тернопільський державний технічний університет

ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ

Багнюк Наталія Володимирівна

УДК 631.313:3

обгрунтування параметрів асиметричного льонобрального агрегату

05.05.11 – машини і засоби механізації

сільськогосподарського виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ТЕРНОПІЛЬ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

Офіційні опоненти:

Провідна установа: |

доктор технічних наук, професор

Хайліс Гедаль Абрамович,

професор кафедри обладнання переробних виробництв Луцького державного технічного університету.

Заслужений винахідник України,

доктор технічних наук, професор

Гевко Богдан Матвійович,

Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя,

завідувач кафедри технології машинобудування;

кандидат технічних наук, доцент

Нагірний Юрій Петрович,

Бережанський агротехнічний інститут Національного аграрного університету, проректор з

наукової роботи, м. Бережани.

Харківський національний технічний університет сільського господарства імені П. Василенка Міністерства аграрної політики України, м. Харків. |

Захист відбудеться 28.09. 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.02 у Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.

Автореферат розісланий 25.08. 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, Попович П.В.

к.т.н., доцент

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Значне зниження затрат праці в льонарстві можна забезпечити розробкою та впровадженням нових льонозбиральних агрегатів, які будуть простими за конструкцією, зручними в експлуатації, надійними в роботі та, відповідно, дешевшими при придбанні на відміну від існуючих льонозбиральних машин, які мають ряд недоліків.

Під час збирання льону комбайновим способом застосовані машини добре себе зарекомендували, але вони вимагають для підтримки свого функціонування значних затрат і мають складну конструкцію. В умовах становлення української економіки зростає частка невеликих спеціалізованих фермерських господарств і тому слід звернути увагу на розвиток малогабаритної техніки з невеликою вартістю вітчизняного виробництва. За умови наявності високоякісної, недорогої льонозбиральної техніки і механізації процесів льонарства можливо підняти виробництво льоноволокна на рівень експортоспроможності, що дало б можливість внести значний дохід у вітчизняний бюджет.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Теоретичні розробки та дослідження, що є основою дисертаційної роботи, були виконані у Луцькому державному технічному університеті в 1998–2004 роках у відповідності до державних науково-технічних програм з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки. Основні положення дисертаційної роботи ввійшли до тем: № д/р: 0198U000264 “Вдосконалення технології збирання льону і конструкцій збиральних машин” (1999 р.), № д/р: 0100U000258 “Дослідження взаємодії механізмів сільськогосподарських машин з матеріалом” (2000 р.).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є поліпшення якості брання льону на підставі розробки вдосконаленої конструкції асиметричного льонобрального агрегату з науковим обгрунтуванням найбільш оптимальних його параметрів та режимів роботи.

Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:–

розробити конструкцію асиметричного льонобрального агрегату з покращеними техніко-економічними показниками на основі проведеного аналізу конструкції існуючих машин та процесу брання стебел льону;–

розробити модель роботи подільника асиметричного льонобрального агрегату з підпружиненим елементом з визначенням параметрів якості роботи;–

обґрунтувати зусилля, які діють на опори асиметричного льонобрального агрегату і в з'єднаннях, в штоку механізму піднімання-опускання під час його роботи з виведенням аналітичних залежностей і визначенням параметрів;–

розробити і виготовити дослідний зразок асиметричного льонобрального агрегату і на основі лабораторних та польових досліджень встановити оптимальні з точки зору брання льону технологічні параметри;–

провести порівняльну оцінку ефективності використання асиметричного льонобрального агрегату з існуючими і дати практичні рекомендації по виробництву;–

розробити інженерну методику проектування та комплекс рекомендацій щодо впровадження у виробництво асиметричного льонобрального агрегату.

Об’єкт дослідження. Процес брання льону асиметричним льонобральним агрегатом та показники якості його роботи, льон-довгунець.

