Энергосберегающие технологии и технические средства для уборки лука
На правах рукописи
ЛАРЮШИН АНДРЕЙ МИХАЙЛОВИЧ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ УБОРКИ ЛУКА
Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
ПЕНЗА – 2010
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»)
Научный консультант – доктор технических наук, профессор
Рыбалко Александр Григорьевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Емельянов Павел Александрович
доктор технических наук, старший научный сотрудник
Рейнгарт Эдуард Саулович
доктор технических наук, профессор
Чаткин Михаил Николаевич
Ведущая организация – Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-техноло-гический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН) г. Тамбов
Защита диссертации состоится 22 января 2010 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02. при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»
Автореферат разослан « » 2009 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета | Кухарев О.Н. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Перед сельским хозяйством нашей страны стоят задачи полного удовлетворения возрастающих потребностей населения высококачественными продуктами питания и отраслей перерабатывающей промышленности – сырьем.
В соответствии с планами реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» одним из основных направлений является развитие отрасли овощеводства, которая должна обеспечивать получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур с использованием современных технологий и комплексной механизации всех технологических операций.
Несмотря на специализацию хозяйств и механизацию ряда трудоемких процессов (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка и др.) трудозатраты на возделывание овощных культур, особенно лука, еще велики, при этом более 60 % трудозатрат и 50 % энергозатрат приходится на работы, связанные с его уборкой, послеуборочной обработкой и хранением. Снижения себестоимости и повышения качества собранного урожая можно добиться не только использованием новых сортов, но и применением новых машин и энергосберегающих технологий.
Разработанные конструкторскими и научно-исследовательскими организациями лукоуборочные машины не полностью отвечают агротехническим требованиям, предъявляемым к уборке, особенно при уборке лука-севка, а на тяжелых почвах – и при уборке репчатого лука. Зарубежные аналоги хотя и значительно ближе к выполнению агротехнических требований, но, имея высокую стоимость, практически не доступны отечественным хозяйствам.
Поэтому разработка надежных в работе машин для уборки мелкоразмерных корнеклубнеплодов в широком диапазоне почвенно-климатических условий, обеспечивающих получение качественной продукции при минимальных трудозатратах и отвечающих агротехническим требованиям, и составляет научную проблему, от решения которой зависит повышение производительности труда в этой области сельскохозяйственного производства и обеспечение населения РФ ценной продовольственной продукцией.
Поэтому тема, посвященная совершенствованию технологий и разработке технических средств для уборки лука, является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Работа проводилась в соответствии с «Программамой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006…2010 гг.», согласно заданию 02 по научному обеспечению овощеводства открытого грунта «Создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп овощной продукции» (разработка комплекса машин для производства лука в условиях Средневолжского региона), а также темой № 31 НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» «Совершенствование технологии и технических средств, позволяющих снизить затраты труда и потери продукции при уборке сельскохозяйственных культур».
Цель исследований. Совершенствование технологий и разработка технических средств для уборки лука, повышающих производительность машинно-тракторного агрегата, энергетическую эффективность и улучшающих качество продукции.
Объект исследований. Технологический процесс работы технических средств, осуществляющих удаление ботвы лука и сорных растений, выкопку, сепарацию и подбор лука.
Предмет исследований. Режимы работы, конструктивно-технологические параметры и эксплуатационные показатели (производительность и энергоемкость) технических средств, обеспечивающие качество уборки лука.
Научную новизну работы представляют:
- энергосберегающие технологии и технические средства для уборки лука-севка и лука-репки, обеспечивающие повышение производительности машинно-тракторного агрегата и качества продукции;
- математическое обоснование работы технических средств для уборки лука;
- функциональное обоснование и математическая модель технологии уборки лука;
- расчетно-теоретическое и экспериментальное обоснование рациональных режимов работы и оптимальных конструктивно-технологических параметров технических средств для уборки лука.
Новизна предложенных технических решений для уборки лука подтверждена четырьмя патентами РФ на изобретение №2182415, № 2240673, № 2240671, № 2339208.
Практическая значимость работы. Результаты исследований использовались ОАО «Завод Белинсксельмаш» (г. Каменка Пензенской обл.) при изготовлении экспериментальной лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством и ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской области) при изготовлении экспериментального обрезчика ботвы лука и сорных растений, копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом и подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством. Применение экспериментального обрезчика ботвы лука и сорных растений позволило увеличить производительность на 14 %, полноту удаления на 10 % и снизить повреждения лука на 13 % по сравнению с двухбарабанным обрезчиком. Применение экспериментального копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом позволило повысить производительность выкопки на 12 %, уменьшить потери лука-севка на 0,7 % и содержание почвенных примесей в убранном ворохе до 6,5 % по сравнению с лукоуборочной машиной МЛС-1,4. Применение экспериментальной лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством позволило снизить содержание почвенных примесей в убранном ворохе до 4,4 %. Применение экспериментального подборщика на подборе валка лука-севка позволило увеличить производительность подбора на 10 %, снизить потери лука-севка на 1,5 %, содержание почвенных примесей в убранном ворохе до 5,4 % и повреждение луковиц на 0,5 % по сравнению с базовым подборщиком лука ППЛ-0,8.
Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными лабораторными исследованиями рабочих органов и полевыми исследованиями технических средств на уборке лука, а также высокой степенью сходимости лабораторных и полевых исследований.
Реализация результатов исследований. Разработанные технические средства для уборки лука использованы при создании совместно с ОАО «Завод Белинсксельмаш» (г. Каменка Пензенской обл.) лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством, с ГНУ ВИМ Россельхозакадемии (г. Москва), ОАО «ВИСХОМ» (г. Москва) и ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской области) – экспериментального обрезчика ботвы лука и сорных растений, копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом и подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством.
Машины для уборки лука внедрены в ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии (г. Москва), СПК «Присурское», ООО «Агрокомплект» Пензенской области и КФХ «Цай Генадий Афанасьевич» Саратовской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2000–2009 гг.), ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА» (2000 г.), ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» (2003–2005 гг.), Академия наук о земле (Москва, 2007 г.), ГНУ ВНИИО (2009 г.); на всероссийских научно-практических конференциях Ижевской ГСХА (2005 г.), Ульяновской ГСХА (2008 г.); на международных научно-практических конференциях Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (2004, 2005 гг.).
Комплекс машин для уборки лука экспонировался на II-ом инвестиционном форуме Пензенской области «Экономика стимулов: региональная модель» (2008 г.). Работа отмечена дипломом II степени.
Работе «Разработка опытного образца комплекса машин для уборки лука» Департаментом научно-технической политики Министерства сельского хозяйства РФ присвоен регистрационный номер 0120.0 807449.
Работа стала победителем конкурса на грант Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых в 2008 году (МК-522.2008.8).
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
- энергосберегающие технологии и технические средства для уборки лука, повышающие производительность труда, качество уборки и энергетическую эффективность;
- математическое описание процесса работы технических средств для уборки лука;
- математическая модель технологического процесса уборки лука;
- расчетно-теоретическое и экспериментальное обоснование рациональных режимов работы и оптимальных конструктивно-технологических параметров технических средств для уборки лука.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 74 печатные работы, в том числе получено четыре патента РФ на изобретение, изданы 4 монографии, 14 статей опубликованы в изданиях, указанных в «Перечне … ВАК», пять – без соавторов. Общий объем публикаций составляет 71,4 п.л., из них автору принадлежит 32,4 п.л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы из 272 наименований и приложения на 60 страницах. Диссертация изложена на 366 страницах, содержит 41 таблицу и 141 рисунок.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении изложена общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, изложены результаты исследований и научные положения, выносимые на защиту.
В первом разделе «Состояние проблемы. Цель и задачи исследований» проведен анализ технологий, способов и технических средств механизированной уборки лука, систематизированы основные проблемы и определены перспективные направления совершенствования технологий и технических средств для уборки лука.
По результатам анализа недостатков работы лукоуборочных машин, с учетом спроса на рынке сельхозтехники в РФ и странах ближнего зарубежья, были определены основные направления исследований.
Проведенный анализ состояния вопроса процесса удаления листостебельной массы перед уборкой, выкопки, сепарации при машинной уборке и подбора лука и научных исследований таких ученых, как Д.Ю. Адамонис, Л.С. Бакулев, Е.С. Босой, И.Ф. Василенко, Н.П. Волосевич, В.П. Горячкин, Е.М. Гутьяр, Н.Ф. Диденко, А.М. Дятликович, Б.Н. Емелин, Л.С. Землянов, К.З. Кухмазов, Н.П. Ларюшин, К.Д. Матвеев, И.И. Мейлахс, В.Ф. Первушин, Г.Д. Петров, Е.Н. Резник, Э.С. Рейнгарт, В.И. Фомин, В.А. Хвостов и др., показал, что серийные и опытные образцы машин, применяемые на уборке лука, особенно на тяжелых почвах, не отвечают агротехническим требованиям или малоэффективны.
В соответствии с целью сформулированы следующие задачи исследований:
- Определить перспективные направления совершенствования технологий и технических средств для уборки лука-севка и лука-репки, обеспечивающие повышение производительности МТА, качества уборки и энергетической эффективности.
- Разработать технологии и конструктивно-технологические схемы технических средств для уборки лука и теоретически обосновать технологический процесс уборки.
- Выполнить теоретическое обоснование конструктивно-технологических и режимных параметров предлагаемых технических средств для уборки лука.
- Разработать и изготовить рабочие органы технических средств для уборки лука, провести лабораторные исследования по оценке влияния их конструктивных и режимных параметров на качественные показатели работы.
- Разработать и изготовить опытные образцы технических средств для уборки лука и провести лабораторно-полевые и производственные исследования по оценке качества уборки и энергетических затрат.
