Titlul tezei: CERCETĂRI PRIVIND PROCESUL DE TOCARE AL [306816]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI

ȘCOALA DOCTORALĂ INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Titlul tezei: CERCETĂRI PRIVIND PROCESUL DE TOCARE AL

COMBINELOR DE RECOLTAT FURAJE

RAPORT DE CERCETARE NR. 4

METODOLOGIE DE TESTARE PENTRU APARATELE DE TOCARE DE TIP TAMBUR UTILIZATE ÎN CADRUL COMBINELOR

DE RECOLTAT FURAJE

Conducător științific:

Prof.univ. dr. ing. David Ladislau

Doctorand: [anonimizat]. Lazăr George

București Decembrie 2015

cuprins

CAPITOLUL i

INTRODUCERE 3

CAPITOLUL II

Tipuri de aparate de tocare utilizate la combinele de furaje 4

CAPITOLUL III

Descrierea echipamentului utilizat la încercări 10

3.1. DOMENIUL DE APLICARE 10

3.2. OBIECTIVELE ȘI SCOPUL ȊNCERCĂRILOR EXPERIMENTALE 11

3.3. DESCRIEREA CONSTRUCTIVĂ A STANDULUI FOLOSIT LA ÎNCERCĂRI 11

3.4 FLUXUL TEHNOLOGIC AL COMBINELOR DE FURAJE DOTATE CU APARAT DE TOCARE TIP TAMBUR 14

3.5. CARACTERISTICI TEHNICE ALE STANDULUI FOLOSIT LA ÎNCERCĂRI 15

3.6. DESCRIEREA FUNCȚIONALĂ A ECHIPAMENTULUI UTILIZAT LA ÎNCERCĂRI 16

CAPITOLUL IV

Metodologia de experimentare 17

4.1. ECHIPAMENTE ȘI APARATURĂ FOLOSITĂ LA EXPERIMENTĂRI 19

4.2. EXPERIMENTĂRI ÎN CONDIȚII DE LABORATOR (LA STAȚIONAR) 19

4.2.1. Mărimi reglabile 19

4.2.2. Mărimi măsurabile 21

4.2.2.1. Determinarea parametrilor constructivi ai standului folosit la încercări 22

4.2.2.2. Viteza curentului de aer creat de tamburul de tocare 22

4.2.2.3. Determinarea uniformității curentului de aer generat de tamburul de tocare 22

4.2.2.4. Determinarea momentului de torsiune transmis standului prin arborele prizei de putere, 23

4.2.2.5. Determinarea lungimii reale a tocăturii 23

4.2.2.6. Determinarea distanței de aruncare a materialului tocat 24

4.2.2.7. Determinarea calității mărunțirii materialului 24

4.3. EXPERIMENTĂRI ÎN CONDIȚII DE LUCRU (ÎN CÀMP) 25

4.3.1. Mărimi reglabile 25

4.3.2. Mărimi măsurabile 26

4.3.2.1. Determinarea momentului de torsiune transmis standului prin arborele prizei de putere, 26

4.3.2.2. Determinarea lungimii reale a tocăturii 26

4.3.2.3. Determinarea fortei de tracțiune 26

4.3.2.4. Determinarea vitezei reale de lucru 27

4.3.2.5. Determinarea consumului de combustibil 27

CONCLUZII 28

Bibliografie 31

CAPITOLUL i

INTRODUCERE

Lucrarea intitulată ” Metodologie de testare pentru aparatele de tocare de tip tambur utilizate în cadrul combinelor de recoltat furaje”, a [anonimizat] a unor posibilități de optimizare a procesului de lucru. Această lucrare face parte din programul de cercetare în dorința elaborării tezei de doctorat cu tema „Cercetări privind procesul de tocare al combinelor de recoltat furaje”, [anonimizat].

[anonimizat]ànd parametrii constructivi și funcționali rezultați în urma rulării programelor de modelare.

Obiectivul cercetărilor experimentale il constituie determinarea parametrilor funcționali și ai indicilor calitativi și energetici ai aparatului de tocare prin care se urmărește să se pună în evidență influența parametrilor constructivi și funcționali ai aparatului asupra acestor indici in vederea stabilirea regimului optim de funcționale al aparatului de tocare.

Cerințe agrotehnice impuse la recoltarea furajelor

Cerințe agrotehnice impuse combinelor de furaje [6], [10] :

 Înălțimea de tăiere a plantelor din lan să fie de 60…70 mm pentru lucernă, trifoi și ierburi, iar pentru porumb siloz de 100…120 mm;

 Lungimea de tocare a plantelor furajere să fie cuprinsă între 10…15 mm în proporție de 80%;

 Organele de lucru ale mașinii să nu antreneze sau să murdărească cu pământ furajul recoltat;

 Roțile mașinilor de recoltat sau ale celor de transport să nu calce lanul nerecoltat sau furajele aflate în brazdă;

 Tocatul plantelor furajere să se facă concomitent cu recoltarea din lan sau adunatul din brazdă iar după tocare să fie încărcate în mijloacele de transport.

Cerinte tehnice impuse aparatelor de tocat [3], [6]:

 să execute tocarea furajului cu un consum minim de energie;

 să asigure o încărcare cât mai uniformă a arborelui rotorului pe întregul ciclu funcțional (o rotație);

 să asigure o prindere sigură a furajului între cele două muchii de tăiere (cuțit și contracuțit);

 să asigure tocarea materialului la lungimea prescrisă (de regulă, între 3 mm și 100 mm, funcție de tehnologia adoptată);

 să realizeze o uniformitate ridicată (peste 80%) a lungimii tocăturii;

 să execute spargerea sau defibrarea fragmentelor (dopurilor) de tulpini al căror diametru este mai mare de 8 mm;

 să producă spargerea boabelor de porumb;

 să nu murdărească cu pământ furajul tocat.

Principalii parametri si indici urmăriți sunt:

viteza curentului de aer creat de toba de tocare;

uniformitatea curentului de aer generat de aparatul de tocare

momentul de torsiune transmis echipamentului prin arborele prizei de putere;

lungimea reală a tocăturii și repartiția acesteia pe grupe de lungime;

distanta de aruncare a materialului tocat ;

calitatea mărunțirii materialului;

viteza reală de lucru;

forța de tracțiune

consumul de combustibil

Parametrii si indicii determinați la experimentări vor constitui baza inportantă de date in vederea proiectării si realizării în viitor a unor aparate de tocare tip tambur cu indici calitativi și energetici superiori aparatelor existente.

Prin urmare, în cadrul tehnologiei de recoltare a furajelor echipamentul de bază este combina pentru recoltat furaje, care în procesul de lucru, realizează recoltatul din lan sau adunatul din brazdă a plantelor furajere, tocatul și încărcatul masei tocate în mijloacele de transport.

CAPITOLUL II

Tipuri de aparate de tocare utilizate la combinele de furaje

Organele pentru tocarea furajelor denumite și aparate de tocare, au rolul de a prelua furajele transportate de sistemul de alimentare, de a le toca (fragmenta) la lungimea dorită și a le arunca datorită vitezei periferice spre sistemul de evacuare al combinei. Acesta reprezintă cel mai important organ de lucru în cadrul procesului tehnologic al combinei. ([10])

Din punct de vedere constructiv aparatele de tocare se împart în două grupe principale:

– aparate de tocare cu cuțite articulate;

– aparate de tocare cu cuțite montate rigid pe elementul de acționare care pot fi: cu cuțite tangențiale sau cu cuțite radiale. ([13])

Aparatele de tocare cu cuțite articulate sunt caracterizate prin faptul că au cuțitele montate articulat pe un rotor a cărui lungime corespunde cu lățimea de lucru a combinei care este cuprinsă între 1,4 și 2,6 m.

În fig. 2.1 și fig. 2.2 avem prezentat un astfel de aparat de tocare cu cuțite articulate ce se află în componența combinelor de tip Lundell-60, respectiv JF, care realizează concomitent atât tăierea plantelor din lan cât și tocarea acestora. Combinele destinate recoltării furajelor, dotate cu aceste tipuri de aparate de tocare sunt destinate, în general, pentru recoltarea plantelor furajere ierboase, dar pot fi prevăzute și cu echipamente specializate pentru recoltarea plantelor furajere prășitoare. De asemenea sunt folosite cu succes la recoltarea tulpinilor de porumb rămase pe sol după recoltarea mecanizată a știuleților.

