Анотація до роботи:

Полупанов В.М. Розробка викопувально-сепаруючого пристрою машини для збирання коренеплодів кормового буряка й обґрунтування його параметрів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.11 – Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва.– Харківський державний технічний університет сільського господарства. Харків. 2002.

Дисертація присвячена дослідженню конструкції викопувально-сепаруючого пристрою для збирання кормового буряка з високою врожайністю й обґрунтуванню його параметрів, що забезпечують: зниження втрат і ушкоджень за рахунок збільшення робочого об’єму між різними по розміру і формі (плоский і сферичний) пасивними підкопувальними дисками; відсутність сгружування буряків і зниження кількості подачі землі на конвейєр-очисник при використанні транспортуючого пружного пальчастого диска, розміщеного над поверхнею поля із зазором; зниження кількості домішок у зібраному воросі шляхом використання, для очисника, зустрічно обертових секцій із жорсткими та еластичними кулачками.

За допомогою розробленої математичної моделі просторової взаємодії з елементами пристрою отримані результати механіки поведінки буряка в пристрої, характеристики руху коренеплоду при змінних його положення на полі і параметрів конструкції.

При лабораторно - польових дослідженнях і господарських випробуваннях були отримані технологічні показники процесу збирання буряка для машини з параметрами робочих органів, що рекомендуються і задовольняють норми агротехнічних вимог.

1. Порівняльний аналіз даних літературних джерел, випробувань і експериментальних досліджень різноманітних типів робочих органів для викопування кормового буряка і сепарації їхнього вороху свідчить про те, що доцільною комбінацією робочих органів (викопувального пристрою) для збирання коренеплодів середніх і великих розмірів є така, що складається з основного плоского і сферичного пасивних підкопувальних дисків і транспортуючого пристрою у виді пружного пальчастого диска; для сепаруючого пристрою доцільним є використання кулачкових секцій-очисників, що складаються з протилежно-обертових еластичних і жорстких кулачків спеціального профілю.

2. Розроблена математична модель просторового руху кормового буряка у викопувально-забірному пристрої дозволяє оцінити можливість попадання коренеплоду в робочу зону пристрою, сприятливого контакту з забірним і основним дисками пристрою, умови ушкодження і втрати коренеплоду, а також умови контакту з бітером і відсутності сгружування коренеплодів у пристрої при русі машини і зміні параметрів розміщення коренеплодів на полі щодо рядка, їхньої глибини, коефіцієнта тертя, сорту, розмірів і параметрів пристрою.

3. З використанням математичної моделі і результатів вивчення механіко-технологічних характеристик коренеплодів отримані результати механіки, що стосуються поведінки коренеплоду в пристрої, характеристик руху коренеплоду при зміні параметрів його положення на полі. Доцільним є наступні параметри розташування координат осі обертання бітера і забірного диска:

- значення подовжньої координати розташування осі обертання бітера від центра основного (лівого) диска складає (- 115мм);

- кут атаки забірного диска складає 12⁰, кут найбільшого схилу робочої площини диска до обрію знаходиться в діапазоні 16⁰-19⁰, координата поперечного розташування осі центра обертання диска - 110мм.

4. При збиранні кормового буряка доцільною комбінацією робочого органа, що сепарує, є послідовна установка секцій з металевими трилопатевими кулачками на перших двох валах; на третьому валу - гумові кулачки спеціального профілю; четвертий вал має кулачки з профілем, дзеркально відображає профіль кулачків третього вала. Вісь обертання вала четвертої кулачкової секції зміщена по нормалі щодо площини осей перших трьох валів на 130мм, а діаметр зменшений до 150мм у порівнянні з кулачками 3-го вала, діаметр яких складає 260мм. Четверта кулачкова секція обертається в напрямку, протилежному напрямку обертання інших кулачкових секцій.

Застосування зазначеної комбінації робочих органів дозволяє істотно зменшити кількість вільного ґрунту і рослинних залишків у прибраному воросі і знизити ушкодження коренеплодів в порівнянні з конструкцією кулачкового очисника вороху кормового буряка, що застосовувалося для очищення.

Для типових умов збирання показник загального забруднення вороха відповідає 3,27%. Доцільне значення кутової швидкості для кулачкового конвейєра-очисника дорівнює 14,2рад/с.

5. При лабораторно-польових дослідженнях були отримані агротехнологічні показники процесу збирання коренеплодів для машини з параметрами робочих органів, що рекомендуються, двох факторів: швидкості і заглиблення копачів при двох значеннях вологості – типової і близької до екстремальної вологості.

