Файл: Диденко Н.Ф. Машины для уборки овощей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 174

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(ÙA на скорость перемещения почвы пт по лемеху. При этом вы­ явлены две основные закономерности.

Во-первых, для одного и того же значения скорости колеба­ ний соА более высокие скорости перемещения почвы наблюдают­ ся при меньших амплитудах (табл. 17).

Во-вторых, возрастание скорости транспортирования проис­ ходит только до определенного значения соЛ. Дальнейшее повы­ шение скорости колебаний приводит к снижению скорости ѵт, а

 

 

 

Таблица

17

ѴТ

 

 

Скорость перемещения почвы

 

 

 

 

по лемеху в м/с

 

1fl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость

Амплитуда А в мм

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

колебаний

 

 

20

 

 

 

 

шА в м/с

10

15

 

25

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,78

0,46

0,34

0,21

0,18

о,*

 

 

0,94

0,65

0,52

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

затем к постепенному увеличе­

 

 

 

нию до следующего

 

максиму­

Рис. 101. Влияние амплитуды колеба­

ма. При этом значение второго

ний на скорость транспортирования

максимума

меньше

первого,

1 — при п =

почвы:

2 — при п —

T. е. UT

іш ах ^

О т 2 т а х -

Эта

р З З -

390 об/мин;

■* 490 об/мин; 3 — при п — 590 об/мин; 4

ница в скорости транспортиро­

при

п — 675 об/мин

вания

объясняется

значитель­

 

 

при боль­

ными перепадами давления воздуха, возникающими

ших значениях соЛ между слоем почвы и

поверхностью ле­

меха.

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследования показывают, что скорость транспортирования суглинистых и глинистых почв при влажности 16,2% с увеличе­ нием амплитуды возрастает по параболической кривой (рис. 101). Наиболее интенсивное возрастание скорости наблю­ дается при больших значениях амплитуды и меньших частотах. Так, повышение скорости при амплитуде 15 мм и увеличении частоты вращения с 390 до 490 об/мин составляет 0,15 м/с, в интервале частоты вращения 490—590 об/мин — 0,11 м/с, а в интервале 590—680 об/мин ■— 0,082 м/с.

На скорость транспортирования почвы оказывают влияние углы а и iß. С увеличением угла наклона лемеха а скорость пе­ ремещения почвы снижается главным образом из-за скатывания частиц верхнего слоя пласта. Предельными значениями угла на­ клона лемеха при подкапывании суглинистых и глинистых почв можно считать а = 38 -ь-430 для срезаемого слоя почвы толщи­ ной 18—20 см и а = 29 -г- 36° для слоя 8—10 см. При этих значе­ ниях угла а транспортирование почвы практически прекра­ щается.



Направление колебаний, определяемое углом ß, оказывает наиболее существенное влияние на скорость транспортирования ѵт. Установлено, что с увеличением угла ß скорость перемеще­ ния материала возрастает. Однако повышение скорости наблю­ дается только до определенного значения ß, при дальнейшем его увеличении скорость транспортирования снижается.

Возрастание и снижение скорости пт с изменением угла ß происходит довольно резко: так, с увеличением угла ß от 5 до 15° скорость транспортирования повышается в 1,7 раза, а при даль­ нейшем увеличении с 15 до 25° снижается в 1,5 раза. Поэтому при проектировании следует иметь в виду, что выбор угла ß в значительной мере определяет качество работы колеблющегося лемеха и машины в целом.

Оптимальное значение угла направления колебаний р 0 П т оп­ ределяется главным образом амплитудой А и частотой колеба­ ний п, при этом малым значениям А и п соответствуют макси­ мальные значения р0Пт (рис. 102). Следовательно, при работе лемеха в области низких режимов юцелесообразно принимать большие значения угла ß и наоборот.

