Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

THE DEPENDENCE OF THE TORQUE ON THE SHAFT OF THE FEEDER LOADER CONTINUOUS OPERATION FROM OPERATING PARAMETERS

Research article
Levchenko G.V.
Makarov С.А.
Tyurin I.Y.
Dugin Y.A.
DOI:
https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.098
Issue: № 10 (41), 2015
Published:
2015/16/11
PDF

Левченко Г.В.1, Макаров С.А.2, Тюрин И.Ю. 3,  Дугин Ю.А.4

1,2,3 кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 4 кандидат технических наук ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет

ЗАВИСИМОСТЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛУ ПИТАТЕЛЯ ПОГРУЗЧИКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ОТ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Аннотация

В работе рассматриваются вопросы работы питателя погрузчика для погрузки соломистого и полупревшего навоза из буртов. Приведены некоторые результаты экспериментальных исследований лопастного питателя погрузчика непрерывного действия. Дан анализ полученных графических зависимостей.

Ключевые слова: погрузчик, питатель, ротор, угловая скорость, параметры, крутящий момент.

 

Levchenko G.V.1, Makarov С.А.2, Tyurin  I. Y.3,   Dugin Y.A.4

1,2,3 PhD in Engineering, Saratov SAU,  4 PhD in Engineering, Volgograd State Agricultural University

THE DEPENDENCE OF THE TORQUE ON THE SHAFT OF THE FEEDER LOADER CONTINUOUS OPERATION FROM OPERATING PARAMETERS

Abstract

The paper examines the work feeder loader for loading the straw and manure from polupritsepa Burtov. Given some that the results of experimental investigations on vane feeder-loader of continuous action. The analysis of the obtained graphical dependence of simota.

Keywords: loader, feeder, rotor, angular velocity, parameters, torque.

Особенностью сельскохозяйственных продуктов яв­ляется то, что в течение времени в них происходят сложные биоло­гические процессы, от характера и интенсивности которых зависят их качество и сохранность [1-6]. Поэтому необходимо оснащение хозяйств, как основным, так и дополнительным оборудованием и приспособлениями для работы в обычных и сложных условиях [1-6,12].

Существуют различные способы выращивания растений в теплицах, грунтовая культура, культура на соломенных тюках, субирригационная и малообъёмная культура, водная, аэроводная и аэропонная культура. Наиболее распространённая в нашей стране грунтовая культура с выращиванием растений на естественных или искусственно приготовленных грунтах. Качество подготовки грунтов занимает особое место. Искусственно приготовленные грунты имеют в своем составе один или несколько органических компонентов (торф, опилки, кора, лигнин), а качестве субстрата используют прессованную солому из расчета 12-16 кг на 1 м2 теплиц [7-9].

Погрузчик непрерывного действия с лопастным питателем позволяет эффективно проводить погрузку соломистого и полуперепревшего навоза из буртов и на прифермской территории [10, 11]. Наибольшее влияние на работу питателя оказывают режимные параметры: угловая скорость вращения роторов и поступательная скорость погрузчика.

Влияние режимных параметров на показатели работы питателя исследовались по разработанному двухфакторному плану, включающему изменение поступательной и угловой скоростей по четырем уровням. Для обеспечения доверительной вероятности 0,95 повторность опытов была четырехкратная, очередность опытов определялась по теории случайных чисел. Исследовалось влияние указанных параметров на крутящий момент на валу ротора, приводную мощность, производительность и энергоемкость питателя.

В результате реализации двухфакторного эксперимента были получены экспериментальные данные, по которым строились математические модели. Воспроизводимость опытов проверялась по критерию Кохрена. Достоверность описания опытных точек уравнением регрессии оценивалось по критерию Фишера.

Первая математическая модель была построена для зависимости крутящего момента от режимных параметров и представляет собой уравнение:

image002    (1)

Минимум функции Т(w,v) достигается при w = 7,8. При этом значение функции

image004 (2)

  Графически полученная зависимость может быть представлена в виде поверхности отклика рис. 1.

image006

Рис. 1. Зависимость крутящего момента на валу ротора лопастного питателя от режимных параметров.

