми сил і підстановкою отриманих даних виведене наступне диференціальне рівняння руху стебла відносно пальця, яке справедливе при рівномірному обертанні пальців:

+2fщ - щ2x = g*(cos щt – f * sin щt), (1)

де – проекція прискорення стебла на вісь х , (тут t Ї час);

f Ї коефіцієнт тертя ковзання стебла по пальцю;

щ Ї кутова швидкість обертання пальця, с-1;

x Ї координата точки А, м.

Рішенням рівняння (1) з врахуванням початкових умов виведені залежності для визначення шляху і швидкості руху стебла відносно пальця:

(2)

(3)

де х0 Ї координата точки А0, м;

ц Ї кут тертя, рад.

З метою визначення закономірності переміщення стебла по пальцю за отриманими формулами проведені розрахунки при наступних даних: ц=0,8 рад; щ=31,4-41,8 с-1; х0=0-100 мм. Результати розрахунків показали, що зі зростанням часу збільшується шлях х до деякого значення, а швидкість спочатку росте, а потім зменшується до нуля.

Якщо під час захвату пальцями шару стебел в зоні біля точки А0 захвачується не одне, а декілька незчіплених стебел (рис. 2, а), то задача вирішується аналогічно, різниця лише в тому, що для кожного стебла буде своя висота h0.

В дисертації розглянуто також взаємодію пальців з шаром зчеплених стебел при його підніманні, а також піднімання всієї стеблової стрічки. Часто стеблова стрічка, яка знаходиться на землі, проростає бур'янами, в зв'язку з чим вона ніби “приростає” до землі; при підніманні такої стрічки необхідно прикласти значну силу для відриву її від бур'янів і землі. Лінія дії сили, з якою стебла відтягуються вниз, з відомим наближенням, проходить по середині стеблової стрічки по таких лініях, як вЇв на рис. 3 а, б. В будь-якій точці лінії вЇв сила, яка відтягує стебла, направлена по дотичній до цієї лінії донизу. Ця сила є рівнодійною сили тяжіння і сили впливу стрічки, яка лежить на ґрунті.

Сила тяжіння верхньої частини стрічки в будь-якому розрізі на відстані z від верхнього краю стрічки (рис.3, а) дорівнює:

Gz =Bм mс g i0 z , (4)

де Gz Ї сила тяжіння на відстані z від верхнього краю стрічки;

Bм Ї ширина захвату льонобралки, якою вибраний льон, м;

mc Ї маса стебла, кг;

g Ї прискорення вільного падіння, м/с2;

i0 Ї густота стеблостою, шт./м2;

zЇ висота зони дії пальця, м.

При підніманні стеблової стрічки часто відбувається її підтягування з розтягом.

Для того, щоб стрічка розтягнулась, необхідно подолати сили зчеплення між стеблами, тобто зв'язність стрічки. Під зв'язністю стрічки розуміють її властивість опиратися розриву і утримувати в собі складові компоненти від випадання.

При відтягуванні вперед стрічка розтягується і частина стебел, які лежать попереду в стрічці, рухається по поверхні поля, підтягуючись до передньої частини підбирача (рис. 4). Сила Pл, діюча зі сторони пальців на стрічку, викликає її розтягування в зонах АВ і ВС. При цьому зокрема встановлено, що у визначених межах чим більша сила Pл, тим більша деформація видовження ?l.

На стеблову стрічку, яка лежить на ґрунті, діє розподілене навантаження з інтенсивністю qп. Ця інтенсивність, з врахуванням залежності (4) дорівнює:

qп =Bм mс g i0 . (5)

З своєї сторони ґрунт діє на стебла з інтенсивністю qпґ, яка дорівнює qп, але протилежно направлена. Крім цього, при зсуві стрічки на неї діють сили тертя з інтенсивністю fqп, де f – коефіцієнт тертя стебел по ґрунту.

Тоді сила Pл, яка необхідна для зсуву стрічки на ділянці довжиною xс= A B, дорівнює Bм f mс g i x за умови, що маса стрічки рівномірно розподілена по довжині. З рівності Pл =Bм f mс g i0 xс знаходимо xс:

. (6)

В будь-якому перерізі стрічки на відстані x від точки A сила P натягу стрічки дорівнює:

P = Bм f mс g i0 xс. (7)

За формулами (6) і (7) виконані розрахунки з метою визначення залежності хс від Pл і і0, а також залежності P від i0 і f .

