Research of Properties of Composite Materials Used In Potato Harvesting Machines

Abstract

<jats:p>В процессе уборки клубней рабочие органы картофелеуборочных машины испытывают значительные нагрузки, что нередко приводит к отказам. Из этого следует, что подъем уровня надежности функционирования рабочих органов является одной из важных задач по развитию картофелеуборочной техники. В настоящее время в сельскохозяйственном машиностроении осуществляется модернизация рабочих органов с использованием инновационных материалов, новых технологий, что приводит к качественному улучшению процесса уборки, снижению энергозатрат, а также потерь клубней картофеля. Одной из главных задач при внедрении нового материала (в рассматриваемом случае – композиционного материала) как элемента конструкции является определение физико-механических характеристик внедряемого материала, с последующим анализом и установлением возможности применения материала в конструкции сельскохозяйственной техники. Для выполнения поставленной задачи был проведен ряд исследований: исследование прочности соединения композиционных прутков с металлическими трубками; испытание композиционных прутков на ударную вязкость; исследование композиционных прутков на изгиб. Свойства композиционных прутков при ударных нагрузках могут существенно отличаться от свойств при статическом нагружении. Исходя из данных испытаний оценивается надежность композиционных прутков. Испытание на изгиб является одним из наиболее эффективных способов определения модуля упругости, значение которого напрямую влияет на качество сепарации рассматриваемого элеватора. В результате проведенных исследований были получены показатели прочности соединения прутков с металлическими замками, а также выявлены лучшие для данного соединения марки клея, параметры замков. Проведенные испытания на ударную вязкость позволили установить показатель сопротивления композиционных прутков ударным нагрузкам. Исследования на изгиб позволили установить допустимые значения нагрузки, при которой возможна эксплуатация элеватора с композиционными прутками. На основе анализа данных, полученных в результате испытаний, было установлено, что физико-механические характеристики композиционного прутка удовлетворяют требованиям для использования данного материала в рабочих органах картофелеуборочных машин.</jats:p> <jats:p>In the process of harvesting tubers, the working bodies of the potato harvester experience significant loads, which often leads to failures. From this it follows that raising the level of reliability of the functioning of the working bodies is one of the important tasks for the development of potato harvesting technology. Currently, in agricultural engineering, modernization of the working bodies is carried out using innovative materials, new technologies, which leads to a qualitative improvement in the harvesting process, lowering energy costs, as well as losses of potato tubers. One of the main tasks in introducing a new material (in this case, composite material) as a structural element is to determine the physical and mechanical characteristics of the introduced material, followed by analysis and establishing the possibility of using the material in the construction of agricultural machinery. To accomplish this task, a number of studies were carried out: a study of the strength of the connection of composite rods with metal tubes; impact strength test of composite rods; study of composite bending bars. The properties of composite rods under shock loads can differ significantly from properties under static loading. Based on the test data, the reliability of composite rods is evaluated. The bending test is one of the most effective methods for determining the modulus of elasticity, the value of which directly affects the separation quality of the considered elevator. As a result of the studies, indicators of the strength of the connection of the rods with metal locks were obtained, as well as the best adhesive brands for this connection, the parameters of the locks were identified. The impact strength tests made it possible to establish the resistance index of composite rods to impact loads. Bending studies made it possible to establish acceptable load values ​​at which the elevator with composite rods can be operated. Based on the analysis of the data obtained as a result of the tests, it was found that the physicomechanical characteristics of the composite bar satisfy the requirements for using this material in the working bodies of potato harvesters.</jats:p>