Результаты лабораторных исследований просеваемости почвы пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей и регулируемым углом наклона полотна

Полный текст

Введение

Современные исследования машинного производства корнеплодов и лука не в полной мере решает проблему наличия почвенных и растительных примесей при закладке товарной продукции на хранение [1–4]. Конструктивное исполнение сепарирующих поверхностей машин для уборки корнеплодов и лука с различными видами интенсификаторов повышает качество уборки механических примесей в товарной продукции [5–7]. Однако использование данных рабочих органов приводит к повышению травмируемости овощной продукции, что происходит из-за  отсутствия функционирующих элементов в конструкции машинно-технологических комплексов, определяющих качественное отделение поступающего на обработку вороха [8–11].

Данное обстоятельство обусловлено сильным развитием плужной подошвы при производстве корнеклубнеплодов, выраженным плотным горизонтом, что препятствует проникновению воды вглубь почвы, а также затрудняет развитие корнеклубнеплодов [12–15].

Плотность почвы зависит от гранулометрического и минерального состава, структуры и содержания гумуса, поэтому исключить образование плотных почвенных слоев, формирующих почвенные комки при взаимодействии с корнеизвлекающими устройствами, не представляется возможным. Необходимо обеспечить разработку машин и технологий, способствующих отделению механических примесей на функционирующих элементах машинно-технологических комплексов для уборки овощных корнеклубнеплодов [16–19].

Цель исследования – выявление участков с минимальной величиной просеивания почвы на поверхности пруткового элеватора в зависимости от угла наклона полотна, а также разработка рекомендаций и предложений по повышению полноты сепарации.

Обзор литературы

Для снижения вероятности попадания на устройства для очистки уборочных машин почвенных примесей совместно с товарной продукцией сконструированы рабочие органы для извлечения корнеплодов из почвы. К основным признакам данных устройств следует отнести наличие рабочей поверхности, выполненной в виде прутковой поверхности (рис. 1), что способствует предварительной сепарации на этапе извлечения [20; 21].

 

 

 

 

Рис. 1. Общий вид подкапывающего лемеха с прутковой поверхностью:
1 – рама; 2 – кронштейн; 3 – элемент подкапывающий

Fig. 1. General view of a burrowing share with a rod surface:
1 – frame; 2 – bracket; 3 – dripping element

 

 

Следует отметить, что данное конструктивное исполнение подкапывающего рабочего органа не в полной мере способствует уменьшению примесей на этапе извлечения корнеплодов из почвы [22; 23].

В настоящее время сепарирующие поверхности машин для уборки корнеплодов и лука разрабатываются с различными видами интенсификаторов, обеспечивающих повышение качества уборки [24–27].

Сепарирующая поверхность пруткового элеватора выполнена с возможностью изменения амплитуды колебания полотна пруткового элеватора 2 перемещением рычага регулировки амплитуды 4 по направляющей 5 (рис. 2) для интенсификации процесса сепарации вороха корнеплодов и лука [5; 28‒30]

 

 

 

Рис. 2. Общий вид сепарирующего пруткового элеватора: 1 – реверсивный резиновый ролик;
2 – полотно прутковое; 3 – встряхиватель; 4 – рычаг регулировки амплитуды; 5 – направляющая

 

Fig. 2. Separating chain digger: 1 – reversing rubber wheel; 2 – separation sieve; 3 – web agitators;
4 – front adjustment rubber wheel; 5 – guide

 

 

Основным назначением механизма изменения амплитуды колебания полотна пруткового элеватора 2 при влиянии на рабочую поверхность трехплечикового встряхивателя 3 является интенсивное воздействие на обрабатываемый ворох почвенно-растительных примесей. Его наличие обусловлено отрицательным инерционным воздействием от силы тяжести, что может травмировать товарную продукцию.

Одним из лимитирующих факторов, способствующих повышению качества уборки корнеклубнеплодов и лука, является несовершенство конструкции рабочих органов, что подтверждают результаты исследований технологического процесса подкапывания клубненосного вороха [6], свидетельствующие о снижении полноты очистки при повышении подачи вороха на сепарирующие устройства уборочной машины при увеличении глубины подкапывания и поступательной скорости движения (рис. 3).

