Способы интенсификации сепарирующих устройств просеивающего типа



В технологических схемах современных картофелеуборочных комбайнах для сепарации картофельного вороха применяются ряд устройств, которые можно разделить на две основные группы [1, 5, 14, 15, 16]:

- первичная сепарация - устройства для отделения клубней от сухой, мелкой, сыпучей почвы, просеивающего типа;

- вторичная сепарация - устройства для отделения клубней от прочных почвенных комков.

Сепарирующие органы первичной сепарации должны обеспечивать высокую пропускную способность до 120 кг/с на каждый рядок, мало повреждать клубни и отделять до 80…92% почвы [2, 6, 10, 11, 13]. Данные требования обеспечивают просевные рабочие органы.

Одним из видов просевных рабочих органов является решетные грохоты. Почвенно-картофельный ворох перемещается вверх по решетному грохоту за счет периодического подбрасывания, от скатывания его удерживают выступы продольных прутков. По данным проведенных исследований решетные грохоты способны отсепарировать при оптимальных условиях до 92% почвы. Однако, при влажности почвы выше 21%, грохоты практически полностью прекращают сепарацию почвы, т.к. налипания на решета приводят к сгруживанию вороха и прекращению технологического процесса.

Для обеспечения качественной сепарации картофельного вороха в условиях высокой влажности почвы используют устройства – валковые грохоты, позволяющие отсеивать до 93% за счет интенсивного разрушения и самоочистки рабочих органов. Однако при этом наблюдается высокая повреждаемость клубней до 40%.

В настоящее время наибольшее развитие среди просеивающих сепараторов получили прутковые элеваторы. При транспортировке почвенно-картофельного вороха полотном пруткового элеватора почва и часть примесей просеивается в просветы между прутками, а клубни и камни выносятся за пределы рабочего органа.

Данные сепарирующие органы способны выделить в условиях оптимальной влажности до 89% почвы. Несмотря на несколько большую металлоемкость, чем грохоты, прутковые элеваторы не требуют высокопрочных рам ввиду малой вибрации, имеют наибольшую склонность к самоочистке. Однако не способность, при влажности почвы менее 8%, разрушать почвенные комки и резкое снижение просевной способности при влажности свыше 23% заставляют производителей разрабатывать различные интенсификаторы сепарации.

Наиболее распространенными интенсификаторами прутковых элеваторов являются эллиптические встряхиватели размещаются по краям полотна элеватора [1, 3, 5, 9, 16]. Однако, несмотря на простоту конструкции, невозможность изменения линейной скорости полотна ограничивает применение данного устройства. Поэтому разработанные активные регулируемые встряхиватели в виде пары роликов, закрепленных на концах двуплечего рычага, позволили расширить их применение. При этом наблюдается прямая зависимость повреждений клубней от частоты и амплитуды встряхивания, что является нежелательным.

Одним из наиболее перспективных устройств, обеспечивающих высокую интенсивность сепарации, является «волновой» элеватор. Он представляет собой обычное полотно элеватора, расположенное между парными поддерживающими роликами. Ролики имеют гидравлической привод, с помощью которого они перемещаются. С помощью бортового компьютера задается определенный алгоритм работы элеватора, учитывающий линейную скорость полотна и перемещения поддерживающих роликов, таким образом, чтобы полотно образовывало «бегущие волны» вдоль движения элеватора, что способствует переориентации их, создает наилучшие условия разрушения и транспортировки клубненосного пласта [4, 7, 8, 12].

В отечественном машиностроении был применен для интенсификации картофельного вороха шнек, устанавливаемые над полотном параллельно пруткам, либо под углом к ним в горизонтальной плоскости. Высокие показатели сепарации и возможность плавной регулировки частоты вращения оказались не конкурентоспособными по отношению к высокой материалоемкости и повреждаемостью клубней картофеля.

Анализ существующих технических решений интенсификации сепарации на органах первичной сепарации оснащенных прутковыми элеваторами показал, что перспективным направлением совершенствования является создание интенсификаторов позволяющие осуществлять переориентацию и движение внутри компонентов вороха при перемещении его по элеватору. Одним из примеров, например, могут использоваться размещенные над полотном прутковых элеваторов ворошители.

Литература:

1. 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
2. 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
3. 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
4. Повышение надежности технологического процесса и технических средств машинной уборки картофеля по параметрам качества продукции / Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, Р.В. Безносюк [и др.] // Техника и оборудование для села. – 2012. - № 3. - С. 6-8.
5. 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.
6. Инновационные решения уборочно-транспортных технологических процессов и технических средств в картофелеводстве / Г.К Рембалович, Н.В. Бышов, С.Н. Борычев [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2013. - №1. – С. 23-25.
7. Патент на изобретение №2454850, RU, М.кл.2 А 01 D 33/08 Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей / Павлов В.А., Рембалович Г.К., Безносюк Р.В. и др. – Опубл. 10.07.2012.
8. 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.
9. Проектирование технологических процессов ТО, ремонта и диагностирования автомобилей на автотранспортных предприятиях и станциях технического обслуживания / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский [и др.] // Учебное пособие для курсового проектирования по дисциплине "Технологические процессы ТО, ремонта и диагностирования автомобилей" для студентов специальности: 190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство. / Рязань. – 2012. – 161с.
10. Инновационные решения уборочно-транспортных технологических процессов и технических средств в картофелеводстве / Г.К. Рембалович, Н.В. Бышов, С.Н. Борычев [и др.] // Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и техника нового поколения - основа модернизации сельского хозяйства». Часть 2. – М.: ВИМ, 2011. С. 455-461
11. Рембалович, Г.К. Теоретические основы исследования рабочих органов на основе моделирования процесса вторичной сепарации в картофелеуборочных машинах/ Рембалович Г.К., Безносюк Р.В. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. – №89. С. 700-720 [Электронный ресурс].
12. 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.
13. Инновационный орган выносной сепарации картофелеуборочных машин / Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, Г.Д. Кокорев [и др.] // Сельский механизатор. – 2015. – № 7 – С.6-8
14. Безносюк, Р.В. Совершенствование органа выносной сепарации картофелеуборочных машин: автореф. дис. канд. технич. наук. // Р.В. Безносюк: Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева. – Саранск, 2013. – 20 с.
15. Безносюк, Р.В. Совершенствование органа выносной сепарации картофелеуборочных машин: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства. // Р.В. Безносюк: Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева. – Саранск, 2013. – 168 с.
16. 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.
17. 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