- Обосновать экономическую эффективность использования технических средств для уборки лука.
Во втором разделе «Разработка энергосберегающих технологий и технических средств для уборки лука и их функциональное описание» на основе моделирования технологического процесса уборки лука предложены энергосберегающие технологии уборки лука, учитывающие различные технологические процессы, дано их описание и технологические схемы их функционирования, приведено описание путей повышения энергетической эффективности производства лука.
Снижение трудоемкости и повышение энергетической эффективности производства лука можно осуществить в двух направлениях: первое – совершенствование существующей технологии и системы машин, формирование технологических комплексов и внедрение их в производство; второе – разработка унифицированной по зонам технологии и системы машин, основанной на использовании энергонасыщенных скоростных тракторов, комбинированных машин и агрегатов с совмещенным выполнением операций подготовки почвы, посева семян, внесения гербицидов и удобрений, а также высокопроизводительных уборочных машин и сортировальных линий и большегрузных транспортных средств, взаимоувязанных с системой хранения и реализации овощей.
Для снижения энергетической эффективности производства лука предлагаются технологии уборки, в которые входят:
- для уборки лука-севка – предуборочная подготовка посевов путем скашивания ботвы лука и сорных растений (на высоте не менее 180 мм), выкапывание, сепарация и укладывание в валок с последующим механизированным подбором после вылеживания в течение 10…14 дней для просушки и дозревания;
- для уборки лука-репки – предуборочная подготовка посевов путем скашивания ботвы лука и сорных растений (на высоте 20…50 мм), выкапывание, частичная сепарация и укладывание в валок с последующим механизированным подбором.
Предлагаемая технология уборки лука при производстве лука-репки исключает такой технологический процесс, как послеуборочная обработка, за счет удаления ботвы на корню с последующим транспортированием лука на хранение или на продажу. А при производстве лука-севка удаление ботвы и сорных растений позволяет снизить количество потерь лука при просушивании его в валках на поле.
Технология уборки лука, состоящая из нескольких технологических процессов (удаление ботвы и сорных растений, выкопка и подбор), имеет комплекс функций, которые по области проявления делятся на внешние (общеобъектные) и внутренние (рисунок 1).
Рисунок 1 – Функциональная схема технологии уборки лука
Внутренние функции определяют взаимосвязи внутри объекта и выполняются его элементами. По роли их в рабочем процессе они делятся на основные и вспомогательные. Основные функции обеспечивают работоспособность объекта, а вспомогательные (F11, F12, F13, …, F34) характеризуют средства достижения основных функций и способствуют их реализации.
В соответствии с нормами стандартов и руководящих документов используемые при уборке лука технические решения должны обеспечивать ряд требований: полнота удаления ботвы лука и сорных растений; высота скашивания; полнота выкапывания; повреждение убираемого продукта; потери; содержание почвенных и растительных примесей; полнота подбора. Поэтому для оценки эффективности функционирования технических средств для уборки лука выбраны критерии, объективно отражающие количественные и качественные показатели уборки: качество убираемого продукта и энергоемкость технологии уборки.
Для достижения высокого качества работы технических средств для уборки лука они должны обеспечивать уборку с соблюдением агротехнических требований. При работе технических средств на величину выходных параметров каждого агрегата оказывают существенное влияние: функции внешнего воздействия, функции состояния аппарата, функции управляющего воздействия.
Технологический процесс уборки лука является сложной многопараметрической системой, схема функционирования которой имеет иерархическую структуру, включающую в себя модели отдельных процессов, явлений и их взаимосвязь.
Функционирование уборочных машин протекает в условиях непрерывно изменяющихся внешних воздействий. Их можно рассматривать как многомерную динамическую систему со многими входными и выходными параметрами. С учетом функциональных систем машин и особенностей протекания процессов уборки лука разработаны функциональные системы и математические модели оптимального управления работой технических средств, на основании чего предложена структурная схема технологического процесса уборки лука (рисунок 2).
Рисунок 2 – Структурная схема технологического процесса уборки лука: О – обрезчик; К – копатель; П – подборщик; D – средство агрегатирования (транспортирования); XО, XК, XП – функции внешнего воздействия (физико-механические свойства лука и состояния внешней среды), ZО, ZК, ZП – функции состояния агрегата (внутренние нерегулируемые параметры агрегата), UО, Uк, UП – функции управляющего воздействия (внутренние регулируемые параметры агрегата), YО, YК, YП – результирующие показатели работы соответственно обрезчика, копателя и подборщика; F1 – качество убираемого продукта; F2 – энергоемкость технологии уборки
Каждый технологический процесс в предлагаемой технологии уборки лука является подсистемой и выполняется в определенной последовательности. Итогом их работы являются качество и энергоемкость уборки лука.
На основании структурной схемы (рисунок 2) функция технологического процесса уборки лука запишется следующим образом:
, (1)
где F – вектор-функция, параметры которого определяют результирующие показатели технологии уборки лука (F1, F2); Х – вектор-функция внешних воздействий на обрезчик ХО, копатель ХК и подборщик ХП (физико-механические свойства лука и состояния внешней среды); Z – вектор-функция состояния технических средств для уборки лука (внутренние нерегулируемые параметры агрегата); U – вектор-функция управляющих воздействий технических средств для уборки лука (внутренние регулируемые параметры агрегата).
;
;
.
После решения задач по определению параметров вектор-функции внешних воздействий, регулируемых и нерегулируемых параметров технических средств лука для построения функции 
определяются результирующие показатели работы:
- обрезчика
; - копателя
; - подборщика
,
откуда общий вид функции технологии уборки лука запишется как
. (2)
В результате изменения внешних воздействий, регулируемых и нерегулируемых параметров будет происходить изменение результирующих показателей как уборочных агрегатов, так и технологии уборки в целом.
Для определения качества уборки и энергоемкости технологии уборки воспользовались методом случайного поиска, согласно которому при переходе от предыдущего состояния Fn-1 к последующему Fn делается шаг 
, где – единичный вектор, указывающий направление, в котором выбирается изменение оптимизируемых параметров уборочных агрегатов; j – величина шага.
Исходя из этого определение качества уборки и энергоемкости технологии уборки лука будет осуществляться по интерактивной схеме:
(3)
где J – функционал качества уборки лука 
(полнота удаления ботвы лука и сорных растений; высота скашивания; повреждения; потери; чистота вороха).
Изменение конечных показателей технологии уборки лука по предлагаемой интерактивной схеме (3) будет происходить путем изменения наиболее значимых параметров технических средств.
Для реализации предлагаемых технологий процесса уборки лука на каждом этапе технологического процесса уборки целесообразно использовать специальные машины, обеспечивающие минимальные потери и повреждаемость лука при высокой производительности. Для этого на основании анализа имеющихся технических средств уборки лука разработаны соответствующие устройства.
Для удаления ботвы лука и сорных растений предлагается обрезчик (рисунок 3) (патент РФ № 2339208), состоящий из рамы с устройством для присоединения к трактору и рабочих органов с вертикальной осью вращения, закрытых сверху кожухом, имеющим ботвоотводящее окно. Рама имеет четыре стойки с механизмом механического регулирования высоты скашивания, опирающиеся на пневматические колеса.
Для выкопки лука-севка способом теребления с первичной сепарацией на выкапывающих рабочих органах нами предлагается конструкция выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (рисунок 4) (патент РФ № 2240671), состоящего из лемеха, битера с эластичными лопастями и ротора, выполненного из боковин и стержней, зафиксированных для исключения свободного вращения относительно боковин ротора с помощью пружин.
Для сепарации луко-почвенного вороха лука-севка в ходе машинной уборки нами предлагается конструкция транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства (рисунок 5) (патент РФ № 2182415), состоящего из подающего транспортера, разделительной горки, наклонных упругих пальцев, скребков, эластичных пластин, осадочных камер и щетки.
Рисунок 5 – Схема устройства для отделения почвенных примесей из вороха лука-севка: 1 – подающий транспортер; 2 – горка разделительная; 3 – наклонный упругий палец; 4 – скребок; 5 – эластичная пластина; 6 – осадочная камера; 7 – щетка
Для подбора валка лука и уменьшения количества почвенных примесей в подобранном ворохе нами предлагается конструкция вальцово-битерного подбирающего устройства (рисунок 6) (патент РФ № 2240673), состоящего из лемеха, копирующего рабочего органа, шестигранного вала, прутковых вальцов и битера с эластичными лопастями.
В третьем разделе «Теоретические исследования технических средств для уборки лука» рассматриваются закономерности технологических процессов удаления ботвы лука и сорных растений, выкопки, сепарации и подбора лука-севка.
Основной задачей ротационных рабочих органов уборочных машин является полное удаление растительного материала при минимальной скорости резания. Обычно резание стеблей сопровождается динамическим действием режущего инструмента.
Скорость резания является функцией многих независимых переменных: толщина лезвия, угол заточки и наклон ножа, жесткость и влажность стебля, высота резания и т.п., что затрудняет аналитическое решение задачи.
Для обоснования условия среза ботвы лука и сорных растений рассмотрим процесс воздействия лезвия ножа на растение, условие среза которого с некоторой скоростью в общем виде можно записать как:
, (4)
где RS – сила, необходимая для перерезания стебля режущим инструментом, Н; Риз – сила сопротивления стебля изгибу, Н; Рин – сила инерции стеблей, Н; Рв – сила сопротивления воздуха при отклонении стеблей, Н; РСТ – сила сопротивления отклонению стеблей со стороны рядом стоящей ботвы лука и сорных растений, Н.