Fig. 2. 1 Aparat (tobă) de tocare cu cuțite articulate (Lundell-60) ([21])

Constructiv, aceste mașini se întrețin ușor, fiind niște mașini simple, robuste, ușoare și ieftine.

Având in vedere faptul că cuțitele acestor tipuri de aparate de tocare sunt montate liber pe ax, ele fiind tinute pe poziție de forța centrifugă, un avantaj desăvârșit ȋl repezintă faptul că acestea se retrag ȋn cazul ȋn care ȋn timpul recoltării apar corpuri străine ȋn cultura ce trebuie recoltată (fig. 2.3).

Un mare dezavantaj al acestor tipuri de combine îl reprezintă faptul că sunt sensibile la denivelările terenului, fapt pentru care pot antrena pământ în masa furajului recoltat. De asemenea lungimea de tocare nu este uniformă fiind direct dependentă de starea culturilor și viteza de deplasare, iar pierderile de material sunt situate la un nivel ridicat în comparație cu alte tipuri de combine.

Aparate de tocare cu cuțite montate rigid pe elementul de acționare sunt caracterizate prin faptul că au elementele active (cuțitele) fixate rigid pe elementele de susținere, prin intermediul unor șuruburi de fixare.

Aceste tipuri de aparate de tocare sunt cel mai frecvent utilizate pe combinele de furaje deoarece prezintă siguranță ridicată în exploatare, asigură o uniformitate ridicată a lungimii tocăturii și permit reglarea precisă a lungimii de tocare.

Aceste aparate de tocare se împart în două grupe principale:

– aparate de tocare cu cuțite montate pe tobă;

– aparate de tocare cu cuțite montate pe disc.

Aparatele de tocare cu cuțite montate pe tobă (cunoscute sub numele de tobe cilindrice) se compun din următoarele părți principale: toba cu cuțite, carcasa (coșul) tobei și contracuțitul. Cuțitele pot fi drepte (dispuse după generatoare sau înclinat) ori elicoidale. Pe tobă se montează 2, 3, 4, 6, 8, 10, sau 12 cuțite în funcție de soluția aleasă de firma constructoare. Numărul cuțitelor trebuie sa fie unul par și să fie așezate câte două pe diamentru pentru o echilibrare ușoară a tobei.

În cazul tobelor de o lungime mare, este necesar ca acestea să fie executate din tronsoane, astfel încât fiecare tronson să aibă același număr de cuțite. Cuțitele tronsoanelor alăturate sunt decalate între ele și se suprapun pe o distanță de 0…40 mm.

De asemenea se constată că, pentru a minimiza energia necesară tocării (funcție de gradul de umiditate al plantelor) si pentru o tăiere ușoară si curată din masa de material, este necesar ca unghiul de inclinare a cutitelor pe toba fig. 2.4, sa fie cat mai mare.

În figura 2.5 sunt prezentate diverse variante constructive de tobe de tocare, utilizate pe combine de recoltat furaje ale unor constructori renumiți la nivel internațional.

Diametrul tobelor de tocare la periferia cuțitelor este cuprins ȋntre 250…800 mm, iar viteza periferică este de 19…35 m/s la tobele cu cuțitele tangențiale care execută numai tocarea și de până la 38 m/s la tobele care execută tocarea și aruncarea materialului tocat.

Cuțitele sunt dispuse înclinat față de generatoarea tobei sub un unghi de 6…120 pentru realizarea tăierii progresive, iar tăișul este ascuțit la un unghi de 16…370.

În cazul în care toba de tocare execută și aruncarea materialului tocat, cuțitele se execută sub forma unor palete elicoidale sau se montează palete de aruncare pe suporturile cuțitelor.

Contracuțitul este fixat pe carcasa aparatului de tocare și dispus paralel cu arborele tobei iar jocul dintre cuțit și contracuțit este de 0,3…1 mm.

Experimental s-a stabilit că distanța dintre elementele perechii tăietoare (cuțit și contracuțit) are influență energetică asupra procesului de tăiere.

Consumul specific de energie crește odată cu creșterea jocului dintre cuțit și contracuțit, datorită faptului că rezemarea tulpinilor pe contracuțit se face la o anumită distanță față de secțiunea de tăiere și are loc încovoierea tijelor.

Partea încovoiată este strânsă în spațiul dintre cuțit și contracuțit, necesitând eforturi suplimentare pentru învingerea frecărilor.

Mărirea deformației la încovoiere a plantelor crește odată cu creșterea forței care o produce (rezistența la tăiere). Ca urmare, atunci când rezistența la tăiere crește datorită tocirii tăișului, vor crește săgeata la încovoiere a tulpinilor în interstițiul activ și efectul de împănare a cuțitelor în stratul de material. Jocul dintre cuțit și contracuțit are o influență mai mică în cazul cuțitelor bine ascuțite și al plantelor cu tijă groasă.

Un alt factor important în scăderea consumului energetic îl constituie grosimea tăișului cuțitului și menținerea lui o perioadă cât mai mare.

Grosimea tăișului se recomandă să se mențină în intervalul 15…150 μm, fapt pentru care combinele sunt prevăzute cu dispozitive speciale pentru ascuțit cuțitele plasate direct pe tobă. Ascuțirea se face prin rotirea în sens invers a tobei de tocare și apropierea pietrei abrazive a dispozitivului de cuțite.

Poziția cuțitului față de contracuțit se stabilește din condiția ca materialul să nu fie împins lateral în timpul tăierii iar unghiul dintre cuțit și contracuțit pe generatoarea tobei nu trebuie să depășească 10°.

Această deplasare se amplifică în cazul când cuțitele nu sunt bine ascuțite, iar materialului este împins spre pereții tobei, cu efecte negative asupra consumului energetic, crescând totodată și pericolul de înfundare.

Pentru eliminarea acestor dezavantaje multe firme constructoare au realizat tobe de tocare cu două rânduri de cuțite așezare în „V” astfel încât eventuala deplasare a materialului dintre cuțite și contracuțit să aibă loc către centrul tobei.

În figura 2.6 este prezentată toba de tocare cu cuțite așezate în „V” realizată de firma CLAAS.

Siguranța funcționării tobelor de tocare este periclitată de pietrele și piesele metalice care, întâmplător, ar putea fi introduse împreună cu materialul furajer în zona activă a cuțitelor. Din cauza energiei cinetice mari înmagazinate în piesele aflate în mișcare de rotație, protecția directă a organelor de tăiere nu se poate face.

Elementele de siguranță prin forfecare montate pe organele de transmitere a mișcării nu protejează împotriva vătămării aparatului de tocare, ci protejează numai organele de transmitere a mișcării.

De acea, ca un mijloc de siguranță pentru protejarea tobelor de tocare, este necesară separarea corpurilor străine prezente în lanul ce urmează a fi recoltat, în faza premergătoare tocării acestora, la echipamentul de lucru, sau la dispozitivul de alimentare.

În acest scop, combinele sunt echipate cu detectoare de metal care comandă oprirea alimentării cu material a aparatului de tocare.

Aparatele de tocare cu cuțite montate pe disc (fig. 2.7) sunt formate din: cuțite pentru tocarea materialului (1), gura de alimentare (2), discurile (3), paletele pentru aruncarea materialului tocat (4) și carcasa (5).

Cuțitele pot fi cu tăiș drept sau cu tăiș curb și așezate înclinat față de planul de rotație al discului. Dintre cele două modele de cuțite, cele cu tăiș drept sunt mai răspândite, se execută și se reascut mai ușor fiind dispuse înclinat față de direcția radială. Alimentarea aparatului de tocare cu material se face pe direcția axială unde se află orificiul de alimentare.

Lungimea orificiului de alimentare variază între L= (0,7…0,8)Rd, (Rd fiind raza maximă a discului la marginea cuțitelor). Numărul cuțitelor montate pe disc este de 2…12, iar turația discului este cuprinsă între 500 și 800 rot/min.

