DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.10(41).1.200-212

Інженерна методика дослідження кінематичних параметрів робочого органу картоплезбиральної машини

А.В. Бабій, І.В. Головецький

Об авторах

А.В. Бабій, професор, доктор технічних наук, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, e-mail: avbabiytntu@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6198-0100

І.В. Головецький, аспірант, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, ORCID ID: 0009-0004-8841-2508

Анотація

Необхідність виконувати дослідницькі роботи з пошуку нових рішень для отримання оптимальних конструкцій картоплезбиральних машин виникла з потребою підвищення рівня забезпеченості збиральною технікою виробників у підсобних чи невеликих фермерських господарствах. Проблема ускладнюється тим, що така машина повинна агрегатуватися з малоенергонасиченими тракторами тягового класу 0,6 т та менше. Тому при обґрунтуванні параметрів запропонованої конструкції картоплекопача рішення мають бути добре зваженими та прийнятими на основі перевірених інженерних методик для аналізу та основних підходів до конструювання сільськогосподарської техніки. У роботі наведено інженерну методику дослідження кінематичних параметрів приводного механізму лемеша як основного робочого органу однорядної картоплезбиральної машини. Суть інженерної методики полягає в тому, що вона базується на графоаналітичному методі планів при дослідженні кінематичних механізмів. Для фізичної конструкції приводного механізму лемеша картоплекопача зроблено теоретичні описи та побудовано плани швидкостей і прискорень, що дає можливість досліднику отримати вказані кінематичні параметри для будь-яких точок ланок даного механізму. У підсумку отримано ряд значень кінематичних параметрів, що характеризують роботу даного механізму та на основі яких виконується аналіз технологічної ефективності лемеша картоплезбиральної машини. Таким чином, наведена інженерна методика дослідження кінематичних параметрів механізму приводу лемеша дозволяє описати закономірності взаємодії ланок такого механізму та охарактеризувати лінійні, кутові швидкості та прискорення будь-яких точок чи ланок досліджуваного механізму. Отримані кінематичні параметри мають визначені скалярні значення та напрямки векторів, що дозволяє досліднику більш повно зорієнтуватись про їх вплив на досліджуваний процес. Перевагою такого методу є те, що швидкості чи прискорення можна визначити для будь-якої точки, що належить ланкам механізму, не застосовуючи складних аналітичних описів. На основі наведеної методики були визначені лінійні швидкості характерних точок механізму у всіх його положеннях, кутові швидкості ланок, прискорення точок та кутові прискорення ланок. Отримані значенні є основою подальшого дослідження поведінки частинки бульбоносного пласта на площині лемеша з метою визначення параметрів для забезпечення його направленого руху та інтенсивності сепарації.

Ключові слова

картопля, картоплезбиральна машина, кінематичні параметри, швидкість, прискорення, леміш, кривошип, приводний механізм, робочий орган, інженерна методика

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Bulgakov V., Nikolaenko S., Adamchuk V., Z. & Olt J. (2018). Theory of impact interaction between potato bodies and rebounding conveyor. Agronomy Research. 16(1). P. 52-63. DOI: 10.15159/AR.18.037.

2. Fu, Y.;& Wang, C. (2013). Experiment and study of the vibration of type 4SW-170 potato digger. Journal of Agricultural Mechanization Research. v.35, P. 147-151 https://doi.org/10.13427/j.cnki.njyi.2013.01.052.

3. Hevko R.B., Tkachenko I.G., & Synii S.V., (2016). Development of design and investigation of operation processes of small-scale root crop and potato harvesters, INMATEH Agricultural Engineering. 49 (2), P. 53-60. [in Romania].

4. Hrushetsky S.M., Yaropud V.M., Duganets V.I., Duganets V.I., Pryshliak, V.L. & Kurylo V.M. (2019) Research of constructive and regulatory parameters of the assembly working organs for the potato’s harvesting machines. INMATEH-Agricultural Engineering. Vol. 59. № 3. pp. 101-110. DOI: 10.35633/INMATEH-59-11.

5. Huali Yu, Xiaoshun Zhao, Yongying Sang & Tao Wu. (2015). Parametric Modeling and Moving Simulation of Vibrating Screen and Tubers on Potato Harvester. Advance Journal of Food Science and Technology 7(6): 474-478.

6. Li, J.; Lv, Y.; Sun, Y.; & Lin, Y. (2022). Design and experiment of separating and lifting device of potato harvester. Journal of Agricultural Mechanization Research, v.44, p.1-263, https://doi.org/10.13427/j.cnki.njyi.2022.12.020.