На схеме резания (рисунок 7) свободно стоящие стебли без опоры можно представить как консольную балку, жестко закрепленную в основании и подвергающуюся действию силы 
со скоростью 
на высоте резания Н.
За время удара 
режущего инструмента стебли отклонятся на величину 
и займут положение, показанное на рисунке 7. Отсюда скорость режущего инструмента запишется как
, (5)
где Е – модуль упругости первого рода, Па; J – площадь поперечного сечения стебля, м2; H – высота резания стеблей, м; 
– время удара, за которое стебли отклонятся на величину 
, с; m – приведенная масса стеблей в точку удара, кг.
Заметное влияние на критическую скорость резания оказывает величина угла наклона лезвия ножа к плоскости его перемещения.
Анализ данных экспериментов, проведенных на различных культурах, рекомендации В.И. Фомина и других исследователей, а также проведенные теоретические расчеты определения оптимального угла наклона и заточки лезвия ножа показали, что угол заточки лезвия ножа должен находиться в пределах 15...25°, но не более угла наклона лезвия ножа, который должен быть в пределах 40…55° к плоскости его перемещения, так как в результате увеличения угла наклона возрастает сопротивление резанию.
При движении машины по полю передняя стенка кожуха наклоняет ботву лука и сорные растения, находящиеся на посевах, при этом происходит излом стеблей и листьев, которые ложатся на почву, что затрудняет их срез. Для поднятия ботвы лука и сорных растений нужно обеспечить такую подъемную силу, создаваемую вращением рабочего органа, чтобы ботва лука и сорные растения поднялись и при этом срезались.
При вращении рабочего органа обрезчика под ним создается разрежение и поток воздуха, направленный от земли. Этот поток воздуха поднимает ботву лука и сорные растения, т. е. силовое взаимодействие потока воздуха с растениями сводится к одной силе лобового сопротивления, при этом направление этой силы совпадает с направлением течения воздуха. Одновременно с создаваемым рабочим органом разрежением через щель между кожухом и землей всасывается воздух и образуется неравномерное поле скоростей в набегающем потоке воздуха, при этом на ботву лука и сорные растения начинают действовать еще подъемная сила и аэродинамический момент, которые способствуют поднятию растений и подводу их в зону резания ножей.
Для поднятия ботвы лука и сорных растений скорость воздуха должна быть больше скорости витания и трогания (рисунок 8). При условии, что подъемная сила равна весу листьев лука, эта скорость определяется, как
, (6)
где 
– масса листьев лука, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2; F – площадь лобового сопротивления листьев лука, м2; – плотность воздуха, кг/м3; 
– скорость витания, м/с; сy – коэффициент подъемной силы.
Из уравнения (6) скорость витания запишется как
. (7)
Для того, чтобы листья лука поднялись, скорость воздуха 
должна быть больше скорости витания 
: 
. Ввиду сложности вопроса аэродинамический момент будем полагать равным нулю. При таком условии листья лука будут подниматься вверх со скоростью 
, определяемой из уравнения
. (8)
Минимальная частота вращения рабочего органа, необходимая для создания потока воздуха со скоростью 
, которая обеспечит подъем листьев лука со скоростью 
, найдется из выражения
. (9)
По произведенным подсчетам оптимальная частота вращения, обеспечивающая подъем ботвы лука и сорных растений и их срезание, находится в пределах 1700…2200 мин–1 для рабочего органа с диаметром траектории вращения ножей 0,5 м.
Извлечение луковиц из почвы осуществляется выкапывающими рабочими органами, задачей которых является полное выкапывание с последующей передачей луковиц на сепарирующие рабочие органы. Для выполнения данной технологической операции использовали устройство теребильного типа, изображенное на рисунке 4.
Чтобы при тереблении было меньше обрывов листьев лука и его потерь, листья лука выкапывающе-сепарирующим рабочим органом желательно захватывать в том месте, где пучок листьев имеет наибольшую прочность.
Сила N зажатия ботвы лопастью битера выкапывающе-сепарирующего рабочего органа (рисунок 9) должна обеспечивать такую силу F сцепления рабочих органов выкапывающего устройства с ботвой, которая в состоянии преодолеть силы сопротивления теребления луковицы.
Исходя из этого можно записать условие теребления луковицы:
, (10)
где f – коэффициент трения листьев лука о материал, из которого изготовлены лопасти битера и стержни ротора; G – вес луковицы с ботвой и налипшей на нее почвой, Н; Q – сила связи подкопанной луковицы с почвой, Н; Рин – сила инерции извлекаемой из почвы луковицы, Н; [Рб] – допустимое усилие разрыва ботвы, Н.
Сила инерции Рин извлекаемой из почвы луковицы зависит от скорости извлечения луковицы из почвы и может быть определена из выражения
, (11)
где m – масса извлекаемой луковицы, кг; Sс – путь теребления (отрезок пути луковицы в процессе извлечения ее из почвы, на котором имеют место наибольшие усилия теребления), м; с – приращение скорости луковицы в направлении теребления, м/с.
С увеличением скорости движения уборочного агрегата возрастает (пропорционально м во второй степени) сила инерции Рин извлекаемого из почвы луковицы, а следовательно, и общее сопротивление тереблению луковицы. Как показала практика, при скорости движения уборочного агрегата выше 5 км/ч сопротивление тереблению возрастает настолько, что превышает допустимое усилие разрыва ботвы [Рб], ботва обрывается, потери лука-севка невытеребленными луковицами превышают допустимые по агротехническим требованиям.
Для надежного защемления ботвы луковицы, чтобы она не соскальзывала с рабочей поверхности лопасти битера и стержня ротора при тереблении, необходимо обеспечить следующее условие:
. (12)
Таким образом, силу теребления луковицы за ботву найдем из условия
, (13)
где – угол наклона лемеха к поверхности почвы, град; Т – угол между векторами скорости движения машины и линейной скорости вращения рабочих органов, град.
Абсолютная скорость движения луковицы с при тереблении будет складываться из скорости движения машины м и линейной скорости вращения рабочих органов Т, направленной под углом Т к горизонтали.
После вычислений и преобразований радиус ротора можно найти из выражения
, (14)
а межосевое расстояние битера и ротора – из выражения
. (15)
При поступательном движении машины лопасти битера, приподнимая и направляя полегшую и стоячую ботву в зону теребления, встречаются со стержнями ротора в точке С, зажимая ботву и производя теребление.
При этом длина участка перемещения луковицы при тереблении должна быть не менее глубины залегания луковицы:
, (16)
где – угол теребления (угол между точкой С начала теребления и точкой Д конца теребления луковицы), град; hл – глубина залегания луковицы в почве, м.
Подставляя значение угла 
в выражение (13), найдем длину участка перемещения луковицы при тереблении:
. (17)
При тереблении лука выкапывающе-сепарирующим рабочим органом почва, за счет прижатия лопастями битера к поверхности ротора, проходит между стержнями ротора, откуда шнеком удаляется через боковины ротора.
В связи с тем, что выкапывающе-сепарирующий рабочий орган не только производит извлечение луковиц из почвы, но и выполняет первичное отделение почвенных примесей, то для определения интенсивности удаления почвы из внутренней полости ротора используется модель сепарации, предложенная Э.И. Липковичем:
, (18)
где mх – масса не удаленной из внутренней полости ротора почвы, кг; my – масса почвы, удаленной шнеком через боковые окна ротора, кг; mz – масса почвы, удаленной через зазоры между стержнями ротора, кг.
Изменение состояния общей массы М почвы во внутренней полости ротора через скорость убывания запишется системой дифференциальных уравнений:
(19)
где, – коэффициенты пропорциональности (величина постоянная), с-1.
После математических преобразований интенсивность удаления почвенных примесей из внутренней полости ротора в зависимости от времени запишется как
(20)
После извлечения лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом из почвы лук подается на приемный транспортер, где происходит вторичное отделение почвенных примесей из вороха. Для предотвращения потерь луковиц между приемным транспортером и ротором выкапывающе-сепарирующего рабочего органа межосевое расстояние между ротором и передним валом приемного транспортера определяется по выражению
(21)
Сепарация почвы в машинах для уборки лука производится на рабочих органах, разделяющих компоненты по признакам. Для выполнения данной технологической операции использовали устройство, изображенное на рисунке 5.
Для определения координат взаимного расположения центров барабанов рассмотрим траекторию полета слоя лука-севка с подающего транспортера на рабочую поверхность горки с началом свободного полета луковицы в точке А (рисунок 11) и началом оси координат хАy в точке А, которая сводится к задаче свободного движения материальной точки с начальной скоростью транспортера тр под углом к горизонту и под действием силы тяжести. При этом устанавливаем условие: нижний слой вороха лука, сходящий с подающего транспортера, не должен падать на рабочую поверхность горки ниже точки Е.
Траектория полета луковицы с учетом сопротивления воздуха определяется по выражению
(22)
где 0 – начальная скорость вороха, сходящего с полотна подающего транспортера, м/с; – угол наклона подающего транспортера, град; k – эмпирический коэффициент; t – время полета луковицы, с.
Время полета t может быть найдено совместным решением уравнения (22) с уравнением, описывающим линию рабочей поверхности полотна горки:
(23)
где г – угол наклона полотна горки, град; Y0 – ордината точки пересечения проекции продолжения рабочей ветви и полотна горки с осью Y, м.
Во время схода вороха на поверхность горки пальцы должны обеспечивать наименьшее проникновение луковиц между ними. Такими образом, угол наклона пальцев п должен быть меньше угла т наклона касательной к траектории полета частицы в точке соприкосновения с рабочей поверхностью горки на коэффициент статического трения луковиц о поверхность пальцев (определен экспериментально), то есть
. (24)
Угол наклона касательной т к траектории движения частицы в момент достижения рабочей поверхности горки можно найти из зависимости 
, то есть тангенс угла наклона касательной к траектории движения в точке равен производной функции этой кривой по аргументу Х:
. (25)
Зная угол наклона пальцев п относительно полотна горки, можно определить угол наклона пальцев /п относительно горизонтали:
. (26)
Но при расчете угла наклона пальцев /п относительно горизонтали нужно учесть, что угол наклона горки не должен превышать угла трения вороха лука-севка о поверхность пальцев горки.