Анализ уравнения регрессии и полученной поверхности откли­ка позволяет сделать вывод, что сечения поверхности отклика плоскостями параллельными плоскости осей 0Т и 0w и плоскостями параллельными плоскости осей 0Т и 0v имеют гиперболический характер. При поступательной скорости, соот­ветствующей скорости рабочего процесса (v = 0,077 м/с), увеличение угловой скорости приводит к снижению  крутящего момента. При угловой скорости w = 4,0 с–1 крутящий момент Т = 49,8 Нм. Увеличение угловой скорости до w = 5,1 с–1 приводит к снижению крутящего момента до Т = 44,0 Н м. Чем больше угловая скорость в исследуемом диапазоне, тем менее значительное снижение крутящего момента, т.е. при большой угловой скорости крутящий момент стабилизируется. Уменьшение же угловой скорости менее w = 4,0 с–1 приводит к более резкому возрастанию крутящего момента так при w = 2,8 с–1  Т = 79,4 Н м.

Таким же образом на крутящий момент влияет и поступательная скорость. При определенном значении угловой скорости увеличение поступательной скорости вызывает рост крутящего момента. При угловой скорости w = 5,1 с­–1 изменение поступательной скорости от v = 0,077 м/с до v = 0,106 м/с приводит к росту крутящего момента с Т = 44,0 Н м до Т = 52,2 Н м. Рост крутящего момента тем больше, чем выше поступательная скорость. Снижение поступательной скорости приводит к снижению крутящего момента, и чем меньше область снижения поступательной скорости, тем менее значительна величина снижения крутящего момента.

Таким образом, по характеру зависимости крутящего момента от режимных параметров можно предположить наличие оптимальной области. Однако, для установления ее пределов необходимо перейти на более высокий уровень исследований и установить зависимости по производительности и мощности крутящего момента за счет уменьшения части груза, захватываемого одной лопастью, и, соответственно, к снижению сопротивления при отделении груза от основного массива и сопротивлению перемещения. При снижении угловой скорости при одной и той же поступательной рост крутящего момента связан с увеличением площади сопротивления отделению порции груза. Межлопастное пространство заполняется более полно, соответственно, возрастает сопротивление перемещению порции груза лопастью. При малой частоте вращения wР < 2,5 с–1 питатель забивается грузом из-за несоответствия производительности роторов и производительности подачи. Это приводит к резкому возрастанию крутящего момента. В экспериментальных исследованиях такое явление наблюдалось при v = 0,16 м/с и wР = 2,8 с–1, а также v = 0,135 м/с и wР = 2,8 с–1 и wР = 4,0 с–1.

Изменение поступательной скорости влияет на крутящий момент аналогичным образом. Увеличение поступательной скорости вызывает увеличение площади отделения и массы груза, захватываемого одной лопастью. Уменьшение поступательной скорости снижает сопротивление перемещению груза лопастью.

