ENERGY CALCULATION OF FORMATION SEPARATION AT AN ELEVATOR WITH AN INTENSIFIER OF POTATO HARVESTERS

Abstract

Проблема и цель. При проектировании картофелеуборочных машин важно знать энергоемкость каждого рабочего органа, чтобы оценить эффективность принятых инженерных решений. Цель исследования – произвести энергетический расчет сепарации пласта на элеваторе с интенсификатором картофелеуборочных машин. Методология. Объект исследования – рабочий орган картофелеуборочного комбайна КПК-2-01 с интенсификатором сепарации. Сделаны допущения, что: 1) комбайн движется с постоянной скоростью по плоской горизонтальной поверхности; 2) величина скорости частицы почвенного пласта на полотне элеватора относительно комбайна во время движения и в момент схода с полотна элеватора постоянна и равна скорости точки прутка рабочей ветви; 3) движение пласта почвы с клубнями на полотне элеватора при постоянной подаче с лемеха является установившимся, и масса клубненосного пласта на полотне элеватора постоянна. Затраты энергии на транспортирование и сепарацию почвенного пласта на элеваторе и соответствующая мощность P распределяются на ходовую часть и привод элеватора. Рассчитанбаланс мощности сил, выполняющих работу транспортирования и сепарирования почвенного пласта на полотне элеватора. Результаты. При увеличении полноты сепарации и снижении доли примесей в конце полотна элеватора работа и мощность внешних сил могут снижаться, поскольку часть примесей, на подъем которых по элеватору затрачивалась энергия, отсеиваются через зазоры между прутками на низкой высоте и, кроме того, опускаясь на ленте транспортера, возвращают часть затраченной на их подъем энергии, передавая ее приводу интенсификатора. Расчеты мощности внешних сил показали, что снижение доли примесей на выходе с 15 % до 14 % за счет интенсификатора сепарации не приводит к увеличению мощности. С увеличением скорости прутка элеватора от 1 м/с до 1,8 м/с при подаче на лемех и при элеваторемассы 242 кг/с и полноте сепарации 85 % мощность действующих на пласт на элеваторе внешних сил без учета внешнего и внутреннего трения увеличивается примерно на 8 % или с 1,52 до 1,64кВт. Заключение. При постоянной высоте элеватора 693 мм уменьшение угла наклона полотна элеватора к горизонту от 22о до 19о с соответственным увеличением длины полотна элеватора не влияет существенно на мощность внешних сил. Применение интенсификатора сепарации при снижении доли примесей с 0,15 до 0,14 приводит к незначительному, не превышающему 4 %, увеличению мощности действующих на пласт внешних сил без учета сил трения. Problem and purpose. When designing potato harvesters, it is important to know the energy intensity of each working element in order to evaluate the effectiveness of the engineering solutions taken. The purpose of the study was to make an energy calculation of the separation of the reservoir at the elevator with an intensifier of potato harvesters. Methodology. The object of study is the working body of the KPK-2-01 potato harvester with a separation intensifier. Having made the assumptions that: 1) the harvester moves at a constant speed on a flat horizontal surface; 2) the value of the speed of a particle of the soil layer on the elevator canvas relative to the combine during movement and at the moment of leaving the elevator canvas is constant and equal to the speed of the point of the bar of the working branch; 3) the movement of the soil layer with tubers on the elevator canvas at a constant supply from the plowshare is steady, and the mass of the tuberous layer on the elevator canvas is constant. The energy costs for transporting and separating the soil layer on the elevator and the corresponding power P are distributed to the chassis and drive of the elevator. The power balance of the forces performing the work of transporting and separating the soil layer on the elevator canvas was calculated. Results. With an increase in the completeness of separation and a decrease in the proportion of impurities at the end of the elevator web, the work and power of external forces may decrease, since part of the impurities, which took energy to lift along the elevator, are screened out through the gaps between the bars at a low height and, moreover, descending on the conveyor belt, they return a part of the energy spent on their rise, transferring it to the intensifier drive. Calculations of the power of external forces showed that the reduction in the proportion of impurities at the outlet from 15 % to 14 % due to the separation intensifier does not lead to an increase in power. With an increase in the speed of the elevator bar from 1 m/s to 1.8 m/s with a feed rate of 242 kg/s to the plowshare and the elevator and a separation completeness of 85%, the power of the external forces acting on the formation on the elevator without taking into account external and internal friction k increases by approximately 8 % or from 1.52 to 1.64kW. Conclusion. With a constant elevator height of 693 mm, a decrease in the angle of inclination of the elevator web to the horizon from 22° to 19° with a corresponding increase in the length of the elevator web does not significantly affect the power of external forces. The use of a separation intensifier with a decrease in the proportion of impurities from 0.15 to 0.14 leads to a slight, not exceeding 4 %, increase in the power of external forces acting on the formation without friction forces.