Характер перемещения почвы по поверхности лемеха при постоянной амплитуде, частоте и угле ß определяется глубиной

ßonnhZPQ-d

Рис. 102. Зависимость оптимального угла р0Пт от ам­ плитуды и частоты колебаний:

I — при А — 10 мм; 2 — при А — 15 мм; 3 — при А = 25 мм; 4 — при п — 490 об/мин; 5 — при п — 590 об/мин; 6 — при п = 675 об/мин

подкапывания h. Экспериментальными исследованиями установ­ лено, что в начальный период поступления слоя почвы на лемех влияние глубины подкапывания практически не сказывается на скорости транспортирования. При дальнейшем перемещении почвы, когда монолитность (сплошность) пласта нарушена, на­ блюдается отставание скорости перемещения верхних слоев от­ носительно нижних. Отставание происходит вследствие того, что силовой импульс, передаваемый лемехом нижним слоям

почвы, затухает в слое тем быстрее, чем дальше расположены частицы почвы от лемеха.

В режимах с непрерывным подбрасыванием (первый крити­ ческий режим) происходит разрыхление транспортируемого пласта: верхние слои подброшены, а нижние, попав на поверх­ ность лемеха, вновь получают силовой импульс вверх. Верхние и нижние слои соударяются, двигаясь навстречу друг другу, в результате чего при транспор­ тировании почвы не только из­ меняются скорости слоев в вер-

0,8

0,6 \

0,4

^ 1

0,2

 

10

15

hc,см

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

103.

Влияние

толщины

Рис. 104. Изменение скорости

 

слоя почвы на скорость транс­

транспортирования в зависимо­

 

портирования:

 

сти от влажности почвы:

 

1 — при А

= 25 мм;

2 — при А

=

1 — при А — 10 мм; 2 — при А =

= 15

мм;

3 — при

А

= 10 мм

 

 

= 15 мм

 

тикальном сечении пласта,

но и снижается

средняя скорость

перемещения всего

пласта.

 

 

чем больше

слои

Снижение средней скорости тем больше,

почвы и меньше амплитуда колебаний (рис.

103). Поэтому

для

овощеуборочных машин, процесс работы которых связан с под­ капыванием тонкого слоя почвы 8—10 см, амплитуда колебаний может приниматься 15—20 мм, а для машин, подкапывающих почву на глубину 18—20 см, — 25—30 мм.

Свойства почвы и ее состояние оказывают решающее влия­ ние на процесс транспортирования. Песчаные малосвязные поч­ вы транспортируются хуже, чем глинистые и суглинистые. В то же время связные почвы хорошо перемещаются по лемеху при оптимальной и низкой влажности (рис. 104). Границей удовлет­ ворительного транспортирования можно считать нижний пре­ дел пластичности почвы.

Выжимные лемешковые и вильчатые копачи

Выкапывающие рабочие органы выполняют одну из первых операций технологического процесса уборки корнеплодов, по­ этому степень их совершенства в значительной мере определяет

159


параметры и энергоемкость последующих рабочих органов и в конечном счете технологическую схему и качество работы ма­ шины. Чем меньше земли сходит с выкапывающих рабочих ор­ ганов вместе с корнеплодами и чем интенсивнее разрушены свя­ зи между отдельными агрегатами почвенного пласта, тем легче очистить корнеплоды от почвы.

Требованиям ограничения количества почвы и интенсивной ее деформации наиболее полно отвечают выжимные копачи: лемешковые, вильчатые, а также дисковые.

Особенностью рабочих органов этого вида является наличие двух рабочих поверхностей, симметричных относительно верти­ кальной плоскости, проходящей вдоль убираемого ряда. Пласт почвы с корнеплодами при выкапывании проходит через посто­ янно сужающееся русло, образованное этими поверхностями, в результате чего подвергается сжатию и «выжиманию» вверх. Выжимные копачи работают на меньшей глубине, чем глубина залегания корнеплодов, и имеют ограниченную ширину захвата. Поэтому они забирают в несколько раз меньше почвы, чем леме­ ха картофелеуборочных машин.

Лемешковые и вильчатые выжимные копачи применялись еще в начале XX в. в свеклоподъемниках и свеклоуборочных комбайнах.