În figurile 2.8 si 2.9, sunt prezentate soluțiile constructive pentru aparatele de tocare cu cuțite montate pe disc realizate pe plan mondial.

Carcasa aparatului de tocare cu disc este, de regulă, de formă cilindrică, prevăzută cu un orificiu tangențial pentru refularea materialului tocat de paletele radiale montate pe disc.

CAPITOLUL III

Descrierea echipamentului utilizat la încercări

Pentru determinarea indicilor functionali, calitativi si energetici, experimentările se vor efectua cu Combina tractata de recoltat furaje CTF, prezentata in fig.3.1, echipata cu aparate de tocare cu cuțite montate rigid pe tambur (aparate de tocare de tip tambur cilindric), iar materialul folosit va fi porumbul pentru siloz.

Acest echipament complex a fost proiectat astfel încât sa corespunda cerințelor la nivel mondial in domeniul recoltarii furajelor.

3.1. DOMENIUL DE APLICARE

Combina tractată pentru recoltat furaje CTF este destinată pentru recoltarea din lan sau adunatul din brazdă a furajelor în vederea însilozării sau furajării zilnice a animalelor.

Combina împreună cu următoarele echipamentele de lucru poate fi utilizată pentru recoltarea tuturor categoriilor de furaje.

Echipamentele care dotează combina sunt :

– echipament pentru recoltat ierboase direct din lan;

– echipament pentru adunat furaje (pălite sau verzi) din brazdă;

– echipament pentru recoltat porumb siloz cultivat pe rânduri.

Pentru experimentarile ce vor fi efectuate in cadrul prezentei teze se va utiliza – Echipamentul pentru recoltat porumb siloz cultivat pe rânduri.

Fig. 3.1 Combina tractata de recoltat furaje CTF ([12])

3.2. Obiectivele și scopul ȋncercărilor experimentale

Obiectivul principal al cercetărilor experimentale ȋl constituie realizarea și încercarea aparatului de tocare de tip tambur cu parametrii constructivi și funcționali rezultați în urma rulării programelor de modelare.

Scopul cercetărilor experimentale constă în determinarea parametrilor funcționali și ai indicilor calitativi și energetici ai aparatului de tocare și implicit ai combinei de recoltat furaje verzi ȋn vederea ȋnsilozării. S-a căutat să se pună în evidență influența parametrilor constructivi și funcționali asupra acestor indici și stabilirea regimului optim de funcționale a aparatului de tocare.

Lungimea de tocare și precizia de tocare sunt factorii de bază care caracterizează calitatea lucrului unei combine de furaje și de care depinde calitatea furajului însilozat. În funcție de tehnologia de lucru adoptată lungimea de tocare se poate regla în intervalul 6…50 mm prin modificarea vitezei periferice a valțurilor de alimentare (modificarea turației) în trepte, menținând regimul nominal de funcționare al tobei de tocare. Pentru realizarea diferitelor lungimi de tocare în transmisia mișcării de rotație la valțurile de alimentare este prevăzută o cutie de distribuție care realizează diferite rapoarte de transmisie corespunzătoare diferitelor turații ale valțurilor de alimentare. Modificarea rapoartelor de transmisie se poate face cu roți dințate baladoare în interiorul cutiei, sau cu roți de lanț interschimbabile în afara cutiei.

3.3. Descrierea constructivă a standului folosit la încercări

Combina tractată pentru recoltat furaje CTF este formată dintr-un cadru de rulare (1) pe care sunt montate (fig. 3.2):

echipamentul de alimentare și tocare (2);

conducta de evacuare (4);

corp tronconic (5);

transmisa de antrenare a organelor de lucru (3);

dispozitivul de cuplare a echipamentelor pe combină;

instalația hidraulică.

1 2 3 4 5

Fig. 3.2. Combina tractată de recoltat furaje

Cadrul de rulare este o construcție metalică, format dintr-un proțap, două roți de rulare și un picioru de sprijin pe care sunt fixate celelalte subansambluri ale combinei.

Proțapul este o construcție metalică prevăzut la unul din capete cu un sistem de cuplare al combinei pe cei doi tiranți laterali ai mecanismului de suspendare în trei puncte (de categoria a II-a) al tractorului de agregare și un mecanism rotitor. Mecanismul rotitor este format din două reductoare cu roți dințate conice, cuplate prin intermediul unui ax pivotant care permite rotirea cadrului de cuplare față de proțap sub un unghi de 90 în stânga – dreapta conferind astfel o mobilitate mare agregatului tractor-combină, în lucru și eliminând astfel pericolul de deteriorare a transmisiei cardanice de acționare a combinei (unghiul transmisiei cardanice rămâne constant).

În celălalt capăt al proțapului, este prevăzut cu un dispozitiv special cu mecanism de indexare prin intermediul căruia proțapul este blocat pe cadrul combinei care permite schimbarea poziției combinei în raport cu tractorul de agregare, asigurând rabaterea acesteia în una din cele două poziții “poziția de lucru” și “poziția de transport”. Fixarea proțapului în una din aceste poziții se realizează prin deblocarea și fixarea bolțului de indexare.

Cadrul de rulare este prevăzut cu două roți de rulare care asigură deplasarea ușoară a combinei atât în timpul lucrului cât și în transport. Pe proțap este prevăzut și un picior de sprijin care asigură stabilitatea combinei la staționar și permite cuplarea ușoară la tractor.

Echipamentul de alimentare, este format dintr-un sistem de alimentare format din patru valțuri care au rolul de a prelua si comprima materialul recoltat de echipamentul de lucru și de al introduce în aparatul de tocare cu o viteza constantă.

Valțurile superioare ale sistemului de alimentare sunt montate pe un sistem special format din două plăci laterale care se deplasează paralel cu pereții, permițând oscilarea valțurilor în plan vertical, în funcție de grosimea stratului de plante antrenate. Acestea sunt prevăzute cu dinți înclinați, care presează și împing materialul către toba de tocare, astfel favorizând transportul plantelor către aceasta.

Aparatul de tocare (fig. 3.3) destinat încercărilor de laborator și càmp va fi de tip tobă de tocare cu 24 de cuțite tăietoare montate pe două rânduri (12 cuțite înclinate spre dreapta și 12 cuțite înclinate spre stânga), în „V”, la un unghi de 7 (care va varia) în raport cu generatoarea tobei. Înclinarea cuțitelor față de generatoarea tobei realizează o tăiere progresivă a materialului, tăiere cu alunecare a plantelor, fapt ce determină un consum energetic scăzut și o bună calitate a procesului de tocare.

De asemenea acest unghi al cuțitului asigură dirijarea materialului tocat către centrul echipamentului conducând la îmbunătățirea procesul de tăiere și evacuare a plantelor. Pe toba de tocare s-au utilizat soluții constructive moderne de montare a cuțitelor care permit reglarea poziției acestora în raport cu contra-cuțitul.

Mantaua tobei de tocare (formată din doi pereți laterali și o manta exterioară) este realizată dintr-o parte fixă de care este articulat un capac mobil, fixat cu bride speciale pe pereții laterali ai tobei care ușurează accesului la rotorul tobei de tocare în vederea montării cuțitelor pe rotor sau pentru desfundarea tobei de tocare în cazul în care acesta se înfundă accidental.

Fig. 3.3. Tamburul de tocare

Contracuțitul este format dintr-o bară fixată pe un suport rigid cu ajutorul a două piese de fixare și șuruburi. Reglarea distanței dintre eontracuțit și cuțitele tobei se realizează cu ajutorul unei bare etalon.

Transmisia principală, a combinei este formată dintr-un reductor cu roți dințate conice, montate în baie de ulei, o cutie de distribuie, un cuplaj de siguranță, transmisii cu curele și lanțuri și transmisii cardanice.