 

 

 

Рис. 3. График зависимости коэффициента сепарации ε от подачи вороха Q:
1, 2, 3, 4 – глубина подкапывания 6,0, 4,0, 2,5, 1,0 см

Fig. 3. Dependence plot of the separation coefficient ε on the supply of the heap Q:
1, 2, 3, 4 – digging depth 6.0, 4.0, 2.5, 1.0 cm

 

 

Полученные А. А. Сорокиным эмпирические зависимости направлены на проектирование щелевых рабочих органов, определяющих качественные показатели очистки без устройств, интенсифицирующих процесс сепарации [7]. Следовательно, проектирование, разработка и изготовление устройств первичной и вторичной очистки с установленными интенсификаторами сепарации современных машин для уборки корнеклубнеплодов на основании ранее полученных исследований не представляются возможными.

Для качественной уборки товарной продукции в современных условиях производства, в соответствии с агротехническими требованиями, необходимо не только дополнительное оснащение сепарирующих рабочих органов различными типами устройств, интенсифицирующими процесс очистки, но и определение закономерностей процесса сепарации при проектировании функционирующих элементов очистки. [5].

Данное обстоятельство связано с неудовлетворительным процессом просеивания почвенных примесей на наиболее распространенном рабочем органе первичной сепарации – прутковом элеваторе [6].

В ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» разработан сепарирующий прутковый элеватор с асимметричным расположением встряхивателей, обеспечивающий повышение качества очистки при снижении повреждений корнеклубнеплодов, конструктивное исполнение которого было представлено ранее [5; 6].

Известно, что сепарирующая способность пруткового элеватора зависит от угла наклона α и скорости движения элеватора V_эл (рис. 4).

 

 

 

Рис. 4. График зависимости коэффициента сепарации пруткового элеватора ε от угла наклона
пруткового элеватора α и поступательной скорости движения V_эл

Fig. 4. The dependence of the separation coefficient of the rod elevator ε on the angle of inclination
of the rod elevator α and travel speed V_эл

 

 

Определено, что повышение коэффициента сепарации ε до предельного положительного значения определяется при пропорциональной зависимости увеличения поступательной скорости V_эл движения очистительного устройства с щелевой рабочей поверхностью до предельного значения, достижение которого приводит к ухудшению вышеназванного показателя качества уборки.

При этом наиболее предпочтительным интервалом поступательной скорости движения сепарирующих устройств машин для уборки корнеклубнеплодов и лука является значение 2,0–2,5 м/с, при исключении неравномерности распределения вороха по рабочей поверхности очистительного рабочего органа.

Высокие технологические показатели машинной уборки корнеклубнеплодов и лука приводят к снижению качества технологического процесса. Следовательно, необходимы исследования по выявлению участков с минимальной величиной просеивания почвы на поверхности пруткового элеватора в зависимости от угла наклона полотна, а также разработка рекомендаций и предложений по их повышению.

Результаты исследования позволят разработать очистительные функционирующие элементы машинно-технологических комплексов для уборки корнеклубнеплодов и лука при известных величинах просеваемости почвы по длине и ширине рабочего органа с щелевой поверхностью в установленных значениях подачи вороха на обработку.

Материалы и методы

Определение закономерности процесса очистки на представленных выше функционирующих элементах уборочных машин производилось на лабораторной установке (рис. 5) [6; 24].

 

 

 

Рис. 5. Общий вид лабораторной установки для определения влияния технологических
параметров сепарирующего пруткового элеватора на качественные показатели сепарации вороха лука-севка:

1 – рама; 2 – емкость для предварительного размещения вороха; 3 – щелевой функционирующий элемент;

4 – эллиптический встряхиватель; 5 – поддерживающий ролик; 6 – брезент сепарированной продукции; 7 – электродвигатель;
8 – редуктор одноступенчатый; 9 – преобразователь частотный; 10 – передача цепная; 11 – стойки опорные; 12 – стойки встряхивателей; 13 – кронштейн соединительный; 14 – плита опорная; 15 – устройство сбора примесей [1; 5]

 

Fig. 5. Laboratory installation for determining the impact of the process parameters of the separating
rod elevator on the quality of onion set heap separation: 1 – frame; 2 – container for preliminary heap placement;