7. Lü Jinqing, Tian Zhongen, Wu Jin’e, Yang Ying, Shang Qinqin, Wang Yingbo, et al. (2015). Design and experiment on 4U1Z vibrating potato digger. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. Vol.31 No.12. Jun. P. 39-47.

8. Shengshi Xie , Kai L. Lu , Wei G. Deng , Fang Wang , Peng Li & Guangyu Liu. (2023). Improved design and experiment of separating sieve for potato digger. Brazilian Journal of Agricultural and Environmental Engineering. v.27, n.12. P. 966-972. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v27n12p966-972.

9. Shengshi Xie, Chunguang Wang, & Weigang Deng. Experiment of a swing separating sieve on a potato digger Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.39, n.4. P. 548-554, jul./aug. 2019.

10. Xie, S.; Wang, C.; Deng, W. (2019). Displacement analysis of potato relative to separation sieve and separation sieve performance test. Journal of Agricultural Science and Technology, v.21. P.71-81. https://doi.org/10.13304/j.nykjdb.2018.0492.

11. Babii A.V. Vibratsiinyi lemish kartoplekopacha [Vibrating ploughshare of a potato harvesting machine]/ Babii, A.V., Holovetskyi, I.V., Hlado, Yu.B., Andreikiv O.Ie., Hamrach V.O / Deklaratsiinyi patent na korysnu model ua 156320 u A01D 21/00 (2024.01). Zaiavleno 09.01.2024, u 2024 00129, opublikovano 05.06.2024, Biul. №23 [in Ukrainian].

12. Babii A.V., & Holovetskyi I.V. (2024). Vyznachennia konstruktyvnykh parametriv elementiv mashyn pry nestatsionarnykh protsesakh navantazhennia [Determination of structural parameters of machine elements during non-stationary load processes]. Materialy I-yi Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii «PRYKLADNA MEKhANIKA» prysviachenoi 80-ty richchiu z dnia narodzhennia profesora Ch.V. Pulky. TNTU, Ternopil. P.149-151 [in Ukrainian].

13. Babii A.V., Holovetskyi I.V.,& Herasymovych P.V. (2021). Problemy ta perspektyvy rozvytku kartopliarstva v Ukraini [Problems and prospects of the development of potato growing in Ukraine]. Zbirnyk tez dopovidei Kh-oi Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii molodykh uchenykh ta studentiv „Aktualni zadachi suchasnykh tekhnolohii“. Ternopil. FOP Palianytsia V.A. T.1. P. 25-26 [in Ukrainian].

14. Babii A.V., Holovetskyi I.V., Hlado & Yu.B. (2023). Doslidzhennia kinematychnykh parametriv vibratsiinoho lemesha kartoplekopacha z vykorystanniam kompiuternoi prohramy [Study of kinematic parameters of the vibrating blade of a potato digger using a computer program]. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. "Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn". Vyp. 53. P. 227-236 [in Ukrainian].

15. Holovetskyi I.V., & Babii A.V. (2023). Konstruktyvni osoblyvosti ta efektyvnist roboty mini kartoplekopachiv [Design features and efficiency of mini potato harvesting machine]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky. Vyp. 8(39), ch.II. P. 134-143 [in Ukrainian].

16. Hrushetskyi S.M. (2009). Innovatsiina kartopliana tekhnika – kompleksne rishennia zadach [Innovative potato technology is a comprehensive solution to problems]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn : Zahalnoderzhavnyi mizhvid. nauk.-tekhn. zb. Pid zah. red. I.M. Chernovola. Kirovohrad : KNTU. Vyp. 39. P. 68-81 [in Ukrainian].

17. Kinytskyi Ya.T. (2004) Korotkyi kurs teorii mekhanizmiv i mashyn [A short course in the theory of mechanisms and machines]: Pidruchnyk dlia inzh.-tekh. spets. vyshchykh zakl. Ukrainy. 2-e vyd., pereobl. i skor. Lviv: Afisha. 272 p [in Ukrainian].

18. Liashuk V. M., Didukh V. F., Herasymyk-Chernova T. P., & Bartoshyk I. S. (2019). Osoblyvosti formuvannia vrozhaiu kartopli [Features of potato crop formation]. Silskohospodarski mashyny : zb. nauk. st. Lutsk. Vyp. 42. P. 49–55 [in Ukrainian].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

1. Bulgakov V., Nikolaenko S., Adamchuk V., Z. & Olt J. Theory of impact interaction between potato bodies and rebounding conveyor. Agronomy Research. 2018. 16(1). pp. 52-63. DOI: 10.15159/AR.18.037.

2. Fu, Y.;& Wang, C. Experiment and study of the vibration of type 4SW-170 potato digger. Journal of Agricultural Mechanization Research, v.35. P.147-151, 2013. https://doi.org/10.13427/j.cnki.njyi.2013.01.052.