Последним технологическим элементом в работе сепарирующего устройства является счесывание вороха с поверхности пальцев.
Во время падения вороха на рабочую поверхность горки луковицы проникают между пальцами. Для более полного снятия вороха ворсом щетки с поверхности пальцев определили глубину проникновения луковиц между ними.
Глубина проникновения луковицы между пальцами находится по формуле
, (27)
где dл – диаметр луковицы, м; Е – модуль упругости материала, Па; n/П – количество пальцев, участвующих в контакте с луковицей; lП – длина пальца, м; Л – плотность луковицы, кг/ м3.
(28)
где Р/осн – расстояние между пальцами в их основании, м; Рв/ – расстояние между пальцами в их вершинах, м; lП – длина пальцев, м; ХВН – расстояние от вершины пальцев до места застревания луковицы, м.
, (29)
где dосн – диаметр основания пальца, м; dвер – диаметр вершины пальца, м.
Координаты расположения центров заднего вала горки и вала щетки можно найти по следующим формулам:
(30)
где R0 – минимальный радиус залегания луковиц между пальцами горки, м; – угол между касательной и горизонталью, град.; D1 – диаметр щетки, м; – угол между отрезками АО и АО1, град.
Подбор лука-севка из валков осуществляется подбирающими рабочими органами, основной задачей которых является полный подбор лука и передача его на сепарирующие рабочие органы. Для выполнения данной технологической операции использовали устройство, изображенное на рисунке 6.
При работе вальцово-битерного подбирающего устройства поднимаемый лемехом валок перемещается относительно его поверхности, а на сходе с лемеха валок подхватывается шестигранным валом, который передает его на прутковые вальцы.
Для упрощения расчетов принимаем, что точка соприкосновения шестигранного вала с валком лука-севка, сходящего с рабочей поверхности лемеха, равна величине Н расстояния между верхней задней кромкой лемеха и поверхностью почвы (рисунок 13).
, (31)
где l – длина рабочей поверхности лемеха, м; – угол установки (наклона) лемеха, град.
Поступающая масса будет проходить по шестигранному валу с началом контакта вала с валком в точке М без сгруживания и потерь при условии, что предельная составляющая сила трения по оси Х будет больше составляющей выталкивающей силы:
, (32)
при этом
(33)
где f – коэффициент трения вороха лука-севка о материал шестигранного вала.
Диаметр шестигранного вала найдется из выражения
. (34)
Чтобы установить характер работы подбирающего устройства, рассмотрим технологический процесс работы шестигранного вала на примере траектории движения точки А (рисунок 14), расположенной на грани шестигранного вала.
Рисунок 14 – Схема к определению конструктивно-режимных
параметров шестигранного вала
Через некоторый момент времени машина переместится вперед на расстояние 
. За этот же промежуток времени точка А, вращаясь равномерно с угловой скоростью 1, в относительном движении, перейдет в положение А1, повернувшись на угол 
. Тогда уравнение движения произвольной точки боковой грани шестигранного вала будет иметь вид:
(35)
где R – радиус окружности, описываемый точкой, расположенной на конце диагонали сечения шестигранного вала, м; RА – радиус окружности, описываемой произвольной точкой А, расположенной на грани шестигранного вала, м; ш.в. – скорость поступательного перемещения шестигранного вала, м/с; 1 – угловая скорость вращения шестигранного вала, с-1; – угол, заключенный между радиусом R и радиусом RА, град.
, (36)
где м – поступательная скорость движения машины, м/с; – показатель кинематического режима.
Из рисунка 15 следует, что для шестигранного вала
, (37)
откуда
. (38)
Тогда уравнение движения точки, расположенной на конце диагонали шестигранного вала (=0) (рисунок 15), запишется как
(39)
Интенсивность воздействия шестигранного вала на валок лука-севка обуславливается также разностью в скоростях движения различных точек поверхности шестигранного вала.
Определяя скорость рассматриваемой точки А (рисунок 15), будем иметь:
. (40)
Отсюда скорость движения произвольной точки поверхности шестигранного вала можно определить из выражения
. (41)
Так как угол изменяется в пределах от 0° до 60°, то скорость отдельных точек шестигранного вала будет иметь значения в пределах:
при =0° 
,
при =60° 
.
Технологический процесс исследуемого устройства включает одну из основных операций – транспортирование подбираемого валка вращающимися вальцами к приемному транспортеру для последующей сепарации вороха лука-севка и погрузки его в рядом идущее транспортное средство. Отсюда следует, что параметры основного рабочего элемента устройства – вальцов – должны удовлетворять условию отсутствия затаскивания вальцами луковиц малой фракции.
Для определения диаметров вальцов подбирающего устройства рассмотрим взаимодействие одиночной луковицы с вальцами. Для упрощения примем, что луковица имеет шаровидную форму диаметром dл. Для того, чтобы луковица не проходила между вальцами, принимаем зазор С (рисунок 16) между вальцами устройства равным минимальному диаметру луковицы (С= dл min). Для нормальной работы вальцовой поверхности луковица должна переместиться через валец 2 на последующий.
При вращении валец 2 за счет силы трения F2 (рисунок 16) стремится затащить луковицу вверх и перебросить через себя. Если заменить действие вальца 2 на луковицу действием условной подвижной наклонной плоскости АА, касательной к луковице и вальцу 2 в точке контакта М2, то условие затаскивания луковицы вверх этой плоскостью достигается, когда 
, где 2 – угол наклонной плоскости АА к горизонтали, град; 2 – угол трения луковицы о материал вальца 2, град.
Рисунок 16 – Схема к определению диаметра вальцов подбирающего
устройства: 1 – валец первый; 2 – валец второй; 3 – луковица
Во избежание повреждения луковиц необходимо исключить их затаскивание между вальцами. При вращении валец 1 за счет силы трения F1 стремится затащить луковицу между вальцами. Если заменить действие вальца 1 на луковицу действием условной подвижной наклонной плоскости ВВ, касательной к луковице и вальцу 1 в точке касания М1, то условие незатаскивания луковицы между вальцами этой плоскостью достигается, когда 
, где 1 – угол наклонной плоскости ВВ к горизонтали, град; 1 – угол трения луковицы о материал вальца 1, град.
Тогда диаметр каждого вальца подбирающего устройства можно найти из выражения:
, (42)
где D – диаметр вальца, через который луковица должна перекатиться, м; d – диаметр вальца, через который луковица уже перекатилась, м; С – зазор между вальцами подбирающего устройства, м.
Частота вращения вальцов подбирающего устройства определяет скорость перемещения подбираемой массы вдоль его рабочей поверхности. Она определяется из выражения
, (43)
где dЛ – средний размер луковицы, м.
Для предотвращения сгруживания транспортируемого материала на рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства над ними установлен битер. Задача битера состоит в том, чтобы обеспечивать равномерную подачу массы по всей рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства. Поэтому начало работы лопастей битера с рабочей поверхностью вальцово-битерного подбирающего устройства начинается в точке контакта F лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала, а выходит из зоны контакта с рабочей поверхностью подбирающего устройства в точке Р контакта лопастей битера и наружной окружности третьего вальца.
Рисунок 17 – Схема к определению радиуса битера подбирающего устройства:
1 – битер; 2 – вал шестигранный; 3 – валец первый; 4 – валец второй;
5 – валец третий
При вращении битера валок, за счет силы трения между лопастями битера и шестигранным валом, транспортируется от одного вальца к другому. Если заменить действие лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала действием условной подвижной наклонной плоскости КК, к наружной окружности битера и наружной окружности шестигранного вала в точке контакта F, то условие затаскивания валка этой плоскостью примет вид:
, (44)
где 1 – угол наклона условной плоскости КК к осевой линии расположения вальцов, град.; 1 – угол трения вороха по материалу шестигранного вала, град.; 2 – угол трения вороха по материалу лопасти битера, град.
При выходе из зоны контакта лопасти битера с рабочей поверхностью подбирающего устройства валок транспортируется за счет силы трения, возникшей между лопастью битера и рабочей поверхностью третьего вальца. Если заменить действие лопасти битера и рабочей поверхности третьего вальца действием условной подвижной наклонной плоскости LL, касательной и наружной окружности битера и третьего вальца в точке контакта Р, условие перемещения валка этой плоскостью примет вид:
, (45)
где 2 – угол наклона условной плоскости LL к осевой линии расположения вальцов, град.
Тогда радиус битера можно найти из выражения
. (46)
В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» приведены программа, структура проводимых экспериментальных исследований, планы постановки опытов, методика проведения замеров, используемые критерии оценки процессов, перечень используемого оборудования и приборов, описание лабораторных и опытных установок, а также методика исследований физико-механических свойств посевов лука перед уборкой, лука-севка и валка лука-севка во время уборки.
Программа экспериментальных исследований включала:
- экспериментальные исследования в лабораторных условиях;
- экспериментальные исследования в лабораторно-полевых условиях;
- экспериментальные исследования в производственных условиях;
- оценка эксплуатационных показателей (производительность, энергоемкость).
Экспериментальные исследования проводились с целью определения физико-механических свойств посевов лука перед уборкой, лука-севка и валка лука-севка во время уборки; обоснования оптимальных параметров предлагаемых технических средств для уборки лука.