Reductorul, este acționat de la priza de putere a tractorului prin intermediul a două transmisii cardanice, un ax fixat pe lagăre cu rulmenți pe proțap și un cuplaj de suprasarcină. De la multiplicator, prin intermediul unei transmisii cardanice și unui cuplaj unidirecțional, este acționată toba de tocare, iar prin intermediul unei transmisii cu două curele este acționată cutia de distribuție prin intermediul căreia sunt acționate valțurile de alimentare și echipamentele de lucru. Cutia de distribuție, este prevăzută cu două roți duble de lanț, care prin schimbarea poziției de montaj permit reglarea lungimii de tocare a plantelor, în intervalul 8,4-33,5 mm (6 trepte).

Conducta de evacuare este o construcție specială din table și profiluri, prin intermediul căreia plantele evacuate din toba de tocare sunt dirijate în mijlocul de transport. Pe conducta de evacuare, la partea superioară a acesteia este montat un deflector acționat hidraulic de la postul de conducere al tractorului, asigurând încărcarea uniformă a furajelor tocate în mijloacele de transport. Fixarea conductei de evacuare pe carcasa tobei de tocare se face prin intermediul unui sistem special care permite rotirea acesteia către spatele tractorului în cazul în care remorca este tractată de combină, sau lateral stânga, în cazul în care mijlocul de transport se deplasează paralel cu combina.

Dispozitivul de cuplare a echipamentelor, este format dintr-un cadru metalic, articulat în partea inferioară pe cadrul combinei. Dispozitivul de cuplare este acționat prin intermediul unui cilindru hidraulic și este prevăzut cu un sistem cu două arcuri care permit limitarea apăsării patinelor echipamentelor de lucru pe sol.

Instalația hidraulică, este alcătuită dintr-un cilindru de acționare a cadrului pentru cuplarea echipamentului de lucru pe combină, un cilindru de acționare a deflectorului conductei de evacuare, conducte, nipluri și furtunurile de legătură. Acționarea cilindrilor se realizează de la instalația hidraulică a tractorului prin cuplarea furtunurilor la distribuitorul hidraulic al tractorului.

3.4 FLUXUL TEHNOLOGIC AL COMBINELOR DE FURAJE DOTATE CU APARAT DE TOCARE TIP TAMBUR

În figura 3.4 avem reprezentarea schematică a fluxului tehnologic al unei combine de recoltat furaje echipată cu aparat de tocare de tip tambur. Astfel plantele furajere sunt recoltate direct din lan sau adunate din brazdă de către echipamentele de lucru (funcție de tehnologia de lucru adoptată), după care sunt transportate către valțurile de alimentare (1). În continuare, plantele sunt preluate de organele de lucru ale sistemului de alimentare, care realizează comprimarea stratului de plante și le împinge cu viteză constantă către aparatul de tocare (2), unde, plantele sunt fragmentate (tăiate, tocate) la lungime constantă, datorită cuțitelor și contracuțitului. Ca urmare a vitezei periferice a tobei, masa tocată este evacuată din carcasa aparatului de tocare și aruncată cu viteză prin conducta de evacuare (5), în mijloacele de transport.

Fig. 3.4. Fluxul tehnologic al combinei de furaje. ([23])

Conducta de evacuare (5) se poate roti în plan orizontal cu direcția spre spate în cazul în care mijlocul de transport este tractat de combină, sau lateral stânga față de direcția de deplasare, în cazul în care mijlocul de transport se deplasează paralel cu combina. Deflectorul situat la capătul conductei de evacuare ajută la așezarea uniformă a furajului tocat în mijlocul de transport.

3.5. Caracteristici tehnice ale standului folosit la încercări

Tipul mașinii tractată;

Acționarea de la priza de putere a tractorului n=540 rot/min;

Dimensiuni de gabarit:

– lungimea, mm 5900;

– lățimea, mm 2550;

– înălțimea, mm 3550;

Dimensiunile roților de transport 10.0-15.3;

Ecartamentul roților, mm 2300;

Tipul sistemului de alimentare cu 4 valțuri;

Lățimea constructivă a sistemului de alimentare, mm 520;

Masa, kg 1600;

Aparatul de tocare de tip tambur

– toba de tocare cu cuțite în „V”

– diametrul, mm 600;

– lățimea, mm 560;

– numărul de cuțite, buc 2×12=24;

– turația, min-1 826;

3.6. Descrierea funcțională a echipamentului utilizat la încercări

În procesul de lucru (determinări în condiții de exploatare), combina CTF, dotată cu echipamentul pentru recoltat porumb siloz, este cuplată la bara de tractiune montata pe cei doi tiranții laterali ai mecanismului hidraulic de ridicare al tractoarelor pe roți, cu puterea minimă de 50 CP și mecanism de cuplare de categoria a II-a.

În timpul lucrului (ȋn câmp), combina împreună cu echipamentul de lucru se deplasează lateral dreapta față de tractorul (poziția proțapului spre dreapta) astfel încât echipamentul de lucru să fie cu toată lățimea de lucru în lanul de recoltat.

Acționarea organelor de lucru ale combinei și a echipamentului de lucru se realizează de la priza de putere a tractorului, cu turația n= 540 rot/min, prin intermediul unei transmisii cardanice prevăzută cu cuplaj de protecție la suprasarcină.

Mișcarea de rotație, este preluată de combină și transmisă echipamentului de lucru prin intermediul unei transmisii cu lanț și a unor transmisii cu curele, care antrenează organele active ale echipamentului (ridicătorului cu degete elastice și a melcului în cazul echipamentului pentru adunat din brazdă).

Plantele recoltate sunt preluate de valțurile de alimentare care le presează și le împinge cu viteză constantă, spre toba de tocare. Aici, datorită cuțitelor tobei și a contra-cuțitului, plantele sunt fragmentate (tocate) și aruncate prin conducta de evacuare a materialului, într-un mijloc de transport care se deplasează paralel cu combina sau este tractat de combină.

În timpul lucrului, echipamentele de recoltat copiază microrelieful solului prin intermediul patinelor, realizând o înălțime uniformă de tăiere și pierderi minime de material la recoltare. Forța de apăsare a patinelor echipamentelor pe sol este reglată cu ajutorul unui sistem special cu arcuri prevăzut pe combină.

Înainte de începerea lucrului, precum și pe parcursul zilei de lucru, se va verifica întinderea curelelor și a lanțului de antrenare a organelor de lucru ale echipamentelor de lucru, precum și modul de fixare a aparatului de tăiere a echipamentului pentru recoltat ierboase.

Cuplarea și decuplarea mișcării de rotație a organelor de lucru ale combinei și a echipamentelor de lucru, se face de către tractorist, din cabina tractorului, prin cuplarea sau decuplarea prizei de putere.

În timpul lucrului, pentru a preveni eventualele înfundări ale sistemului de tocare și evacuare, turația prizei de putere a tractorului va fi constantă (540 rot/min).

Protecția organelor de lucru ale transmisiei combinei și a echipamentelor pentru recoltat ierboase și pentru adunat din brazdă, în cazul apariției unor solicitări nedorite, este asigurată de cuplajele de suprasarcină de tipul cu fricțiune și de un cuplaj unidirecțional prevăzut pe transmisia de acționare a tobei de tocare.

În procesul de lucru, agregatul tractor-combină prevăzută cu echipamentul de lucru, se deplasează pe partea stângă a lanului. Înainte de începerea lucrului, precum și pe parcursul zilei de lucru, se verifică întinderea curelelor și a lanțului de antrenare a organelor de lucru ale echipamentului de lucru.

Combina este astfel concepută, încât toate comenzile pentru ridicarea sau coborârea echipamentului, pentru acționarea organelor de lucru ale echipamentului să fie efectuate de mecanizator, fără ca acesta să coboare din cabina tractorului

CAPITOLUL IV

Metodologia de experimentare

Experimentarile se vor efectua in doua faze, respectiv la staționar (în condiții de laborator) și în condiții de lucru (în càmp).

Testările experimentale pentru aparatul de tocat de tip cilindric cu cuțite în „V” montat pe combina de recoltat furaje, CTF se desfășoară după cum urmează:

Înainte de ȋnceperea lucrului, se vor efectua câteva verificări funcționale:

– verificarea integralității constructive a echipamentului;

– verificarea tuturor asamblarilor demontabile;

– ungerea corectă a lagărelor;

– verificarea ansamblurilor ce asigură transmiterea mișcării la organele de lucru;

– verificarea conexiunilor electrice ȋn carul ȋncercărilor de laborator;

– verificarea aparaturii pentru măsurarea mărimilor de natură mecanică, electrică, termică.

