Investigation of impact of elevator’s rippers of energy-saving potato digger on soil mass

Abstract

The design diagram of ripper mounted on elevator of energy-saving potato digger is given. Its impact on soil mass is theoretically investigated.

Full Text

Сепарирующие рабочие органы существующих картофелеуборочных машин, в частности основные элеваторы, не могут обеспечить необходимую полноту сепарации и достаточную производительность в различных условиях применения. Поэтому повышение эффективности сепарации и совершенствование основных элеваторов картофелеуборочных машин - актуальная научно-техническая задача [1, 2]. Предлагается устанавливать над элеватором волнообразные рыхлители для сепарации почвенных пластов. При движении почвенного пласта по элеватору в результате воздействия рыхлителей происходит разрушение почвенных комков. Пусть рыхлитель почвенного пласта состоит из дуг окружностей, соединенных между собой (рис. 1). На рис. 2, а показана дуга окружности ВC. Пусть угол ВC равен α; точка О - центр окружности. Тогда угол между векторами V и Vа будет равен αр / 2 [3]. (1) Общая скорость движения почвенного комка: (2) Сила F трения почвенных комков о поверхность рыхлителя: (3) где m - масса почвенного пласта; fк - коэффициент трения почвенного комка о поверхность рыхлителя; R - радиус окружности. Если при F ≥ Fот происходит разрушение клубня массы m, то на силу F налагается требование выполнения условия: (4) Из неравенства (4) получим требование, налагаемое на горизонтальную скорость, коэффициент трения клубня о поверхность рыхлителя, радиус линии рыхлителя, угол дуги окружности, выполняемое при любых допустимых значениях массы клубня: (5) Согласно схеме на рис. 2, б и выражению (5), для обеспечения взаимодействия почвенных масс между волнистыми рыхлителями на поверхности одного элеватора энергосберегающего картофелекопателя нужно определить количество рыхлителей и расстояние между ними. Принимая значения угла дуги и радиуса окружности волнистого рыхлителя согласно схеме на рис. 2, в, можно определить ширину захвата рыхлителя. Обработка клубненосного пласта, подкапываемого одним лемехом, производится двумя рыхлителями (см. рис. 2, б). Если принимать угол дуги αр=120°, то радиус окружности рыхлителя Rр будет равен половине ширины лемеха В2/2: . (6) Длину шага рыхлителя Lшр найдем по выражению: (7) Длина дуги рыхлителя: (8) Общая длина окружности рыхлителя: (9) где nкд - количество дуг. Количество дуг рыхлителя: (10) где Lэл - длина элеватора. Отсюда (11) Путь Sпк, проходимый почвенными комками над элеватором в направлении волнистых рыхлителей, показан на рис. 2, в. Из схемы видно, что при перемещении почвенного комка из первого положения во второе проходимый им путь делится на два: прямолинейный под углом к направлению движения прутков элеватора и полудуговой по рыхлителю. При прохождении второй части пути происходит скольжение комка по поверхности рыхлителя. Далее процесс продолжается аналогичным образом. По схеме на рис. 2, в и выражениям (8), (10), (11) определим путь, проходимый почвенным комком по направлению волнистого рыхлителя: (12) В результате проведенных исследований установлено, что угол дуги окружности рыхлителя должен быть равен 120°, длина шага - 38,9 см, радиус окружности - 22,5 cм.