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洋葱收获机床形滚轮螺旋滚筒的设计及技术参数
关键词:洋葱套,清洗,修复工作,整理工作机构,设计及工艺参数,滚压成型剂
摘要
收获洋葱种子时的一个特点是,从挖掘执行设备到分离执行设备的洋葱土壤堆中的杂质中包含与洋葱种子鳞茎大小相似的土壤块,在开槽(例如在酒吧电梯、屏幕应用的)执行设备上很难分离下来(M.Tauseef Asghar,2014)。这个问题最需要解决的时候是在收集种子的洋葱卷时,因为分离洋葱和土块的执行设备接收土层和洋葱在执行时,设备在第一阶段挖掘收获种子洋葱,部分组成的核心是类似于灯泡的土壤块,和分离执行设备是难以分离的。这种情况的原因是,在土壤层与可销售的产品(洋葱)一起被削下后,和大量的土壤结块难以分离,在分离执行装置上并对其相互作用时对根茎作物和球茎造成损害时,到达分离执行装置。此外,在开槽执行设备(条形输送机和筛子)上分离土块是根据尺寸特性进行的,这并不能解决现有的问题——分离的土块大小与种子洋葱相当。因此,为了保证收获种子洋葱的定性指标,即鳞茎与土壤杂质的分离完整性,必须保证在第二收获阶段减少或完全消除土壤块流入分离执行装置的情况。
介绍
通过分析目前减少种子洋葱商业产品中土壤杂质含量的方法和技术手段的现状,发展有利于降低洋葱收获过程中土壤杂质含量的科学技术解决方案,首先需要补充第一和第二阶段执行装置对收获种子洋葱时土块分离完整性的影响及影响因素的理论和实践研究(Aksenov А.G.,Sibirev А.V.,Еmelianov P.А.,2018)。
我们都知道,根据收获洋葱种子的工艺流程,在复杂的工业生产链条中,最后的操作是形成质量高的预制床,以便将鳞茎放置在辊子中。因此,能否达成收获的定性指标取决于之前的工艺操作的执行情况(Lobachevsky Ya.P.,Emelyanov P.A., Aksenov A.G.,Sibirev A.V.,2016)。考虑到这一点,为了提高收割机的效率,寻求结构和技术解决方案的目的应是通过平整致密床的表面来限制硬度过高的土壤块的进入(Natenadze N.,2016)。
最后,下一个收获种子洋葱的操作,即是在洋葱成熟后从辊子中收集鳞茎,这要基于准备好的苗床的质量。国外(法国“西蒙”公司,波兰“克鲁科维亚克”公司)和国内农机制造商目前大多使用被动压轮(图1),由各种材料制成的压轮形成床层成型区,有些制造商的产品甚至没有任何成型区(Lobachevsky Ya.P.,Emelyanov P.A.,Aksenov A.G.,Sibirev A.V.,2016)。
图1 - Z-653/1洋葱收割机的床状成型装置,“Krukowiak”,波兰
洋葱收割机的辊子在放置辊子之前就要准备好表面,这有利于更快地干燥洋葱。增大的直径和塑料表面,确保旋转更加平稳,防止湿土粘着。
这种成床装置的缺点,就是因为没有足够的功能使正在形成的床的表面平整,所以不能为高效地收集洋葱种子而准备一个最优的平坦的脊(Kurdyumov V.I.,Zykin E.S, Lazutkina S.A.,2016)。
法国公司“Samon”和荷兰公司“IMAC”生产的洋葱收获机的成床装置,是与滚轮轴平行的沿壳体呈波浪状突起的被动圆柱滚轮(图2)。
1) 2)
图2 -圆盘式洋葱收获机 laquo;Samonraquo;(A)和laquo;IMACraquo;(B)的成床装置(荷兰)
已知的床层形成装置的一个严重缺点就是,在创建的床层表面形成了一个凹窝状的轮廓,球茎在形成的凹痕中积累,当进行收集时,更多的土壤被提升到分离执行装置,也会造成更多的球茎丢失,因此不能有效地收集球茎。
还有一种已知的起根器式的床层形成装置。
图3 -成床装置:
1 -托盘;2 -偏转护盾;3 -分离装置;4 -筛子
这个设备(图3)的形式是基于双组托盘1和导流罩2,顶部的双组托盘2面临分界面3,将螺距做成楔形,顶部对准抬高执行装置,偏转护盾连接到分离执行装置的两侧,相互倾斜。