Предмет дослідження. Параметри та режими роботи асиметричного льонобрального агрегату, процес взаємодії робочих органів зі стеблами льону.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження проводились із застосуванням основних положень вищої математики, теоретичної механіки, теорії механізмів і машин та методів механіко-математичного моделювання, а також з використанням розроблених програм ЕОМ. Експериментальні дослідження проводилися на виготовленій експериментальній установці в лабораторних і польових умовах, на стендах та за допомогою спеціальних приладів.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі аналітичних досліджень теоретично розроблена модель подільника з підпружиненим елементом, визначені сили реакції опор та кути, під якими діють ці сили, а також визначені параметри механізму під час роботи. Теоретично обґрунтовано параметри подільника льонобралки та закономірності його опускання-піднімання, визначені параметри його руху на основі аналізу характеру руху та подолання ним перешкод. Встановлено залежність для визначення кута повороту нижніх прутків подільника та кутової швидкості їх опускання від часу роботи. Встановлені аналітичні залежності для визначення раціональних конструктивних та технологічних параметрів асиметричного льонобрального агрегату. Вперше виведені аналітичні залежності для визначення зусиль, що діють на опори льонобралки і в з'єднаннях, а також зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання під час роботи, та підтверджено експериментально. Вперше теоретично визначені закономірності обертання асиметричного льонобрального агрегату під час піднімання з робочого положення в транспортне та опускання його під час переводу з транспортного положення в робоче.

Практичне значення одержаних результатів. Удосконалено і екпериментально обгрунтовано конструкцію асиметричного льонобрального агрегату та визначені його основні параметри. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено та виготовлено дослідний зразок льонобральної машини. За результатами планових експериментів виведено рівняння регресії залежності кута перекосу стебел в стрічці, встановлені шляхи підвищення якості брання льонобралки на прямостоячому, нахиленому і полеглому льоні та під час криволінійного руху, досліджено стійкість і надійність роботи агрегату та діапазон зміни положення бральної частини. Основні результати роботи впроваджено в навчальний процес підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня бакалаврів з напрямку 6.090215 “Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” і використані при викладанні дисципліни “Конструкція, розрахунок і виробництво СГМ”, розроблений інженерний метод проектування асиметричного льонобрального агрегату.

Результати агротехнічної оцінки удосконаленого агрегату, проведеної в Волинському інституті агропромислового виробництва, підтвердили ефективність розробки у порівнянні з базовою машиною. Конструктивна новизна технічного рішення захищена патентом України на винахід № 46416А від 15 травня 2002р. та рішенням про видачу патенту України на винахід по заявці від 13 лютого 2002р.

Особистий внесок здобувача. Автор основні результати роботи виконав особисто. В опублікованих у співавторстві наукових статтях ним визначено зусилля, що розвивається в штоку механізму підніманя бралки[2] та силу тиску носка подільника на перешкоду[3]. У теоретичних дослідженнях здобувачем визначені закономірності опускання та піднімання асиметричного льонобрального агрегату під час його переводу з транспортного положення в робоче та з робочого в транспортне. Експериментальні дослідження та обробка їх результатів проведені автором самостійно.

У технічних рішеннях, які захищені патентом України та позитивним рішенням на видачу патентів України, частка кожного співавтора однакова. П’ять статей у фахових виданнях є одноосібними.

