автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Исследование и обоснование параметров стряхивателя плодов с гидравлическим вибрационным приводом

МОСКОВСКИМ ОРЛЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ИЫ-В.П.ГОРЯЧКИНА

(МИИСП)

АБЛАШОВ Ухтаи Ульиасогзч

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СШИВАТЕЛЯ ПЛОДОВ С ГИ1РАВЛНЧЕСШ ВИБРАЦИОННЫЙ ПРИВОДОМ ( в условиях УзбекскоЗ ССР )

спвдшьность 05.20.01 - МКХДШШЩЯ сальскохюяйствеепого производства

Автореферат

дассвртддаи на соискание гшюй сипш

кан/идата технических наук

на оравах рутагст

УДС 631.358:634.1

МиСКВА-1991

. Работа выполнена в Самаркандском ордена "Знак Почета" сельскохозяйственном институте на кафедре общеиюкенерных дисциплин и в Московском институте инженеров сельскохозяйственного производства им. В.Л.Горячкина на кафедре теоретической механик;; и теории механизмов и машин.

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, профессор ь.*/. ЛАЧУГА

доктор технических наук, с.н.с. А.Н.ЬШИК,

кандидат технических наук, А.Г.ВАРЛАМОВ

Ведущая организация - НПО по садоводству, виноградарству и виноделию имени Р.Р.Шредера, г.Ташкент ^^

Залита состоится " 1991 года б час.

на заседании специализированного Совета К-120.12.01 по присуждении ученой степени кандидата технических наук Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.Л.Горячкина (МИЛСЛ).

Адрес: 1275С0, Москва, ул.Тдггрязевская. д. 58. Г-ИПСП

Учвноцу секретаре

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке института,. Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного Совета . ___

к.т.н., доцент > В.В.Солдатенков

Ч.! .-¡а Г--ЦИЙ

тя шшттш работы

Актуальность темы. Садоводство а СССР является одной из крупных и рентабельных отраслей сельскохозяйственного производства. Узбекистан в производстве плодово-ягодной продукция занимает одно из ведущих мест в страна. В связи с отходом от монокультуры хлопка в республике интенсивно распшрявтся площади под сады з виноградники, внедряются новые, высокопродуктивные культуры. Если в 1986-1991 гг. площади садов и виноградников увеличились на 18,1 тыс.га, то только на 1991 год запланирована закладка новых садов обдай площадью 10,6 тыс.га. ЕаловнЯ сбор плодов и ягод пра этоы замечается довести до 780-600 тнс.тонн.

Рост производства ставит задача по повышенно уровня механизации в садоводстве, особенно наиболее трудоемких уборочных процессов. Внедрение механизированной уборки,по данным ВИСХЙ1, позволяет гвелнчить производительность труда от 5 до 15 раз.В настоящее вре-(я,по данным Шшсельхоза УзССР,уровень механизации процессов в са-юводстве составляет 40%,тогда как уборочных работ-всвго лиаь 17%

При механизированной уборке сЬем плодов осуществляется раз-ичными стряхивателями плодов.Среди известных стряхивателей однл-я из перспективных, для стряхивания небольшие штамбов и ветвей, вляются инерционные стряхиватэли с гидравлическими вибраторами бЪемного действия С1,31. Поэтому разработка стряхивателя плодов гидравлическим вибратором такого типа, с исключением возмоннос-и перегрева рабочей жидкости при длительней работе в условиях зССР и исследование его взаимодействия с плодовым деревом, явля-тся актуальной задачей.

Цель работы: обосновать параметры и разработать гидравличес-*й вибратор стряхивателя плодов, а также исследовать основные зказатели его работы при уборке фруктов в условиях Узбекистана.

Методы исследований. При теоретических исследованиях взаимо->йствия инерционного гидравлического вибратора с плодовым дере->м использовалась двухмассная модель колебательной системы "ви-¡атор-дерево", учитывающая приведенные характеристики дерева и шравлического вибратора.Числеиные расчеты проводились с помощью М.При экспериментальных исследованиях и полевых испытаниях приняли ускоренную киносЬемку, электротензометрирование.

Качественная оценка работы опытного образца стряхивателя плодов проводилась в соответствии с ОСТ 70.8.8-81- "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки плодов и ягод. Программа и методы испытаний".Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики.

