ГЕОМЕТРИЧНІ МОДЕЛІ ОЧИСНИХ ШНЕКІВ ДИСКОВИХ КОПАЧІВ КОРЕНЕЗБИРАЛЬНИХ МАШИН
DOI:
https://doi.org/10.32347/0131-579X.2024.107.21-33Ключові слова:
буряки цукрові, ворох коренеплодів, пристрій для первинного очищення, гвинтова лінія, крок навивкиАнотація
Значною проблемою процесу збирання буряків цукрових, як найбільш витратної складової всієї технології, є забрудненість вороху коренеплодів землею, особливо при роботі машин на твердих (понад 4,0–4,5 МПа) ґрунтах, коли кількість невикопаних коренеплодів різко зростає до 13–15 % і до 40 % коренеплодів викопуються пошкодженими, особливо за рахунок ударних напружень. Крім того, за таких складних умов збирання з полів вивозиться значна кількість родючого грунту у вигляді грудок. Вочевидь, постає важлива народногосподарська проблема збереження родючості ґрунтів, вирішити яку можливо шляхом очищення вороху викопуваних коренеплодів безпосередньо в полі, тобто первинним очищенням коренеплодів під час роботи копачів.
Не менш важливою іншою проблемою, що виникає під час переробки цукросировини, є забрудненість вороху коренеплодів залишками гички та бур´янів. Встановлено, що фізична забрудненість зібраних коренеплодів понад нормативних показників державних стандартів щодо їх переробки, негативно впливає на якість цукросировини, адже сторонні домішки та сильно пошкоджені, в тому числі хворобами і шкідниками, коренеплоди заважають вилученню цукру. Загалом, при тривалому заводському зберіганні (більше 60 діб) сильно пошкоджених і забруднених землею та рослинними залишками коренеплодів значно погіршуються кондиції сировини внаслідок ураження кагатною гниллю, а втрати цукру стрімко зростають. За даними д. с.-г. н. Іоніцой Ю.С. кожний відсоток зеленої маси на коренеплодах призводить до зниження доброякісності дифузійного соку на 0,4–0,5 % і збільшення вмісту цукру в мелясі на 0,1 %. Отже, розробка пристрою для первинного очищення викопуваного вороху коренеплодів, вмонтованого в схему копача, є актуальною.
У статті на основі результатів експериментальних досліджень встановлено, що використання гелікоїдальних робочих поверхонь шнеків за умов підвищеної твердості ґрунту забезпечує суттєве зменшення забрудненості викопуваних коренеплодів грудками землі і рештками зеленої маси та кількості пошкоджених коренеплодів у порівнянні з серійним бітерним очисником дискового копача.
Експериментальні зразки копачів з гелікоїдальними шнеками апробовані у дослідному господарстві й прийняті до впровадження на ПАТ «БОРЕКС».
Посилання
Машини бурякозбиральні. Загальні технічні умови: ДСТУ 2285-93 (ГОСТ 7496-93). [Чинний від 1995. 01. 01]. Київ. Держспоживстандарт України. 1995. 28 с. (Національний стандарт України).
Буряки цукрові. Збирання. Показники якості та методи їх визначання. ДСТУ 7062:2009. [Чинний від 2009-01-01]. Київ. Держспоживстандарт України. 2008. 9 с. (Національний стандарт України).
Коренеплоди цукрового буряка для промислового переробляння. Технічні умови: ДСТУ 4327:2013. [Чинний від 2014-01-01]. Київ. Держспоживстандарт України. 2013. 9 с. (Національний стандарт України).
Schwich, S.; Schattenberg, J.; Frerichs, L. (2020). Development of a Machine Learning-based Assistance System for Computer-Aided Process Optimization within a Self-Propelled Sugar Beet Harvester. In Proceedings of the 2020 ASABE Annual International Virtual Meeting, 13–15 July 2020; p. 2000952. Available online: https://elibrary.asabe.org/abstract.asp?aid=51512.
Ulrike Wilczek, Boris Kulig, Heinz-Josef Koch, Roman Kälberloh, Oliver Hensel. (2021). Sensor system development for low-damage sugar beet harvesting – state and perspectives. Sugar Industry/Zuckerindustrie. Vol.: 145. No.: 5Page: 299 – 306. https://doi.org/10.36961/si24377 {Language: German}.
Nasirahmadi, A.; Wilczek, U.; Hensel, O. (2021). Sugar Beet Damage Detection during Harvesting Using Different Convolutional Neural Network Models. Agriculture, 11, 1111. https://doi.org/10.3390/ agriculture11111111.
Kołodziej, P.; Gołacki, K.; Boryga, M. (2019). Impact characteristics of sugar beet root during postharvest storage. Int. Agrophysics. 33, 355–361. https://doi.org/10.31545/intagr/110810
Baranovsky V., Dubchak N., Pankiv M. (2017). Experimental research of stripping the leaves from root crops. Acta Technologica Agriculturae. Vol. 20. No. 3. P. 69–73. https://doi.org/10.1515/ata-2017-0014.
Hevko R. B et al. (2017). Mathematical model of a root harvester after-cleaning system. Bulletin of Karaganda University.. Vol. 96. No. 4. P. 81–89. https://doi.org/10.31489/2019M4/81-89.
Методики проведення досліджень у буряківництві. Київ. ФОП Корзун Д. Ю. 2014. 374 с.