Лабораторные исследования проводились с применением классического метода и теории планирования многофакторного эксперимента на установках, смонтированных на почвенном канале с целью определения интервалов нахождения оптимальных значений конструктивных и режимных параметров технических средств для уборки лука.
Лабораторно-полевые исследования проводились для проверки возможности применения технических средств для уборки лука в реальных условиях и определения оптимальных значений их конструктивных и режимных параметров.
Производственные исследования экспериментальных технических средств для уборки лука проводились с целью определения качества их работы.
Проведение экспериментальных исследований осуществлялось в соответствии с ОСТ 70.8.7–83 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки овощных и бахчевых культур. Программа и методы испытаний», ОСТ 10.8.2–2001 «Испытания сельскохозяйственной техники. Косилки и косилки–плющилки. Методы оценки функциональных показателей», ОСТ 10.8.21–2001 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки ботвы корнеплодов. Методы оценки функциональных показателей», частными методиками, предусматривающими использование оригинальных приборов и установок, созданных в процессе выполнения диссертационной работы. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ программами Statistika, MathCad, Excel.
Энергетическая оценка средств механизации уборки лука определялась по методике, разработанной РАСХН, ВИМ, ЦНИИМСХ и ВИЭСХ.
В пятом разделе «Результаты и анализ экспериментальных исследований» приводятся результаты исследований физико-механических свойств посевов лука перед уборкой, лука-севка и валка лука-севка во время уборки. Представлены зависимости, описывающие закономерности влияния разработанных технических средств для уборки лука на качественные показатели их работы.
Ширина посева лука находилась в пределах от 86 до 93 см при среднем значении 89,45 см, ширина междурядий – от 43 до 53,6 см, при среднем значении 50,8 см. Число луковиц на одном квадратном метре перед уборкой на посевах лука-репки сорта «Бессоновский местный» находилось в пределах от 47 до 108 шт., при среднем значении 
=82 шт.; для лука-севка сорта «Бессоновский местный» – от 122 до 314 шт., при среднем значении 
=218 шт.; лука-репки сорта «Халцедон» – от 57 до 105 шт., при среднем значении 
=88 шт.; сорных растений – от 4 до 64 шт. на одном квадратном метре, при среднем значении 
=22 шт.
Размерная характеристика лука характеризуется следующими показателями: среднее значение высоты головки луковицы лука-репки сорта «Бессоновский местный», находящейся над поверхностью почвы, составило 3,2 мм, а сорта «Халцедон» – 11,4 мм; среднее значение глубины залегания луковиц составило: лука-севка – 14 мм, лука-репки – 44 мм; среднее значение высоты ботвы в естественном состоянии составило: лука-репки сорта «Бессоновский местный» – 81 мм, лука-севка сорта «Бессоновский местный» – 187 мм, лука-репки сорта «Халцедон» – 85 мм и сорных растений – 164 мм; длина пучка ботвы в выпрямленном состоянии для лука-севка сорта «Бессоновский местный» в среднем составила 300…360 мм, для лука-репки сорта «Бессоновский местный» и «Халцедон» – 480…540 мм. Среднее значение ширины валка лука-севка в период подбора составило 484 мм.
Массовая характеристика лука и его составляющих распределена следующим образом: среднее значение веса растения, луковицы и пучка ботвы соответственно составило: лука-репки сорта «Бессоновский местный» – 44,2, 39,6 и 4,6 г.; лука–севка сорта «Бессоновский местный» – 9,14, 5,12 и 3,8 г.; лука–репки сорта «Халцедон» – 46, 37 и 9 г. Среднее значение массы вороха 1 п.м. валка составило 1,495 кг.
Коэффициент статического трения покоя луковиц сортов «Бессоновский местный» и «Халцедон» по поверхности находился в пределах 0,20...0,51 для различных поверхностей.
Среднее значение силы теребления с подкапыванием составило 3,7 Н, а сила теребления без подкапывания – 19 Н. Значения прочности ботвы лука-севка распределены следующим образом: у основания пучка ботвы – 28,4 Н; в средней части пучка ботвы – 17,3 Н; в верхней трети пучка ботвы – 14,9 Н.
При определении оптимальных конструктивных и режимных параметров рабочего органа обрезчика ботвы лука и сорных растений (рисунок 18, а) выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три фактора, существенно влияющие на полноту удаления ботвы лука и сорных растений: частота вращения рабочего органа n, высота установки рабочего органа относительно поверхности поля hк и угол установки ножей.
Для определения полноты удаления ботвы лука и сорных растений рабочим органом обрезчика использовали математическую теорию планирования трехфакторного эксперимента. В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость =f (n, hк, ), которая в раскодированном виде запишется:
(47)
После подстановки в уравнение регрессии (47) соответствующих значений основных факторов графически строили факторную зависимость (рисунок 19) изменения полноты удаления ботвы лука и сорных растений.
Для определения оптимальных конструктивно-режимных параметров обрезчика ботвы лука и сорных растений строились сечения поверхности отклика с контурными линиями, соответствующие определенным значениям параметра оптимизации, анализ которых показал, что оптимальные значения конструктивных и режимных параметров рабочего органа обрезчика ботвы лука и сорных растений находятся в интервалах: n = 1480…1890 мин-1, hк = 45…91 мм, = 52…61 град; при этом полнота удаления ботвы лука и сорных растений составляет 97,50…97,75 %.
а)  | б)  |
в)  | г)  |
| Рисунок 18 – Общий вид технических средств для уборки лука: а) обрезчик ботвы лука и сорных растений; б) копатель с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом; в) лукоуборочная машина с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством; г) подборщик с вальцово-битерным подбирающим устройством | |
В результате лабораторно-полевых исследований обрезчика ботвы лука и сорных растений определены зависимости величины полноты удаления ботвы лука и сорных растений, % (на посевах лука-репки и лука-севка) от угла установки ножей , от высоты установки рабочих органов относительно поверхности поля hк, от рабочей скорости движения машины (рисунок 20), от частоты вращения рабочих органов n, от коэффициента кинематического режима к (рисунок 21).
Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что угол наклона ножей обрезчика ботвы лука и сорных растений будет оптимальным в интервале = 52…56 град., высота установки рабочих органов относительно поверхности поля – в интервале hк = 150…180 мм на посевах лука-севка и hк = 20…30 мм на посевах лука-репки, рабочая скорость движения машины – в интер-
 |  |
 | Рисунок 20 – Зависимость полноты удаления ботвы лука и сорных растений (а() – на посевах лука–репки, b() – на посевах лука–севка): а) от угла установки ножей ; б) от высоты установки рабочих органов относительно поверхности поля hк; в) от рабочей скорости движения машины |
 |  |
Рисунок 21 – Зависимость полноты удаления ботвы лука и сорных растений (а() – на посевах лука–репки, b() – на посевах лука–севка): а) от частоты
вращения рабочих органов n; б) от коэффициента кинематического режима к
вале = 0,7…0,9 м/с, частота вращения рабочих органов обрезчика – в интервале n = 1500…2200 мин-1, коэффициент кинематического режима – в интервале к = 36…40.
Как показали результаты полевых исследований, экспериментальный обрезчик ботвы лука и сорных растений (рисунок 22) устойчиво выполняет технологический процесс с полнотой удаления ботвы лука и сорных растений 96,2 % и количеством поврежденных луковиц на посевах лука-репки 3,5%. Энергозатраты при применении экспериментального обрезчика ботвы лука и сорных растений составляют 0,41 МДж/кг (13153 МДж/га), что на 0,18 МДж/кг меньше, чем при применении двухбарабанного обрезчика.
При определении оптимальных геометрических параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа копателя лука-севка (рисунок 18, б) выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три фактора, существенно влияющие на полноту выкопки лука-севка: диаметр ротораDр, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h и расстояние между битером и ротором а.
Для определения полноты выкапывания выкапывающе-сепарирующим рабочим органом копателя лука-севка использовали математическую теорию планирования трехфакторного эксперимента D-оптимального плана (Бокса на кубе). В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость =f (DP, h, a), которая в раскодированном виде запишется:
=61,45+22,107Dp+11,781h+19,972a–0,588Dp2–0,559h2–0,262a2. (48)
С целью изучения поверхности отклика строились сечения с контурными линиями (рисунок 23), соответствующие определенным значениям параметра оптимизации.
Анализ графического изображения сечений поверхности отклика показал, что оптимальные значения исследуемых параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа находятся в интервалах: Dр = 136…143 мм, а = 327…338 мм, h = 31…33 мм; при этом полнота выкапывания составила 98,6…99,1 %.
В результате лабораторно-полевых исследований копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим устройством определены зависимости величины потерь,% и количества почвенных примесей е, %, от диаметра ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа Dр, расстояния между битером и ротором а, высоты установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h (рисунок 24), от рабочей скорости машины м и соотношения окружной и поступательной скоростей (рисунок 25).
Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что диаметр ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа будет оптимальным в интервале Dр = 130…150 мм, расстояние между битером и ротором а = 315…355 мм, высота установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h = 22…31 мм, рабочая скорость м = 0,8…1,45 м/с, соотношение окружной и поступательной скоростей = 1,1…1,4.
