Анотація до роботи:

Солтисюк В.І. Обґрунтування параметрів навісних коренезбиральних пристроїв: – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини та засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Вінниця 2009.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової задачі покращення якості викопування і очищення коренеплодів роторним очисником з розробленням конструкції навісних коренезбиральних пристроїв з розширеними технологічними можливостями для викопування цукрових, кормових і столових буряків. Теоретично обґрунтовані і експериментально уточнені параметри викопувального і очисного робочих органів при взаємодії їх поверхонь з коренеплодами за умови мінімізації їх пошкоджень і забруднення. На базі розробленої математичної моделі сепарації коренеплодів роторним очисником визначено кінематичні, конструктивні і технологічні параметри. Розроблено динамічну модель роботи навісного коренезбирального пристрою з пасивними очисними дисками і активними вібраційними копачами з виведенням диференційного рівняння Рунге-Кутта, що описує рух копачів в процесі викопування коренеплодів з визначенням динамічних навантажень.

На основі теоретичних і експериментальних досліджень обґрунтовані раціональні конструктивні, кінематичні і технологічні параметри навісних коренезбиральних пристроїв з розширеними технологічними можливостями. Виведені рівняння регресії пошкодження, втрат коренеплодів і ступеня сепарації грунту залежно від різних факторів. Результати досліджень використовуються організаціями при розробленні навісних коренезбиральних пристроїв і їх робочих органів.

1. У дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача, яка полягає у розробленні та визначенні конструктивних, кінематичних і технологічних параметрів навісних коренезбиральних пристроїв для викопування коренеплодів цукрових, кормових і столових буряків в приватних і фермерських господарствах, де вирощують 70…90% кормових, 80…95% столових і 20…30% цукрових буряків з метою покращення показників якості виконання технологічного процесу. Вирішення цієї задачі дозволить покращити технічні та експлуатаційні параметри коренезбиральних пристроїв, збільшити сезонний час її експлуатації з можливістю переобладнання в різні конструктивно-компонувальні варіанти.

2. На підставі проведених теоретичних розрахунків процесу роботи очисного роторного диску, за умови виключення втрат кондиційних коренеплодів, виведені аналітичні залежності для визначення його технологічних, конструктивних і кінематичних параметрів і встановлено межі їх раціональних значень: кількість спиць ротора n = 8..14, кутова швидкість обертання ротора w= 12…18 рад/с; поступальна швидкість диска V_д = 1,8…2,4 м/с; радіус спиць R_с = 300…400 мм.

3. Вперше розроблено математичну модель сепарації маси вороху з забезпеченням розломування пласта ще на стадії викопування, коли на першому етапі викопування коренеплодів леміш встановлюють під кутом 25…27, а на другому етапі – під кутом 20…22 до площини грунту. Таке співвідношення кутів забезпечує утворення лінії розлому пласта з коренеплодами і створює сприятливі умови сепарації вороху, а також наданням 2-3 імпульсних навантажень, при використанні вібраційних копачів. Процес доочищення здійснюють з використанням очисної сітки.

4. В результаті теоретичних досліджень процесу сепарації коренеплодів роторними очисними дисками розроблена динамічна модель ударної взаємодії спиць роторів з коренеплодами, яка враховує жорсткість контактної зони з виведенням диференційного рівняння і визначення сили удару, контактних напружень, при врахуванні радіуса спиці, швидкості удару і модуля пружності коренеплодів в залежності від їх геометричних розмірів та контактного зближення. Встановленою, що ударні контактні напруження у коренеплодів збільшуються із збільшенням їх радіуса, його модуля пружності, швидкості руху спиць і зменшуються зі зменшенням радіуса спиці. При цьому максимальні значення швидкостей взаємодії не повинні перевищувати 2 м/с, а кут встановлення очисних роторних дисків доцільно вибирати в межах 120-150^о до напрямку руху пристрою, що дало можливість теоретично визначити допустимі ударні контактні напруження та силу удару, а також умову викидання коренеплодів в зону накопичення.

5. Теоретично обґрунтовано значення величини шляху переміщення коренеплодів і довжини очисної сітки. Встановлено, що суттєвий вплив на технологічний процес сепарації коренеплодів має кут встановлення очисних роторних дисків до горизонту, який складає 15..20, і напрямку руху коренезбирального пристрою, із збільшенням якого довжина очисної сітки зменшується і збільшується швидкість викидання коренеплодів. При цьому кут встановлення доочисної сітки до горизонту доцільно вибирати в межах 60...75^о. Вперше виведено аналітичну залежність для визначення часу взаємодії спиці диска з коренеплодами і залежності питомої енергії пластичного деформування від початкових напружень пластичної деформації і від зведеної жорсткості спиць очисного роторного диска системи та коренеплоду.