– verificarea grosimii tăișului cuțitului inainte de fiecare determinare.

Programul cercetărilor experimentale este redat sintetizat în schema din figura 4.1.

Fig. 4.1. Schema programului cercetărilor experimentale

În cadrul determinărilor experimentale a parametrilor și mărimilor care caracterizează procesul de tocare al combinelor de recoltat furaje trebuie sa se aibă în vedere ca alegerea și amplasarea aparaturii și echipamentelor de măsurare utilizate să respecte următoarele condiții generale:

– să nu se modifice parametrii constructivi, cinematici și dinamici ai ansamblului studiat;

– componentele aparaturii de măsurare să poată fi montate și demontate cât mai ușor în sistem;

– să fie accesibilă vizitarea aparatelor și echipamentelor de măsurare în scopul urmăririi funcționării, precum și pentru executarea operațiilor de reglare, etalonare, întreținere, etc.;

– să se asigure o protecție eficace a aparaturii împotriva loviturilor, vibrațiilor și agenților atmosferici;

– conectarea componentelor și echipamentelor la aparatura de măsurare să excludă influența reciprocă dintre informațiile date de acestea;

– aparatura și echipamentele să fie caracterizate prin precizie, fidelitate și stabilitate în timpul efectuării măsurării.

Determinarea mărimilor de tip mecanic (forțe, cupluri, turații, viteze) va fi efectuată prin metode electrice (electronice), care prezintă o serie de avantaje:

– construcția și montarea simplă a senzorilor, traductoarelor și echipamentelor de măsurare;

– adaptabilitate mare la mărimea de măsurat și influență foarte redusă (în majoritatea cazurilor nu există nici o influență) asupra procesului ce se măsoară;

– relație liniară, în majoritatea cazurilor între mărimile mecanice ce se măsoară și indicațiile traductoarelor;

– stabilitatea măsurării mărimilor studiate, chiar și în cazul unor procese rapide;

– precizie înaltă a măsurătorilor, atât pentru mărimile statice cât și pentru cele dinamice;

– posibilitatea de achiziționare simultană a unui număr mare de parametrii.

In vederea achiziționării simultane și cu o precizie ridicată de măsurare a parametrilor urmăriți va fi utilizată o schemă de măsurare cu transmiterea semnalelor la un echipament electronic de achiziție de date, amplasat în cabina tractorului. Schema de amplasare a traductoarelor și aparaturii de măsurare pe standul destinat încercărilor este prezentată în figura 4.2.

Fig. 4.2. Schema de amplasare a traductoarelor și aparatelor de măsurare

pe sistemul tractor-combină de recoltat furaje ([13]) ([9])

1-bară tensometrică de cuplare a mașinii la tractor (pentru determinarea forței detracțiune si a forței de apăsare; 2-dispozitiv pentru determinarea momentului de torsiune și a turației arborelui prizei de putere; 3-roata suplimentară pentru determinarea vitezei reale a agregatului; 4-sursa de energie (baterie de acumulatoare); 5-echipament de achiziționare și prelucrare a datelor măsurate; 6-proțapul pentru cuplarea mașinii; 7-arbore cardanic pentru antrenarea mașinii; 8-mărci tensometrice pentru măsurarea momentului pentru acționarea echipamentului; 9- mărci tensometrice pentru măsurarea momentului de torsiune la rotile motoare ale tractorului

Înainte de începerea experimentărilor efective, trebuie cunoscute caracteristicile culturii ce urmează a fi recoltate.

Astfel se determină următoarele: felul culturii, stadiul de vegetație (faza de coacere) a plantelor, distanța între rânduri în m, înălțimea plantelor în mm, densitatea culturii în nr.de plante/m2, diametrul tulpinilor plantelor în mm, producția vegetală pe unitatea de suprafața în kg/m2, umiditatea plantelor în %.

În timpul măsurătorilor se vor efectua trei repetiții pentru fiecare parametru reglat.

4.1. Echipamente și aparatură folosită la experimentări

Echipamentele utilizate în cadrul experimentărilor sunt: ([11])

pentru determinarea forței de tracțiune: bara de tracțiune;

pentru determinarea cuplului rezistent la priza de putere: sistem de achiziții tip DAP 5200 cu traductor de moment;

pentru umiditate: etuvă și termobalanță;

pentru viteza curentului de aer produs de toba de tocare: anemometru, testovent;

pentru dimensiuni: ruletă 3m, ruletă 8m, ruletă 60m;

pentru mase: cântar 0¸10.000 kg, cântar 0¸150 kg si balanță 6kg;

pentru turație: turometru sau tahometru electronic;

pentru timp: cronometru 60'';

pentru presiuni: manometru;

pentru consum combustibil: aparat pentru determinarea consumului de combustibil;

pentru temperaturi: termohigrometru;

pentru unghiuri: nivelă cu microscop.

aparat foto;

jaloane;

prelate;

site;

pungi.

4.2. Experimentări în condiții de laborator (la staționar)

4.2.1. Mărimi reglabile

În urma deprinderilor efectuate în cadrul raportului nr. 1, în care s-a efectuat o analiză a stadiului actual al aparatelor de tocare și în cadrul referatului nr. 3 în care s-a efectuat o simulare matematică a procesului de tocare a aparatelor de tip tambur, s-a ajuns la concluzia că în vederea efectuării experimentărilor vizate, parametrii ce urmează a fi reglați pe stand (în condiții de laborator) vor fi variați în următoarele limite:

Viteza de alimentare cu material (viteza benzii de alimentare ): 1.11, 1.66, 2.22 m/s.

Înălțimea ferestrei de alimentare: 20,40,60,80 mm

Turația tamburului de tocare: 600, 800,1000 rot/min

Lungimea teoretică de tocare 8 – 33,5 mm

Unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului de tocare va fi: 5,7 9o

Distanța dintre cuțit și contracuțit: 0,3; 0,6; 1 mm.

Pentru încercarea aparatului de tocare de tip tambur în laborator (în regin staționar), combina CTF nu va fi echipată cu unul din echipamentele de recoltare din càmp, iar alimentarea cu material a acesteia se va efectua cu ajutorul unei benzi transportoare acționată cu un motor electric dotat cu un variator de turație.

Banda transportoare va avea lățimea sistemului de tocare și o lungime suficient de mare astfel ȋncât să poată permite o alimentare cu viteza constantă și totodată pentru a asigura un regim normal de funcționare a aparatului de tocare. Pentru a putea varia debitul de alimentare, motorul electric al benzii transportoare va fi dotat cu un variator de turație.

Viteza de alimentare (debitul de alimentare) cu material va fi modificat prin realizarea a trei viteze pentru transportorul de alimentare cu material (prin modificarea turației motorului electric cu ajutorul variatorului).Debitul de alimentare va mai putea fi modificat prin limitarea cursei valțurilor superioare ale sistemului de alimentare, astfel obținànd posibilitatea de a putea modifica gradual distanța dintre valțuri, respectiv a înălțimii ferestrei de alimentare cu material.

De asemenea pe banda transportoare materialul va fi dispus uniform pentru ca stratul de material să nu aibă o înălțime mai mare decàt cea impusăi la valțurile de alimentare, pentru a evita ca valțurile să fie nevoite să preseze prea mult materialul, ducànd astfel la un consum mai mare de energie și astfel existànd posibilitatea de a influența încercările pe care dorim să le efectuăm.

Turația aparatului de tocare se va modifica continuu prin mărirea turației motorului tractorului, implicit a turației prizei de putere a acestuia. Astfel turația tamburului de tocare va avea următoarele valori: 600; 800 si 1000 rot/min. Acest domeniu de variație a turației corespunde unor viteze de tăiere uzuale pentru aparatele de tocare tip tambur destinate combinelor de recoltat furaje.. Cele trei valori ale turației rotorului vor fi corelate cu viteza de alimentare cu material a aparatului de tocare astfel încât lungimea fragmentelor de tocatură să fie în limitele lungimilor teoretice.