Научная новизна. Определены основные физико - механические свойства плодов и деревьев субтропической культуры унаби, влияющие на вибросЪем. Разработана математическая модель взаимодействия инерционного гидравлического вибратора с плодовым деревом и получены аналитические выражения для амплитуда колебания штамба или ветви дерева, угла сдвига фаз колебаний, возмущащих усилий и мощности, погребной для привода стряхивателя. Исследован тепловой режим гидравлического привода и получены выражения для определения температуры рабочей жидкости гидросистемы вибратора при непрерывной и циклической работе. Разработана методика расчета гидравлического вибратора.

Практическая ценность. Создан макетный образец инерционного стряхивателя плодов с гидравлическим вибратором.На устройство для стряхивания плодов, на основе которого создан макетный образец, получено положительное решение по заявке на изобретение (*4832838 от 24.04.1991г.). Разработан гидравлический вибрационный привод, позволяший стабилизировать температуру рабочей жидкости в гидросистеме при непрерывной и длительной работе ( а.е.* 1263594, а.с. Л 1535597). Разработана методика инженерного расчэта гидравлических вибраторов для стряхивателей плфдоБ.

Реализация работы и внедрение. Пакетный образец стряхивателя плодов провел испытания в НПО ю садоводству, виноградарству и виноделию ем. Р.Р.Шредера ( Самаркандский филиал ) и в садвинсов-хозе гм. Назимова Самаркандской области. Методика расчета и проектирования принята СредАзНИИДХ ( г.Талкент ) и используется при создании гидравлических вибраторов цапин для уборки плодов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались а обсуждались на научных коаференциях профессорско-преподаватолского состава е аспирантов Самаркандского ордена "Знак Почете" сельскохозяйственного института (1963-1Э90гт.) , на юбилейной г-онференции МИИСП ем. В.П.Горячкина (1990г.), на второе городской научно-теоретической конференции молодых ученых в сне-

циалистов (г.с2.-,::>р::г.чд, 1ЭЭ0 г.), на кафедре теоретической мзхъ ники и ТММ МИИСП им.В.П.Горячкша (1989,1991гг.)» на обЪедина;;-ном семинаре кафедр отделения механизации сельского хозяйства СамСХИ (1991г.), заседании научно-технического совета СрэдАзНЖЛХ (г.Ташхент, 1989г.) я кафедре уборочных машин ¡ЛИСП им.В.П.Горячили (1991г.).

Публикации. По матералам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том число получает 2 авторских свидетельства па изобрэ-тения и 2 пологитэльных решения по заявкам на изобретения.

Структура и обЪем работа. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы и прилеганий. Работа ззлозэна на ... страницах машинописного хекста, содержит ... таблиц и ... рисунков. Список литературы вклэтает... наименования.

СОЛЕРЯАНИЕ РДБ01Н *

Введение. Обоснована актуальность теш и дана обцая характеристика работы.

Первая глава. Проведен обзор методов н средств механизированной уборки плодов, выполнен анализ вибраторов плодоуборочных машин и приведена их классификация.Рассмотрены и проанализированы, как одни из перспективных,гидравлические вибраторы. Проведен краткий обзор теоретических исследований с анализом теории отрыва пло-?ов при вибрационной уборке и динамики вибраторов при взаимодействии с плодовыми деревьями.

Отмечено, что в настоящее время уборку плодов с фруктовых деревьев производят в основном традиционным ручным способом с ис-юльзованием садового инвентаря и различных типов плодоубороч-шх платформ. За рубеком и в некоторых регионах нашей страны все 'олыпэ применяется механизированный способ уборки с использовани-м плодоуСорочных машин. Существующие серийные плодоуборочные манны работают на принципе вибрационного сЬема за счет колебания лодг-зкх д5р.5Еьез за штамб или скелетннв ветви различными типами нерционных вибраторов. Применяемые в этих машинах вибратора в сновном механического типа. Конструктивно они просты, дешевы,од-ако имеют ограничению возможности управления выходными амплитуд-

