Теоретичне дослідження дальності польоту частинки гички буряку цукрового під час скошування гичкозбиральною машиною

Анотація

Мета. Обґрунтувати раціональні конструктивні параметри та режими роботи розробленої конструкції вивантажувального механізму гичкозбиральної машини, які забезпечують високу продуктивність та рівномірність розкидання по поверхні бурякового поля гички буряків цукрових як органічного добрива. Методи. Для проведення теоретичних досліджень використовували методи математичного моделювання, вищої математики, теоретичної механіки, складання комп’ютерних програм та числових розрахунків на ПК, а також методи аналізу отриманих графічних залежностей. Результати. З метою обґрунтування раціональних параметрів і режимів роботи вивантажувального механізму гичкозбиральної машини нової конструкції побудовано математичну модель руху частинки гички після її вильоту із вивантажувального патрубка до досягнення поверхні поля. Отримана система диференціальних рівнянь описує політ частинки скошеної гички в довільний момент часу з урахуванням швидкості її вильоту з патрубка, впливу повітряного потоку й опору повітря, поступальної швидкості переміщення агрегату по полю, а також швидкості і напрямку вітру. Розв’язання отриманої системи диференціальних рівнянь на ПК дало можливість визначити раціональні конструктивні та кінематичні параметри вивантажувального механізму, що забезпечують необхідну початкову швидкість вильоту частинок гички з вихідного патрубка, а отже, і необхідну дальність та рівномірність розкидання гички по полю. Висновки. Побудовано математичну модель руху частинки M гички після вильоту з вихідного патрубка вивантажувального механізму гичкозбиральної машини з урахуванням її поступального руху, а також впливу вітру на траєкторію польоту. Розв’язання на ПК отриманої системи нелінійних диференціальних рівнянь руху частинки M гички дало змогу визначити дальність, а також максимальну висоту польоту гички після її вильоту з вивантажувального патрубка і досягнення поверхні поля. Як показали розрахунки, залежність дальності польоту частинки від часу t близька до експоненціальної, і за час t = 0,5 с дальність польоту досягає 0,72 м. За подальшого збільшення часу t дальність польоту частинки практично не змінюється. Водночас швидкість польоту частинки гички вздовж осі Oy за час t = 0,5 с інтенсивно зменшується від 22 мс–1 до нульового значення і при подальшому її переміщенні не змінюється. Протягом часу t = 0,12 с частинка гички піднімається вгору за рахунок кінетичної енергії вильоту з вивантажувального патрубка (початкової швидкості V0). При t > 0,12 с частинка починає рухатися вниз за лінійним законом і за час t = 1,85 с досягає поверхні поля (z = –2м). Протягом часу t = 0,4 с швидкість частинки вздовж осі Oz інтенсивно зменшується від 12 мс–1 до –1,3 мс–1, далі залишається незмінною до моменту досягнення поверхні поля. За від’ємних значень цієї швидкості частинка гички починає рух вниз і досягає поверхні поля.