Барановський В., Тручанська О., Паньків М., Бандура В. (2020). Дослідження контактного впливу коренеплоду шнековим шнеком. Дослідження в сільськогосподарській інженерії, 66 (№ 1), 33–42. https://doi.org/10.17221/75/2017-rae.
Волоха М.П. Експериментальні дослідження якості роботи нової поверхні шнека копача коренеплодів цукрових буряків /Вісник Інженерної академії України. 2018. № 2. С. 149–152.
Патент на корисну модель № 59726 Україна, МПК А01D 25/04(2006.1). Робочий орган для викопування коренеплодів. В. П. Юрчук, М. П. Волоха, Л. В. Болдирєва; заяв. 16.11.2010; опуб. 25.05.2011. Бюл. № 10.
Патент на корисну модель № 78042 Україна, МПК(2013.01) А01D 25/00. Копач для коренеплодів. М. П. Волоха, Л. В. Болдирєва; заяв. 17.07.2012; опуб. 11.03.2013. Бюл. № 5.
References
Mashyny buryakozbyralʹni. Zahalʹni tekhnichni umovy: DSTU 2285-93 (HOST 7496-93). [Chynnyy vid 1995. 01. 01]. Kyyiv. Derzhspozhyvstandart Ukrayiny. 1995. 28 s. (Natsionalʹnyy standart Ukrayiny). {in Ukrainian}
Buryaky tsukrovi. Zbyrannya. Pokaznyky yakosti ta metody yikh vyznachannya. DSTU 7062:2009. [Chynnyy vid 2009-01-01]. Kyyiv. Derzhspozhyvstandart Ukrayiny. 2008. 9 s. (Natsionalʹnyy standart Ukrayiny). {in Ukrainian}
Koreneplody tsukrovoho buryaka dlya promyslovoho pereroblyannya. Tekhnichni umovy: DSTU 4327:2013. [Chynnyy vid 2014-01-01]. Kyyiv. Derzhspozhyvstandart Ukrayiny. 2013. 9 s. (Natsionalʹnyy standart Ukrayiny). {in Ukrainian}
Schwich, S.; Schattenberg, J.; Frerichs, L. (2020). Development of a Machine Learning-based Assistance System for Computer-Aided Process Optimization within a Self-Propelled Sugar Beet Harvester. In Proceedings of the 2020 ASABE Annual International Virtual Meeting, 13–15 July 2020; p. 2000952. Available online: https://elibrary.asabe.org/abstract.asp?aid=51512. {in Ukrainian}
Ulrike Wilczek, Boris Kulig, Heinz-Josef Koch, Roman Kälberloh, Oliver Hensel. (2021). Sensor system development for low-damage sugar beet harvesting – state and perspectives. Sugar Industry/Zuckerindustrie. Vol.: 145. No. 5. Page: 299 – 306. https://doi.org/10.36961/si24377 {Language: German}.
Nasirahmadi, A.; Wilczek, U.; Hensel, O. (2021). Sugar Beet Damage Detection during Harvesting Using Different Convolutional Neural Network Models. Agriculture, 11, 1111. https://doi.org/10.3390/ agriculture11111111.
Kołodziej, P.; Gołacki, K.; Boryga, M. (2019). Impact characteristics of sugar beet root during postharvest storage. Int. Agrophysics. 33, 355–361. https://doi.org/10.31545/intagr/110810
Baranovsky V., Dubchak N., Pankiv M. (2017). Experimental research of stripping the leaves from root crops. Acta Technologica Agriculturae. Vol. 20. No. 3. P. 69–73. https://doi.org/10.1515/ata-2017-0014.
Hevko R. B et al. (2017). Mathematical model of a root harvester after-cleaning system. Bulletin of Karaganda University. Vol. 96. No. 4. P. 81–89. https://doi.org/10.31489/2019M4/81-89.
Metodyky provedennya doslidzhenʹ u buryakivnytstvi. Kyyiv. FOP Korzun D. YU. 2014. 374 s. {in Ukrainian}
Baranovsʹkyy V., Truchansʹka O., Panʹkiv M., Bandura V. (2020). Doslidzhennya kontaktnoho vplyvu koreneplodu shnekovym shnekom. Doslidzhennya v silʹsʹkohospodarsʹkiy inzheneriyi, 66 (№ 1), 33–42. https://doi.org/10.17221/75/2017-rae.
Volokha M.P. Eksperymentalʹni doslidzhennya yakosti roboty novoyi poverkhni shneka kopacha koreneplodiv tsukrovykh buryakiv. Visnyk Inzhenernoyi akademiyi Ukrayiny. 2018. № 2. S. 149–152. {in Ukrainian}
Patent na korysnu modelʹ № 59726 Ukrayina, MPK A01D 25/04(2006.1). Robochyy orhan dlya vykopuvannya koreneplodiv. M.P. Volokha, V.P. Yurchuk, L.V. Boldyryeva; zayav. 16.11.2010; opub. 25.05.2011. Byul. № 10.
Patent na korysnu modelʹ № 78042 Ukrayina, MPK(2013.01) A01D 25/00. Kopach dlya koreneplodiv. M.P. Volokha, L.V. Boldyryeva; zayav. 17.07.2012; opub. 11.03.2013. Byul. № 5.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
