Перспективная система контроля технологического процесса работы картофелеуборочных машин



Уборка картофеля в сложных почвенно-климатических условиях Российской Федерации при сжатых сроках заставляют постоянно совершенствовать рабочие органы чтобы уложиться в жесткие агротехнические требования [1, 3, 8, 10,13]. Однако несмотря на достаточно высокие показатели работы современных машин качество убранного картофеля зачастую зависит от правильной настройки рабочих органов и оперативного контроля за выполнением их рабочего процесса.

Согласно проведенному анализу результатов исследований отечественных и зарубежных ученых поступающий в картофелеуборочную машину ворох содержит около 97,8…98% почвы, 1…1,5% клубней картофеля и 0,2..0,5% ботвы с примесями [2, 5, 6, 12]. Агротехнические требования жестко регламентируют работу картофелеуборочных машин и требуют в процессе работы от картофеля отделить 99,7% примесей при чистоте клубней в таре не менее 80%. Учитывая, что в процессе уборки постоянно происходит изменение влажности, твёрдости почвы, ее агрегатный состав и связность, наличие примесей, управление технологическим процессом комбайна является весьма сложной задачей. Трудности контроля технологического процесса особенно присущи сложным и самоходным картофелеуборочным комбайнам и машинам, где отсутствует визуальный контроль основных рабочих органов комбайна. Установка миниатюрных камер в современных комбайнах на ответственных рабочих органах частично позволяют комбайнеру получить информацию о качестве выполнения технологического процесса уборки.

Помимо визуального контроля технологического процесса уборки существуют способы, позволяющие интерактивно контролировать работу, например, сепарирующих органов [4, 7, 9, 11]. Одним из наиболее распространенных стал способ, основанный на контроле загрузки сепарирующих органов методом взвешивания полотна элеватора, определении усилия на привод или приводного крутящего (рис. 1). Преимуществом таких систем контроля является эффективность определения количества почвы, находящейся на элеваторе. К недостаткам данной системы следует отнести невозможность отслеживания, сколько почвы просеялось на конкретном участке элеватора, насколько интенсивно идёт процесс сепарации. Поэтому такие устройства можно применять в основном для контроля загрузки рабочих органов картофельным ворохом.

- перспективные направления

Рисунок 1. Способы контроля работы сепарирующих элеваторов

Для контроля загрузки сепарирующих элеваторов применялись щупы, установленные над полотном элеватора, которые поворачивались при изменении толщины картофельного вороха на элеваторе и имели механическую, гидравлическую и электрическую связь с системой контроля.

Достоинством данного способа контроля загрузки элеватора является непосредственное определение толщины картофельного вороха. Однако с помощью таких способов контроля нельзя оценить эффективность сепарации почвы элеватором, а при поступлении больших комков показания искажаются. Поэтому данная система контроля применима только для стабилизации подачи и не позволяет оценивать эффективность протекания технологического процесса картофелеуборочной машины.

Для контроля эффективности работы сепарирующих органов также могут применяться датчики просеваемой почвы, расположенные под рабочей ветвью полотна сепарирующего элеватора. В качестве датчиков используются устройства ультразвукового или рентгеновского типа, имеющие источник и приемник. Количество просеваемой почвы в этом случае оценивается по ослаблению сигнала. Кроме того, применение рентгеновских устройств, требует применения специальных средств безопасности.

Достоинствами данной системы является возможность контроля интенсивности сепарации элеватора, что позволяет контролировать работу нескольких параметров и режимов работы элеватора, таких как, загрузка почвы, эффективность сепарации почвы. Данная система может контролировать поступательную скорость движения картофелеуборочной машины, частоту и амплитуду работы встряхивателя.

Система контроля технологического процесса должна быть проста в эксплуатации, удобной в обслуживании и эффективно контролировать процесс сепарации картофелеуборочной машины.

Литература:

1. Костенко, М.Ю. Исследование сепарирующей способности прутковых элеваторов. / М.Ю. Костенко, Н.А. Костенко // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава и молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. Материалы научно-практической конференции. – Рязань: 2008. - С. 146-148.
2. Теоретические исследования процесса интенсификации первичной сепарации в картофелеуборочных машинах динамическим методом / Г.К. Рембалович, М.Ю. Костенко, Д.Е. Каширин [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета – Краснодар.: Кубанский государственный аграрный университет – 2014. - № 102. – С. 417-431
3. Костенко, М.Ю. Анализ способов определения повреждения картофеля / М.Ю. Костенко, А.Н. Шапошников // Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костычева – Рязань, 2001. – С. 348-350
4. Патент на полезную модель № 157146, RU, А 01 D 33/08 Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины / Волченков Д.А., Рембалович Г.К., М.Ю. Костенко и др. – 2015
5. Мельников, В.С. Способ дезинфекции фургонов и помещений / В.С. Мельников, И.Н. Горячкина, М.Ю. Костенко // Сборник материалов межвузовской научно-практической конференции «Современная наука глазами молодых ученых: достижения, проблемы, перспективы» – Рязань, 2014. – С. 81-85
6. Костенко, М.Ю. Вероятностная оценка сепарирующей способности элеватора картофелеуборочного комбайна / М.Ю. Костенко, Н.А. Костенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - Москва. 2009. - №12. – С.4
7. Голиков, А.А. Математическая модель вероятностной оценки наступления технологического отказа картофелеуборочной машины / А.А. Голиков, М.Ю. Костенко, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2014. – № 99. С. 244-255.
8. Бышов, Н.В. Технология уборки картофеля в сложных полевых условиях с применением перспективных решений в конструкции и обслуживании комбайнов / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, Н.И. Верещагин [и др.] // монография. – Рязань: ФГБОУ ВО РГАТУ, 2015. – 304с.
9. Технологическое и теоретическое обоснование конструктивных параметров органов вторичной сепарации картофелеуборочных комбайнов для работы в тяжелых условиях / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский [и др.] // Вестник РГАТУ. – 2012. – № 4. – С. 87-90.
10. Анализ эксплуатационно-технологических требований к картофелеуборочным машинам и показателей их работы в условиях рязанской области/ Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, А.А. Голиков, Р.В. Безносюк [и др.] // Вестник РГАТУ. – 2013. - № 1(17). – С. 64-68
11. Патент на полезную модель № 95960, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей / Безносюк Р.В., Бышов Д.Н. и др. – Опубл. 20.07.2010, бюл. №20
12. Результаты исследований эксплуатационной надёжности органов вторичной сепарации картофелеуборочных машин / Г.К. Рембалович, Р.В. Безносюк, И.А. Успенский // Вестн. Моск. Гос. Агроинженерного университета им. В.П. Горячкина. – 2009. - № 3(34). – С. 40-42.
13. Некоторые вопросы организации транспортных работ при машинной уборке картофеля / И.А. Успенский, Г.К. Рембалович, Г.Д. Кокорев [и др.] // Вестник РГАТУ. – 2010. - № 4(8). - С. 72-74.
14. Костенко, М.Ю. Прогнозирование качества работы картофелеуборочной машины. / М.Ю. Костенко, В.В.Терентьев, А.В. Шемякин, Н.А. Костенко // Сельский механизатор. – М., 2013. – № 5 (51). – С. 6-7