所述成床装置的缺点是结构复杂,金属使用量过大,设备形成的成床使洋葱球滚出,掉落至田间,从而增加了从在收集过程中引起的洋葱的损失。
材料和方法
在这方面,为了减少在第二收获阶段,即从滚轮上收集种子洋葱时,土壤块和种子洋葱一起流向分离执行装置,以及加强种子洋葱和类似的土壤块的分离,目前已经开发了一种用于洋葱收获机的床形碾压辊(专利RF patent № 2601060),它有助于减少种子洋葱第二收获阶段土壤块流向分离执行装置(Aksenov A.G.,Pryamov S.A.,Sibirev A.V.,2016)。
图4洋葱收获机床形辊的结构图
1 -框架;2 -螺旋滚筒;3 -狭窄托盘;4 -滚轮成型机;5 -滚筒分离器;6 -螺旋滚筒;7 -回滚段;8 -除杂盘;9、10 -齿轮单元;11 -链条传动装置
床成型辊(图4)由机架1、圆筒形滚筒2、变窄托盘3、滚轮成型机4、滚筒分离器5组成,在滚筒分离器5下,螺旋滚筒6安装在机架1上,螺旋滚筒6沿其整个长度呈扇形段7、杂质排出除杂盘8、齿轮箱9、10、调整滚筒转速和链条传动装置11。
床面整形辊的操作如下。
随着螺旋辊子6在场地上的逐渐旋转,其利用其圆柱形表面将土壤压缩到最佳值,而其突起以回滚段7的形式相对于横轴对称地位于螺旋辊子6的表面上,在土壤表面上形成波浪状地形。螺旋滚筒6的回滚段7在磁场表面形成凹陷,由于回滚段7各突起的起点和终点都在螺旋辊筒6的同一成型线上,并与下一个突起的中间重合,故辊筒运动均匀,不移位泥土,不产生冲击。经过安装在螺旋滚筒6后面的圆筒形滚筒2工作后,在工作后经过的田野表面的边缘形成限制性的脊线。
因此,由辊子成型辊子成型的辊子可以防止洋葱滚走,辊子是由松散的、分离的、细粒的土壤在没有压实的情况下形成的,这就消除或减少了从条形带收集洋葱时土壤块流入机器分离装置的可能,从而减少了土壤和植物杂质的含量,也减少了从辊子成型时对洋葱种子的伤害。通过形成可调密度的布层,保证产品在其表面的布蚀。
利用技术进行洋葱产量估算具有较高的精度,且从该系统的数据中获取数据简单,可以为利用策略进行作物管理提供必要的信息。因此,对洋葱产量空间变异监测技术的评价有待于进一步的研究。
与一些内置系统相比,直接从数据消息获得的数据与处理技术集成在一起,不能提供最精确的产量图。此外,正如Silva等人(2011年)和Sanches等人(2019年)所指出的那样,它具有实际应用价值,因为收割机中不需要安装额外的传感器,而且有可能扭转洋葱产量图采用依从性较低的趋势。
在洋葱收割机切割加工过程中,收割机的行驶速度与输入变量、观测产量之间不存在相关关系。相对恒定的牵引参数条件可以解释恒定的牵引功率需求,反映在速度和发动机参数之间的相关性观察结果。然而,我们能够从一台收割机上收集数据(受限于一台产量监视器原型的访问),以执行使用收割机数据来测量洋葱产量的概念。在未来的研究中,可以增加更多的变量和不同的现场条件,如机器运行的牵引需求,它与土壤条件相关变量的关系,如湿度、压实度、残留覆盖率等,以增加模型的稳健性。
准确的作物产量估计值有一系列重要目的,有助于提高农业生产效率和抗灾能力。可靠的产量估计值可用于识别产量限制因素,以指导制定特定地点的管理策略。虽然模型在观测产量的极值方面有较大的预测误差,但很明显可以识别出较高和较低的极值。在数据收集期间产生模式。这是第一个利用甘洋葱收割机生成的数据来实时估算样产品产量的方法。利用地理参照数据进行研究,通过在模型中添加不同的机器和田间条件来监测商业田洋葱产量的空间变异。
决定洋葱收获机辊床造型机质量的主要参数之一是土壤的松动程度(Sojka R.E., Horne D.J, Ross C.W, Baker C.J.,1997),以及洋葱辊床造型机中土块的结构组成。
床层成型机辊筒转速的增加,导致螺旋型辊筒和圆柱形辊筒圆周转速的增加,对土壤研磨质量产生了积极的影响,即增加了土壤疏松程度(Farhadi R., Sakenian N., Azizi P., 2012)。
