Dependence of tubers damage on the parameters of rotary separator of potato combine

Abstract

Issues of potato tubers damage during mechanized harvesting are considered. Rational parameters of rotary separator of potato combine are presented.

Full Text

УДК 631.356.4:658.562 ТСМ № 9-2014 Зависимость повреждаемости клубней от параметров роторного сепаратора картофелеуборочного комбайна Д-ра техн. наук С.Н. Шуханов, А.В. Кузьмин, канд. техн. наук С.С. Остроумов (Иркутская ГСХА, Shuhanov56@mail.ru) Аннотация. Рассмотрены вопросы повреждаемости клубней картофеля при механизированной уборке. Представлены рациональные параметры роторного сепаратора картофелеуборочного комбайна. Ключевые слова: уборка картофеля, повреждаемость клубней, картофелеуборочный комбайн, рабочие органы, оптимизация, параметры, совершенствование машин. Для определения параметров роторного сепаратора разрабатываемой картофелеуборочной машины проводились испытания экспериментального картофелекопателя. Он изготовлен двухрядным и навешивается на трактор Т-25А «Владимирец». Сепаратор экспериментального картофелекопателя представляет собой систему параллельных валов, на которых в шахматном порядке установлены пальцевые диски, выполненные из резины (пат. РФ № 2253212). Достоинство такого сепаратора - высокая просеивающая способность при малой длине сепарирующей поверхности. Пальцевые диски экспериментального сепаратора образуют достаточно жесткую, но пружинящую поверхность сепарации, обеспечивающую интенсивное просеивание почвы при мягком воздействии на клубни картофеля, а также самоочистку сепаратора от залипания влажной почвой. Кроме того, конструкция сепаратора предотвращает заклинивание клубней картофеля между пальцами дисков и забивание поверхности сепаратора ботвой. В результате экспериментальный сепаратор может успешно применяться для уборки картофеля на тяжелых почвах повышенной влажности при наличии большого количества растительных примесей. В проводимых экспериментах исследовалась зависимость качества технологического процесса - полноты отделения почвы и повреждения клубней - от угла подъема и длины сепарирующей поверхности. На основе теоретических исследований[1] и предварительных экспериментов была выбрана постоянная частота вращения валов 110 мин-1. Принимались следующие значения угла подъема сепаратора: 10; 15; 20; 25; 30°. Контролировалось прохождение клубней по сепарирующей поверхности с целью не допустить их длительного вращения на одном месте, что могло вызвать дополнительные повреждения клубней. Экспериментальный картофелекопатель мог содержать не более 8 валов сепаратора. Имелась возможность последовательно снимать по одному валу. Эксперимент выполняли для 8, 7, 6, 5, 4 валов. Диаметр каждого ротора составлял 200 мм, перекрытие пальцев роторов соседних валов - 20 мм. Таким образом, длина сепарирующей поверхности изменялась от 740 до 1460 мм. При движении уборочного агрегата два рядка картофеля подкапывались лемехом, далее масса поступала на сепаратор, где подвергалась интенсивному разделению на пальчатой поверхности. Почва проходила в зазоры между дисками, а клубни переносились по поверхности сепаратора и, направляемые сужающимися щитками, укладывались на поверхность поля. Работа проводилась на первой передаче трактора при скорости движения около 5 км/ч. Полнота отделения примесей и повреждаемость клубней определялись по ГОСТу 54781-2011 «Машины для уборки картофеля. Методы испытаний». Единственным видом повреждений был обдир кожуры менее 1/2 поверхности клубней. Разрезы, вырывы мякоти и другие повреждения полностью отсутствовали. Все опыты повторяли 4 раза и определяли средние значения. Графики зависимости полноты отделения примесей и повреждаемости клубней от угла подъема сепарирующей поверхности представлены на рис. 1. Как видно из графиков, при увеличении угла подъема сепаратора до 20º отделение примесей улучшается, а затем остается практически неизменным. Повреждаемость клубней с увеличением угла подъема сепаратора увеличивается, особенно при угле подъема более 20º, так как клубни начинают «пробуксовывать» на одном месте, и время их соприкосновения с сепарирующей поверхностью увеличивается. Это ведет к дополнительному повреждению кожуры клубней. Для дальнейших экспериментов приняли угол подъема сепаратора 20º. Исследовали зависимости полноты отделения примесей и повреждаемости клубней от длины сепарирующей поверхности. Из соответствующих графиков (рис. 2) видно, что повреждаемость клубней при любой длине сепарирующей поверхности крайне низкая, а оптимальная полнота отделения примесей достигается при длине сепарирующей поверхности 1100 мм и далее остается практически постоянной. Выводы Для условий Иркутской обл. (более влажный климат и более тяжелые почвы) лучше применять роторные сепарирующие рабочие органы, которые при хорошем крошении почвенного пласта повреждают меньше клубней - от 0,3 до 2,5%. Экспериментальный картофелекопатель с роторным сепаратором может успешно применяться для уборки картофеля на тяжелых почвах повышенной влажности при наличии большого количества растительных примесей, при этом полнота отделения примесей составляет от 80 до 96%. Рациональные параметры сепаратора: угол подъема сепарирующей поверхности 15-20º при ее длине 1100 мм, что соответствует 6 валам.