3. Hevko R.B., Tkachenko I.G., & Synii S.V., Development of design and investigation of operation processes of small-scale root crop and potato harvesters, INMATEH Agricultural Engineering. 49 (2), рр. 53-60, Romania (2016).

4. Hrushetsky S.M., Yaropud V.M., Duganets V.I., Duganets V.I., Pryshliak, V.L. & Kurylo V.M. Research of constructive and regulatory parameters of the assembly working organs for the potato’s harvesting machines. INMATEH-Agricultural Engineering. 2019. Vol. 59. № 3. pp. 101-110. DOI: 10.35633/INMATEH-59-11.

5. Huali Yu, Xiaoshun Zhao, Yongying Sang & Tao Wu. Parametric Modeling and Moving Simulation of Vibrating Screen and Tubers on Potato Harvester. Advance Journal of Food Science and Technology 7(6): 474-478, 2015.

6. Li, J.; Lv, Y.; Sun, Y.; & Lin, Y. Design and experiment of separating and lifting device of potato harvester. Journal of Agricultural Mechanization Research, v.44. P.1-263, 2022. https://doi.org/10.13427/j.cnki.njyi.2022.12.020.

7. Lü Jinqing, Tian Zhongen, Wu Jin’e, Yang Ying, Shang Qinqin, Wang Yingbo, et al. Design and experiment on 4U1Z vibrating potato digger. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. Vol.31 No.12. Jun. 2015. P. 39-47.

8. Shengshi Xie , Kai L. Lu , Wei G. Deng , Fang Wang , Peng Li & Guangyu Liu. Improved design and experiment of separating sieve for potato digger. Brazilian Journal of Agricultural and Environmental Engineering. v.27, n.12, 2023. P. 966-972. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v27n12p966-972.

9. Shengshi Xie, Chunguang Wang, & Weigang Deng. Experiment of a swing separating sieve on a potato digger Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.39, n.4, p.548-554, jul./aug. 2019.

10. Xie, S.; Wang, C.; & Deng, W. Displacement analysis of potato relative to separation sieve and separation sieve performance test. Journal of Agricultural Science and Technology, v.21, p.71-81. 2019. https://doi.org/10.13304/j.nykjdb.2018.0492.

11. Бабій А.В. Вібраційний леміш картоплекопача / Бабій, А.В., Головецький, І.В., Гладьо, Ю.Б., Андрейків О.Є., Гамрач В.О / Деклараційний патент на корисну модель ua 156320 u A01D 21/00 (2024.01). Заявлено 09.01.2024, u 2024 00129, опубліковано 05.06.2024, Бюл. №23.

12. Бабій А.В., Головецький І.В. Визначення конструктивних параметрів елементів машин при нестаціонарних процесах навантаження. Матеріали І-ї Міжнародної науково-технічної конференції «ПРИКЛАДНА МЕХАНІКА» присвяченої 80-ти річчю з дня народження професора Ч.В. Пульки. ТНТУ, Тернопіль, 2024. С.149-151.

13. Бабій А.В., Головецький І.В., Герасимович П.В. Проблеми та перспективи розвитку картоплярства в Україні. Збірник тез доповідей Х-ої Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“. Тернопіль, 2021. ФОП Паляниця В.А. Т.1. С. 25-26.

14. Бабій А.В., Головецький І.В., Гладьо Ю.Б. Дослідження кінематичних параметрів вібраційного лемеша картоплекопача з використанням комп’ютерної програми. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. "Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин", 2023. Вип. 53. С. 227-236.

15. Головецький І.В., Бабій А.В. Конструктивні особливості та ефективність роботи міні картоплекопачів. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. Вип. 8(39), ч.ІІ. С. 134-143.

16. Грушецький С.М. Інноваційна картопляна техніка – комплексне рішення задач. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : Загальнодержавний міжвід. наук.-техн. зб. Під заг. ред. І.М. Черновола. Кіровоград : КНТУ, 2009. Вип. 39. С. 68-81.

17. Кіницький Я.Т. Короткий курс теорії механізмів і машин: Підручник для інж.-тех. спец. вищих закл. України. – 2-е вид., переобл. і скор. Львів: Афіша., 2004.272 с.

18. Ляшук В. М., Дідух В. Ф., Герасимик-Чернова Т. П., Бартошик І. С. Особливості формування врожаю картоплі. Сільськогосподарські машини : зб. наук. ст. Луцьк, 2019. Вип. 42. С. 49–55.


Copyright (c) 2024 А.В. Бабій, І.В. Головецький