При типових умовах із середньою вологістю (16,3%) і твердістю ґрунту (1,77МПа) оптимальні значення агротехнологічних показників досягаються при швидкості руху 1,04м/с і заглибленні копачів 6,4см. При цьому втрати складають - 0,92%, сильні ушкодження - 1,79%, загальні ушкодження - 5,46%, зв'язаного ґрунту у воросі - 1,72%, вільного ґрунту - 1,22%.

Для середньої вологості ґрунту (24,4%) і твердості 0,8МПа, можливе досягнення значень сильних ушкоджень - 6,24%, загальних ушкоджень - 8,33%, утрат - 1,5%, зв'язаного ґрунту - 4,61%, вільного ґрунту у воросі - 2,59% при робочій швидкості 1,32м/с і глибині підкопування 6,8см.

6. Сумарна тягова потужність, при врожайності коренеплодів 90-100т/га, складових середніх значеннях вологості і твердості ґрунту 24% і 0,8МПа, глибині підкопування 6,5-7,0см, у діапазоні робочих швидкостей комбайна 1,13-1,25м/с, у розрахунку на один рядок склала 2,74-4,13кВт. Ці показники кращі, ніж показники вібраційних копачів, і порівняно рівноцінні з показниками копачів типу сферичні диски+била (МКК-6), приводних дисків (КС-6В) і копачів з активними вилками (РКМ-6).

7. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження трьохрядного пристрою машини для збирання коренеплодів кормового буряка, в порівнянні з результатами роботи машини МКК-6, складає 5899грн, враховуючи нормативну площу, що збирається, 50га, або 118грн на одному прибраному гектарі.

Публікації автора:

1. Шабельник Б.П., Полупанов В.Н., Завгородний А.Ф., Бандура А.И., Савин А.М. Особенности развития и формирования кормовой свеклы к моменту уборки // Механизация и электрификация сельского хоэяйства. - К.: - 1985. - С. 8-11. - 0,19 д.а. (Здобувачем запропонована об’ємна характеристика масива буряка – “конус росту”).

2. Шабельник Б.П., Мартынов В.М., Полупанов В.Н. Обобщенный критерий оптимизации рабочего процесса свеклоуборочной машины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1987. - №10. - С. 40-41. - 0,19 д.а. (Здобувачем теоретично обгрунтовані та представлені криві оцінки якості процесу викопування кормових буряків).

3. Шабельник Б.П., Полупанов В.Н., Мартынов В.М. Выкапывающее устройство корнеплодов кормовой свеклы с равнопрочным упругим диском // Конструирование и технология производства с. х. машин. - К.: Техніка - 1990. - № 20. - С. 56-59. - 0,19 д.а. (Здобувачем експериментально проаналізовані радіальні деформації пружного диска).

4. Шабельник Б.П., Мартынов В.М.,Серебряков И.Н., Татьянко Н.В., Полупанов В.Н. Методика расчета производительности кулачковых очистителей // Техника в сельском хозяйстве. 1991. - № 2. - С. 56-57. - 0,1 д.а. (Здобувачем досліджені та проаналізовані результати значень продуктивності одноярусного очисника).

5. Полупанов В.М. Агрофізична характеристика кормових буряків // Механика Машиностроение: Cб. науч. тр. - Харьков: ХГПУ.- 1997.Вып.7,-ч.2, - С. 82-85. - 0,21 д.а.

6. Полупанов В.Н. Математическая модель движения корнеплодов в выкапывающем устройстве корнеуборочной машины // Повышение надежности восстанавливаемых деталей: Cб. науч. тр. - Харьков: ХГТУСХ. - 1999. - С. 158-162. - 0,24 д.а.

7. Манчинский Ю.А., Полупанов В.Н., Лузан П.Г. Поведение корнеплодов в заборном устройстве машины для уборки кормовой свеклы // Зб. наук. пр. Кіровоградського державного технічного університету “Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація” Вип. 10. - Кіровоград: КДТУ. - 2001. -С.124-129. - 0,29 д.а. (Здобувачем, шляхом обчислень, графічно охарактеризовано зміну координат центра мас коренеплода при наявності бітера транспортуючого пристрою).

8. Манчинский Ю.А., Полупанов В.Н. Влияние характеристик начального положения корнеплодов на эффективность технологического процесса уборки корнеплодов кормовой свеклы // Механізація сільськогосподарського виробництва. Зб. наук. пр. Вип. 7 - Харків: ХДТУСГ. - 2001. - С. 216-221. - 0,29 д.а. (Здобувачем визначено вплив зміни нахилу подовжньої осі буряка на відповідність критеріям оптимальності процеса).