Различие между лемешковыми и вильчатыми копачами за­ ключается в форме рабочей поверхности. Лемешковые копачи представляют собой два симметрично расположенных лемеха, поставленных под углом к направлению движения машины. Имея более или менее развитую, чаще всего плоскую рабочую поверхность, они воздействуют на корнеплод через деформиру­ емую почву.

Вильчатые копачи, представляющие собой спаренные заост­ ренные стержни, менее интенсивно сжимают пласт, поэтому име­ ют меньшее тяговое сопротивление, но недостаточная дефор­ мация вилками почвенного пласта приводит к необходимости непосредственного воздействия на корнеплод, при котором неиз­ бежны повреждения.

В конструктивном оформлении как лемешковые (рис. 105, а и б), так и вильчатые (рис. 106, а и б) копачи могут быть замкну­ тыми и разомкнутыми.

Замкнутые копачи интенсивнее крошат пласт и имеют боль­ шую прочность, но наносят больше повреждений корнеплодам и склонны к забиванию.

Выжимные рабочие органы представляют собой спаренные трехгранные клинья. Этим обусловливается характер воздейст­ вия их на почву. В отличие от пласта, подрезаемого лемехами почвообрабатывающих и картофелеуборочных машин, пласт, подрезаемый выжимными рабочими органами, не может свобод­ но перемещаться в открытую борозду или на дневную поверх­ ность почвы и движется в сужающем русле.


Отнесем рабочую поверхность трехгранного клина к прост­ ранственным осям координат X, Y, Z так, чтобы ось X совпада­ ла с направлением перемещения клина, ось Z была направлена

Рис. 105. Выжимные лемешковые ко­

Рис.

106. Выжимные

вильчатые ко­

пачи:

 

пачи:

 

а — замкнутый; 0 — разомкнутый

а

— замкнутый; б —

разомкнутый

Рис. 107. Схема спаренных трехгранных клиньев

вертикально вверх, а ось Y — перпендикулярна им обеим. Ли­ нии пересечения плоскости клина с координатными плоскостями (следы) AB, ВС и АС образуют соответственно углы а, ß и у (рис. 107).

Углы в сечении клиньев горизонтальной плоскостью (угол атаки 2у) и поперечно-вертикальной (угол развала 2ß) опреде­ ляют качество выполнения технологического процесса и угол ре-

11 Зак. 807

1 61

зания а. Зависимость между ними выражается в следующем виде:

tg a = tg Y tg ß

Углы атаки и развала чаще всего применяются для характе­ ристики параметров выжимных копачей, но для разработки кон­ струкции более удобны двугранный угол максимального раскры­ тия я между плоскостями, в которых расположены рабочие по­ верхности копачей, и угол і отклонения от вертикали плоскости максимального раскрытия.

Между характерными углами существуют соотношения:

tgß = tg -y co s/;

(82)

tg V = tg

sin г;

(83)

tgi = tg a = -J^ -.

(84)

 

tgß

 

Эксперименты показывают, что при перемещении в сужаю­ щемся русле лемешковых копачей почва не уплотняется. Поч­ венные частицы продвигаются вдоль рабочего органа и вверх параллельно линиям AB и А\В\ подобно тому, как это происхо­ дит при движении двугранного клина — плоского лемеха.

Следовательно, работа выжимных копачей может быть ото­ ждествлена с работой плоского лемеха, имеющего одинаковый с ними угол резания а. Только для выжимных копачей вместо коэффициента трения почвы по их поверхности / следует поль­ зоваться его приведенным значением

е

S п -----

2

Характер деформации почвы при работе спаренных трехгран­ ных клиньев определяется различными факторами, в частности, углом резания а и свойствами почвы. Чем выше значение угла резания а, тем интенсивнее деформация почвенного пласта. Од­ нако увеличение угла резания приводит к увеличению горизон­ тальных перемещений почвенных частиц, которые могут при­ вести к излому корнеплодов в процессе выкапывания.

Для пассивных лемешковых копачей предельное значение угла резания определяется из уравнения

®шах = 45°

~~ arctg----

1-----

.

(85)

 

2

 

е

 

s i n ----

о

4.