Pentru determinarea turației tobei de tocare, se va porni tractorul, se va cupla priza de putere a acestuia și se va măsura cu ajutorul unui turometru cuplat direct pe axul exterior al tobei de tocare (fig. 4.3), turația tobei, turàndu-se motorul tractorului pànă se ajunge la țurația dorită. Această turație se va măsura în gol (fără material).

Fig. 4.3. Axul exterior al tamburului de tocare ([6])

Lungimea teoretică de tocare a furajului se reglează prin modificarea turației (vitezei periferice) a celor patru valțuri de alimentare și prin schimbarea poziției roților de lanț montate pe axele exterioare ale cutiei de distribuție, obținându-se 8 trepte de lungimi de tocare cuprinse între 8,4-33,5 mm. (tabelul 3.1)

Tabelul 4.1. Valorile teoretice ale lungimii de tocare funcție de nr de dinți ai roților de lanț

Unghiul cuțitelor de pe aparatul de tocare va fi modificat prin desfacerea șuruburilor de prindere al cuțitelor și înclinarea acestora la unghiul dorit față de bara etalon(fig. 3.4) .

Distanța dintre cuțit și contra cuțit va fi modificată prin măsurarea și reglarea distanței dorite dintre fiecare cuțit în parte și bara etalon. (fig. 4.4).

Fig. 4.4. Zona de reglaj a cuțitelor tamburului de tocare

1 – Tambur de tocare; 2- bară etalon

4.2.2. Mărimi măsurabile

Parametrii măsurabili pe stand la staționar sunt:

viteza curentului de aer creat de toba de tocare;

uniformitatea curentului de aer generat de aparatul de tocare

momentul de torsiune transmis echipamentului prin arborele prizei de putere;

lungimea reală a tocăturii și repartiția acesteia pe grupe de lungime

distanta de aruncare a materialului tocat ;

calitatea mărunțirii materialului;

4.2.2.1. Determinarea parametrilor constructivi ai standului folosit la încercări

Determinarea acestor parametrii se realizează înainte de trecerea efectivă la faza de testare.

În cadrul acestei etape, se măsoară dimensiunile de gabarit ale combinei, dimensiunile aparatului de tocare, număr de cuțite, unghiul de înclinare al cuțitelor, etc.

Pentru determinarea parametrilor constructivi se utilizează: platformă betonată plană cu înclinare longitudinală și transversală de max. 0,5%, cântar basculă, dispozitiv de înclinare (cric pentru ridicarea mașinii pentru recoltat furaje la determinarea centrului de masă), rulete, rigle, echere, fire cu plumb, turometru, clinometru, manometru.

4.2.2.2. Viteza curentului de aer creat de tamburul de tocare

Avànd în vedere faptul că distanța de aruncare a materialului depinde într-o mare măsură de viteza curentului de aer creat de aparatul de tocare, care joacă și rolul de aruncare a materialului din combina, se va măsura și acest parametru (în gol) cu ajutorul unui anemometru tip Testovent produs de firma Testoterm (Germania) (fig. 4.5). Acest aparat primește impulsurile (prin cablu) de la un senzor (sondă) de turație cu turbină.

Fig. 4.5. Anemometru Testovent – 4000 ([11])

1– aparat cu citire digitală; 2– sondă cu senzor cu turbină

Impulsurile sunt amplificate automat și afișate pe un ecran digital. Domeniul de măsurare al aparatului este de 0,4…25 m/s, iar rezoluția este 0,1 m/s. În procesul de măsurare, se introduce sonda (senzorul) de măsurare printr-un orificiu în tubulatura prin care circulă aerul, după stabilizarea curentului de aer rezultatul se afișează automat pe cadranul aparatului.

Parametrii ce vor fi reglați în vederea determinării acestui parametru sunt:

turația tamburului de tocare:

unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului.

4.2.2.3. Determinarea uniformității curentului de aer generat de tamburul de tocare

Așa cum a fost subliniat și anterior distanța de aruncare a materialului tocat, depinde într-o mare măsură de viteza curentului de aer, dar totodată această distanță depinde foarte mult și de uniformitatea curentului de aer creat de aparatul de tocare, în interiorul conductei de evacuare. Astfel în cadrul acestor determinări se va urmări dacă curentul de aer creat de tamburul de tocare este uniform in cinci puncte ale gurii de ieșire al corpului tronconic (poz.5 fig. 3.2) al aparatului de evacuare.

Pentru efectuarea acestor determinări se va demonta conducta de evacuare a combinei, iar parametrii reglabili vor fi variați așa cum a fost specificat la punctul anterior. În procesul de măsurare, se introduce sonda (senzorul) de măsurare în zona gurii de ieșire al corpului tronconic prin care circulă aerul iar după stabilizarea curentului de aer rezultatul se afișează automat pe cadranul aparatului.

4.2.2.4. Determinarea momentului de torsiune transmis standului prin arborele prizei de putere,

Determinarea acestui parametru în regim staționar are ca scop determinarea momentului de torsiune transmis standului strict pentru operația de mărunțire (tocare) a materialului, respectiv aruncarea acestuia în mijlocul de colectare.

Determinarea momentului de torsiune transmis de la arborele prizei de putere al tractorului la arborele cardanic (poz .7 fig. 4.2) al standului destinat experimentărilor, se efectuează cu un dispozitiv de măsurare (poz. 2 fig. 4.2), care se montează între capătul arborelui prizei de putere a tractorului și transmisia cardanică . Dispozitivul de măsurare 2 (denumit cupla tensometrică sau torsiometru) este prevăzut atât cu traductoare electrotensometrice (TER) pentru determinarea momentului de torsiune, cât și cu un traductor de impulsuri pentru măsurarea vitezei unghiulare a arborelui prizei de putere.

Parametrii variați pentru determinarea momentului de torsiune sunt:

viteza de alimentare cu material

Inaltimea ferestrei de alimentare;

turația tamburului de tocare;

unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului;

distanța între cuțit și contracuțit

4.2.2.5. Determinarea lungimii reale a tocăturii

În vederea realizării acestui tip de determinări se vor executa urmatorii pași:

se iau din masa tocată din puncte diferite de pe suprafața încărcată a mijlocului de transport.

din aceste probe amestecate se vor lua o probă medie care să cuprindă 400-500 particule (fragmente).

se cântărește și apoi se măsoară lungimea fragmentelor de material repartizându-se materialul pe clase de dimensiuni.

se stabilește numărul de fragmente care se încadrează în fiecare clasă de lungime, raportat la cantitatea analizată. Se folosesc: ruleta, cântarul analitic.

Parametrii care se reglează pentru determinarea lungimii reale a tocăturii în regim staționar sunt:

turația tamburului de tocare;

lungimea teoretică de tocare

distanța dintre cuțit și contracuțit

4.2.2.6. Determinarea distanței de aruncare a materialului tocat

Distanța de aruncare a materialului a materialului tocat se determină măsurând pe orizontală distanța dintre proiecția pe sol a deflectorului dispozitivului de recoltat și punctul central de cădere a materialului tocat pe sol. Se fac 3 măsurători și se calculează media aritmetică a acestora. În timpul măsurătorilor în regim dinamic, înaintarea combinei este oprită, funcționând continuu doar aparatul de tocare. În timpul acestei probe nu poate fi atașată remorcă în lateral sau în urma combinei pentru recoltat furaje. Se folosește ruleta.

Parametrii care se reglează pentru determinarea acestui parametru sunt:

turația tamburului de tocare;

viteza de alimentare cu material;

unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului;

4.2.2.7. Determinarea calității mărunțirii materialului

Măsurarea al cărui scop este evaluarea mărunțirii materiei prime, se efectuează la fiecare lungime teoretică stabilită a tăierii. Probele inițiale de tăiere cu masa de 0,5 până la 1,0 kg se recoltează din jetul de tăiere, care iese din mașina de recoltat, nemijlocit, dincolo de deflectorul ei. La fiecare lot de măsurat se recoltează cel puțin 5 probe inițiale. Fiecare probă inițială se împarte în două: prima parte se folosește pentru determinarea umidității, iar a doua parte pentru analiza calității mărunțirii.