3 – chain digger; 4 – elliptical web agitator; 5 – supporting roller; 6 – tarpaulin of separated products;

7 – electric motor; 8 – single-stage gearbox; 9 – frequency converter; 10 – chain transmission;

11 – support posts; 12 – web agitator posts; 13 – connecting bracket; 14 – support plate; 15 – impurity collector

 

 

Под верхней рабочей ветвью щелевого функционирующего элемента 3 установлены интенсификаторы сепарации, представляющие собой эллиптический встряхиватель 4 и поддерживающий ролик 5 с вариантом изменения расположения по длине полотна щелевого функционирующего элемента 3 по раме 1 на стойках встряхивателей 12 с закреплением соединительного раме 13 на раме 1.

Для определения массового и фракционного состава почвы на сходе с щелевого функционирующего элемента 3 в конструкции лабораторного стенда предусмотрен брезент сепарированной продукции 6 для сбора примесей.

Изменение угла наклона щелевого функционирующего элемента 3 осуществлялось перемещением стоек 11 по раме 1 фиксированием болтовым соединением.

Для определения количества просеянной почвы через щелевой функционирующий элемент 3 под его поверхностью установлено устройство сбора примесей 15, схема которого представлена на рисунке 6.

 

 

 

Рис. 6. Устройство сбора примесей: 1 – лоток металлический; 2 – перегородка; 3 – ячейка

Fig. 6. General view of the impurity collector: 1 – metal tray; 2 – partition; 3 – cell

 

Устройство для сбора примесей (рис. 6) представляет из себя металлический лоток 1 длиной L_y = 2 040 мм и шириной В_y = 1 020 мм. Данные показатели  превышают соответствующие величины пруткового элеватора.

Поверхность металлического лотка 1 разделена по длине и ширине перегородками 2, образующими ячейки 3 c высотой Н_y и размерами 170 × 170 × 100 мм. Каждая ячейка для определения места просеивания почвы по поверхности пруткового элеватора имеет свой порядковый номер.

Исследования по определению закономерности процесса сепарации почвенных примесей на прутковом элеваторе с асимметричным расположением встряхивателей проводились при минимальной подаче вороха лука-севка Q_вп = 10 кг/с [9]. Достижение предельного значения подачи Q_вп = 30 кг/с выполнялось с интервалом варьирования в 10 кг/с при изменении поступательной скорости движения функционирующего элемента V_эл с щелевой рабочей поверхностью. Серия экспериментов проводилась при изменении межосевого расстояния S₁ между пассивным эллиптическим встряхивателем 4 и поддерживающим роликом 5 (рис. 5) при установленных режимных и технологических параметрах для исследуемого значения подачи вороха Q_вп = 10, 20, 30 кг/с [1; 9].

Методика проведения исследований заключалась в следующем. Проба почвы с определенным весом и влажностью укладывалась на поверхность емкости 2 для предварительного размещения вороха. Требуемая влажность почвы создавалась гидравлическим воздействием с последующей выдержкой по времени для получения верхнего значения искомой влажности почвы. Под щелевым функционирующим элементом 3 устанавливалось устройство для сбора примесей 15.

Оптимальные значения поступательной скорости движения пруткового элеватора V_эл и межосевого расстояния между пассивным эллиптическим встряхивателем 4 и поддерживающим роликом 5 S₁ установили в соответствии с результатами проведенных лабораторных исследований.

Выполнялась требуемая синхронная работа частотного преобразователя 9 и электродвигателя 7. Проба почвенных примесей подавалась при равномерном движении сепарирующего рабочего органа 3 из емкости для предварительного размещения вороха 2. Электродвигатель 7 отключали после прохождения почвенных примесей через сепарирующую поверхность пруткового элеватора 2 при исследуемом значении подачи почвенных примесей Q_вп.

Далее из каждой ячейки устройства для сбора примесей 15 извлекалась почва и взвешивалась на весах модели МК-15.2-А21 (рис. 7).