Апробація результатів дисертації. Основні положення виконаних досліджень доповідались і обговорювались на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу Луцького державного технічного університету (1998 – 2004рр.), на науковому семінарі кафедри сільськогосподарського машинобудування Луцького державного технічного університету (м. Луцьк, 2000р.); на II міжнародній науково-технічній конференції “Сучасні проблеми землеробської механіки”, яка проводилася 17–18 жовтня 2001 року в Луцькому державному технічному університеті (м. Луцьк, 2001р.); на IV міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми землеробської механіки”, присвяченої пам’яті академіка Петра Мефодійовича Василенка, яка проводилася у Харківському державному технічному університеті сільського господарства (м. Харків, 2003р.); на науковому семінарі кафедри технології машинобудування Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя (м. Тернопіль, 2004 р.), на Дев’ятій науковій конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя, яка проводилася 12-13 травня 2005р (м. Тернопіль, 2005 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 8 друкованих праць, з яких 7 статей у фахових виданнях (з них п’ять є одноосібними) та 1 патент України на винахід (патент України на винахід № 46416А від 15 травня 2002р.).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку використаних джерел та додатків. Її основна частина викладена на 162 сторінках, містить 60 рисунків, 13 таблиць. 9 додатків розміщені на 10 сторінках. Список використаних літературних джерел складається з 116 найменувань, з яких 3 іноземною мовою. Повний обсяг роботи становить 184 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, викладено мету, об’єкт, предмет, методи та задачі досліджень, які розв’язуються в роботі, сформульовано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі ”Стан питання, мета та задачі досліджень” проаналізовано існуючі способи і засоби механізації обробітку і збирання льону, зроблено огляд досліджень і аналіз конструкцій машин для збирання льону, а також огляд досліджень фізико-механічних властивостей льону в період збирання. Цими дослідженнями займалися: І.В.Карагельський, Г.А.Хайліс, М.І. Шликов, В.Н.Рябцев, М.М.Ковальов, В.А.Толковський, Ю.Г.Морозов, Л.М.Клятіс, М.Н.Лєтошнєв, А.В.Писарчик, І.Н.Болотов, А.С.Маят і ін.

Розглядаючи фізико-механічні властивості льону в період збирання та будову льонозбиральних машин, встановлено, що конструкція багатьох машин дуже складна і громіздка, що приводить до зниження якості брання. У зв’язку з цим виникла потреба в удосконаленні цих машин, які будуть простими по конструкції, зручними в експлуатації і надійними в роботі.

У відповідності до поставленої мети та з врахуванням аналізу існуючих літературних джерел визначено ряд питань, які потребують дослідження. Під час виготовлення та випробування асиметричного льонобрального агрегату, основна увага приділялась вирішенню наступних задач: 1) визначення основних параметрів льонобралки; 2) дослідити роботу подільника і провести теоретичний аналіз його конструкції; теоретично визначити зусилля, що діють на опори льонобралки, зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання та визначити закономірності опускання бралки під час переводу її з транспортного положення в робоче; 3) виготовити експериментальну установку; 4) експериментально визначити: характеристики стеблостою льону при механізованому збиранні; пошкодження стебел і чистоту брання льону в період збирання від натягу паса, від твердості поверхні паса та на забур’янених ділянках; якість брання під час збирання нахиленого та полеглого льону; вплив радіуса кривизни траєкторії повороту брального агрегату на розтягнутість стрічки льону під час брання; залежність кута перекосу стебел льону в стрічці під час брання від показника кінематичного режиму, висоти брання і кута нахилу апарата до землі; зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання льонобралки; 5) провести польові випробування асиметричного льонобрального агрегату та визначити його економічну ефективність.

Дана дисертаційна робота присвячена розв’язанню цих задач.

У другому розділі “Теоретичні передумови для визначення параметрів асиметричного льонобрального агрегату” визначено основні параметри асиметричного льонобрального агрегату; зроблено теоретичний аналіз роботи подільника з телескопічним елементом та визначено закономірності його опускання під дією стиснутої пружини; визначено зусилля, що діють на опори бралки та зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання; визначено закономірності опускання бралки під час її переводу з транспортного положення в робоче та з робочого в транспортне.

Асиметричний льонобральний агрегат має такі основні параметри та режими роботи: тип подільника, ширина захоплення бральної секції, висота установлення носка подільника над землею, тип брального апарата, число бральних секцій, ширина захоплення апарата, кут нахилу брального апарата до землі, швидкість руху бральних пасів, робоча швидкість машини, висота установлення нижньої частини гирла брального рівчака над землею.

Якість брання льону в значній мірі залежить від роботи подільників стеблостою. Вони повинні зануритися в стеблостій льону і розділити його на окремі смуги без пошкодження стебел, повністю підвести стебла до бральних рівчаків і спрямувати їх туди, легко підняти свою передню частину під час наїзду на перешкоду і швидко повернутися назад після подолання її.