Как показали результаты полевых исследований, экспериментальный копатель лука-севка с выкапывающе-сепарирующим устройством (рисунок 26) устойчиво выполняет технологический процесс с полнотой выкопки луковиц 98,9 % и количеством почвенных примесей в ворохе до 6,5 %. Энергетические затраты уменьшаются с 15,4 до 13,2 МДж/кг в сравнении с лукоуборочной машиной МЛС-1,4.
 |  | |
 | Рисунок 24 – Зависимость величины потерь луковиц и количества почвенных примесей в ворохе е: а) от диаметра ротора выкапывающе-сепарирующего рабочего органа Dр; б) от расстояния между битером и ротором а; в) от высоты установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h | |
а)  | б)  | |
Рисунок 25 – Зависимость величины потерь луковиц и количества почвенных
примесей в ворохе е: а) от рабочей скорости машины м; б) от соотношения
окружной и поступательной скоростей
При определении оптимальных геометрических параметров транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства лукоуборочной машины (рисунок 18, в) выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить факторы, существенно влияющие на сепарацию вороха лука-севка: высота установки центра вала щетки относительно центра заднего вала горки hщ, мм; угол наклона пальцев п, град. и угол наклона горки г, град.
Для описания поверхности отклика уравнением второго порядка использовали математическую теорию планирования трехфакторного эксперимента D-оптимального плана (Бокса на кубе). В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость =f(hщ, П, Г), которая в раскодированном виде запишется:
=-74,49+1,38 hщ +6,14п +0,115г -0,14 hщ 2-0,034п 2-0,034г 2. (49)
После подстановки в уравнение регрессии (49) соответствующих значений основных факторов, графически строили факторную зависимость изменения полноты сепарации вороха лука-севка (рисунок 27).
Для определения оптимальных конструктивных параметров транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства строились сечения поверхности отклика с контурными линиями, соответствующими определенным значениям параметра оптимизации, анализ которых показал, что оптимальные значения конструктивных параметров сепарирующего устройства находятся в интервалах h = 44…48 мм, п = 43…47 град., г = 24…29 град, при этом полнота отделения почвенных примесей из вороха лука-севка составила 98,6...98,8 %.
В результате лабораторно-полевых исследований лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством определены зависимости величины полноты сепарации вороха лука-севка, % от высоты установки центра вала
 |  |
 | Рисунок 28 – Зависимости полноты сепарации вороха лука-севка, %: а) от высоты установки центра вала щетки относительно центра заднего вала горки hщ; б) от угла наклона пальцев п; в) от угла наклона горки г |
щетки относительно центра заднего вала горки hщ, углов наклона пальцев п и горки г (рисунок 28).
Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что высота установки центра вала щетки относительно центра заднего вала горки будет оптимальной в интервале hщ = 44…52 мм, угол наклона пальцев – в интервале п = 42…46 град. и угол наклона горки находится в интервале значений г = 24…27 град.
Как показали результаты полевых исследований, экспериментальная лукоуборочная машина с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством (рисунок 29) устойчиво выполняет технологический процесс с содержанием почвенных примесей в исходном ворохе 4,4 %. Энергетические затраты уменьшились с 15,4 до 12,6 МДж /кг в сравнении с лукоуборочной машиной МЛС-1,4.
При определении оптимальных геометрических параметров вальцово-битерного подбирающего устройства подборщика лука-севка (рисунок 18, г) выполняли априорное ранжирование факторов и отсеивающие эксперименты, которые позволили выявить три фактора, существенно влияющие на полноту подбора лука-севка: высота установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов Н, расстояние между наружными диаметрами соседних вальцов а и глубина подкапывания лемехом b.
Для определения полноты подбора предлагаемым вальцово-битерным подбирающим устройством использовали математическую теорию планирования трехфакторного эксперимента D-оптимального плана (Бокса на кубе). В результате расчета получена адекватная математическая модель второго порядка, описывающая зависимость полноты подбора =f (H, aв, b), которая в раскодированном виде запишется:
=-2,69+0,71Н+0,66ав-0,29b-0,0013Н2-0,023ав2-0,012b2-
0,00054Нав+0,0019Нb-0,0043авb. (50)
С целью изучения поверхности отклика строились сечения поверхности отклика с контурными линиями (рисунок 30), соответствующие определенным значениям параметра оптимизации.
Анализ графического изображения сечений показал, что оптимальные значения исследуемых параметров вальцово-битерного подбирающего устройства находятся в интервалах: Н = 275…293 мм, ав = 9…12 мм, b = 7…11 мм, при этом полнота подбора составила 98,95…99,24 %.
В результате лабораторно-полевых исследований подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством определены зависимости полноты подбора лука-севка Q, % и количества почвенных примесей в ворохе, % от глубины подкапывания лемехом b, расстояния между вальцами подбирающего устройства а, высоты установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства Н, кинематического режима работы вальцово-битерного подбирающего устройства (рисунок 31).
 |  | ||
 |  | ||
Рисунок 31 – Зависимость величины полноты подбора лука-севка Q и количества
почвенных примесей в ворохе : а) от глубины подкапывания лемехом b;
б) от расстояния между вальцами подбирающего устройства ав; в) от высоты
установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего
устройства Н; г) от кинематического режима работы подбирающего устройства
Из анализа полученных зависимостей можно сделать вывод, что глубина подкапывания лемехом будет оптимальна в интервале b = 15…25 мм, расстояние между вальцами подбирающего устройства ав = 8…12 мм, высота установки битера относительно рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства Н = 330…340 мм, кинематический режим работы подбирающего устройства = 1,1…1,4.
Результаты полевых исследований показали, что экспериментальный подборщик лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством (рисунок 32) устойчиво выполняет технологический процесс с полнотой подбора лука-севка 98,7 %, количеством почвенных примесей в убранном ворохе 5,4 % и повреждением луковиц 1,1 %. Энергетические затраты уменьшились с 18,3 до 11,2 МДж/кг в сравнении с подборщиком лука ППЛ-0,8.
В шестом разделе «Экономическая эффективность энергосберегающих технологий и технических средств для уборки лука» приведены результаты расчета экономической эффективности предлагаемых энергосберегающих технологий и технических средств для уборки лука.
Предложенные технологии и технические средства для уборки лука позволили получить экономический эффект на одну машину (при нормативной загрузке): обрезчика ботвы лука и сорных растений – 158318 руб., копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом – 151612 руб., лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством – 169260 руб. и подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством – 179489 руб.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
- Проведенный анализ литературных и патентных источников, результаты научных исследований, а также производственные опыты показали, что серийные и опытные образцы машин, применяемые на уборке лука, особенно на тяжелых почвах, не отвечают агротехническим требованиям или малоэффективны. Поэтому дальнейшие пути совершенствования технологий и технических средств для уборки лука должны идти путем разработок машин и рабочих органов (обрезчика ботвы лука и сорных растений, выкапывающе-сепарирующего рабочего органа, транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства и вальцово-битерного подбирающего устройства), обеспечивающих повышение производительности машинно-тракторного агрегата, качества уборки и снижение энергетической эффективности.
- На основании установленных закономерностей процессов машинного выполнения основных уборочных операций (удаление ботвы лука и сорных растений, выкопка луковиц из почвы, сепарация почвы и укладка в валок, подбор валка) разработаны схемы функционирования и математические модели работы технических средств для уборки лука, обеспечивающие качественную уборку лука.
На основании использования экспериментально-теоретического метода разработана математическая модель для определения результирующих показателей технологии уборки, а также структурная схема технологического процесса уборки.
Разработаны конструктивно-технологические схемы технических средств для уборки лука: обрезчик ботвы лука и сорных растений (патент РФ на изобретение № 2339208); выкапывающе-сепарирующий рабочий орган (патент РФ на изобретение № 2240671); транспортерно-пальчатое сепарирующее устройство (патент РФ на изобретение № 2182415) и вальцово-битерное подбирающее устройство (патент РФ на изобретение № 2240673).
- Теоретическими исследованиями для расчета предлагаемых технических решений получены: для обрезчика ботвы лука и сорных растений – выражения для определения частоты вращения рабочих органов, угла установки ножей, критической скорости резания, угла установки рабочих органов, а также обосновано действие аэродинамических сил на процесс удаления ботвы лука и сорных растений; для выкапывающе-сепарирующего рабочего органа – выражения для определения радиуса ротора, межосевого расстояния между битером и ротором, ротором и передним валом приемного транспортера и силы теребления луковицы за ботву, определена интенсивность удаления почвы из внутренней полости ротора; для транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства – выражения для определения взаимного расположения центров заднего вала подающего транспортера и переднего вала пальчатой горки, предельного угла наклона горки и пальцев относительно оси, взаимного расположения центров заднего вала пальчатой горки и вала щетки, определена предельная глубина проникновения луковицы между пальцами; для вальцово-битерного подбирающего устройства – выражения, характеризующие закон и скорость движения точек шестигранного вала, выражения для определения диаметра шестигранного вала, диметра вальцов, частоты вращения шестигранного вала и вальцов и радиуса битера подбирающего устройства.
- Разработаны и изготовлены рабочие органы технических средств для уборки лука, лабораторные исследования которых подтвердили достоверность результатов теоретических исследований и позволили установить интервалы нахождения оптимальных значений исследуемых параметров, влияющих на полноту удаления ботвы лука и сорных растений, выкопки, сепарации и подбора лука-севка.
Устойчивая и стабильная работа исследуемых рабочих органов обеспечивается при следующих параметрах: обрезчика – при частоте вращения рабочего органа n = 1480…1890 мин-1, высоте установки рабочего органа относительно поверхности поля hк = 45…91 мм, угле установки ножей = 52…61 град, при этом полнота удаления ботвы лука и сорных растений составила 97,50…97,75 %; выкапывающе-сепарирующего рабочего органа – при диаметре ротора Dр = 136…143 мм, расстоянии между битером и ротором а = 327…338 мм, высоте установки выкапывающе-сепарирующего рабочего органа h = 22…41 мм, при этом полнота выкопки лука-севка составила 98,6…99,1 %; транспортерно-пальчатого сепарирующего устройства – при высоте установки центра вала щетки относительно центра заднего вала горки hщ = 40…48 мм, угле наклона пальцев п = 42…47 град., угле наклона горки г = 22…26 град., при этом полнота отделения почвенных примесей из вороха лука-севка составила 98,6…98,8%; вальцово-битерного подбирающего устройства – при высоте установки осевой линией битера относительно рабочей поверхности вальцов Н = 275…293 мм, расстоянии между наружными диаметрами соседних вальцов ав = 9…12 мм, глубине подкапывания лемехом b = 7…11 мм, при этом полнота подбора лука-севка составила 98,95…99,24 %.