У третьому розділі “Програма і методика експериментальних досліджень” викладена програма досліджень, описані прилади, обладнання, експериментальні установки і методики проведення досліджень.

Програмою досліджень передбачено визначення коефіцієнтів тертя ковзання стебел по ґрунтові при різному його стані, в тому числі при наявності бур'янів; визначення опору стеблової стрічки видовженню; визначення товщини стрічки льону до і після підбору; виявлення впливу раціонального кута нахилу пальця на повноту підйому стрічки льону; визначення переплутаності у стрічці льону під час процесу підбирання і повертання; виявлення впливу висоти захвату стебел, показника кінематичного режиму роботи машини на піднімання стебел, нерозривність стрічки і її прямолінійність; визначення повноти підбору стрічки в залежності від характеру руху; визначення тягового зусилля і потужності на привід підбирача, а також дослідження з допомогою кінозйомки впливу характеру руху агрегата на процес підбирання стебел; польові випробування експериментального підбирача.

Для проведення експериментів крім стандартної вимірювальної апаратури використовувались спеціально виготовлені: лабораторна установка для визначення коефіцієнта тертя; пристрій для визначення сили опору стрічки видовженню; пристрій для вимірювання товщини стрічки; пристрій для визначення впливу кута нахилу пальця, його довжини і кроку на повноту підйому стрічки льону; обладнання для проведення швидкісної кінозйомки в польових умовах. Основні досліди проводились як у лабораторних так і в польових умовах на розробленій льонозбиральній машині з підбиральним апаратом.

У четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень властивостей стебел льону і роботи механізму” визначено коефіцієнти тертя ковзання стрічки льону по поверхні ґрунту та встановлено графічну залежність цих коефіцієнтів від стану ґрунту.

Встановлено, що для свіжовибраних стебел коефіцієнти тертя дещо менші, ніж для сухих. З збільшенням діаметра стебла, коефіцієнти тертя дещо зростають. При збільшені кута розміщення стебел відносно лінії напрямку руху спостерігається незначне зменшення коефіцієнта тертя, а при переміщенні по поверхні без бур'янів він дещо вищий, ніж при забур'яненій.

Аналіз результатів досліджень опору стрічки льону видовженню (рис. 5) показав, що із збільшенням кута, при якому здійснюють витягування стрічки, необхідно прикласти менше зусилля. Так при куті б=0? воно становило 32 Н, а при куті 60? опір стебел видовженню набирав значення 22 Н. Даний процес нами досліджено також за допомогою математичного методу планування експерименту.

Підставивши значення і провівши розрахунки отримали наступне рівняння регресії для видовження стрічки льону:

Y = 16,75 + 9,75 X1 - 3,75 X2 - 0,75 X1 X2 , (8)

де X1, X2 Ї кодовані значення факторів, відповідно X1 Ї видовження стрічки, X2 Ї кут під яким проводиться видовження.

Дослідження зміни товщини стеблової стрічки під час вилежування, показали, що товщина стрічки зменшується на протязі п'яти днів від 35 мм до 24,5 мм, а вже до початку п'ятого дня її товщина стабілізується.

Проведеними дослідженнями переплутаності стебел в стрічці під час роботи механізму (рис. 6) встановлено, що вона збільшується максимум до 44%. Проте після обчісування і розстилання переплутаність знижується до початкових значень.

При вивченні впливу кута нахилу, довжини і кроку пальців на підйом стебел (рис. 7), отримано наступні рівняння регресії для повноти підбирання стебел:

(9)

де Х1, Х2, Х3 Ї кодовані значення факторів, відповідно Х1Їдовжини пальців, Х2Їкут нахилу пальців відносно ланцюгового транспортера, Х3 Ї крок розміщення пальців. За цими рівняннями розроблено програмне забезпечення для ЕОМ, на основі якого побудовані графіки залежності повноти підбору стебел від згаданих факторів. Визначено вплив співвідношення швидкостей машини і пальців на піднімання стрічки льону, її нерозривність та прямолінійність. Як видно з графіка на рис.8, що найкраще виконання робочого процесу відбувається, коли значення показника кінематичного режиму становить 0,79.

Встановлено вплив характеру руху агрегата на розтягнутість і кут нахилу стебел льону. При зміщені підбирача в ту чи іншу сторону відносно центру розтягнутість стрічки збільшується до 6-8 % і кут нахилу стебел становить 18-25 %. Показник розтягнутості стрічки і кута нахилу при відхиленні підбирача в сторону головок більший, ніж при відхиленні в сторону корінців.