Для визначення умов занурення носка подільника в ґрунт під час наїзду на перешкоду визначили силу тиску носка подільника на перешкоду:

де – сила тиску носка подільника на перешкоду;–

жорсткість пружини;–

попередній стиск пружини під час монтажу подільника;–

довжина нижніх прутків подільника;–

відношення (рис. ).

Цю силу ми визначили, спроектувавши сили на осі і (рис. ) і склавши рівняння рівноваги (2):

(2)

З другого рівняння (2) отримаємо:

(3)

Підставивши це значення в перше рівняння і розв’язавши його відносно , отримаємо:

. (4)

Сила дорівнює силі стиску пружини. Ця сила, в свою чергу, дорівнює добутку , де – жорсткість пружини, а – повна деформація стиску пружини. Отже:

. (5)

Так як , то з врахуванням (3) можна скласти наступну рівність:

(6)

з якої і визначили силу (1).

З отриманої рівності (1) видно, що сила, з якою носок подільника тисне

на перешкоду (горб), яку він долає, прямопропорційна жорсткості пружини, початковій деформації пружини, довжині ланки і куту піднімання нижніх прутків (рис. ). За формулою (1) були проведені розрахунки, що дають можливість підібрати параметри подільника, при яких сила буде найменшою.

Надійність і довговічність роботи агрегату залежить від зусиль, що діють на його ланки, і, зокрема, на опорні поверхні, шток гідросистеми і в з’єднаннях. Ці зусилля були визначені: зокрема це сила опору стебел бранню; сили реакції грунту на башмаки; сила тяги трактора. Помноживши силу тяги трактора на швидкість руху машини, знаходимо тягову потужність на переміщення машини:

З виведених рівностей випливає, що тягова потужність тим більша, чим більша швидкість руху агрегату, сили тертя, опір стебел витягуванню з ґрунту і густота стеблостою.

Рис. . Асиметричний льонобральний агрегат: вигляд зверху трактора і льонобралки з подільниками: 1 – механізм навіски; 2 – шарнірна рамка

Надійність і довговічність роботи механізму піднімання бральної частини відносно начіпної залежить від зусилля, що розвивається в його штоку. Тому було визначено це зусилля (розрахункова схема механізму піднімання зображена на рис. ).

Рис. 3. Розрахункова схема для визначення зусилля, що розвивається в штоку гідросистеми під час піднімання і повороту льонобралки при дії гідроциліндра над механізмом навіски трактора

Для цього було складено рівняння рівноваги моментів сил і (7), та з цього рівняння визначили зусилля, що розвивається в штоку гідросистеми під час піднімання і повороту льонобралки під час дії гідроциліндра над механізмом навіски трактора (формула 8), проведені розрахунки та побудовані графічні залежності:

(7)

де – зусилля на штоку механізму піднімання;

– сила тяжіння льонобралки.

З представлених даних (рис. ) видно, що із зростанням кута відношення і сила , яка розвивається в штоку, зменшуються. Відношення менше при менших значеннях відношень і .

Згідно цього були підібрані оптимальні параметри механізму піднімання.

Для забезпечення більш або менш рівномірного обертання необхідно, щоб сила змінювалась в залежності від кута відповідно до даних графіка на рис. .

Для знаходження закономірності обертання бралки під час піднімання по схемі на рис. складемо диференціальне рівняння цього обертального руху відносно точки :

(9)

де – момент інерції бралки відносно горизонтальної осі, що проходить через точку перпендикулярно площині креслення;

– кутове прискорення під час обертання бралки.

Розв’язавши рівняння (9), визначили наступну залежність кутової швидкості обертання бралки під час піднімання від кута повороту.

(10)

З цієї формули видно, що збільшується з ростом параметрів , і і зменшенням моменту інерції

Було складено диференціальне рівняння повороту бралки вниз без врахування опору повітря і сил тертя відносно точки (рис. ):

(11)

де – момент інерції бралки відносно горизонтальної осі, що проходить через точку перпендикулярно площині креслення;

– кутове прискорення обертання бралки;

– функція кута .

