vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2018-12-5-14-19vimjour-285Research ArticleНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕNEW TECHNICS AND TECHNOLOGOESРезультаты исследований технологического процесса картофелекопателяResearch Results of the Potato Digger Technological ProcessАлакинВ. М.AlakinV. M.

Виктор Михайлович Алакин - кандидат технических наук, доцент кафедры 

Viktor M. Alakin - Ph.D.(Eng.), associate professor

alakin@bmstu-kaluga.ruНикитинГ. С.NikitinG. S.

Геннадий Сергеевич Никитин - аспирант кафедры

Gennadiy S. Nikitin - postgraduate student

Калужский филиал Московского государственного университета им. Н.Э Баумана, КалугаРоссияKaluga Branch of Bauman Moscow State Technical University, KalugaRussian Federation2018081120181251419Copyright © Алакин В.М., Никитин Г.С., 20182018Алакин В.М., Никитин Г.С.Alakin V.M., Nikitin G.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/285

Картофелекопатель, оснащенный четырехлопастным битером в комплексе с ротационной сепарирующей поверхностью, обладает низкой материалоемкостью и энергоемкостью, более высокой сепарирующей способностью, а также меньше травмирует клубни. Однако во избежание нарушения процесса транспортирования картофелесодержащего пласта перед первой роторной секцией в конструкции данного картофелекопателя необходимо использовать четырехлопастной приемно­подающий битер. (Цель исследования) Повысить технологическую и экономическую эффективность подкапывающе­сепарирующего устройства картофелекопателя ротационного типа благодаря оптимизации параметров конструкции и режимов работы приемно­подающего битера. (Материалы и методы) Рассмотрели основные принципы устойчивости межоперационного процесса транспортирования картофелесодержащего вороха четырехлопастным приемно­подающим битером. Для исключения вероятности перегрузки битера при приеме и перемещении картофелесодержащего пласта вычислили зависимость его минимальной угловой скорости от скорости движения картофелекопателя. Проанализировали процесс подъема картофельного вороха на вершины рабочих органов первой секции ротационного сепаратора и создали методику получения значений скорости и угла отрыва материала от лопасти битера. Рассчитали рабочую угловую скорость битера с помощью дифференциального уравнения, описывающего движение картофелесодержащего пласта по поверхности лопасти. (Результаты и обсуждение) Показали, как с помощью уравнений динамики, описывающих движение тела, брошенного под углом к горизонту, определить предварительные скорость и угол отрыва картофелесодержащего пласта от лопасти битера. Их реальные значения находятся в зависимости от скорости движения картофелекопателя и определяются из треугольника скоростей. Составили зависимость рабочей угловой скорости вращения четырехлопастного битера от скорости движения картофелекопателя. Ее величина должна превышать значения минимальной угловой скорости. (Выводы) Теоретические расчеты позволили вычислить наиболее оптимальные конструктивные параметры и режимы работы четырехлопастного битера, обеспечивающие устойчивые процессы приема, перемещения и передачи пласта на ротационную сепарирующую поверхность.

A potato digger equipped with a four­bladed beater operating in connection with rotary separating surface has low material and energy consumption, higher separating efficiency, as well as lower degree of tuber damaging. The potato digger design should include a four­bladed intake­and­feed beater to prevent potato heap transportation faults in front of the first section. (Research purpose) Increasing the technological and economic efficiency of a potato digging­and­ separating unit through the determination of the optimum values of the design parameters and operating process of the intake­and­feed beater. (Materials and methods) the authors have made an overview of general principles of ensuring the stability of the potato heap movement provided by the four­bladed intake­and­feed beater. The dependency of the minimum beater speed on the operating speed of the potato digger has been found to exclude a probability of its overloading. The methodology of calculating the potato heap velocity and the cutoff angle between the material and the beater blades has been worked out by analyzing potato heap lifting to the upper points of the working units of the rotary separator’s first section. Operating speed of the beater has been determined through the differential equation for the speed of a potato heap moving along the blade surface. (Results and discussion) Preliminary potato heap speed and cutoff angle have been found through the equation of dynamics describing the projectile motion of an object thrown at an angle. The operating values of the angles are dependent on the potato digger working speed and can be selected from the triangle of speeds. The authors have determined the dependence of the optimal beater speed on the working speed of a potato digger. Its value should exceed the minimum speed of the beater. (Conclusions) Theoretical results allow proposing the best design features and optimum working process parameters of a four­bladed beater receiving a potato heap, transporting it and lifting on the rotary separating surface.