 

 

Рис. 7. Весы электронные настольные МК-15.2-А21: 1 – колба стеклянная; 2 – весы электронные настольные

 

Fig. 7. Electronic desktop scales MK-15.2-A21: 1 – a glass bulb; 2 – electronic table scales

 

По результатам взвешивания просеянной почвы, изъятой из каждой ячейки устройства для сбора примесей и прошедшей через щелевые отверстия пруткового элеватора, определялась зависимость массы просеянных почвенных примесей K_пр по длине L_эл и ширине В_эл пруткового элеватора:

f(K_пр) = Q_вп, V_эл = const;

S₁ = const; α = const.           (2)

Кроме того, определялся коэффициент сепарации почвенных примесей K_c на прутковом элеваторе с асимметричным расположением встряхивателей по его длине L_эл и ширине B_эл:

K_c = (m_пр / m_пост) ∙ 100 %,       (3)

где m_пр – масса просеянных почвенных примесей (в устройстве сбора примесей), кг; m_пост – масса поступивших почвенных примесей, кг.

Результаты исследования

Результаты проведенных исследований заносились в журнал наблюдений и представлены в таблицах 1–8.

 

Таблица 1 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности пруткового элеватора при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α =10 град

Table 1 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain Digger Length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,03	0,04	0,13	0,15	0,13	0,16	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,08	9,93
340	0,05	0,07	0,15	0,18	0,15	0,17	0,07	0,07	0,07	0,06	0,06	0,05
510	0,06	0,07	0,24	0,25	0,32	0,28	0,16	0,15	0,14	0,14	0,13	0,12
680	0,07	0,08	0,26	0,28	0,33	0,29	0,16	0,15	0,13	0,12	0,11	0,09
850	0,06	0,08	0,25	0,27	0,33	0,29	0,15	0,14	0,13	0,12	0,11	0,10
1 020	0,05	0,06	0,18	0,20	0,21	0,20	0,13	0,12	0,11	0,09	0,08	0,07

 

 

Таблица 2 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 10 град

Table 2 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain Digger Length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,08	0,11	0,23	0,35	0,43	0,36	0,09	0,11	0,11	0,12	0,10	0,09	19,68
340	0,08	0,10	0,23	0,36	0,42	0,37	0,12	0,13	0,12	0,11	0,09	0,09
510	0,11	0,15	0,38	0,59	0,68	0,64	0,28	0,26	0,23	0,21	0,18	0,15
680	0,11	0,15	0,41	0,64	0,71	0,75	0,30	0,27	0,24	0,22	0,21	0,17
850	0,12	0,14	0,48	0,57	0,68	0,69	0,28	0,26	0,21	0,19	0,18	0,16
1 020	0,11	0,15	0,38	0,43	0,52	0,54	0,24	0,23	0,21	0,22	0,13	0,12

 

Таблица 3 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 30 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 10 град

Table 3 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 30 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain digger width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain digger length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,09	0,11	0,46	0,57	0,68	0,75	0,21	0,18	0,15	0,11	0,12	0,10	29,16
340	0,09	0,12	0,58	0,65	0,71	0,84	0,28	0,25	0,22	0,15	0,14	0,12
510	0,11	0,12	0,71	0,78	0,83	0,93	0,31	0,27	0,24	0,17	0,16	0,15
680	0,11	0,15	0,78	0,88	0,97	0,92	0,46	0,39	0,38	0,36	0,32	0,26
850	0,10	0,14	0,79	0,87	0,94	0,92	0,45	0,37	0,35	0,33	0,32	0,28
1 020	0,10	0,11	0,76	0,79	0,88	0,96	0,31	0,28	0,23	0,16	0,15	0,13

 

Таблица 4 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град 

Table 4 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain digger length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,03	0,05	0,14	0,27	0,21	0,23	0,04	0,07	0,08	0,07	0,11	0,05	10,41
340	0,04	0,03	0,18	0,33	0,25	0,26	0,06	0,04	0,04	0,04	0,05	0,03
510	0,06	0,06	0,20	0,30	0,38	0,31	0,11	0,09	0,10	0,09	0,10	0,07
680	0,03	0,03	0,22	0,27	0,41	0,37	0,12	0,10	0,09	0,07	0,07	0,04
850	0,02	0,05	0,18	0,42	0,38	0,41	0,12	0,11	0,10	0,09	0,08	0,05
1 020	0,03	0,07	0,15	0,41	0,47	0,43	0,10	0,08	0,06	0,08	0,07	0,06