но-частотными параметрами» недостаточно долговечны, производят вредные шумы и вибрации при работе. Этих недостатков обычно лишены гидравлические вибраторы. По способу возбуждения колебаний вибраторы этого типа разделяются на дроссельные и объемные. Исследованиями Кузьмина В.А., Азюкова H.A.. установлено, что гидравлические вибраторы дроссельного типа имеют низкий КПД, взаимозависимость параметров колебаний, изменение амплитуды колебаний в зависимости от внешней на!"рузки, в результате чего они не нашли до настоящего времени широкого применения. Разработка стряхи-вателей плодов с гидравлическими вибраторами объемного возбуждения, имепциыи сравнительно высокий КДД, возможность независимого регулирования параметров колебаний, при устранении их главного недостатка - перегрева рабочей жидкости при длительной работе, в виду замкнутости объема жидкости в магистралях гидросистемы, позволит создать машину с широким диапазоном регулирования режимов колебаний, а следовательно, возможностью применения для уборки различных видов плодовых культур.

Теоретические исследования, положенные в основу создания пло-доуборочной техники в СССР проводились Г.П.Варламовым, Х.А.Хача-тряном, А.Ф.Ульяновым, Б.И.Турбпным, В.Д.Забросаевым, Р.Р.Ягубя-ноы, Б.Кульчиевым, В.А.Черниковым, А.П.Бвиетя, В.В. Ведерниковым, А.Ц.Долгошэевым, В.Д.Бартеневым, С.И.Сшшмоновыы, А.Г.Варламовым, Я.Л,Овчинниковым, В.А.Утковым и другими.

Обзор теоретических исследований показывает.что теория отрыва плода в первом приближении создана. Для разработки стряхивателей плодов необходимо исследовать характер взаимодействия этого стря-хиватоля с плодов;» деревом. Для гидравлическш вибраторов достаточно полной творки такого взаимодействия в литературе не обнару-тано. Но исследован также и тепловой режим гидросистемы утих приводов, следовательно, нуждается в исследовании и теории данного вопроса.

ЕгшолнэнньЯ оОзор и анализ исследований по вибрационной уборке плодов выявил задачи, которые необходимо решить для достижения постазленньд цалз работы:

-нсслвдоьать основные ¡Хазико-ыеханнческие свойства и размерено шкаьате-о! плодовых деревьев и плодов, влияпдие на вибрацион-■шё сЪви;

-провести теоретические исследования взаимодействия гидра-<-ческого вибратора с плодовым деревом, а также теплового рент,. работы привода;

-провести лабораторные и полевые экспериментальные исследования с целью проверки динамики работы и теплового режима привода и определения количественных и качественных показателей работа макетного образца стряхивателя плодов с гидравлическим приводом;

-оценить экономическую эффективность применения стряхивателя при уборке плодов.

Вторая глава. Изучались некоторые физико-механические свойства плодов и плодовых деревьев применительно к вибрационному сЪему. Эти данные является исходными для расчета режимов работы вибратора. При этом упор сделан на местные породы, в частности на унаби (21г1р!ша ЛгЦиЪа) - ценное субтропическое плодовое дерево, которое быстро внедряется в производство в республиках Средней Азии ц ручной сбор которых очень трудоемок.

Некоторые фязико-механические свойства плодов унаби сорта Та-Ян-Цзао, полученные автором в результате исследований, приведены в таблице I.

Таблица I

Физико-механические свойства плодов унаби

* п/п Показатель Значение

I. Высота, мм 32 - 45

2. Максимальный диаметр, мм 20 - 30

3. Масса,, г 15 - 25

4. Длина плодоножки, мм 12 - 18

5. Диаметр плодоножки, мм I - 1,4

6. Усилие отрыва плодоножки от ветви,Н 6,1-10,5

7. То же, при отклонении от вертикали на 60-80 град. 3,4-4,5

3. Усилие отрыва плода от плодоножки, Н 4,8-7,0

Динамический модуль упругости плодовой древесины унаби определяли по собственной частоте колебаний скелетной ветви, полученной методом ускоренной киносъемки.

На основе проведенных исследований и обобщения литературных данных рекомендованы следующие значения динамического модуля уп-

ругости деревьев: унаби - 4300 ЫПа, яблони - 4200 МПа. Установлено, что допустимое радиальное давление на штамб или ветвь плодового дерева диаметром 80...140 ым составляет 4,0...4,5 МПа.