Din probele inițiale, amestecate, se pregătesc 3 probe cu masa: pentru ierburi de câte 100 g; pentru porumb de câte 500 g.

Proba de tăiere se distribuie conform următoarelor intervale de lungime și se determină masa tăierii mi la fiecare interval:

Tabelul 4.2. Intervalele de lungime necesare determinării calițații marunțirii materialului

La nevoie se admite defalcarea intervalelor propuse în altele mai mici. Se folosesc: ruleta, cântarul analitic.

Parametrii reglabili sunt:

turația tamburului de tocare;

viteza de alimentare cu material;

unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului;

4.3. Experimentări în condiții de lucru (în càmp)

4.3.1. Mărimi reglabile

Parametrii ce urmează a fi reglați pe combina de recoltat furaje CTF în condiții de lucru (în càmp) vor fi variați în următoarele limite:

Viteza de deplasare: 4, 6, 8km/h

Lungimea teoretică de tocare 8 – 33,5 mm

Unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului de tocare va fi: 5,7 9o

Distanța dintre cuțit și contracuțit: 0,3; 0,6; 1 mm.

Lungimea teoretică de tocare a furajului se reglează prin modificarea turației (vitezei periferice) a celor patru valțuri de alimentare și prin schimbarea poziției roților de lanț montate pe axele exterioare ale cutiei de distribuție, obținându-se 8 trepte de lungimi de tocare cuprinse între 8,4-33,5 mm. (tabelul 3.1)

Tabelul 4.3. Valorile teoretice ale lungimii de tocare funcție de nr de dinți ai roților de lanț

Unghiul cuțitelor de pe aparatul de tocare va fi modificat prin desfacerea șuruburilor de prindere al cuțitelor și înclinarea acestora la unghiul dorit față de bara etalon(fig. 4.6) .

Distanța dintre cuțit și contra cuțit va fi modificată prin măsurarea și reglarea distanței dorite dintre fiecare cuțit în parte și bara etalon. (fig. 4.6).

Fig. 4.6. Zona de reglaj a cuțitelor tamburului de tocare

1 – Tambur de tocare; 2- bară etalon

4.3.2. Mărimi măsurabile

Parametrii măsurabili în condiții de lucru sunt:

momentul de torsiune transmis echipamentului prin arborele prizei de putere;

lungimea reală a tocăturii și repartiția acesteia pe grupe de lungime

determinarea vitezei reale de lucru;

determinarea fortei de tracțiune

consumul de combustibil

4.3.2.1. Determinarea momentului de torsiune transmis standului prin arborele prizei de putere,

Determinarea momentului de torsiune transmis de la arborele prizei de putere al tractorului la arborele cardanic (poz .7 fig.6.4) al combinei, se efectuează cu un dispozitiv de măsurare (poz. 2 fig.6.4), care se montează între capătul arborelui prizei de putere a tractorului și transmisia cardanică . Dispozitivul de măsurare 2 (denumit cupla tensometrică sau torsiometru) este prevăzut atât cu traductoare electrotensometrice (TER) pentru determinarea momentului de torsiune, cât și cu un traductor de impulsuri pentru măsurarea vitezei unghiulare a arborelui prizei de putere.

Parametrii care vor fi variați sunt:

distanța între cuțit și contracuțit

viteza de deplasare;

4.3.2.2. Determinarea lungimii reale a tocăturii

În vederea realizării acestui tip de determinări se vor executa urmatorii pași:

se iau din masa tocată din puncte diferite de pe suprafața încărcată a mijlocului de transport.

din aceste probe amestecate se vor lua o probă medie care să cuprindă 400-500 particule (fragmente).

se cântărește și apoi se măsoară lungimea fragmentelor de material repartizându-se materialul pe clase de dimensiuni.

se stabilește numărul de fragmente care se încadrează în fiecare clasă de lungime, raportat la cantitatea analizată. Se folosesc: ruleta, cântarul analitic.

Parametrii care se reglează pentru determinarea lungimii reale a tocăturii sunt:

viteza de deplasare;

lungimea teoretică de tocare;

4.3.2.3. Determinarea fortei de tracțiune

Tractorul care va fi folosit la efectuarea probelor energetice se echipează cu bara tensometrică (fig.4.7) pentru măsurarea forțelor de interacțiune dintre combină si tractor, montată între cei doi tiranți ai tractorului, precum si cu dinamometru montat pe APP al tractorului, pentru determinarea momentului consumat la priza de putere.

Fig. 4.7. Bară de tracțiune montată între țractor și mașină de recoltat ([11])

4.3.2.4. Determinarea vitezei reale de lucru

Viteza de lucru se determină în trei repetiții prin cronometrarea timpului necesar parcurgerii lungimii poligonului de probe jalonat și raportarea parcursului la timp, folosind pentru măsurare ruletă, cronometru, jaloane.

4.3.2.5. Determinarea consumului de combustibil

Consumul de combustibil se determină, în trei repetiții, odată cu determinarea vitezei, prin măsurarea timpului în care sursa energetică consumă o anumită cantitate de combustibil, la parcurgerea lungimii poligonului de probe jalonat și raportarea cantității de combustibil consumat, la timp.

Determinarea se face folosind pentru măsurare un aparat pentru determinarea consumului de combustibil (fig. 4.8) (precizia ± 1 g), cronometru, ruletă, jaloane.

Fig. 4.8. Aparat pentru determinarea consumului de combustibil ([11])

CONCLUZII

Recoltarea cu ajutorul combinelor, reprezintă una dintre cele mai importante metode de recoltare a furajelor din cadrul tehnologiilor de recoltare în vederea însilozării.

În cadrul procesului tehnologic al combinei cel mai important organ de lucru este toba de tocare care, realizează fragmentarea furajelor la dimensiunile cerute si aruncarea acestora spre sistemul de evacuare din combină, datorită vitezei periferice si curentului de aer creat de aceasta.

Din punct de vedere constructiv aparatele de tocare se împart în două grupe principale:

– aparate de tocare cu cuțite articulate;

– aparate de tocare cu cuțite montate rigid pe elementul de acționare:

– aparate de tocare cu cuțite montate pe tambur;

– aparate de tocare cu cuțite montate pe disc.

S-a concretizat că datorită simplității constructive și a siguranței în exploatare, cele mai utilizate aparate de tocare folosite pe combinele de furaje, sunt aparatele de tocare cu cuțite montate rigid pe elementul de acționare denumite ”tambur de tocare”).

pentru a minimiza energia necesară tocării (funcție de gradul de umiditate al plantelor) si pentru o tăiere ușoară si curată din masa de material, este necesar ca cuțitul sa aibă un unghi de ȋnclinare mare

Diametrul tamburilor de tocare la periferia cuțitelor este cuprins ȋntre 250…800 mm, iar viteza periferică este de 38 m/s la tobele care execută tocarea și aruncarea materialului tocat.

Cuțitele sunt dispuse înclinat față de generatoarea tobei sub un unghi de 6…120 pentru realizarea tăierii progresive, iar tăișul este ascuțit la un unghi de 16…370.

Contracuțitul este fixat pe carcasa aparatului de tocare și dispus paralel cu arborele tobei iar jocul dintre cuțit și contracuțit este de 0,3…1 mm.

Cerințe agrotehnice impuse aparatelor de tocat:

să execute tocarea furajului cu un consum minim de energie;

să asigure o încărcare cât mai uniformă a arborelui rotorului pe întregul ciclu funcțional (o rotație);

să asigure o prindere sigură a furajului între cele două muchii de tăiere (cuțit și contracuțit);

să asigure tocarea materialului la lungimea prescrisă (de regulă, între 3 mm și 100 mm, funcție de tehnologia adoptată);

să realizeze o uniformitate ridicată (peste 80%) a lungimii tocăturii;

să execute spargerea sau defibrarea fragmentelor (dopurilor) de tulpini al căror diametru este mai mare de 8 mm;

să producă spargerea boabelor de porumb;

să nu murdărească cu pământ furajul tocat.