 

Таблица 5 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град

Table 5 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain digger length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,07	0,08	0,21	0,38	0,47	0,41	0,08	0,09	0,10	0,11	0,10	0,08	20,34
340	0,06	0,09	0,23	0,41	0,44	0,40	0,14	0,11	0,09	0,10	0,08	0,07
510	0,09	0,12	0,31	0,64	0,73	0,68	0,35	0,28	0,21	0,18	0,15	0,12
680	0,10	0,10	0,34	0,68	0,75	0,77	0,38	0,30	0,24	0,22	0,18	0,12
850	0,10	0,10	0,43	0,70	0,73	0,76	0,32	0,34	0,27	0,21	0,23	0,14
1 020	0,10	0,12	0,33	0,52	0,58	0,60	0,26	0,25	0,28	0,25	0,18	0,10

 

 

Таблица 6 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 30 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град

Table 6 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 30 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain Digger Length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,05	0,08	0,24	0,58	0,72	0,78	0,36	0,28	0,23	0,24	0,18	0,20	30,45
340	0,06	0,11	0,34	0,69	0,77	0,89	0,38	0,31	0,29	0,25	0,19	0,19
510	0,15	0,16	0,37	0,82	0,87	0,98	0,37	0,33	0,31	0,25	0,18	0,21
680	0,18	0,21	0,42	0,91	0,92	0,92	0,46	0,41	0,41	0,40	0,38	0,36
850	0,12	0,16	0,42	0,93	0,96	0,95	0,53	0,42	0,44	0,43	0,42	0,34
1 020	0,14	0,16	0,45	0,89	0,90	0,92	0,38	0,31	0,27	0,19	0,18	0,15

 

 

Таблица 7 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 20 град

Table 7 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 20 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain Digger Length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,05	0,07	0,19	0,18	0,18	0,16	0,14	0,14	0,11	0,09	0,09	0,07	10,05
340	0,05	0,07	0,20	0,24	0,22	0,21	0,18	0,19	0,17	0,11	0,11	0,10
510	0,06	0,06	0,18	0,25	0,26	0,25	0,16	0,15	0,15	0,12	0,12	0,11
680	0,06	0,07	0,19	0,25	0,25	0,26	0,17	0,17	0,15	0,11	0,11	0,09
850	0,05	0,05	0,18	0,32	0,33	0,35	0,18	0,16	0,14	0,12	0,13	0,08
1 020	0,05	0,08	0,17	0,23	0,26	0,25	0,18	0,17	0,15	0,13	0,11	0,11

 

 

Таблица 8 Результаты исследований по определению массы просеянных почвенных примесей K_пр по поверхности
пруткового элеватора при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 20 град

Table 8 Results of research to determine the weight of screened soil impurities K_пр along the rod elevator surface
at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 20 gon

 

Ширина пруткового элеватора Вэл, мм / Chain Digger Width Вэл, mm	Длина пруткового элеватора Lэл, мм / Chain Digger Length Lэл, mm												Итого, кг / Total, kg
	170	340	510	680	850	1 020	1 190	1 360	1 530	1 700	1 870	2 040
170	0,09	0,07	0,23	0,48	0,32	0,36	0,32	0,28	0,11	0,12	0,11	0,11	19,82
340	0,10	0,08	0,26	0,48	0,34	0,38	0,39	0,28	0,12	0,12	0,11	0,11
510	0,10	0,13	0,26	0,42	0,36	0,47	0,46	0,31	0,19	0,15	0,13	0,12
680	0,09	0,14	0,35	0,55	0,48	0,47	0,41	0,38	0,20	0,21	0,14	0,15
850	0,08	0,14	0,46	0,56	0,58	0,48	0,46	0,40	0,26	0,22	0,20	0,12
1 020	0,08	0,15	0,38	0,57	0,54	0,44	0,48	0,36	0,28	0,22	0,18	0,14

 

Графическое отображение результатов исследований по определению закономерности сепарации почвенных примесей представлены на рисунках 8–15.