Анализ полученных данных на основании сравнения с физико-механическим свойствами плодов, убираемых механизированным способом (Варламов Г.П. Мяплтам для уборки фруктов.-Ы.Машиностроение, 1978) показывает, что вибрационный сЬеы является перспективным при механизации процесса уборки плодов унаби.

Третья глава. Проведет теоретические исследования взаимодействия гидравлического вибратора с плодовым деревом.

Предложенный стряхиватель плодов с гидравлическим вибратором (положительное решение не изобретение % 4832838 от 27.04.91)(рис.1) работает следупцим образом. Оператор.при помощи рукояток управления стрелы 5,подводит захват 8 к штамбу или ветви дерева.Гидроцилиндр 7 захвата жестко закреплен к штоку цилиндра-вибратора 6,

корпус которого, посредством гибких элементов, подвешен к стре-. При включении гидронасоса 9 штамб или ветвь плотно зажимаются подушками захвата. Затем включается ВОМ трактора и,посредством карданной .ременной передач и редуктора I, приводится во вращение вал насоса-пульсатора 2. Оператор с помощью дросселя 3 осуществляет плавный запуск цилиндра-вибратора, приводящий в колебание ветвь дерева. Тем самым производится сЬем плодов. В случае перегрева рабочей жидкости,для ее охлаждения в гидросистему вибратора включаются блоки 4, осуществляыцие рециркуляцию жидкости через бак.

На основании анализа отдельных элементов' данной схемы и их взаимодействия разработана расчетная схема и математическая модель взаимодействия гидравлического вибратора с плодовым деревом (ряс.2).

Рис.2 Расчетная схема гидровибратора стряхивателя плодов.

Динамическая система "дерево-гидравлический вибратор" представлена в виде двухмассной системы, совершанцей вынужденные колебания под действием возмущавдей силы, создаваемой насосом-пульсатором. Дифференциальные уравнения движения такой системы, с учетом упругих и диссшативных свойств дерева и рабочей жидкости

гидровибратора имеют вид • • • .

miXi = - ИЛ + ИЛ - с1х1 -h 0хХа - Ц^Хо - СхХа

■ .. . С )

Vs ^ - ÎM-1 + + У-Л - (сх + са)лга + СД + Ht2„ + СхХа

где х0 - перемещение поршня насоса-пульсатора;

хх - перемещение корпуса цилиндра-вибратора; хя - отклонение штамба дерева; nt - пасса корпусе цилиндра-вибратора; п, -- эквивалентная масса дерева и захвата;

~ коайнциенты упругих и дассипвтивных свойств

рабочей жидкости и трубопроводов; - коэффициенты упругих и диссипативных свойств дерева.

Закон перемещения поршня насоса-пульсатора имеет вид

х„ = г aln иг. (2)

где Рп

г ----е ;

?.

ш - частота вращения вала насоса-пульсатора; Рп - площадь поршней насоса-пульсатора; F» - аффективная площадь поршня цилиндра-вибратора; е - эксцентриситет вала насоса-пульсатора. Введя обозначения:

-- 2р»; -- 2ра; — - nf; - «4: — * й, (3)

ГЦ. Па ГЧ Иа ^а

сестсуу (1) кзаво представить в eime

Xt + 2ptxi + - т£га - 2pjza 7 - nfß COS (шг-фр)

(4)

ха + 2pgXs + n|xa -.fcnfx» - Pp^ = coa (ui-<pD) ,

/, ,2 p C» 1 + [— I uг ; tp„ •= orc:g--(5)

Аналитически решив систему уравнений (4) методом комплексных аашштуд,получили выратэние для амплитуд отклонения штамба дерева

fcnffti

/Т7¥

где

I = (nf - uf) (n| - <i£) - 4pJ32f -

3 = 2pau(nf - u2) t - o^) - 4p,ftnftj

1

и вырагэнпэ для угла сдвига фаз фа кеяду перемещение!.! штамба дерева х, и возмущапцам перемещением поряпя насоса-пульсатора ха

Фа = Фэ - Фз. (8)

гдэ х

Возг.тущасцая сила, развиваемая приводом, при установившейся репяле вынужденных колебаний системы,с учетом влияния дассжгатив-ных свойств рабочей гидкости и трубопроводов, определяется выражением

F(t) = Р соа (tot - 9); (9)

где. Р - амплитуда возиуцелщэЗ силы.