Рис. . Схема для аналізу повороту льонобралки під час її опускання для випадку, коли гідроциліндр діє над механізмом навіски трактора

Розв’язавши рівняння (11), в кінцевому результаті одержали наступну залежність кутової швидкості обертання бралки під час опускання від кута повороту:

(12)

отриманої залежності видно, що збільшується з ростом параметрів , і і зменшенням моменту інерції . Було проведено розрахунки, що дають можливість підібрати параметри механізму піднімання, при яких кутова швидкості обертання бралки буде невеликою.

У третьому розділі “Програма і методика експериментальних досліджень” складена програма та описана методика експериментальних досліджень; представлена експериментальна установа; зроблено опис обладнання, апаратури та приладів, що застосовуються під час досліджень.

Програмою досліджень передбачено: визначення характеристик стеблостою льону при механізованому збиранні; визначення пошкодження стебел і чистоти брання льону в період збирання від натягу паса, від твердості поверхні паса та на забур’янених ділянках; визначення якості брання під час збирання нахиленого та полеглого льону; визначення впливу радіуса кривизни траєкторії повороту брального агрегату на розтягнутість стрічки льону під час брання; визначення залежності кута перекосу стебел льону в стрічці під час брання від показника кінематичного режиму, висоти брання і кута нахилу апарата до землі; визначення зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання льонобралки; визначення потужності на роботу агрегату; випробування льонобрального агрегату в польових умовах.

Випробування проводили на експериментальній установці за допомогою стандартних приладів та апаратури, а також спеціально виготовленого обладнання. Для досліджень використовували: прилад для вимірювання твердості резини, прилад для вимірювання кута перекосу стебел льону в стрічці, динамометр, контрольний манометр, ручний відцентровий тахометр, мірний циліндр.

Кут перекосу стебел льону в стрічці визначали математичним методом планування експерименту. Найбільший вплив на цей кут мають три фактори: показник кінематичного режиму, висота брання і кут нахилу апарата до землі, що стало основною умовою використання їх в дослідженнях планування експерименту за трьома факторами.

Для перевірки виконання агрегатом покладених на нього технологічних операцій розроблена програма та проведені польові дослідження.

У четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень” наведені результати експериментальних лабораторно-польових досліджень асиметричного льонобрального агрегату.

Значний вплив на втрати і пошкодження стебел мають натягу паса, швидкість руху машини, забур’яненість поля, висота брання, твердість поверхні бральних пасів, тиск між пасами.

Під час дослідження впливу натягу паса на пошкодження стебел та чистоту брання визначили, що при збільшенні натягу паса та підвищенні швидкості руху машини кількість пошкоджених стебел зростає. Чистота брання покращується при збільшенні натягу паса і погіршується при збільшенні швидкості руху машини. Найкраще проводити брання льону при швидкості руху машини 7,5 км/год та натягу паса 0,2%. За таких умов і пошкодження і чистота брання будуть відповідати агровимогам.

Під час брання льону на забур’янених ділянках отримали такі результати: при підвищенні забур’яненості ділянок пошкодження зростають і зменшуються при збільшенні висоти брання (так як із збільшенням висоти брання менше бур’янів потрапляє в зону брання і краще працюють паси (не пробуксовують) ); але із збільшенням висоти брання чистота брання падає.

Рис. . Залежність чистоти брання (а) та розтягнутості стебел льону в стрічці (б) від полеглості стебел при швидкості руху машини: 1 – 2,5 км/год; 2 – 5,5 км/год; 3 – 8,5 км/год

Під час дослідження впливу твердості поверхні бральних пасів визначили, що найменше пошкоджують стебла паси з твердістю поверхні 74-56 шор А при тиску між пасами до 250кПа.

Рис. . Залежність пошкодження стебел від твердості поверхні бральних пасів та тиску в рівчаках:

1, 2, 3 – кількість розплющених стебел без тріщини при твердості поверхні бральних пасів 84, 72, 56 шор А відповідно;

4, 5, 6 – кількість розплющених стебел з тріщиною при твердості поверхні бральних пасів 84, 72, 56 шор А відповідно

Аналіз роботи агрегату на нахиленому та полеглому льоні показав, що при збільшенні полеглості стебел до горизонту від 3 балів до 1 балу та збільшенні швидкості руху машини чистота брання знижується, а розтягнутість стрічки зростає. З результатів досліджень бачимо, що брання полеглого льону потрібно проводити при швидкості руху машини до 5,5 км/год та мінімальній висоті брання 6 – 10 см.