 

 

Рис. 8. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине пруткового
элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α =10 град

Fig. 8. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric arrangement of web agitators at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине
пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α =10 град

Fig. 9. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with asymmetric arrangement of web agitators at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине
пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 30 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 10 град

 

Fig. 10. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 30 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 10 gon

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине
пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град

Fig. 11. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

 

 

 

 

Рис. 12. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине
пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град

 

Fig. 12. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

 

 

 

Рис. 13. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине
пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 30 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 15 град

 

Fig. 13. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 30 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 15 gon

 

 

 

 

 

Рис. 14. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине пруткового элеватора
с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 10 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 20 град

 

Fig. 14. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 10 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 20 gon

 

 

 

 

 

Рис. 15. Зависимость просеивания почвы по длине и ширине пруткового элеватора
с асимметричным расположением встряхивателей
при Q_вп = 20 кг/с, V_эл = 1,6 м/с, S₁ = 0,4 м, α = 20 град

Fig. 15. Dependence of soil screening along the length and width of the rod elevator
with an asymmetric web agitator arrangement at Q_вп = 20 kg/s, V_эл = 1.6 m/s, S₁ = 0.4 m, α = 20 gon

 

Используя представленные графические зависимости, можно определить массу просеянных почвенных примесей через щелевые отверстия пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей при изменении подачи почвенных примесей Q_вп с постоянными значениями технологических параметров V_эл = const; S₁ = const; α = const.

Для этого после определения соответствующего участка по длине пруткового элеватора необходимо провести параллельно оси ординат прямую до пересечения с графиком.

По оси абсцисс указана изменяемая длина пруткового элеватора, по оси ординат – масса просеянных почвенных примесей.

Представленные графические зависимости показывают, что интенсивность просеивания почвы на прутковом элеваторе с асимметричным расположением встряхивателей обеспечивается при увеличении подачи почвенных примесей от 10 до 30 кг/с. Данное обстоятельство объясняется тем, что при перемещении массы почвенных примесей по поверхности пруткового элеватора происходит процесс расклинивания крупными частицами промежутков в почвенной массе. Так как в почвенной навеске большей массы имеется содержание крупных частиц, то и процесс просеивания происходит более интенсивно при увеличении подачи примесей на поверхность пруткового элеватора, в отличии от навески меньшей массы. Максимальное значение массы K_пр просеянной почвы, вне зависимости от значения подачи почвенных примесей, наблюдается на участке затухания длины волны рабочей ветви пруткового элеватора, что обусловлено воздействием эллиптического встряхивателя на соответствующей длине пруткового элеватора L_эл = 1 020 мм.

При дальнейшем продвижении почвенной массы по длине пруткового элеватора происходит снижение интенсивности процесса просеивания почвенных примесей в результате затухания длины волны рабочей ветви пруткового элеватора от воздействия эллиптического встряхивателя.

Обсуждение и заключение

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что основная масса почвенных примесей просеивается на участке расположения встряхивателей, формирующих длину волны встряхивания, которая при проведении исследований устанавливалась в интервале значений S₁ = 0,2–0,4 м.

Полученные результаты исследований позволят обеспечить интенсификацию процесса сепарации корнеклубнеплодов и луковиц от почвенных примесей c помощью оптимального расположения встряхивателей по длине пруткового элеватора при известных значениях максимальной просеваемости почвенных примесей.

Приведенные данные указывают на высокую интенсивность процесса просеивания почвы на участке пруткового элеватора с оптимальным расположением встряхивателей. Затронутая проблема нуждается в разработке и станет объектом дальнейших исследований коллектива авторов.

 

Об авторах

Алексей Викторович Сибирёв

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sibirev2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9442-2276
ResearcherId: M-6230-2016

старший научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве, кандидат технических наук

Россия, 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5

Алексей Семёнович Дорохов

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: dorokhov@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0002-4758-3843
ResearcherId: H-4089-2018

заместитель директора по научно-организационной работе, лен-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор

Россия, 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5

Александр Геннадьевич Аксенов

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: 1053vim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9546-7695
ResearcherId: V-5572-2017

ведущий научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве, кандидат технических наук

Россия, 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5

Максим Александрович Мосяков

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Email: maks.mosyakov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5151-7312
ResearcherId: A-8482-2019

старший научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве, кандидат технических наук

Россия, 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5

Список литературы

Дополнительные файлы