ь2 , (10)

9 - угол сдвига фаз меяду возмущапцэА силой и возмущакцвд перемещением

а

8 = arctq --(11)

Ъ

Здесь

i= сх(г - Sin л, Sin. фз) - hiuu,. СОЗ фА * А, СОЗ Фя) >= С,.^ СОЗ А, СОЗ Ф,) - Ц1.Ш(Г + 3ín Ф4 * А, з1п ф2)

Работа, совершаемая возмущащей силой за время одного колеба-гттл тзазна

2%

W = J F(t) х

х dt (13)

Интегрируя это выражение и произведя тригонометрические преобразования. получим

1Г = %ГР СОЭ 0 (Н)

Средняя мощность, необходимая для поддержания колебаний

Ш

А'ср = - = 0,5 гыЬ , (15)

где Ь определяется из выражения (12) .

По результатам численных расчетов,выполненных на ЭВМ с учетом физико-механических свойств деревьев и упругих и дассипативных свойств рабочей хгдкости и трубопроводов,построены амплитудно-частотные, фазо-часготные (рис.За.б).силовые и энергетические характеристики колебательной системы "дерево-гидравлический вибратор".

О Ю 20 50 ЬО 50

30 20 {О О

I 1-к >

/ Ч

ч

л А 5 *

4

(О 2В 30 40 50

к № 50

27

0

О

*~2

20 50 44 50 Ь Гц

0 2Р 40 £0

ъ)

0)

Рас.З ларщ;герастЕкя свс^озд "дерево-вибратор" а) АЧХ. б) ФЧХ I - Па-17,0 КГ,'Са«1Б0 КН/М, 11,-1.32 кг!с/м II- ¡33=34,6 кг, са«200 кН/и, кНс/м

' £0 иг, 2 - Вл-25 ш\ 3 - »»=30 КГ

Анализ характеристик показывает,что АЧХ (рас.За) имеет два-максимума, которые с увеличение« приведенных характеристик дерева вырождаются в один. Величина амплитуда колебания 1*эста обхвата в диапазоне частот 15-30 Гц составляет 10-25 121, при массе корпуса вибратора 25-30 кг и средних размерах дерева, te предыдущих исследований известно, что такая амплитуда в иесте обхвата дерева обеспечивает передачу к точке подвеса плода колебания, прз которых происходит отрыв плода от вэтш. С ушнъиеппом щпведенных характеристик деревьев и увеличением кассы кзбраторэ, амплитуда колебаний в указанном диапазоне чвстот увестпвавтся.

Фазо-частотная характеристика (S4X) (рлс.Зб) с ростса о оставаясь отрицательной,- убывает, отставая по фазе прз рэзонеясе на величину "-тс". Для гидравлических енбраторов резонансна perra'пх работы не допустим, так как может произойти разрыв хлдкостд в гидросистеме.

Из силовой и энергетической характеристик следует, что горэ-зонансный режим характеризуется резкам увеличением давления в гидросистеме и мощности, потребной па колебание ввтал. Значения, мощности в диапазонах частот 15...30 Гц составляют 2...10 кВт.

Наряду с исследованием динамики работы привода, проводпггсь исследования теплового рестда гидравлического вибратора. 1!з уравнения теплового баланса и дифференциального урагненпя нагрзвз определены выражения для температуры нагрева рабочей гздкостз прз непрерывной работе вибратора

1-17 Fcp

Тш ----- И - ехр (- рх)] * й, (16)

^ Z &1?1 1=1

установившейся температуры рабочей гндгсостз

1-7} Пер

Ту --L ---+ (17)

Ч 22 feUl 1=1

зреиони рзботы привода до дсяуст—:сЗ тегдтаратура 1Г1, забочих гпдкостеа гцдросзстеа £54 «= б5-70°С )

1 1-Г) п [ТЗ - Та .