картофелькартофелекопательуборкакартофелесодержащий ворохротационная сепарирующая поверхностьроторно­зубчатые рабочие органылемехлопастной битерпроизводительностьнадежностьэнергоемкостьматериалоемкостьpotatopotato diggerharvestingpotato heaprotary separating surfacerotary star wheelssharefour­bladed beaterperformancereliabilityenergy efficiencymaterial consumptionReferencesРезников Л.А., Ещенко В.Т., Дьяченко Г.Н., Со­кол Н.А. Основы проектирования и расчет сельскохозяйственных машин. М.: Агропромиздат. 1991. С. 428­-446.Reznikov L.A., Yeshchenko V.T., D’yachenko G.N., So­kol N.A. Osnovy proyektirovaniya i raschet sel’skokho­zyayst­vennykh mashin [Principles of designing and calculating the parameters of agricultural machinery]. Moscow. Agropromizdat. 1991. 428­-446. (In Russian).Турбин Б.Г., Лурье А.Б., Григорьев С.М., Иванович Э.М., Мельников С.В. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчет. Л.: Машиностроение. 1967. 583 с.Turbin B.G., Lur’ye A.B., Grigor’yev S.M., Ivanovich E.M., Mel’nikov S.V. Sel’skokhozyaystvennyye mashiny. Teoriya i tekhnologicheskiy raschet [Agricultural machinery. Theory and technological designing]. Leningrad. Mashino­stro­yeniye. 1967. 583. (In Russian).Туболев С.С., Шеломенцев С.И., Пшеченков К.А., Зейрук В.Н. Машинные технологии и техника для производства картофеля. М.: Агроспас. 2010. С. 176-­188.Tubolev S.S., Shelomentsev S.I., Pshechenkov K.A., Zeyruk V.N. Mashinnyye tekhnologii i tekhnika dlya proizvod­stva kartofelya [Machine technologies and machinery for potato production]. Moscow. Agrospas. 2010. 176-­188. (In Russian).Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2008. С. 655-­670.Klenin N.I., Kiselev S.N., Levshin A.G. Sel’sko­kho­zyayst­vennyye mashiny [Agricultural machinery]. Mpscow. KolosS. 2008. 655-­670. (In Russian).Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС. 2004. С. 422-­431.Khalanskiy V.M., Gorbachev I.V. Sel’skokhozyaystvennyye mashiny [Agricultural machinery]. Moscow. KolosS. 2004. 422-­431. (In Russian).Лачуга Ю.Ф., Горбачев И.В., Ежевский А.А., Измай­лов А.Ю., Кряжков В.М., Антышев Н.М., Бабченко В.Д., Бейлис В.М., Голубкович А.В., Гришин А.П., Евтюшен­ков Н.Е., Жалнин Э.В., Жук А.Ф., Колесникова В.А., Левина Н.С., Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко Л.А., Марченко О.С., Михеев В.В. и др. Система машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года. Т. 1. Растениеводство. М.: ВИМ. 2012. 303 с.Lachuga Yu.F., Gorbachev I.V., Ezhevskii А.А., Izmaylov A.Yu., Kriazhkov V.M., Antyshev N.М., Babchenko V.D., Beilis V.M., Golubkovich А.V., Grishin А.P., EvtushenkovN.E., Zhalnin E.V., Zhuk А.F., KolesnikovaV.А., Levina N.S., Lichman G.I., Marchenko N.М., Marchenko L.А., Marchen­ko О.S., Mikheev V.V. и др. Sistema mashin i tekhnolo­giy dlya kompleksnoy mekhanizatsii i avtomatizatsii sel’sko­khozyaystvennogo proizvodstva na period do 2020 goda [System of machines and technologies for integrated mechanization and automation of agricultural production for the period until 2020]. Vol. 1. Rasteniyevodstvo [Crop cultivation]. Moscow. VIM, 2012. 303. (In Russian).Остроумов С.С., Кузьмин А.В. К выбору рациональных параметров роторного сепаратора картофелекопателя // Вестник КрасГАУ. 2014. N9. C. 182-­187.Ostroumov S.S., Kuz’min A.V. K vyboru ratsional’nykh parametrov rotornogo separatora kartofelekopatelya [On the selection of optimal parameters of a rotary separator of a potato harvester]. Vestnik KrasGAU. 2014. 9. 182-­187. (In Russian).Остроумов С.С., Кузьмин А.В. Обоснование параметров ротора сепаратора картофелеуборочной машины // Вестник ИрГСХА. 2015. N66. С. 117-­123.Ostroumov S.S., Kuz’min A.V. Obosnovaniye parametrov rotora separatora kartofeleuborochnoy mashiny [Determination of parameters of a rotary separator of a potato harvester]. Vestnik IrGSKHA. 2015. 66. 117-­123. (In Russian).Остроумов С.С. Результаты полевых испытаний нового картофелеуборочного комбайна // Вестник ИрГСХА. 2009. N36. С. 86-­92.Ostroumov S.S. Rezul’taty polevykh ispytaniy novogo kartofeleuborochnogo kombayna [Field test results of a new potato combine harvester]. Vestnik IrGSKHA. 2009. 36. 86-92. (In Russian).Ксеневич И.П., Варламов Г.П., Колчин Н.Н. и др. Машиностроение. Сельскохозяйственные машины и оборудование. Т. IV. М.: Машиностроение. 2002. С. 288-298.Ksenevich I.P., Varlamov G.P., Kolchin N.N. et al. Mashinostroyeniye. Sel’skokhozyaystvennyye mashiny i oborudovaniye [Machine Engineering. Encyclopedia. Agricultural machinery and equipment]. Vol. IV. Moscow. Mashinostroyeniye. 2002. 288-­298. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.