- По материалам исследований совместно с ОАО «Завод Белинсксельмаш» (г. Каменка Пензенской обл.) разработан и изготовлен опытный образец лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством и совместно с ООО «КЗТМ» (г. Кузнецк Пензенской обл.) разработаны и изготовлены опытные образцы обрезчика ботвы лука и сорных растений, копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом и подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством.
Лабораторно-полевые и производственные исследования уборочных машин показали устойчивую работу на уборке лука. При установке конструктивных и режимных параметров обрезчика ботвы лука и сорных растений на оптимальные ( = 55 град, hк = 160 мм (на посевах лука-севка), hк = 30 мм (на посевах лука-репки), n = 1800 мин–1, м = 0,8 м/с и к = 38) полнота удаления ботвы лука и сорных растений составила 95...96,2%, количество поврежденных луковиц на посевах лука-репки – 3,5 %. Энергозатраты на производство 1 кг лука сокращаются на 0,18 МДж.
При установке конструктивных и режимных параметров копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом на оптимальные (Dр = 140 мм, а = 335 мм, h = 30 мм, м = 1,1 м/с, = 1,2) полнота выкопки луковиц составила 98,9 %, а количество почвенных примесей в ворохе – до 6,5 %. Энергетические затраты на производство 1 кг лука уменьшаются с 15,4 до 13,2 МДж/кг.
При установке конструктивных параметров лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством на оптимальные (hщ = 45 мм, п = 45 град., г = 25 град. и м = 0,97 м/с) количество почвенных примесей в валке составило 4,4 %. Энергетические затраты на производство 1 кг лука уменьшаются с 15,4 до 12,6 МДж/кг.
При установке конструктивных и режимных параметров подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством на оптимальные (b = 15 мм, ав = 10 мм, Н = 285 мм, = 1,2 и м = 0,98 м/с) количество почвенных примесей в убранном ворохе составило 5,4 %, полнота подбора – 98,7 %, а повреждение луковиц – 1,1 %. Энергетические затраты на производство 1 кг лука уменьшаются с 18,3 до 11,2 МДж/кг.
- Предложенные технологии и технические средства для уборки лука позволили получить экономический эффект на одну машину (при нормативной загрузке): обрезчика ботвы лука и сорных растений – 158318 руб., копателя лука-севка с выкапывающе-сепарирующим рабочим органом – 151612 руб., лукоуборочной машины с транспортерно-пальчатым сепарирующим устройством – 169260 руб. и подборщика лука-севка с вальцово-битерным подбирающим устройством – 179489 руб.
Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК
- Ларюшин, А.М. Взаимодействие упругих элементов пальчатой горки с луковицами лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин [и др.]. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2002. – № 7. – С. 16–18.
- Ларюшин, А.М. Оптимизация параметров отделителя лука-севка от почвенных примесей / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2003. – № 12. – С. 11–12.
- Ларюшин, А.М. Машины для уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2005. – № 7. – С. 11.
- Ларюшин, А.М. Параметры устройства для уборки лука-севка / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2007. – № 11. – С. 32–33.
- Ларюшин, А.М. Взаимодействие подбирающе-сепарирующего устройства с валком / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2007. – № 12. – С. 33–34.
- Ларюшин, А.М. Параметры вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2008. – № 1. – С. 16–17.
- Ларюшин, А.М. Качественные показатели выкапывающего устройства лукоуборочной машины / А.М. Ларюшин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2008. – № 3. – С. 46–47.
- Ларюшин, А.М. Обоснование конструктивно-режимных параметрров ботвоудаляющего устройства при лабораторных исследованиях / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Д.И. Фролов // Нива Поволжья. – 2008. – №7(2). – С. 51–55.
- Ларюшин, А.М. Ресурсосберегающая технология и техника для уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Техника в сельском хозяйстве. – 2008. – № 6. – С. 29–30.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое обоснование работы выкапывающе-сепарирующего рабочего органа / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Нива Поволжья. – 2008. – №4(9). – С. 47–53.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров вальцово-битерного подбирающего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Нива Поволжья. – 2008. – № 1(10). – С. 82–88.
- Ларюшин, А.М. Энергосберегающая технология уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Доклады российской академии сельскохозяйственных наук. – 2009. – № 1. – С. 55–56.
- Ларюшин, А.М. Параметры и режимы работы подборщика лука-севка с вальцово-битерным устройством / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2009. – № 6. – С. 11–13.
- Ларюшин, А.М. Параметры и режимы работы выкапывающе-сепарирующего органа / А.Г. Рыбалко, Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2009. – № 9. – С. 17–19.
Патенты на изобретения
- Пат. № 2182415 RUS, МКИ7 А01 D 33/08. Устройство для отделения корнеплодов и лука от примесей / Н.П. Ларюшин, Б.Н. Емелин, А.М. Ларюшин, А.А. Протасов, С.Н. Ларюшин, В.А. Голивец. – №2001100257; Заявл. 04.01.2001; Опубл. 20.05.02; Бюл. № 14.
- Пат. 2339208 RUS, МКИ7 А01D 23/02. Ботвоудоляющая машина / Н.П. Ларюшин, С.А. Сущёв, Д.И. Фролов, А.М. Ларюшин. – № 2007109990/12; Заявл. 19.03.2007; Опубл. 27.11.2008; Бюл. № 33.
- Пат. 2240671 RUS, МКИ7 A01D27/04. Устройства для выкапывания корнеплодов и лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова. – № 2003112567; Заявл. 28.04.2003; Опубл. 27.11.2004; Бюл. № 33.
- Пат. № 2240673 RUS, МКИ7 А01 D 27/04. Подборщик сельскохозяйственных культур / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох, А.А. Медведев; № 2003104724; Заявл. 17.02.2003; Опубл. 27.11.2004; Бюл. № 33.
Монографии, учебные пособия, рекомендации
- Ларюшин, А.М. Сепарация вороха лука-севка машинной уборки / Б.Н. Емелин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин; Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. – Саратов, 2000. – 9 с. – Деп. в ВИНИТИ 29.03.00, № 832-В00.
- Ларюшин, А.М. Теоретические и экспериментальные исследования рабочего процесса разделения луко-почвенного вороха на сепараторе транспортерно-пальчатого типа при машинной уборке: Монография. / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин – Пенза: ЦНТИ, 2003. – 50 с.
- Ларюшин, А.М. Комплекс машин для производства лука. Теория, конструкция, расчет / Н.П. Ларюшин, А.В. Поликанов, О.Н. Кухарев, А.М. Ларюшин [и др.]. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. – 248 с., ил.
- Ларюшин, А.М. Теоретические и экспериментальные исследования рабочего процесса выкопки лука-севка выкапывающе-сепарирующим рабочим органом: Монография. / А.Г. Рыбалко, Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова – Пенза, 2007. – 52 с.
- Ларюшин, А.М. Машины для уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. – 248 с., ил.
Публикации в центральных журналах,
сборниках научных трудов и материалах конференций
- Ларюшин, А.М. Сепарация лука-севка / Б.Н. Емелин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин // Сельский механизатор. – 2001. – № 12. – С. 48–49.
- Ларюшин, А.М. Комплекс машин для производства лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин [и др.] // Картофель и овощи. – 2002. – № 2. – С. 9.
- Ларюшин, А.М. Новое в работе родится / Н.П. Ларюшин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин [и др.] // Сельский механизатор. – 2002. – № 4. – С. 16–17.
- Ларюшин, А.М. Машина для уборки лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Сельский механизатор. – 2003. – № 2. – С. 13–14.
- Ларюшин, А.М. Машина для уборки лука-севка // Картофель и овощи. – 2003. – № 6. – С. 19–20.
- Ларюшин, А.М. Лук подбирают из валков / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Сельский механизатор. – 2004. – № 9. – С. 7.
- Ларюшин, А.М. Уборка без задержек / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Д.И. Фролов // Сельский механизатор. – 2007. – № 7. – С. 48–49.
- Ларюшин, А.М. Копатель для уборки лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Картофель и овощи. – 2005. – № 5. – С. 27.
- Ларюшин, А.М. Машина для подбора лука-севка из валков / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Картофель и овощи. – 2005. – № 6. – С. 14.
- Ларюшин, А.М. Рациональная технология уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 9. – С. 108–109.
- Ларюшин, А.М. Комплекс машин для уборки лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Картофель и овощи. – 2008. – № 4. – С. 15.
- Ларюшин, А.М. Обзор рабочих органов для сепарации вороха лука / Б.Н. Емелин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин // Совершенствование средств для механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Сб. науч. трудов 11-ой науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Юго-Нечерноземной зоны РФ. – Рязань: РГСХА, 2000. – С. 55–57.
- Ларюшин, А.М. Машинная уборка лука-севка / Б.Н. Емелин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин // Фундаментальные разработки, исследования и новые технологии в сельском хозяйстве на пороге III тысячелетия: Сб. материалов I Всероссийской науч.-произв. конф. молодых ученых. – Пенза, 2000. – С. 39–40.
- Ларюшин, А.М. Обоснование работы упругих элементов пальчатой горки / А.М. Ларюшин // Совершенствование технологии и технических средств механизации сельского хозяйства. – Пенза: РИО ПГСХА, 2001. – С. 127–131.