结果与讨论
为了确保为洋葱种子带准备好一个良好的床,有必要由螺旋滚筒床型辊研磨土壤块,使其小于标准洋葱分数的最小直径,以便分离执行装置上的鳞茎从小的土壤杂质中得到清理(因为接收洋葱收获机的切割位置之下部分,连同鳞茎,收集难以分离的土壤块,由于它们的大小与标准鳞茎相当)。(Hevko R.B.,Tkachenko I.G.,Synii S.V.,2016)。
由上可知,土块的最大直径应小于标准种子洋葱粒的最小直径,即:
le; (1)
其中:minus;为土块最大直径,米
成床辊螺旋滚筒的最小直径是根据洋葱收获机犁削土层后形成的土壤团块的最大尺寸来确定的,以保证土壤团块可以留在成床辊螺旋和滚筒之间:
(2)
由于根据农业技术要求,根据土壤的分级组成来评价土壤的粉碎质量,当土壤结块后,经过成床辊的螺旋滚筒,组成一个单一的分级,就满足了这一条件(Kamaletdinov R.R.,2012)。
我们将考虑土壤的几何尺寸块地面来确定床上成型辊螺旋滚筒的直径(图5)。
图5 -确定洋葱收获机床形滚筒螺旋滚筒直径示意图
土块的宽度和高度M和N取决于倒转土层的厚度和整流辊螺旋滚筒床的覆盖度。
因此,要使土块M和N构成一个分数,就必须保证其最大厚度的均匀性。
为此,受螺旋和螺旋滚筒两条轨迹限制的土块(M N),必须在螺旋路径的纵剖面上进行分割,使倒转土层的最大土块厚度F-()等于最大土块厚度G-()。
让我们假设这个等式:
(3)
假设当滚筒螺旋路径被分成两半时,等式成立。值应使和在纵-垂直面中与倒立土层表面的接触点存在着一定的距离:
(4)
式中:
minus;为铺床辊筒螺旋旋转角度,度数;
lambda;minus;床上成形辊螺旋滚筒的运动指示器。
(5)
式中:minus;为成床滚筒螺旋的圆周速度,m/s;
minus;是收割机移动的渐进速度,m/s。
在坐标XOY中,段平行于横轴,因此坐标轴到点d的距离必须大于坐标轴到点c的距离,为:
(6)
值由段在横轴上的投影和成床辊螺旋滚筒在轮转动过程中与土壤接触前的渐进运动之和确定,即角度:
(7)
转,直到接触倒层表面:
(8)
式中:
minus;为成床辊螺旋滚筒进入土壤的角度,度数;
因此,值由线段在横轴上的投影和成床辊螺旋滚筒在角度转弯时在t段的渐进运动之和确定:
(9)
(10)
将(7)(10)代入式(6)有:
(11)
使用表达式(11)我们将表示角,为此我们将确定横坐标到点d和点с的距离,并使它们相等,这样:
将(12)代入式(11)有:
表达(13)在以下情况下有意义:
床型辊螺旋滚筒的覆盖范围(图6)由下切装置的工艺宽度决定,下切装置又取决于播种洋葱的工艺模式、筛分输送机的宽度和缩小桩距的护板之间的距离(离收获机执行装置的距离)。
由于影响收获洋葱工艺形成的条带宽度的最后一个因素是收窄护板1之间的距离,所以成床辊螺旋滚筒2的覆盖面应满足不平等:
洋葱收割机的犁头将鳞茎从土壤中取出后,将土块破碎研磨,形成疏松土层(V.Mayer,D.Vejchar,L.Pastorkovaacute;,2017)。辊筒上的螺旋缠绕有助于强化收割机床床成型辊破碎土块的过程。
为确定螺旋的卷距及其与辊子水平轴O-O的倾角sigma;,我们需要考虑影响土壤团块的作用力。土壤块体K受螺旋作用力(图7)的影响,可以分为法线和切向两个力的分量。
图6-螺旋滚筒宽度确定示意图:
1-变窄护栏;2-螺旋滚筒
在以下条件下,土壤团块沿螺旋面移动:
minus;为土壤对螺旋表面的摩擦力,牛顿。
确定摩擦力(图7):
式中:minus;为土壤块与螺旋面摩擦角,度数;
图7 -通过滚筒螺旋影响土壤团块的力示意图
确定力的切向分量
考虑公式(17)和(18),条件(16)可写成:
因此,螺旋面土块与水平轴O-O的倾角sigma;应大于螺旋面土块摩擦角。
根据理论计算出螺杆机械的设计参数,我们有:
minus;为螺旋滚筒的直径,米。
此外,已
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