Вивчення роботи агрегату при криволінійному русі показало, що при невеликих радіусах повороту розтягнутість стрічки буде перевищувати 1,2% (це не відповідає агровимогам). Робити великий радіус повороту теж недоцільно, так як більшу площу потрібно буде вибирати вручну для наступного заїзду агрегату, щоб не було заминання стебел. Причому, під час повороту показник кінематичного режиму не повинен перевищувати 1,1, що веде до збільшення розтягнутості вище норми, а при радіусові повороту 6 м не повинен перевищувати 0,6.

Дослідження показали, що радіус кривизни траєкторії повороту брального агрегату, при якому стрічка має розтягнутість, що відповідає агровимогам, повинен бути не менше 6 м.

Математичним методом планування експерименту вивчали розташування стебел льону в стрічці. В результаті проведення повнофакторного експерименту отримано рівняння регресії залежності кута перекосу стебел льону в стрічці від показника кінематичного режиму, кута нахилу апарата до землі та висоти брання, за яким були побудовані графіки згаданих факторів.

кут перекосу стебел льону в стрічці;

– кодоване значення показника кінематичного режиму (- 1; 0; +1, що відповідає 0,6; 0,9;1,2);

– кодоване значення висоти брання (- 1; 0; +1, що відповідає 0,10; 0,20; 0,30 м);

– кодоване значення кута нахилу апарата до землі (- 1; 0; +1, що відповідає 10, 16, 22 градусам).

Дослідженнями встановлено, що кут перекосу стебел льону в стрічці зростає при збільшенні показника кінематичного режиму від 0,6 до 1,2 і кута нахилу апарата до землі від 10° до 22° і зменшується при збільшенні висоти брання від 0,1 м до 0,3 м.

Під час визначенні зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання, довели, що експериментальні дані підтвердили теоретичні розрахунки і не перевищують 5-7%.

З графіків видно, що експериментальні дані дещо відрізняються від теоретичних, так як неможливо врахувати всі фактори при теоретичному дослідженні ( зокрема, ми не враховували силу тертя в шарнірах) , але не на багато (до 5-7%). Тому можна стверджувати про достовірність теоретичних розрахунків.

У п’ятому розділі “Результати польових випробувань асиметричного льонобрального агрегату та розрахунок його економічної ефективності” представлено результати випробувань асиметричного льонобрального агрегату, які проводились на полях Волинського інституту агропромислового виробництва в сезон збирання льону 2003 року (рис. 9, а і б).

Рис. . Вигляд на асиметричний льонобральний агрегат в робочому (а) та транспортному (б) положеннях:1 – начіпна частина, 2 – бральна частина, 3 – механізм піднімання, 4 – подільники стеблостою, 5 –гідродвигун

Під час випробувань встановили: продуктивність агрегату становить 0,8...0,9 га/год; чистота брання льону з прямостоячими стеблами становить 99,1%; чистота брання льону з полеглими стеблами – 95,2%; пошкодження, що впливають на вихід волокна не перевищують – 4-5%; розтягнутість стрічки під час брання льону з прямостоячими стеблами – 1,16 - 1,19 разів.

Дослідження довели, що розроблений агрегат є роботоздатним та відповідає всім агротехнічним вимогам, тому його можна використовувати у господарствах, що займаються вирощуванням льону. Розрахунковий річний економічний ефект використання даного агрегату становить 1356 грн.

ВИСНОВКИ та рекомендації

1. На основі теоретичних і експериментальних (лабораторних і польових) досліджень у дисертаційній роботі вирішена важлива науково-технічна задача про оптимізацію параметрів асиметричного льонобрального агрегату та розробка на цій основі раціональної його конструкції.