- Ларюшин, А.М. К вопросу механизации уборки лука-севка / Б.Н. Емелин, А.А. Протасов, А.М. Ларюшин // Повышение эффективности процессов механизации и электрификации АПК: Сб. науч. работ. – Саратов: СГАУ, 2001. – С. 28–31.
- Ларюшин, А.М. Оптимизация параметров отделителя лука-севка от почвенных примесей при уборке / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Сб. науч. тр. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию инженерного факультета Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2002. – С. 176–179.
- Ларюшин, А.М. Обоснование параметров рабочих элементов сепарирующего рабочего органа лукоуборочной машины / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Сб. материалов науч.-практ. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета. – Пенза: РИО ПГСХА, 2003. С. 140–144.
- Ларюшин, А.М. Концепция развития подбирающих рабочих органов лукоуборочных машин / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Сб. материалов науч.-практ. конф. «Проблемы АПК и пути их решения» инженерного факультета. – Пенза: РИО ПГСХА, 2003. С. 134–137.
- Ларюшин, А.М. Концепция развития выкапывающих рабочих органов на уборке лука-севка / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства: Сб. материалов Всероссийской науч. конф. – Пенза: РИО ПГСХА, 2003. – С. 107–109.
- Ларюшин, А.М. Устройство для выкапывания лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: Сб. материалов Международной науч.-практ. конф., – Пенза: РИО ПГСХА, 2003. – С. 80–81.
- Ларюшин, А.М. Некоторые физико-механические свойства лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники: Материалы XIV науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. – Ижевск, 2003. – С. 132–136.
- Ларюшин, А.М. Некоторые физико-механические свойства валка лука-севка / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники: Материалы XIV науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. – Ижевск, 2003. – С. 136–141.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое исследование работы выкапывающе-сепарирующего рабочего органа лукоуборочной машины / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Вавиловские чтения – 2004: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов, 2004. – С. 58–61.
- Ларюшин, А.М. Обоснование параметров и режимов работы элементов вальцового подбирающего рабочего органа подборщика / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Вавиловские чтения – 2004: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов, 2004. – С. 62–65.
- Ларюшин, А.М. Обоснование работы элементов вальцового подбирающего рабочего органа подборщика / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Роль науки в АПК: Сб. науч. трудов науч.-практ. конф. инженерного факультета Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – С. 187–190.
- Ларюшин, А.М. Результаты лабораторных исследований выкапывающего рабочего органа лукоуборочной машины / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Роль науки в развитии АПК: Сб. науч. трудов науч.-практ. конф. инженерного факультета Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – С. 190–193.
- Ларюшин, А.М. Результаты лабораторно-полевых исследований отделителя лука-севка от почвенных примесей при уборке / А.М. Ларюшин // Молодые ученые в XXI веке: Мат-лы. всероссийской науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов / ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». – Ижевск: РИО ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2005. – Т II. – С. 199–201.
- Ларюшин, А.М. Лабораторные исследования выкапывающе-сепарирующего устройства лукоуборочной машины / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Молодые ученые в XXI веке: Мат-лы. всероссийской науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов / ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». – Ижевск: РИО ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2005. – Т II. – С. 206–211.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое исследование вальцово-сепарирующего подбирающего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Молодые ученые в XXI веке: Мат-лы. всероссийской науч.-практ. конф. Молодых ученых и специалистов. – Ижевск: РИО ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». – Т II, 2005. – С. 204–206.
- Ларюшин, А.М. Обоснование конструктивных параметров вальцового подбирающе-сепарирующего рабочего органа / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Ульяновские чтения – 2005: Мат-лы. международной науч.-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов: РИО ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2005. – Ч. II. – С. 227–231.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое обоснование выкапывающе-сепарирующего устройства для уборки лука-севка / Н.М. Семикова, Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Ульяновские чтения – 2005. Мат. международной науч.-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Ульянова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов: РИО ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ, 2005. Ч. II. – С. 41–44.
- Ларюшин, А.М. Результаты лабораторно-полевых испытаний вальцово-битерного подбирающе-сепарирующего устройства уборочной машины / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Повышение эффективности использования автотракторной и сельскохозяйственной техники: Межвуз. сб. науч. трудов XVI региональной науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. – Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – С. 227–231.
- Ларюшин, А.М. Результаты испытаний копателя лука-севка в полевых условиях / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Повышение эффективности использования автотракторной и сельскохозяйственной техники: Межвуз. сб. науч. трудов XVI региональной науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. – Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – С. 233–235.
- Ларюшин, А.М. Обоснование устройства для удаления ботво-травяной массы / Д.И. Фролов, А.М. Ларюшин, Н.П. Ларюшин // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: Сб. материалов межрегиональной науч.-практ. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 71–72.
- Ларюшин, А.М. Лабораторные исследования выкапывающего рабочего органа для уборки лука-севка / Н.М. Семикова, А.М. Ларюшин // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: Сб. материалов межрегиональной науч.-практ. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 75–76.
- Ларюшин, А.М. Лабораторные исследования подбирающего устройства уборочной машины / А.М. Ларюшин // Инновационные технологии в сельском хозяйстве: Сб. материалов межрегиональной науч.-практ. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 77.
- Ларюшин, А.М. Обоснование диаметров вальцов подбирающе-сепарирующего устройства / А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Наука и образование – сельскому хозяйству: Сб. мат-лов науч.-практ. конф., посв. 55-летию Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 217–218.
- Ларюшин, А.М. Теоретическое обоснование работы шнека выкапывающе-сепарирующего устройства для уборки лука-севка / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Наука и образование – сельскому хозяйству: Сб. мат-лов науч.-практ. конференции, посв. 55-летию Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 246–247.
- Ларюшин, А.М. Устройство для удаления листостебельной массы на посевах лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Д.И. Фролов // Наука и образование – сельскому хозяйству: Сб. мат-лов науч.-практ. конференции, посв. 55-летию Пензенской ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – С. 348.
- Ларюшин, А.М. Результаты лабораторных исследований ботвоудаляющего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, Д.И. Фролов // Инновации молодых ученых – агропромышленному комплексу: Сб. мат-лов науч.-практ. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – С. 112–114.
- Ларюшин, А.М. Обоснование силы, обеспечивающей теребление луковиц за ботву выкапывающе-сепарирующим устройством / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова, Н.П. Ларюшин // Инновации молодых ученых – агропромышленному комплексу: Сб. мат-лов науч.-прак. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – С. 114–115.
- Ларюшин, А.М. Определение конструктивно-режимных параметров вальцового подбирающего рабочего органа / С.Г. Пох, Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Инновации молодых ученых – агропромышленному комплексу: Сб. мат-лов науч.-практ. конф. молодых ученых. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – С. 117–118.
- Ларюшин, А.М. Расчет действия аэродинамических сил на листостебельную массу при уборке лука / А.М. Ларюшин, Д.И. Фролов // Энергосберегающие технологии в АПК: сб. статей II Всероссийской науч.-практ. конф. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – С. 35–38.
- Ларюшин, А.М. Совершенствование технологии уборки лука / А.М. Ларюшин, Н.П. Ларюшин, Д.И. Фролов // Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. – М.: Академия наук о Земле, 2007. – С. 17–18.
- Ларюшин, А.М. Результаты лабораторно-полевых исследований машины для удаления листостебельной массы перед уборкой лука / Д.И. Фролов, А.М. Ларюшин // Актуальные проблемы агропромышленного комплекса: Мат-лы Всероссийской науч.-практ. конф. – Ульяновск: ГСХА, 2008. – С. 197–200.
- Ларюшин, А.М. Обоснование оптимальных параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа / А.М. Ларюшин, Н.М. Семикова // Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. мат-лов международной науч.-практ. конф., посвящённой памяти профессора А.Ф. Блинохватова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – С. 214–215.
- Ларюшин, А.М. Концепция развития уборочных машин на уборке лука / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, В.Н. Кувайцев // Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. мат-лов международной науч.-практ. конф., посвящённой памяти профессора А.Ф. Блинохватова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – С. 212–214.
- Ларюшин, А.М. Оптимизация параметров элементов сепарирующего рабочего органа лукоуборочной машины / А.М. Ларюшин // Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. мат-лов международной науч.-практ. конф., посвящённой памяти профессора А.Ф. Блинохватова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – С. 215–217.
- Ларюшин, А.М. Обоснование оптимальных параметров подбирающе-сепарирующего устройства / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин, С.Г. Пох // Образование, наука, практика: инновационный аспект: Сб. мат. международной науч.-практ. конф., посвящённой памяти профессора А.Ф. Блинохватова. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – С. 217–218.
- Ларюшин, А.М. Обоснование оптимальных конструктивно-режимных параметров выкапывающе-сепарирующего рабочего органа лукоуборочной машины / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Сб. науч. трудов по овощеводству и бахчеводству к 110-летию со дня рождения Квасникова Б.В. – Москва: Россельхозакадемия, ВНИИО, 2009. – С. 260–263.
- Ларюшин, А.М. Результаты полевых исследований экспериментального подборщика с вальцово-битерным подбирающе-сепарирующим рабочим органом / Н.П. Ларюшин, А.М. Ларюшин // Сб. науч. трудов по овощеводству и бахчеводству к 110-летию со дня рождения Квасникова Б.В. – Москва: Россельхозакадемия, ВНИИО, 2009. – С. 263–267.
Подписано в печать 6.10.09 г. Формат 6084/16.Объем 2 п.л.
Тираж 100. Заказ № 128
Отпечатано с готового оригинал-макета
в Пензенской мини-типографии
Свидетельство № 5551
440600, г. Пенза, ул. Московская, 74