Литература

  1. Тюрин, И.Ю. Принципы и направления модернизации инженерно-технологического обеспечения возделывания сельскохозяйственных культур [текст] / И.Ю. Тюрин // Научное обозрение. 2011. № 2. С. 47-51.
  2. Тюрин, И.Ю. Совершенствование процесса досушивания сена [текст]/ Монография / Saarbrucken, 2012
  3. Левченко, Г.В. Устройство для упорядоченной укладки рулонов грубых кормов [текст] / Г.В. Левченко, В.Н. Соколов, А.В. Ракутина / Научное обозрение, № 3. – Саратов, ООО «АПЕКС-94», 2014., с. 38…41.
  4. Соколов, Н.М. Почвовлагосберегающий способ основной обработки почвы на склонах [текст] / Н.М. Соколов / Тракторы и сельскохозяйственные машины – 2012, №5, с.17-18.
  5. Левченко, Г.В. Машина для подъёма тепловых регистров / Г.В. Левченко, Н.А. Андреев, С.Л. Медведев, В.М. Подбельский, В.Ф. Левченко // Патент на полезную модель № 127736; МПК B66D 3/00;опубл. 10.05.2013, бюл. № 13.
  6. Дугин, Ю.А. Совершенствование технологии и разработка роторно-винтового молотильного аппарата для обмолота нута [текст] / Ю.А. Дугин/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. Волгоград, 2008.
  7. www.regnum.ru/news/490901. html
  8. Левченко, Г.В. Погрузчик-смеситель / Г.В. Левченко, П.И. Павлов, И.С. Алексеенко // Патент на полезную модель №87153; МПК B65G67/24, опубл. 27.09.2009, бюл. №27.
  9. Левченко, Г.В. Результаты исследований погрузчика-смесителя почвы для теплиц [текст] / Г.В. Левченко, А.О. Везиров, П.И. Павлов / Аграрный научный журнал, №8, 2013, с.62…64.
  10. Левченко, Г.В. Повышение эффективности погрузки органических удобрений погрузчиком непрерывного действия и оптимизация параметров лопастного питателя [текст] / Г.В. Левченко / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова. Саратов, 1998
  11. Левченко, Г.В. Лопастной питатель/ П.И. Павлов, В.Ф. Дубинин, Г.В.Левченко // Патент на изобретение RUS 2071234
  12. Макаров, С.А. Устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа. / С.А. Макаров, И.П. Павлов, С.Ю. Трифонов, О.В. Бобрышев, Е.В. Беликов // Патент на изобретение № 2216913 опубл. 04.02.2002.
 

References

  1. Tyurin, I.Y.The principles and directions of modernization of engineering and technological support cropping [text] / I.Y.Tyurin // Scientific Review.2011. № 2. pp 47-51.
  2. Tyurin, I.Y.Improving the process of dryness hay [text] / Monograph / Saarbrucken, 2012
  3. Levchenko, G.V.Device for orderly stacking bales of roughage [text] / G.V.Levchenko, V.N. Sokolov, A.V.Rakutina / Scientific Review, № 3. - Saratov LLC "APEX 94", 2014, p. 38 ... 41.
  4. Sokolov, N.M.Pochvovlagosberegayuschy way of primary tillage on slopes [text] / N.M.Sokolov / Tractors and agricultural machinery - 2012, №5, s.17-18.
  5. Levchenko, G. V. Machine for lifting heat registers / G. V. Levchenko, N. And. Andreev, S. L., Medvedev, M. V. Podbelsky, V. F. Levchenko // Patent for useful model No. 127736; IPC B66D 3/00;publ. 10.05.2013, bull. No. 13.
  6. Dugin, Y.А. Perfection of technology and the development of rotary screw threshing machine threshing chickpea [text] / Y.A. Dugin / thesis for the degree of candidate of technical sciences / Volgograd State Agricultural Academy. Volgograd 2008.
  7. www.regnum.ru/news/490901. html
  8. Levchenko, G.V.Truck Mixer / G.V.Levchenko, P.I. Pavlov, I.S. Alexeenko // Patent for useful model №87153; IPC B65G67 / 24, publ.27.09.2009, Bull. №27.
  9. Levchenko, G. V. studies of truck-mixer soil for greenhouses [text] / G. V. Levchenko, O. A. Vezirov, P. I. Pavlov / journal of Agricultural science, No. 8, 2013, p. 62...64.
  10. Levchenko, G. V. improving the efficiency of loading of organic fertilizer truck and a continuous optimization of parameters of a rotary-vane feeder [text] / G. V. Levchenko / the Dissertation on competition of a disci-tion of the degree of candidate of technical Sciences, Saratov state agrarian University named after. N. And. Vavilova. Saratov, 1998
  11. Levchenko, G. V. Vane feeder/ P. I. Pavlov, V. F. Dubinin, G. V. Levchenko // the Patent for invention RUS 2071234
  12. Makarov, S. A. Device for cutting and loading silage and haylage. / A. S. Makarov, I. P. Pavlov, S. Yu. Trifonov, O. V. Bobryshev, Y. V. Belikov // Patent for the invention № 2216913 publ. 04.02.2002.