9. Манчинский Ю.А., Полупанов В.Н. Критерии эффективности функционирования выкапывающе-заборного устройства машины для уборки кормовой свеклы // Зб. наук.пр. Вип.8, т.1 - Харків: ХДТУСГ. - 2001. - С. 189-193. - 0,24 д.а. (Здобувачем теоретично визначені критерії характеру контакту коренеплода з площинами дисків).

10. Манчинський Ю.О., Полупанов В.М. Визначення параметрів робочого органу для збирання коренеплодів кормового буряка // Сб. науч. тр. Керченского морского технологического института “Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрных предприятий”. Вып.2, Керч: Изд-во КМТИ. - 2001. - С. 55-63. - 0,38 д.а. (Здобувачем теоретично розглянуто необхідний набір критеріїв здійснення технологічного процесу прибирання кормового буряка).

11. Шабельник Б.П., Полупанов В.Н., Мартынов В.М., Серебряков И.Н. Испытания рабочих органов для уборки кормовой свеклы // Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф. “Основные направления развития техники для возделывания и уборки сахарной свеклы и кукурузы по индустриальным технологиям в свете Продовольственной программы СССР”. - Харьков: УкрНИИСХОМ, 1986. - 36с. - 0,02 д.а. (Здобувачем представлено аналіз пошукових конструкторських розробок викопувальних пристроїв).

12. Устройство для извлечения корнеплодов из почвы: А.с. 1268126 СССР, МКИ А 01 D 25/04. / Б.П. Шабельник, В.Н. Полупанов, И.Г. Бойко, А.П. Скорик, И.И. Бескид (СССР). - № 3911749/30-15; Заявл. 18.06.85; Опубл. 07.11.86, Бюл. № 41. (Здобувачем запропоновано радіальне, консольне кріплення пружних бил на вертикальних валах).

13. Устройство для доочистки и извлечения корнеплодов из почвы: А.с. 1271417 СССР, МКИ А 01 D 27/04. / Б.П. Шабельник, В.М. Мартынов, В.Н. Полупанов, М.А. Мишин (СССР). - № 3905143/30-15; Заявл. 14.06.85; Опубл. 23.11.86, Бюл. № 43. (Здобувачем запропоновано комбінацію лемішів та вал з пружними билами).

14. Свеклоуборочный комбайн: А.с. 1306505 СССР, МКИ А 01 D 27/04. / Б.П. Шабельник, И.Н. Серебряков, Н.В. Татьянко, А.А. Покуса, В.Н. Полупанов, В.М. Мартынов, В.Г. Кузьминов, И.С. Долбиев, И.П. Масло, А.Ф. Завгородний, Г.Д. Петров, А.И. Бандура (СССР). - № 3995754/30-15; Заявл. 25.12.85; Опубл. 30.04.87, Бюл. № 16. (Здобувачем запропоновано ешелонування дисків та змінний зовнішній діаметр кулачків подовж першого вала конвейєра-очисника).

15. Устройство для извлечения корнеплодов из почвы: А.с. 1419564 СССР, МКИ А 01 D 25/04. / Б.П. Шабельник, В.Н. Полупанов, В.В. Дудка (СССР). - № 4197776/30-15; Заявл. 23.02.87; Опубл. 30.08.88, Бюл. № 32. (Здобувачем запропоновано викопувальний пристрій з одним нахиленим пружним транспортуючим диском).

16. Диск рабочего органа для извлечения корнеплодов: А.с. 1426489 СССР, МКИ А 01 D 25/04. / Б.П. Шабельник, В.Н. Полупанов, Т.Г. Павлюченко, В.В. Боцман (СССР). - № 4214509/30-15; Заявл. 25.03.87; Опубл. 30.09.88, Бюл. N 36. (Здобувачем запропоновано лезо підкопувального диска у вигляді окремих дугоподібних частин з зазором між ними).

17. Шабельник Б.П., Полупанов В.Н., Бандура А.И. Усовершенствованная машина для уборки кормовой свеклы // Информационный листок № 82, ХЦНТИ, - Харьков, 1985. с.6. - 0,14 д.а. (Збодувачем запропоновані експериментально визначені прийнятьні настановні кути підкопувальних дисків модернізованої машини СКД-2).

18. Шабельник Б.П., Нанка А.В., Полупанов В.Н., Мартынов В.М., Бандура А.И. Переоборудование копателя корнеплодов ККГ-1,4 для уборки кормовой свеклы // Изд-во Харьковского ЦНТИ и пропаганды. - 1987. - № 102-87. - 4с. - 0,09 д.а. (Здобувачем запропоновано конструктивне рішення ешелонування дискових копачів і вузлів їх кріплень для збільшення діапазону регульованих значень кутів атаки та розвалу дисків).