2. Шляхом аналітичних досліджень вперше теоретично обґрунтовано параметри подільника льонобралки та закономірності його опускання-піднімання, визначені кінематичні та динамічні параметри його руху на основі аналізу характеру руху та подолання ним перешкод з метою покращення якості його роботи та зниження енерговитрат. Розроблена динамічна модель подільника з телескопічним підпружиненим елементом, визначені сили реакції опор та кути, під якими діють ці сили, а також визначені кінематичні та динамічні параметри механізму під час роботи. Визначено залежність і для визначення кута повороту нижніх прутків подільника (в межах 100...350) та кутової швидкості їх опускання від часу роботи. Виведені аналітичні залежності для визначення раціональних конструктивних та технологічних параметрів: довжина нижніх прутків подільника – 0,75 м, жорсткість пружини – 1500 Н/м2, відстань .

3. Вперше виведені аналітичні залежності для визначення зусиль, що діють на опори льонобралки і в з’єднаннях, а також зусилля, що розвивається в штоку механізму піднімання під час роботи. Виведені залежності кутової швидкості обертання бралки під час опускання та піднімання від кута повороту, за яким були підібрані параметри механізму піднімання, при яких кутова швидкості обертання бралки буде невеликою ().

4. В результаті проведених експериментальних досліджень встановлено, що робота агрегату на нахиленому та полеглому льоні при зменшенні кута нахилу стебел до горизонту та збільшенні швидкості руху машини чистота брання знижується, а розтягнутість стрічки зростає. Так при збільшенні полеглості стебел д 3 до 1 балів чистота брання різко падає: 1) від 97,1% до 12,4% при швидкості руху машини 2,5 км/год; 2) від 95% до 4,8% при швидкості руху машини 5,5 м/год; 3) від 83,3% до 2,1% при швидкості руху машини 8,5 км/год; а розтягнутість зростає: 1) від 1,15 до 1,37 раза при швидкості руху машини 2,5 км/год; 2) від 1,18 до 1,43 раза при швидкості руху машини 5,5 км/год; 3) від 1,24 до 1,51 раза при швидкості руху машини 8,5 км/год. Брання при полеглості від 5 до 3 балів відповідає агровимогам.

5. В результаті проведення багатофакторного експерименту вперше отримано рівняння регресії залежності кута перекосу стебел льону в стрічці від показника кінематичного режиму, кута нахилу апарата до землі та висоти брання. Дослідженнями встановлено, що перекосу стебел в стрічці зростає при збільшенні показника кінематичного режиму від 0,6 до 1,2 і кута нахилу апарата до землі від 10° до 22° і зменшується при збільшенні висоти брання від 0,1 м до 0,3 м.

6. Дослідженням впливу натягу паса на пошкодження стебел та чистоту брання встановлено, що при збільшенні натягу паса та підвищенні швидкості руху машини кількість пошкоджених стебел зростає. Чистота брання покращується при збільшенні натягу паса і погіршується при збільшенні швидкості руху машини. Рекомендовані швидкості руху машини 7,5 км/год при натягу паса 0,2%, при цьому і пошкодження і чистота брання будуть відповідати агровимогам. Під час збирання льону на забур'янених ділянках отримали такі результати: при підвищенні забур'яненості ділянок пошкодження зростають і зменшуються при збільшенні висоти брання.

7. Встановлено, що на низькорослому льоні найбільша маса стебел, з висотою зони розташування насіннєвих коробочок становить від 30 см до 35 см, на середньорослому льоні найбільше стебел з висотою зони розташування насіннєвих коробочок від 75 см до 80 см і на високорослому льоні найбільше стебел з висотою зони розташування насіннєвих коробочок від 85 до 90 см. Встановлено висоту брання стебел льонобральною машиною, кут нахилу агрегату до землі, оптимальна ширина обчісування з врахуванням розтягнутості стебел в стрічці і інші показники.

