Сельськое хозяйство/2.Механизация сельского хозяйства

Аспірант Шимко А.В.

Луцький національний технічний університет

Дослідження коефіцієнтів тертя кочення та ковзання бульб картоплі

Картопля є однією з найважливіших продовольчих і сировинних культур, виробництвом якої займаються понад 140 країн світу. Виробництво картоплі пов'язане з великими енерго- та трудовими витратами, до 70% яких всіх припадає на заключну стадію - збирання врожаю. На якість виконання технологічного процесу збирання врожаю значною мірою впливає операція підкопування бульб. Підкопуючі робочі органи визначають умови протікання подальших операцій, впливають на цілісність бульб.

Дослідження проводились у лабораторних умовах із використанням приладів «похила площина» та «похила площина з маятником».

Об`єктом дослідження були бульби картоплі різної ваги різного ступеня забруднення, які ковзали по похилій площині з різними накладками: сталева пластина, опукла гума.

Для визначення коефіцієнту тертя кочення було використано маятник, площина коливань якого складала із горизонтальною площиною кут β (рис.1). У ролі маятника була використана картоплина, радіусом R = 15мм, яка була підвішена до нитки довжиною L = 25см. - лінія рівноваги. α₀ – кут відхилення від лінії рівноваги, який був рівний 40˚. α – кут максимального відхилення нитки із картоплиною в іншу сторону. При цьому α₀> α, оскільки енергія маятника зменшується за рахунок тертя кочення.

Амплітуда коливань за один період:

(1)

Коефіцієнт тертя кочення:

₍₂₎

Підставивши рівняння амплітуди коливань для одного періода отримаємо:

. (3)

Рис.1. Схема установки для дослідження коефіцієнту тертя кочення

З метою дослідження руху бульб по поверхні робочого органу необхідно також було визначити коефіцієнт тертя ковзання дослідним шляхом. Проводили досліди з використанням приладу «похила площина» (рис. 2) за відомою методикою [3].

Рис.2. Схема сил, що діють на бульбу, що знаходиться на нахиленій поверхні приладу «похила площина»: α - кут нахилу до горизонту; А - покладене тіло; В – нахилена поверхня; N – нормальна реакція; - сила тертя ковзання; F – горизонтальна сила; m – маса тіла А; g – сила тяжіння, g = 9.81; – сила ковзання.

У ході виконаних лабораторних досліджень встановлено:

1) кут тертя кочення зменшується зі зростанням маси бульб, причому цей вплив більш вагомий для бульб із наліпшим грунтом;

2) закономірність впливу маси бульб на величину кута кочення описується лінійним законом із коефіцієнтом рандомізації, близьким до 0,9, що говорить про достовірність;

3) кут тертя ковзання зменшується зі зростанням маси бульб, причому цей вплив більш вагомий для бульб із наліпшим грунтом;

4) закономірність впливу маси бульб на величину кута ковзання описується лінійним законом із коефіцієнтом рандомізації, близьким до 0,9, що говорить про достовірність.

Література

1. Борычев, С.Н. Машинные технологии уборки картофеля с использованием усовершенствованных копателей, копателей-погрузчиков и комбайнов: дис. докт. техн. наук. / С. Н. Борычев. – Рязань: РГАТУ, 2008. – 414 с.

2. Верещагин Н.И. Современные машинные технологии производства картофеля / Н.И. Верещагин и др. // Техника и оборудование для села. – №8. – 2004 – С. 16–19.

3. Мордик О. М. До обґрунтування параметрів робочого органу картоплекопача для прибирання картоплі, що обробляється на крапельному зрошуванні /О.М.Мордик // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 13. – Мелітополь. - 2003. - с. 89-93

4. Определение коэффициента силы трения скольжения: Методические указания к выполнению лабораторной работы М–19 по курсу общей физики / сост. Н.С. Кравченко, Н.И. Гаврилина; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012.–10с.