6. Розроблено і виготовлено навісні коренезбиральні пристрої зі змінними активними і пасивними робочими органами – вібраційними лемешами продуктивністю до 0,9 га/год, які агрегатуються з трактором МТЗ-82. Програмою експериментальних досліджень передбачено проектування і виготовлення експериментально-дослідних зразків навісних коренезбиральних пристроїв з їх переобладнанням в різні конструктивно-компонувальні варіанти. Перший варіант – навісний коренезбиральний пристрій з пасивним копачем і пасивними очисними роторними дисками і другий варіант навісний коренезбиральний пристрій з вібраційними копачами і активними очисними роторними дисками.

7. Розроблено пакет прикладних програм для проведення машинного експерименту знаходження залежностей зміни основних параметрів навісних коренезбиральних пристроїв від величини кута встановлення очисних роторних дисків, як до горизонту так і до напряму руху агрегату, швидкості руху пристрою і роботи очисних роторних дисків. Встановлені раціональні значення кінематичних, конструктивних і технологічних параметрів розроблених пристроїв: радіус очисного роторного диска R_d=300мм; кількість спиць роторного очисника n=12. В результаті проведеного повнофакторного експерименту виведені рівняння регресії якості очищення, пошкодження коренеплодів і їх втрат в залежності від конструктивних та технологічних факторів.

8. В результаті проведеного комплексу теоретичних і експериментальних досліджень встановлено, що очищення і пошкодження коренеплодів розробленими навісними коренезбиральними пристроями знаходяться в допустимих межах згідно державного стандарту. При цьому загальна кількість налиплого на коренеплодах ґрунту складає 0,9%, а їх травмування - 2,5%. Встановлено, що очисні роторні диски доцільно встановлювати під кутом 120 до напрямку руху коренезбирального пристрою, а швидкість їх обертання повинна бути рівною n=140-160об/хв, а кут встановлення очисної сітки повинен бути в межах 60-75 при максимальній швидкості руху пристрою V_а=2,1 м/с. Розроблена інженерна методика проектування навісних коренезбиральних пристроїв з роторними очисниками. Технічна новизна розробок захищена 4 деклараційними патентами України на корисні моделі. Розробки частково впроваджені на ВАТ “Ковельсільмаш” і передані СКБ “Тернопільський комбайновий завод” для впровадження. Очікуваний економічний ефект від використання одного пристрою склав 70,71 грн. на один гектар.

Публікації автора:

1. Солтисюк В. Технологічні основи сепарації коренеплодів / В. Солтисюк // Техніка АПК. – К.: №11-12, 2007. – С.26-27.

2. Солтисюк В. Результати експериментальних досліджень трьохрядної навісної коренезбиральної машини / В. Солтисюк // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. – Тернопіль: ТДТУ, 2008. – Том 13. №1. – С.125-130.

3. Солтисюк В.І. Конструктивно-технологічні методи забезпечення надійності малогабаритної сільськогосподарської техніки / В. Солтисюк // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка: зб. наук. праць. – Харків: ХНТУСГ, 2007. – Вип.51. – С.146-151.

4. Солтисюк В.І. До питання очищення коренеплодів гвинтовими сепаруючими елементами. / В. Солтисюк // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка: зб. наук. праць. – Харків: ХНТУСГ, Вип.59, Т.1. 2007. – С.137-142.

5. Солтисюк В.І. Обґрунтування параметрів навісної трьохрядної коренезбиральної машини / В. Солтисюк // Сільськогосподарські машини: зб. наук. статей. – Луцьк: ЛДТУ, 2007. – Вип. 15. – С.264-268.

6. Солтисюк В.І. Результати експериментальних досліджень сепарації коренеплодів / В. Солтисюк // Перспективна техніка і технології – 2008: ІV міжнародна наук.-практ. конф. студентів і молодих вчених, 24-26 травня 2008р.: матеріали. – Миколаїв, 2008. – С.269-273.

7. Солтисюк В.І. Результати експериментальних досліджень сепарації коренеплодів / Р.В. Комар, В.І. Солтисюк // Перспективна техніка і технології – 2008: ІV міжнародна наук.-практ. конф. студентів і молодих вчених, 24-26 травня 2008р.: матеріали. – Миколаїв, 2008. – С.412-414. (Автором проведено експериментальні дослідження та аналіз технологічних показників на якість сепарації).