X = — гп{ — 2е 2 Й1Р1-г {18)

Р Т) 1=1 Яср ' 1,0/

. Температура нагрева рабочей жидкости при циклической работе вибратора в привода стряхивателя плодов ( нагрев-при стряхивании, охлаждение-щи переезде к следующему дереву) имеет вид

* (ММ J---■( 1-е-0** ).. .е"®1*) +Т*

2к—1 п 1

•п 2 feiFi

1=' (19)

В этих выражениях Тв - температура окружахцего воздуха, fei, Fi - коэффициент теплопередача и -площадь теплообмена £ - той поверхности; г\ - полный КЦД гидравлического привода,

1 с и

—-- (20)

Р 2 &1Р1 1=1

с - средняя удельная теплоемкость гидросистемы, и - масса гидро-'привода и рабочей жидкости, а - .коэффициент скважности цикла.

Численные расчеты, проведанные на ЭВЫ с учетом свойств рабочей жидкости, характеристик и размеров гидравлического вибратора, показала, что при непрерывной работе привода уже через 15-20 минут температура жидкости достигает значений 90°С. При циклической работе время нагрева рабочей жидкости до допустимой температуры составляет 1,5...2 часа.

Разработаны схемы гидравлических вибраторов, обеспечивающих •полную принудительную циркуляцию рабочей жидкости через бак-теп. лообменник ( а. с. Я 1263594 и а.с. А 1535797 ), что позволяет стабилизировать тепловой режим в пределах допустимых температур.

Четвертая глава посвящена лабораторным исследованиям и полевым испытаниям вибратора. Целью лабораторных стендовых экспериментов являлось исследование динамики работы гидравлического вибратора и проверка работоспособности привода с полной ютзкуляцией

рабочей еидкости (с определением его динамических и тепловых режимов): Конструкция стенда позволяла изменять, частоту колебаний в диапазоне 5...50 Гц, амшштуду-О,003...0,025 м. Регистрирование параметров вибрации, давления рабочей падкости в магистралях гидросистемы производилось светолучевын' осциллографом К 12-22.

Экспериментально получены АЧХ, ФЧХ, закон изменения давления в гидросистема и зависимости температуры рабочей шдкости от времени работы и частоты колебаний. Установлено, что характер этих закономерностей совладает с теоретические данными. Расхождения в значениях составляет: для амплитуд колебаний 15%, для углов сдвига фаз не более 35, для давлений в гидросистеме около 303 п.для температурных характеристик около 53.

Подтверждена работоспособность, предложенного привода для стабилизации теплового режима. Температура рабочей гидкости при еэ полной циркуляции не превышала допустимых значений дате при температуре окруаащего воздуха до 40°С.

Для полеЕых испытаний был изготовлен макетный образец стряхи-вателя плодов с гидравлическим вибратором, выполненный по схегц рзс.1 и агрегатированный с трактором Т-25.

Оснонные цели испытаний: проверка работоспособности стряхн-вателя, определение количественных и качественных показателей его работы, уточнение результатов теоретических исследований л проверка теплового режима гидравлического вибратора.

Испытания проводились на садовых участках Самаркандского ¡¡й-лиала Всесоюзного НИИ садоводства, Еиноградарства и виноделия им.Р.Р.Шредера, а такте в садвинсовхозе "Пастдаргоц" им.Казимова Самаркандской области прч уборке унаби н яблонь.

При этом определялись полнота сЬема, как главный фактор сф-С*;ктивности способа, повреждаемость плодов п деревьев, энергетические характеристики привода стряхивателя и исследовался тепловой регим гидравлического вибратора.

Некоторые показатели работы стряхивателя приведены в табл.2.

Установлено, что полнота сЪема унаби 90-925 достигается при частотах колебаний 15-205 Гц и амплитудах места обхвата 15-20 1-1. При этом стряхивание унаби производилось при захвате за сжэлвтпые ветви первого порядка на расстоянии 0,4-0,5 и от сэста крэпхзгпл еэтеи к отводу. Дзимтр ¡:эста обхвата составлял 0,12-0,Г£и.

Показатели работы стряхиватвля плодов

Таблица 2

Л п/п Показатели • ■тяг. изм. ■■ значанил для1 яблок | унаби

I Полнота сЬема % 94-96 90-92

2 Повреждение плодов при стряхивании % 13-14

на растянутый брезент нет

3 Количество сбитых листьев

на одна дерева г 30-50 60-60

4 Повреждение коры в месте обхвата - нет нет

5 Повреждение ветвей - - нет нет .