În cadrul experimentărilor va fi folosită combina tractată pentru recoltat furaje CTF, dotată cu aparat de tocare de tip tambur cu cuțite montate în “V”. |Combina este destinată pentru recoltarea din lan sau adunatul din brazdă a furajelor în vederea însilozării sau furajării zilnice a animalelor.

În cadrul determinărilor experimentale, a parametrilor și mărimilor care caracterizează procesul de tocare al combinelor de recoltat furaje trebuie sa se aibă în vedere ca alegerea și amplasarea aparaturii și echipamentelor de măsurare utilizate să respecte următoarele condiții generale:

– să nu se modifice parametrii constructivi, cinematici și dinamici ai ansamblului studiat;

– componentele aparaturii de măsurare să poată fi montate și demontate cât mai ușor în sistem;

– să fie accesibilă vizitarea aparatelor și echipamentelor de măsurare în scopul urmăririi funcționării, precum și pentru executarea operațiilor de reglare, etalonare, întreținere, etc.;

– să se asigure o protecție eficace a aparaturii împotriva loviturilor, vibrațiilor și agenților atmosferici;

– conectarea componentelor și echipamentelor la aparatura de măsurare să excludă influența reciprocă dintre informațiile date de acestea;

– aparatura și echipamentele să fie caracterizate prin precizie, fidelitate și stabilitate în timpul efectuării măsurării.

Înainte de ȋnceperea lucrului, se vor efectua câteva verificări funcționale:

– verificarea integralității constructive a echipamentului;

– verificarea tuturor asamblarilor demontabile;

– ungerea corectă a lagărelor;

– verificarea ansamblurilor ce asigură transmiterea mișcării la organelle de lucru;

– verificarea conexiunilor electrice ȋn carul ȋncercărilor de laborator;

– verificarea aparaturii pentru măsurarea mărimilor de natură mecanică, electrică, termică.

– verificarea grosimii tăișului cuțitului inainte de fiecare determinare.

Experimentàrile se vor efectua in doua faze, respectiv la staționar (în condiții de laborator) și în condiții de lucru (în càmp).

Echipamentele utilizate în cadrul experimentărilor sunt:

pentru determinarea forței de tracțiune: bara de tracțiune;

pentru determinarea cuplului rezistent la priza de putere: sistem de achiziții tip DAP 5200 cu traductor de moment;

pentru umiditate: etuvă și termobalanță;

pentru viteza curentului de aer produs de toba de tocare: anemometru, testovent;

pentru dimensiuni: ruletă 3m, ruletă 8m, ruletă 60m;

pentru mase: cântar 0¸10.000 kg, cântar 0¸150 kg si balanță 6kg;

pentru turație: turometru sau tahometru electronic;

pentru timp: cronometru 60'';

pentru presiuni: manometru;

pentru consum combustibil: aparat pentru determinarea consumului de combustibil;

pentru temperaturi: termohigrometru;

pentru unghiuri: nivelă cu microscop.

aparat foto;

jaloane;

prelate;

site;

pungi.

Mărimi reglabile în condiții de laborator (la staționar)

Viteza de alimentare cu material (viteza benzii de alimentare ): 1.11, 1.66, 2.22 m/s.

Înălțimea ferestrei de alimentare: 20,40,60,80 mm

Turația tamburului de tocare: 600, 800,1000 rot/min

Lungimea teoretică de tocare 8 – 33,5 mm

Unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului de tocare va fi: 5,7 9o

Distanța dintre cuțit și contracuțit: 0,3; 0,6; 1 mm.

Mărimi măsurabile în condiții de laborator (la staționar)

Parametrii măsurabili pe stand la staționar sunt:

viteza curentului de aer creat de toba de tocare;

uniformitatea curentului de aer generat de aparatul de tocare

momentul de torsiune transmis echipamentului prin arborele prizei de putere;

lungimea reală a tocăturii și repartiția acesteia pe grupe de lungime

distanta de aruncare a materialului tocat ;

calitatea mărunțirii materialului;

consumul de combustibil

Mărimi reglabile în condiții de lucru (în càmp)

Viteza de deplasare: 4, 6, 8km/h

Lungimea teoretică de tocare 8 – 33,5 mm

Unghiul cuțitului în raport cu generatoarea tamburului de tocare va fi: 5,7 9o

Distanța dintre cuțit și contracuțit: 0,3; 0,6; 1 mm.

Mărimi măsurabile în condiții de lucru (în càmp)

momentul de torsiune transmis echipamentului prin arborele prizei de putere;

lungimea reală a tocăturii și repartiția acesteia pe grupe de lungime

determinarea vitezei reale de lucru;

determinarea fortei de tracțiune

consumul de combustibil

Ulterior după definitivarea experimentărilor și a achiziției datelor, în continuare va urma o etapă de prelucrare a datelor experimentale obținute, și realizarea de baze de date și grafice în programe specializate (mathcad, excel), în scopul de a evidenția variația parametrilor măsurați funcție de parametri reglați.

Bibliografie

Bill A. Stout. CIGR Handbook of Agricultural Engineering, Volume III – Plant Production Engineering. United States of America: CIGR—The International Commission of Agricultural Engineering, 1998.

Campeanu, Ana. „Aspecte privind experimentarea unei instalații de aerare (ventilare) a plantelor furajere.” Raport de cercetare nr.4, Uiversitatea Politehnica Bucuresti, 2015.

Cujbescu, Iulian Nicolae. „Cercetari privind optimizarea procesului de tocare a nutreturilor fibroase.” Teza de doctorat, Universitatea Politehnica din Bucuresti, 2005.

Frederiksen, H., D. Dănuț, M. Mașinistru, și A. Greculescu. „Sisteme pentru depozitarea furajelor – Standarde de fermă.” Manual, Proiect „Modernizarea Sistemului de Informare și Cunoaștere

în Agricultură” MAKIS – MADR 04/QCBS/2008 – nr.3166, 2010., 2010.

Institutul național de statistică. „Anuarul statistic al României 2012.” Agricultură și silvicultură. București, 2012.

Lazar, George. „Analiza constructiva, functionala si procesul de lucru al aparatelor de tocare de la combinele de recoltat furaje.” Raport de cercetare nr.1, Universitatea Politehnica din Bucuresti, 2014.

Mănișor Paul. Mecanizarea și automatizarea lucrărilor în zootehnie. București: Editura Ceres, 1994.

Petcu M. Cercetări privind maximizarea producției de lapte ȋn ferma de elită Pantelimon. Teză de Doctorat, București: USAMV, 2000.

Stefanoiu, Marius Daniel. „Studiu privind optimizarea și energetica agregatului agricol format din tractor și mașina de recoltat furaje.” Teza de doctorat, Universitatea din Craiova, 2011.

Vasile Neculăiasa, Ioan Dănilă. Procese de lucru și mașini agricole de recoltat. Iași: Editura A92, 1995.

Vlăduț V., și alții. Testarea asistată a sistemelor biotehnice. Iasi: Terra Nostra, 2012.

Voicu E., Pirna I., Ciurel G., Chitoiu M., și Brkic M. „Cercetari privind recoltarea culturii de miscanthus cu combina de furaje.” INMATEH Vol. 32, nr. Nr. 3 (2010).

Voicu Emil. „Cercetări privind optimizarea dinamică și energetică a agregatului tractor cu combină de recoltat furaje.” Teză de Doctorat, Universitatea Transilvania Brașov, 2007.

Voicu Emil. „Stadiul actual privind cercetările asupra dinamicii și energeticii sistemelor tractor – combine de recoltat furaje.” Referat Nr. 1, Universitatea Transilvania din Brașov, 2005.

*** Prospect Firma Claas Jaguar.

*** Prospect Firma DION.

*** Prospect Firma Hesston.

*** Prospect Firma JF.

*** Prospect Firma John Deere.

*** Prospect Firma Lely Storm.

*** Prospect Firma Lundell.

*** Prospect Firma Mengele Mammut.

*** Prospect Firma New Holland.

*** Prospect Firma Pottinger.