Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин

Розділ 10

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ТА РОЗРАХУНКУ БУРЯКОЗБИРАЛЬНИХ МАШИН

10.1.Фізико-механічні характеристики цукрових буряків як об’єкта збирання

Робота бурякозбиральних машин буде ефективною лише тоді, коли їхні робочі органи спроектовані та налагоджені на збирання з урахуванням основних масових, розмірних та фізико-механічних характеристик коренеплодів цукрових буряків. Незважаючи на на- явність різних сортів цукрових буряків, характер їх природно- виробничих умов вирощування та ймовірну природу параметрів на момент збирання, є можливість визначити їхні основні фізико- механічні характеристики. Основні розмірні характеристики коре- неплоду цукрових буряків, а також параметри його розміщення в ґрунті відносно поверхні показано на рис. 10.1, а. Як бачимо, він має

Рис. 10.1. Розмірні характеристики та відносний вміст маси і розподіл цукру в тілі коренеплоду цукрового буряку

379

Розділ 10

конусоподібну форму, основна частина якого розміщена у ґрунті. Верхня частина тіла коренеплоду називається головкою і розміщу- ється, як правило, над рівнем поверхні ґрунту (в деяких випадках може бути нижче від рівня поверхні ґрунту — до 30 мм).

Основна маса цукру (понад 90 %) зосереджена в тілі коренепло- ду. Розподіл маси коренеплоду між його частинами та вміст цукру в частинах коренеплоду цукрових буряків наведено на рис. 10.1, б.

Довжина всього тіла коренеплоду може досягати 1 м, але під час збирання його хвостова частина, як правило, обривається (на діамет- рі 8…10 мм) і залишається у ґрунті, тому довжина коренеплоду фа- ктично визначається параметром lк. Листки гички, що виходять із

головки коренеплоду, кількість яких може бути від 10 до 30 шт., утворюють пучок, який також (умовно) здебільшого сформований у вигляді конуса. Іноді на момент збирання листки гички, які розмі- щені переважно із зовнішнього боку конуса гички, полягають або зовсім висихають і також полягають.

За результатами численних спостережень, спеціальних вимірю- вань та на підставі опрацювання багаторічних статистичних даних у табл. 10.1 наведено середні розмірні та масові характеристики ко- ренеплодів і гички цукрових буряків.

Таблиця 10.1. Розмірні та масові характеристики цукрових буряків

	Показник	Значення	Показник	Значення
		показника		показника
	Довжина коренеплоду lк,	230…280	Довжина стебел гички lг,	300…400
	мм		мм
	Діаметр коренеплоду dк,	67…122	Діаметр пучка гички dг,	50…60
	мм		мм
	Маса коренеплоду Qк, кг	0,3…1,6	Маса гички Qг, кг	0,12…0,80
	Кут конуса коренеплоду		Товщина зони коронки
	γк, град	9…19	∆к, мм	13,2…16,2
	Висота головки корене-		Товщина зони «сплячих
	плоду hг, мм	10,4…32,4	вічок» ∆с.в, мм	8,0…21,4
	Висота над рівнем пове-		Маса коронки qкор, кг
	рхні ґрунту hк, мм	18,4…42,4		0,05…0,09
	Координати центра ваги		Маса зони «сплячих ві-
	C0, мм	90…100	чок» qс.в, кг	0,06…0,12

Основними характеристиками міцності коренеплодів та гички цукрових буряків є сила зв’язку коренеплодів з ґрунтом, щільність коренеплодів, гички та тимчасовий опір згину коренеплодів. Основ- ні фізико-механічні характеристики коренеплодів цукрових буряків і гички наведено в табл. 10.2.

380

Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин

Таблиця 10.2. Фізико-механічні характеристики цукрових буряків

	Показник	Значення
		показника

Щільність коренеплоду, кг/м3	550…650
Щільність гички, кг/м3	140…160
Тимчасовий опір згину коренеплоду, МПа:	1,80
статичне навантаження
динамічне навантаження	1,15
Модуль пружності коренеплодів, МПа	18,40
Зусилля вилучення коренеплодів із ґрунту, Н	50…770
Зусилля відриву гички від головки коренеплоду, Н	50…650
Коефіцієнт тертя коренеплодів по сталі:	0,50…0,70
статичний
динамічний	0,45…0,70
Питомий опір різанню коренеплодів, кН/м	3…6
Питомий опір різанню гички, кН/м	1…4
Кут природного схилу, град:	35…40
у спокої
в русі	25…30
Коефіцієнт питомого опору гички, Н/мм	2,26…2,65
Коефіцієнт питомого опору коренеплодів, Н/мм	2,10…3,50
Робота викопування коренеплоду горизонтальною силою, Дж	17,80…25,30
Робота вилучення з ґрунту підкопаного коренеплоду, Дж	15,20
Опір черешків гички розриву, МПа:	0,94
зовнішніх
внутрішніх	1,21
Робота руйнування зв’язків черешків гички з головкою коре-	33,90
неплодів при дотичному прикладенні сили, Дж
Сила опору коренеплодів зусиллю, Н:	185…432
нахилу (до 10 °)
вилученню	227…522

Найважливішими характеристиками цукрових буряків є їхнє розміщення на буряковій плантації перед збиранням. Такі характе- ристики залежатимуть насамперед від сорту цукрових буряків, ме- ханізованої технології його вирощування, природно-кліматичних умов та деяких інших випадкових чинників. Так, у середньому вва- жається, що оптимальною густотою розміщення рослин цукрових буряків на буряковій плантації є 80…150 тис. шт./га.

Другою важливою характеристикою цукрових буряків є продуктив- на форма тіла коренеплоду, яка визначається щільністю ґрунту на- вколо коренеплодів буряків. Так, якщо при механізованому вирощу- ванні цукрових буряків (унаслідок проведення оранки, сівби, догляду за сходами, міжрядного рихлення) щільність ґрунту становить 1,20…1,30 г/см3, то коренеплоди мають найпродуктивнішу конусопо- дібну форму (таку, яку зображено на рис. 10.1). За надмірної щільно- сті ґрунту (1,32…1,70 г/см3) коренеплоди мають більш укорочену око- лу та бочкоподібну форму, їхні головки надмірно виступають над рів- нем поверхні ґрунту. За недостатньої щільності (1,01 г/см3 і менше)

381