08. Математична модель коливального руху спіралі очисника картоплі від домішок

https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201909-08
Адамчук В. В., Булгаков В. М., Головач І. В., Ружило З. В.
Сторінки: 52-58.

Короткий огляд
Мета. Дослідити коливальний процес робочих спіралей очисника картоплі від домішок для інтенсифікації і підвищення якості технологічного процесу. Методи. Теоретичні дослідження здійснено за основними методами моделювання, вищої математики, теоретичної механіки та опору матеріалів. Зокрема, використано методи дослідження коливань пружних і деформованих стержнів БернулліЕйлера та застосовано спеціальні функції Крилова, а також методи складання програм і проведення числового моделювання за допомогою ПК. Результати. Розроблено нову конструкцію очисника вороху від домішок, який застосовують під час викопування картоплі з ґрунту і складається він з консольно встановлених очисних спіральних пружин. При одночасних обертальному та коливальному рухах пружини дають можливість якісно очищувати і транспортувати бульби. Досягається це також за рахунок здатності спіралей самоочищуватись. Нами проведено теоретичні дослідження коливального руху очисника для визначення оптимальних конструктивних і кінематичних параметрів. Складено нове диференціальне рівняння у частинних похідних коливань консольної очисної спіралі. Аналітичний розв’язок цього диференціального рівняння дав можливість отримати закон коливального процесу очисної спіралі по її довжині для будьякого моменту часу та оцінити величину її деформації. Висновки. Під час проведення числового моделювання на ПК встановлено, що за кутової швидкості обертання спіралі, яка дорівнює  = 30 рад.·с–1, густині матеріалу, з якого виготовлена спіраль, , = 7700 кг·м–3, модулі пружності Е = 2·1011 Пa, радіусі прутка очисної спіралі r = 8,5 мм та рівномірно розподіленому навантаженні, інтенсивність якого дорівнює 1000 Н·м–1, повний прогин спіралі по її довжині змінюється у межах від 0 до 0,25 м, що забезпечує якість очищення та транспортування бульб картоплі за мінімальних втрат.


Ключові слова: бульба картоплі, викопування, ґрунтові домішки, консольна спіраль, коливання, диференціальне рівняння, числові розрахунки на ПК.



Бібліографія
  1.  Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. Москва: Машиностроение, 1984. 320 с.
  2.  Батяев Ф.И. Автоматическая сепарация примесей от клубней (к механизации уборки картофеля). Картофель и овощи. 1967. № 6. С. 16–17.
  3.  Батяев Ф.И., Карев Е.Б., Петров Г.Д.  Состояние и перспективы развития рабочих органов для отделения клубней картофеля от примесей при комбайновой уборке. Москва, 1972. 63 с.
  4.  Верещагин Н.И., Пшеченков К.А.  Рабочие органы для возделывания, уборки и сортирования картофеля. Москва: Машиностроение, 1965. 241 с.
  5.  Егошин А.В., Кропотов Е.И.  К вопросу отделения клубней картофеля от примесей и гнилей. Исследование машин и рабочих органов для возделывания и уборки картофеля, овощных и зерновых культур: сб. научн. тр. Нижегородского СХИ, Н.-Новгород, 1991. С. 55–57.
  6.  Колчин Н.Н., Фурлетов В.М., Арсеньев Д.А.  Состояние и перспективы развития отделителей примесей для послеуборочной обработки картофеля и овощей. Москва: ВИСХОМ, 1986. 65 с.
  7.  Karwowski T. Teoria i konstrukcia maszyn rolniczych. T. 3. Warszawa: PWRiL, 1982. 429 s.
  8.  Булгаков В.М., Зиков П.Ю. та ін. Очисник вороху коренебульбоплодів від домішок: пат. України № 43907, A 01 D 33/08. Опубл. 15.01.2002 р. Бюл. № 1.
  9.  Bulgakov V., Ivanovs S., Adamchuk V., Ihnatiev Y. Investigation of the influence of the parameters of the experimental spiral potato heap separator on the quality of work. Agronomy Research. 2017. V. 15, № 1. Р. 44–54.
  10.  Bulgakov V., Smolinskiy S., Frančák J., Jech J. Optimalizovanie konstrukcie rozdruzovaca zemiakov. GRONECH NITRA 2001. Pol’nohospodarska technika na zaciatku 21 storocia: Zbornik z medzinarodnej vedeckej konferencie. Slovenska pol’nohospodarska univerzita v Nitre. Nitra, Slovenska republika, 2001. Р. 73–79. https://doi.org/10.15584/eti.2017.3.13
  11.  Митрофанов В.С. Физико-механические свойства картофеля. В кн. «Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин». Т. 5, Москва-Ленинград: Машгиз, 1940. С. 629–634.
  12.  Василенко П.М. Введение в земледельческую механику. Киев: Сельхозобразование, 1996. 234 с.
  13.  Фаворин М.В. Моменты инерции тел: справочник. Москва: Машиностроение, 1997. 511 с.
  14.  Bulgakov V., Smolinsky S., Plizga K. Theoretical Research on Parameters of Working Bodies in the Spiral Separator of Potato Lots at Working Loading. Polish Academy of Sciences Branch in Lublin. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. V. 2. Lublin, Poland. 2002. Р. 31–34.
  15.  Светлицкий В.А. Механика стержней. В 2-х ч. Москва: Наука, 1967. Ч. 2. Динамика. 304 с.
  16.  Челомей В.Н. Избранные труды. Москва: Машиностроение, 1989. 336 с.
  17. Заика П.М. Избранные задачи земледельческой механики. Киев: УСХА, 1992. 512 с.
  18.  Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. Москва: Физматгиз, 1959. 327 с.
  19.  Вибрации в технике: справочник. В 6-ти т.; ред. совет: В.Н. Челомей. Москва: Машиностроение, 1981. Т. 1. 356 с.
  20.  Долгов Н.М. Элементы динамики систем на подвижных деформируемых основаниях. Киев: Техника, 1996. 92 с.
  21.  Долгов Н.М. Высшая математика. Киев: Вища школа, 1988. 416 с.
  22.  Ананьев И.В., Тимофеев П.Г. Колебания упругих систем в авиационных конструкциях и их демпфирование. Москва: Машиностроение, 1965. 526 с.