Energy intensity of the process of shredding cut branches of fruit trees with a two-roll rotary shredder | Энергоемкость процесса измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев двухвалковым роторным измельчителем

Английский. Depending on both design and age of the plantings, the volume of branches pruned when tending of perennial fruit plantations is 3-20 t/ha. These branches should be chopped before disposal. The main disadvantage of machines available on the market for picking and chopping cut branches is the high energy intensity of the chopping process. It is relevant to develop and study the design of a pick-up chopper that allows picking up and chopping cut branches of fruit trees with minimal energy capacity. The purpose of the work is to determine the energy intensity of chopping cut branches of fruit trees using a two-roll rotary shredder. The subject of the study is the energy intensity of the process of chopping cut branches. The research was carried out using methods of physical and mathematical modeling and the theory of mathematical experimental planning. Analytical dependencies were obtained to calculate the drive power of the shredder. An experimental laboratory installation has been developed. A regression equation was obtained, and the power dependences required for chopping cut branches of fruit trees on the design parameters of a rotary twin-roll shredder were constructed. It has been established that the minimum power (6.5 kW) spent on chopping cut branches of fruit trees is ensured with the following parameters of a two-roll rotary shredder: branch feed speed of 1.4 m/s; peripheral speed of the cutting edge of the knife of 11 m/s; the gap between the cutting edge of the knife and the shaft of the opposite rotor of 0.003 m; with an hourly performance of the pick-up chopper equal to 0.8 ha/h. The energy intensity of the process of chopping cut branches of fruit trees is 8.13 kW*h/ha.

Русский. В зависимости от конструкции насаждений и их возраста объем ветвей, обрезаемых при уходе за многолетними плодовыми насаждениями, составляет 3-20 т/га. Для утилизации ветви необходимо измельчить. Основным недостатком доступных на рынке машин для подбора и измельчения срезанных ветвей является высокая энергоемкость процесса измельчения. Актуальна разработка и исследование конструкции подборщика-измельчителя, позволяющего подбирать и измельчать срезанные ветви плодовых деревьев с минимальной энергоемкостью. Цель работы – определение энергоемкости измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев роторным двухвалковым измельчителем. Предмет исследования – энергоемкость процесса измельчения срезанных ветвей. Исследования проведены с использованием методов физического и математического моделирования и теории математического планирования эксперимента. Получены аналитические зависимости для расчета мощности привода измельчительного устройства. Разработана экспериментально-лабораторная установка. Получено уравнение регрессии и построены зависимости мощности, необходимой для измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев, от конструктивных параметров роторного двухвалкового измельчителя. Установлено, что минимальная мощность (6,5 кВт), затрачиваемая на измельчение срезанных ветвей плодовых деревьев, обеспечивается при следующих параметрах двухвалкового роторного измельчителя: скорость подачи ветвей 1,4 м/с; окружная скорость режущей кромки ножа 11 м/с; зазор между режущей кромкой ножа и валом противоположного ротора 0,003 м; при часовой производительности подборщика-измельчителя равной 0,8 га/ч. Энергоемкость процесса измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев составляет 8,13 кВт*ч/га.