8. Польовими дослідженнями встановлено, що продуктивність агрегату :становить 0,8...0,9 га/год, а чистота брання льону з прямостоячими стеблами 99,1%; чистота брання льону з полеглими стеблами – 95,2%; пошкодження, що впливають на вихід волокна – 4%-5%; розтягнутість стрічки під час брання льону з прямостоячими стеблами – 1,16 – 1,19 разів. Основні результати роботи впроваджено в навчальний процес підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня бакалаврів з напрямку 6.090.215 “Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” і використані при викладанні дисципліни “Конструкція, розрахунок і виробництво СГМ”. Отримані наукові результати підтверджені експериментально і їх максимальне розходження не перевищує 5-7%. Розрахунковий річний економічний ефект від впровадження результатів досліджень становить 1356 грн. Технічна новизна розробок захищена патентом України на винахід.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

АНОТАЦІЯ

Багнюк Н.В. Обгрунтування параметрів асиметричного льонобрального агрегату. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль, 2005.

Дисертація присвячена вирішенню наукової задачі поліпшення якості брання льону шляхом розробки конструкції та обгрунтування параметрів асиметричного льонобрального агрегату. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень роботи агрегату обгрунтовані його раціональні конструктивно-кінематичні параметри та розроблена методика визначення якості брання. Проведені польові випробування асиметричного льонобрального агрегату та розраховано економічний ефект від його використання.

Ключові слова: асиметричний льонобральний агрегат, брання льону, показники якості роботи.

АННОТАЦИЯ

Багнюк Н.В. Обоснование параметров асимметричного льноуборочного агрегата. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 – машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. – Тернопольский государственный технический университет. – Тернополь, 2005.

Диссертация посвящена решению научной задачи улучшения качества теребления льна путем разработки конструкции и обоснования параметров асимметричного льноуборочного агрегата. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований работы агрегата обоснованы его рациональные конструктивно-кинематические параметры и разработанная методика определения качества теребления. Проведенные полевые испытания асимметричного льноуборочного агрегата и рассчитан экономический эффект от его использования.

Теоретически исследовано: 1) работа делителя с телескопическим подпружиненным елементом, разработана его математическая модель и определена сила давления носка на препятствие; 2) определены усилия, действующие на звенья агрегата, и, в частности, на опорные поверхности, шток гидросистемы и в соединениях; 3) определены закономерности опускания теребилки во время ее перевода из рабочего положения в транспортное и из транспортного в рабочее.

При испытания агрегата в полевых условиях было установлено, что показатели его работы отвечают агротехническим требованиям: производительность агрегата составляет 0,8...0,9 га/час; чистота теребления льна с прямостоящими стеблями составляет 99,1%; чистота теребления полеглого льна – 95,2%; повреждения, что влияют на выход волокна – 4-5%; растянутость ленты во время теребления льна с прямостоящими стеблями – 1,16-1,19 раз.

Исследования показали, что разработанный агрегат есть работоспособным и отвечает всем агротехническим требованиям, поэтому его можно использовать в хозяйствах, занимающихся выращиванием льна. Расчетный годовой экономический эффект использования данного агрегата составляет 1356 грн.

Ключевые слова: асимметричный льноуборочный агрегат, теребление льна, производительность, показатели качества работы.

ANNOTATION

Bagnuk N.V. Ground of parameters of asymmetric flax-pulling aggregate. – Manuscript.

Thesis on the receiving of scientific degree of the Candidate of Engineering sciences on a speciality 05.05.11 – Machines and mechanization means of agricultural production. Ternopil State Technical University named after Ivan Pul’uj, Ternopil, 2005.

Dissertation is devoted to the decision of scientific task of improvement of quality of pulling flax by development constructions and grounds of parameters of asymmetric flax-pulling aggregate. On the basis of the conducted theoretical and experimental researches of work of aggregate his rational structurally-kinematics parameters are grounded the that developed method of determination of quality pulling. Conducted field tests of asymmetric flax-pulling aggregate and an economic effect is expected from his use.

Keywords: asymmetric flax-pulling aggregate, pulling of flax, productivity, indexes of quality of work.

Підписано до друку . . 2005 р.

Формат 60 90/16 арк. Папір друк.

Наклад 100 прим. Ум. друк. арк. 0,9. Зам. 491

Віддруковано у РВВ ЛДТУ

43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75