6 Время колебания одного дерева С 5-7 50-60 *

Примечание - дерево унаби стряхивается за 3-4 скелетные ветви.

Стряхивание яблок производилось при захвате за штамб на высоте 0,6-0,7м от земли. Диаметр штамба в месте обхвата составлял 0,14м. Полнота сЪема яблок 95-96 % достигается при частотах 12-15 Гц и амплитудах 20-25 мм.Повреждаемость плодов и деревьев лежит в пределах агротехнических требований на механизированную уборку.

Исследованы энергетические характеристики привода стряхиватвля в -зависимости от частоты колебаний. Установлено, что мощность, потребная на привод стряхивателя при колебании деревьев с ре зимами, обеспечивающими максимальную полноту сЬема, составляет: для унаби при диаметре места обхвата 100... 120 мм - 4...6 кВт, для яблонь с даамтером штамба в месте обхвата 120...140 мм -Б...7 кВт (рис.4).

К

К&щ 6

U 2

Л \

г V '2

J ( /

I/

Рис.4 Зависимость мощности N, потребной дал стряхивания:

(1) - унаби 0 зетви 120 мм,

(2) - яблони 0 лтамба 140мм, от частоты колебаний f

Ю 20 30 Ю it Гц

При исследовании теплового режима гидравлического вибратора в полевых условиях установлено, что при температуре окружающего воздуха около 40°С стряхиватель плодов с приводом без циркуляции работает без перегрева рабочей жидкости при стряхивании унаби -около двух часов, при стряхиъанял яблок - 3,5 - 4 часа. Привод с циркуляцией рабочей жидкости и при более длительной работе исключал перегрев. При этом температура рабочей жидкости не превшая 55...58°С. (рис.5).

Т,

°с

со

т

а.

• _ /

"2

-J 4

Рис.5 Зависимость температуры рабочей жидкости Г от времени работы т при стряхивании: 1-унаби, 2-яблони без циркуляции, 3-унаби и 4-яблони с полной циркуляцией рабочей жидкости

Пятая глава. Проведен расчет экономической эффективности при замене ручного сЬема механизированным, с помощью предложенного стряхиватоля.

Установлено, что затраты труда снпяаются при сЬеме унабн в 11,5 раз, при сЬеые яблок в 5,5 раз. При этом ожидаемый годовой экономический эффект нв .одну игшшу составляет, соответственно, 7Л .тыс.руб. и 1,05 тыс.руб.

ОБШЕ EHBQEI Ш ЗАШЧЕШШ ПО РАБОТЕ

1.Внедрение механизированной уборки плодовых культур в условиях расалрепия площадей садов при ппзком уровне механизации са-юеодетва (405) и, особенно, уборочных работ (17%), является ск-гуальной проблемой.

2. Перспективным направлением кеоЕнпзсцпи уборосых работ- является вибрационный сЬем с птиадью езергцгоппых стряшватмбЗ с

гидравдичесними вибраторами объемного действия, имеющими сравнительно высокий КПД, широкий диапазон независимого регулирования режимов колебаний и, следовательно, возможность применения для сЬема различных культур.

3. Определены {изико-механические свойства плодов и плодовых деревьев малоизученных местных сортов, применительно к вибрационному сЪему. В частности, для исследуемой субтропической культуры унаби значение^ динамического модуля упругости составляет 4300 МПа, усилие статического отрыва плода от плодоножки 5,8 Н, средняя масса плодов 20 грамм.

4. Разработана математическая модель взаимодействия объемного гидровибратора с плодовым деревом, представляющая двухмассную колебательную систему "дерево-гидравлический вибратор" и получены аналитические выражения для амплитуды колебаний места обхвата, возмущающей силы, а также мощности,-необходимой для генерации колебаний плодового дерева.