Дослідження процесу підбирання стебел проведено з допомогою швидкісної кінозйомки. Аналіз траєкторій показав, що процес підбирання буде більш плавним, без ударів пальців по стрічці і без забивань стрічкою робочих органів, коли швидкість руху підбирача і колова швидкість пальців будуть однакові, або хоча б близькими за значенням.

Визначено потужність на привід підбирача і тягову потужність.

У п'ятому розділі “Результати випробувань підбирача стрічки льону та його економічна ефективність” викладено результати випробувань підбирача і розрахунок його економічної ефективності.

Випробування підбирача проводились на полях СГПП “Перемога” Сарненського району Рівненської області в сезон збирання льону 1998-2000 років.

В польових умовах встановлено, що підбирання льону краще виконується при русі агрегата з фіксованою швидкістю 1,2 м/с при швидкості ланцюгово-пальцевого транспортера 1,6 м/с. На швидкостях 0,7, 2 і 2,5 м/с відмічається порушення агротехнічних вимог, зокрема збільшується пошкодження стебел, втрати стебел, тощо. Раціональні межі вказаних режимів роботи агрегата становлять: Vл=1,5-1,7 м/с, а Vм=1,9-2,1 м/с. За даної умови деякі агротехнічні показники змістяться в гіршу сторону, але не перевищать допустимі.

Польові випробування показали, що розроблений підбиральний апарат, яким обладнана універсальна льонозбиральна машина є роботоздатним і відповідає агротехнічним вимогам. Розрахунок економічної ефективності використання розробленого апарата свідчить про доцільність його використання у льонарських господарствах. Затрати праці знижуються на 11,0%, прямі затрати Ї 3,5%, а зведені Ї 3,4% в порівнянні з базовим варіантом. Розрахунковий річний економічний ефект від застосування нової машини (в цінах 2000 р.) становить 1459 грн.

ВИСНОВКИ

1. В дисертації вдосконалено конструкцію та обґрунтовано параметри пристрою для підбирання стеблової стрічки і представлено теоретичні узагальнення.

Проведений аналіз існуючих пристроїв, які виконують підбирання показав, що вони задовольняють поставлені вимоги не в повній мірі, а існуючі методи щодо визначення параметрів підбирача недостатньо досконалі.

В результаті проведених комплексних досліджень, теоретичних розробок та узагальнень, було сформульовано методи розв'язання даної науково-практичної задачі. Застосування запропонованої конструкції та методів розрахунку її параметрів і режимів роботи дозволило підвищити ефективність використання льонозбиральної машини.

2. Розроблена математична модель залежності переміщення і швидкості руху стебел по пальцю. Встановлено, що при зменшенні кутової швидкості обертання пальця до 41,8 с-1 переміщення стебла по пальцю буде збільшуватись до 0,187 м. Швидкість ковзання стебла по пальцю в процесі взаємодії спочатку збільшується до 6,4 м/с, а потім зменшується до нуля. Необхідна довжина пальця lп визначається із нерівності lп>x1-r, де x1Їшлях пройдений стеблом по пальцю до зупинки на ньому; r Ї радіус кола, по якому рухається стрічка.

3. Виведено умову піднімання шару зчеплених стебел пальцями підбирача. Піднімання шару незчіплених стебел здійснюється за тими ж законами, що і піднімання одиничного стебла, різниця лише в тому, що для кожного стебла цього шару буде своя висота захвату. Піднімання шару зчеплених стебел відбуватиметься тоді, коли кінець пальця опустився достатньо глибоко в стеблову стрічку і палець може потягнути всю стрічку вгору. Для цього сила нормального тиску пальця на стеблову стрічку повинна перевищувати силу тяжіння стрічки і силу, з якою стрічка, яка лежить на землі, тягне до себе частину стрічки, котра піднімається.

4. Виведено аналітичні залежності для сили, з якою пальці підбирача розтягують лежачу на землі стрічку при її підніманні, яка тим більша, чим більша ширина захвату машини, якою вибирали льон, коефіцієнт тертя стебел по землі, маса стебла, густота стеблостою і відстань від точки, де починається розтягування стрічки, до місця знаходження пальців підбирача.

5. Поглиблено теоретичні дослідження потужності і роботи, які необхідні для піднімання стеблової стрічки. Ці значення тим більші, чим більша ширина захвату машини, якою вибраний льон, густота стеблостою, висота піднімання стебел і швидкість руху агрегату.