8. Солтисюк В.І. Дослідження динамічних навантажень при очищенні коренеплодів дисками пальцевого очисника / Ю.Б. Гладьо, В.І. Солтисюк // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка: зб. наук. праць. – Харків: ХНТУСГ, 2007. – Вип.59, Т.1. 2007. – С.142-149. (Автором запропоновано динамічну модель процесу сепарації очисними роторними дисками).

9. Солтисюк В. Теоретичне обґрунтування процесу сепарації коренеплодів роторними очисниками / Ю. Гладьо, В. Солтисюк // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. – Тернопіль: ТДТУ, 2007. – Том 12. №4. – С.78-85. (Автором розроблено математичну модель сепарації коренеплодів очисними роторними дисками).

10. Солтисюк В. Методологія розрахунку і компонування трирядної навісної коренезбиральної машини / А. Матвійчук, В. Солтисюк, І. Казюка // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. – Тернопіль: ТДТУ, 2006. – Том 11. №4. – С.87-92. (Автором запропоновано компонувальну схему коренезбиральної машини).

11. Солтисюк В. Обґрунтування конструктивних і кінематичних параметрів очисних роторних дисків / Р. Гевко, В. Солтисюк, М. Клендій // Вісник Тернопільського державного технічного університету: зб. наук. праць. – Тернопіль: ТДТУ, 2009. – Том 14. №1. – С.56-61. (Автором обґрунтовано кінематичні параметри очисних роторних дисків).

12. Солтисюк В.І. Обгрунтування параметрів стендів для дослідження параметрів характеристик транспортно-технологічних систем сільськогосподарських машин / І.Б. Гевко, В.І. Солтисюк, І.В. Фльонц // Сільськогосподарські машини: зб. наук. статей. – Луцьк: ЛДТУ, 2007. – Вип. 16. – С.24-29.

13. Солтисюк В. Стенд для дослідження очисних характеристик коренезбиральних машин. / В. Солтисюк // Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання: дванадцята наук. конф. 14-15 травня 2008р.: матеріали. – Тернопіль, 2008. – С.65.

14. Солтисюк В.І. До питання забезпечення ндійності технологічного процесу очищення коренеплодів / В. Солтисюк // Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання: дванадцята наук. конф. 16-17 травня 2007р.: матеріали. – Тернопіль, 2007. – С.61

15. Солтисюк В.І. Компонувальна схема начіпної трьохрядної коренезбиральної машини / В.І. Солтисюк // Проблеми створення та технічної експлуатації машин та обладнання: друга всеукраїнська конференція-семінар докторантів, аспірантів та пошукачів у галузі аграрної інженерії. 7-8 червня 2007р.: матеріали. – Кіровоград, 2007 – С.26-27.

16. Солтисюк В.І. Конструктивно-технологічні схеми зменшення пошкоджень та покращення якості доочистки коренеплодів / А.В. Матвійчук // Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання: дванадцята наук. конф.
14-15 травня 2008р.: матеріали. – Тернопіль, 2008. – С.136.

17. Декл. пат. на кор. модель №30263 Україна, МПК(2006) А01D17/00. Сепаруючий диск коренезбиральної машини / Солтисюк В.І.; заявник і власник патенту ТДТУ. – №200707856; заявл. 12.07.2007; опубл. 25.02.2008, Бюл. №4.

18. Декл. пат. на кор. модель №31051 Україна, МПК(2006) В65G 33/00. Стенд для дослідження очисних характеристик коренезбиральних машин / Гевко Р.Б., Солтисюк В.І., Фльонц О.В., Білик С.Г; заявник і власник патенту ТДТУ. –№2007712455; заявл. 09.11.2007; опубл.25.03.2008, Бюл. №6.

19. Декл. пат. на кор. модель №23519 Україна, МПК(2006) А01D 17/00. Навісна коренезбиральна машина / Гевко Б.М., Білик С.Г., Солтисюк В.І.; заявник і власник патенту ТДТУ. – №200700831; заявл. 26.01.2007; опубл. 25.05.2007, Бюл.№7.

20. Декл. пат. на кор. модель №36646 Україна, МПК(2006) А01D 25/02. Вібруючий леміш коренезбиральної машини / Солтисюк В.І.; заявник і власник патенту Солтисюк В.І. – №200705866; заявл. 25.05.2007; опубл. 10.11.2008, Бюл.№21.