5. Установлено, что АЧХ колебательной системы имеет два максимума, которые с увеличением приведенных характеристик дерева вырождаются в один. Величина амплитуды в диапазоне 15-30 Гц составляет 10-25 мм при массе корпуса вибратора 25-30 кг и средних размерах дерева,причем амплитуда увеличивается с уменьшением приведенных характеристик деревьев и увеличением массы корпуса. При приближении к зоне резонансов сдвиг" фаз между перемещением дерева и возмущапцей силой насоса-пульсатора приближается к величине

что может привести к разрыву столба рабочей жидкости в гидросистеме.

6. Мощность при частотах 15-30 Гц составляет 2-10 кВт, причем большие значения соответствуют большим частотам. Минимальная мощность для отрыва плода соответствует резонансной частоте, но при этом происходит резкое увеличение амплитуды в 3 - 4 раза, что приводит к повреждениям и поломке деревьев.

7. Из полученных аналитических, выражений для расчета температуры рабочей жидкости гидровибраторов объемного возбуждения, времени нагрева до допустимой температуры [24- 65-70°С установлено, что при работе в условиях Узбекистана, когда температура воздуха в период уборки достигает 40-50°С, температура рабочей жидкости в системе без циркуляции достигает и превышает значений допустимой

в течении- 15-20 минут при непрерывной работе и 1,5-2 часа при циклической.

8. Стабилизация теплового режима обеспечивается разработанным устройством, защищенным авторским свидетельством на изобретение

* 1535797.

9. Опытный образец инерционного стряхивателя плодов с гидравлическим вибратором объемного действия ( положит.реш.на изобр. ло заявке J4 4832838 ) обеспечивает работу с диапазоном регулирования частоты колебаний в пределах 5-35 Гц и амплитуды колебаний рабочего органа 3-25 мм.

10. Установлены технологические показатели процесса вибрационного стряхивания плодов унаби и яблок местных сортов по факторам полноты сЪемн, повреждаемости, дерева и плодов.

Полнота сЬема унаби 90-92%, при отсутствии повреждаемости плодов и дерева, достигается при частотах колебаний 15-20 Гц и амплитудах 15-20 мм при захвате за скелетную ветвь на расстоянии 0,4-0,5 м от моста кропления ветви к стволу и диаметре места обхвата 100-120 мм. Требуемое время колебаний 7-9с. Полнота сЬема яблок 95-96% достигается при частотах 12-15 Гц и амплитудах 20-25 км, при захвате за штамб на расстоянии 0,6-0,7 м от земли и диаметре места обхвата около 140 >~t. Время колебаний - 5-6 с.

11. Установлено, что мощность привода стряхивателя при колебании плодовых деревьев с диаметрами места обхвата 100-150 мм составляет 4-7 кВт.

12. Годовой экономический эффект при замене ручного труда в садвинсовхозе им.Казичопя Самаркандской области составил при уборке унаби 7100 руб.,гри уборке яблок 1050 руб. на одну »машину.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЛИССБРТАШШ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕЛУЮШ РАБОТАХ:

1. Аблакулов У.У. Стряхиватель плодое с гидравлическим ниб-роприводом // Тез.докл. II городе.научно-теоретич.коЕф.молодых ученых и специалистов - Самарканд,1990 - с.37-38.

2. Аблакулов У.У., Лачуга Г.Ф., Круглов И.К.. Тепловой рзжгм работы гидравлических виброприводов и способы его стабзлпз^сз

// Тр.ин-та/Ыоск.ин-т ипз.с-х пр^пэ.- 1Г5Р,

3> Аблакулов У.У., Сулейманов B.C. Динамика работы гидравлического инерционного стряхивателя // Тр.ин-та/ Таш.ин-т инк. ир-риг. и мех. с.-х. -1991.

4. A.C. * 1263594 СССР, В 65 G 27/ 22 Гидравлический вибрационный привод /Аблакулов У.У.,Гончаревич И.Ф..Круглов и.к.-2с..:ид.

5. A.C. * 1535797' СССР, В 65 С 27/ 22 Гидравлический вибрационный привод /Аблакулов У.У., Левин Р.В., Круглов И.К.-Зс. ил.

6. Автоколебательный' гидравлический вибратор /положит.реш. на изобр.от 27.08.90. по заявке * 476I2I9 - 4 с.

7. Устройство для стряхивания плодов /положит.pern.на изобр.от 27.04.91 по заявке * 4832838 - 5 с.