6. Результатами експериментальних досліджень встановлено, що коефіцієнт тертя ковзання по поверхні ґрунту для свіжовибраних стебел менший, ніж для сухих на 0,01-0,04%. Збільшення кута розміщення стебел відносно напрямку руху веде до зменшення коефіцієнта тертя на 0,15-0,20%.

Із збільшенням кута між стрічкою, яка розтягується, і поверхнею поля в межах від 0? до 60?, максимальне зусилля, яке необхідне на розтяг стрічки, зменшується від 32 Н до 22 Н.

7. За результатами польових досліджень і випробувань встановлено, що розриви у стрічці льону при її підніманні є мінімальними і становлять 0,7%, коли показник кінематичного режиму роботи підбирача становить 0,9-1,1. При збільшенні висоти захвату стрічки пальцями підбирача до 60 мм, розриви стрічки також збільшуються і набирають максимального значення Ї15,8%. Прямолінійність стрічки на підбирачу тим більша, чим більший показник кінематичного режиму роботи підбирача. Повнота підбирання стрічки зменшується зі зменшенням показника кінематичного режиму роботи підбирача і висоти захвату стебел від 99,9% до 98,4%. Розтягнутість і кут відхилення стебел від перпендикуляра до лінії руху, при зміщені підбирача відносно центру стрічки, збільшуються відповідно: кут відхилення до 18?-25?, і розтягнутість до 6%-8%. Щоб забезпечити піднімання стебел без втрат рекомендується відхилення підбирача в сторону від центру стрічки не більше 8 см.

8. На основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено і випробувано експериментальний підбиральний апарат. Польові випробування показали, що апарат роботоздатний, прямі затрати зменшились на 3,5 %, зведені затрати – 3,4 %, а затрати праці на 11,0 % в порівнянні з базовим варіантом.

Технічна новизна розробок підтверджена патентом та позитивним рішенням на видачу патенту України на винахід.

Розрахунковий річний економічний ефект машини, обладнаної підбирачем становить 1459 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Цикалюк Ю.О., Рудий С.М., Дацюк Л.М. Механізм підйому стебла льону// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. статей, вип. 3.-Луцьк:, 1997.-С. 282-283.

2. Хайліс Г.А., Цикалюк Ю.О. До теорії взаємодії пальця підбирача з стеблом// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. статей, вип. 4,- Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 1998. С. 156-161.

3. Цикалюк Ю.О. Аналіз процесу піднімання групи стебел пальцями підбирача// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. статей, вип. 4,- Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 1998. С. 184-186.

4. Хайліс Г.А., Цикалюк Ю.О. Розрахунок сили натягу стебельної стрічки при її розтягуванні по землі// Збірник наукових праць Національного аграрного університету ”Механізація сільськогосподарського виробництва“. Том VI. ”Теорія і розрахунок сільськогосподарських машин” .Ї Київ: НАУ,1999. С. 109-113.

5. Цикалюк Ю.О. Про вплив характеру руху льонопідбирача на якість підйому стрічки// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. ст., вип. 5.-Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 1999. С. 318-321.

6. Цикалюк Ю.О. Обґрунтування параметрів механізму підбирання льону// Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження.Ї2000.Ї№4.Ї С. 141-147.

7. Цикалюк Ю.О. Результати визначення фрикційних властивостей стебел в стрічці// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. ст., вип. 6.-Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 2000. С.187-201.

8. Цикалюк Ю.О. Вплив режимів роботи підбирача на стрічку// Сільськогосподарські машини: Зб. наук. ст., вип. 7.-Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 2000. С. 167-171.

9. Пат. 22515А Україна, МКл А01D45/06. Машина для збирання льону / Хайліс Г.А., Божидарник В.В., Горбовий А.Ю., Юхимчук С.Ф., Довгополюк В.Ф., Дацюк Л.М., Клекоць Л.І., Ужегова О.А., Цикалюк Ю.О., Рудий С.М., (Україна) Ї № 97031357; Заявл. 25.03.97; Опубл. 17.03.98.

10. Позитивне рішення про видачу патенту України від 10.04.2000 р. на винахід №2000042039 Пристрій для підбирання льону / Хайліс Г.А., Цикалюк Ю.О., Рудий С.М., Цикалюк О.П. / Заявл. 10.04.2000 р.

АНОТАЦІЇ

Цикалюк Ю.О. Вдосконалення підбирачів стебел льону. Ї Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 05. 11 – сільськогосподарські машини – Луцький державний технічний університет, Луцьк, 2001.

Дисертація присвячена питанням теоретичного і експериментального дослідження підбиральних апаратів. Їх використання підвищить продуктивність та знизить енерговитрати збирання льону. Розроблена математична модель процесу підбору стебла льону. Випробування розробленого дослідного зразка підбирального апарату підтвердили його роботоздатність і ефективність.

Ключові слова: підбиральний апарат, підбирання, льон, стебла, стрічка, палець.

Цыкалюк Ю.А. Усовершенствование подборщиков стеблей льна. Ї Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 05. 11 – сельскохозяйственные машины – Луцкий государственный технический университет, Луцк, 2001.

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию подбирающих устройств льноуборочных машин. В работе проанализированы процессы и машины для механизированной уборки льна и установлены пути повышения качества их работы.

Приведены результаты исследований свойств стеблей льна. В результате теоретических исследований процесса захвата и подъема пальцами подборщика стеблей выведены дифференциальные уравнения движения стебля льна по пальцам и произведено их решение. Исследовано также особенности захвата и подъема подборщиком слоя стеблей. Определены условия подъема стеблей, сила растягивания лежащей на земле стебельной ленты, работа и мощность при подборе стеблей. Спроектировано и изготовлено подборщик стеблей льна.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Первый раздел посвящен анализу приведенных в литературе результатов исследований процесса подбора стеблей и машин для механизированной уборки льна. Сформулированы цель и задачи исследований.

Во втором разделе определены основные параметры подборщиков льна, рассмотрены силы, которые действуют на стебли льна во время его подбора, исследован характер перемещения стебля льна во время его подбора, исследован характер перемещения стебля льна по пальцу, определены закономерности его движения. За выведенными аналитическими зависимостями проведены расчеты и построены графики скорости движения стебля по пальцу и пути движения с использованием ЕВМ.

Рассмотрены особенности подбора слоя стеблей льна и приведены условия их подъема. Проанализирован процесс подтягивания ленты льна. Определены зависимости мощности, необходимой на поднимание ленты.

В третьем разделе разработана программа и изложены методики определения: коефициента трения стеблей о почву; сопротивление ленты льна удлинению; толщины ленты; влияние рациональных параметров пальца на полноту подбора льна; влияние показателя кинематического режима работы подборщика и высоты подбора на ленту льна; влияние характера движения подборщика на ленту; тягового усилия и мощности на привод подборщика; характера движения машины на ленту с помощью скоростной киносъемки, а также испытание опытной льноуборочной машины.

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований.

Установлены графические зависимости, характеризирующие влияние конструктивно-технологических параметров подборщика льна на процесс подбора ленты льна. Предложено оптимальные параметры и критерии режимов работы машины для выполнения данного процесса. Выведены уравнения регрессии, характеризирующие влияние угла наклона, длины и шага пальцев на полноту подъема стеблей льна и зависимость удлинения лежащей на земле стебельной ленты от её сопротивления удлинению и угла, под которым это происходит.

В пятом разделе приведены результаты: испытания разработанной с использованием материалов исследований экспериментального подбирающего аппарата, которые показали, что он работоспособен, качество его работы лучше, когда скорость машины находится в пределах 1,2-2,0 м/с, а скорость цепочно-пальчатого механизма составляет 1,3-1,6 м/с.

Проведена экономическая оценка машины, оборудованной подбирающим аппаратом; при этом установлено, что использование машины позволяет снизить затраты труда на 11,0%, прямые затраты в –3,5%. Годовой экономический эффект от использования данной машины составляет 1459 грн.

Ключевые слова: подбирающий аппарат, подбор, лен, стебли, лента, палец.

Cikaliuk U.A. Improvement of flaks-stalkers pickers.Ї Мanuscript.

The dissertation is used for the candidatґs technical science degree for the speciality 05.05.11- agricultural machines.-The technical Stateuniversity in Luzk, 2001.

The dissertation is dedicated for the theoretical and experimental discovery of the picking apparatus. Their use will rise productivity and will decrease the waste of energy.

The math- model of the flax-stalkґs pickers was done. The made experimental example of the selecting apparatus has confirmed its workability and affectivity.

Key words: picker, picking, flax, stalks, band, finger.

Підписано до друку 17.02.2001 р.

Формат 60 1/16 арк. Папір друк. Тираж 100

Віддруковано у редакційно-видавничому відділі ЛДТУ

43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75