автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Исследование технологии и обоснование параметров рабочего органа машины для пересадки крупномерных деревьев с комом земли

КРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ8 ОД 3

На правах рукописи ГРУШАНСКИЙ Олег Андреевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕСАДКИ КРУПНОМЕРНЫХ ДЕРЕВЬЕВ С КОМОМ ЗЕМЛИ

Специальность 05.20.01 -"Механизация сельскохозяйственного производства"

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев — 1994

Диссертационная работа^зыполнена. в Украинском государстве ном аграрном университете /г.Киев/, представлена в виде рукопи

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук

профессор И.М.Зим.

Консультант - доктор технических наук, протест

М.Е.Демвд

Официальные оппоненты: доктор технических наук, професс!

академик УААН Н.Н.Нагорш

кандидат технических наук, старин научный сотрудник И.С.Привал(

Ведущая организация - Институт садоводства УААН

Залита диссертации состоится 27 мая 1994 г. в 14 час 30 мз на заседании Специализированного совета Д.01.05.04 в Украиною государственном аграрном университете по адресу: 252041, Киев— ул. Героев обороны, 13, учебный корпус 7, аудитория \е 27.

Просим принять участие в работе Специализированного соз< или направить в наш адрес заверенный печатью отзыв на авторефе] в двух экземплярах.

Отзыв просим адресовать: 252041, г.Киев-41, ул. Героев о( роны, 15, сектор защиты диссертаций.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке УГАУ.

Автореферат разослан " 22." апреля 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета Д.01.05.04,

кандидат технических наук, доценз-ч В.Д.Гречкос»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В системе мероприятий, направленных на решение задач социального развития общества, значительное место занимает охрана окружавшей среды и, в частности, озеленение городов и населенных мест. '

Озеленение - самый дешевый и наиболее эффективный метод оздоровления воздушного бассейна: один гектар зеленых насаждений усваивает в течение года около двух тонн углерода, обогащая при этом кислородом свшзе десяти миллиардов кубометров воздуха.

В последние годы накоплен опыт защиты населенных мест от источников повышенного радиационного фона путем использования защит -ных насаждений определенной конструкции. Немаловажна и психогигиеническая роль зеленых насаждений.

При озеленении населенных мест широко практикуется пересадка крупномерных деревьев. Особое место занимает она в озеленении рекультивируемых площадей и поселков, построенных для переселенцев из зон радиоактивного заражения. Использование при этом крупномерного посадочного материала способствует достижению гармонической связи населенных мест с природным окружением и формированию культурного ландшафта.

В отдельных случаях пересадка крупномерных деревьев может практиковаться в садоводческих хозяйствах в процессе их рекон -струкции, упорядочения землепользования, при ремонте изреженных садов и проч. Опыт проведения таких работ имеется.

Очевидно, что выполнение масштабных работ по озеленению возможно лишь на базе механизации всех трудоемких процессов.

В этой связи создание -средств механизации для пересадки крупномерного посадочного материала является актуальной задачей, реализация которой осуществлялась в Украинской сельскохозяйственной академии в 1975-1985 гг. в рамках исследований по проблеме 0.053.01 Госкомитета СССР по науке и технике /номер госрегистрации - И 79042275/.

Цель исследований. Целью исследований является снижение трудовых и денежных затрат, улучшение качества работ и удлинение периода пересадки крупномерных деревьев с комом земли путем разработки более совершенной технологии выкопки и перес&дкк крупномерных деревьев и создания новой выкосочной машины.

Объекты исследований. Объектами исследований служили корневые оистеш пересаживаемых деревьев, масштабные модели рабочих органов выкопочного устройства, рабочие органы машины для пере -садки крупномерных деревьев, гидравлический кран-манияулятор в составе выкопочной машины.

Методика исследований, в основу теоретических иоследова -ний процессов взаимодействия рабочего органа выкопочной машины с разрушаемой средой положены физико-механические свойотва грунта, основные положения земледельческой механики и теории резания материалов лезвием.

Исследования корневых оистем пересаживаемых деревьев осуществлялись траншейным методом с сухой раскопкой и методом полной раскопки корневых систем, ограниченных габаритами траншей.

Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторно-по -левых и полевых условиях с использованием методов физического моделирования и планирования экспериментов с последующей оптимизацией исследуемых процессов. При этом использовали макетный образец выкопочной машины, сменные рабочие органы и их модели, а также серийную измерительно-регистрирующую аппаратуру. Измерения осуществлялись тензометрическими и гидроэлектрическими методами.

Полученные экспериментальные данные обрабатывались методами математического анализа и математической статистики с применением оШ и микро-ЭШ.

При постановке теоретических и экспериментальных исследований использовались принципы системного подхода.

Научная новизна исследований. Научную новизну исследований составляют:

- анализ сил, действующих на лезвия скобы при резании комплексной среды "почва-корень";

- обоснование новой формы активной зоны выкопочной скобы в виде совокупности прямолинейных лезвий, наклоненных под определенным углом к вертикали, и плоских раскалдаадах зубьев;

- математические модели и графические зависимости усилия ре -зания г.очв с корнями и без корней от геометрических параметров ьыхосочной скобы;

- методика расчета параметров активной зоны выкопочных скоб уизличкшс типоразмеров;

- методика анализа нагрузок, действующих на оси и шарнирные сочленения тракторов о шарнирно-сочлененными рамами при их агрегатировании с гидравлическими кранами-манипуляторами.

Новизна технических решений, реализованных в устройствах, созданных при выполнении диссертационной работы, подтверждается четырьмя авторскими свидетельствами на изобретения.

Драктическая ценность работы и реализация результатов ис -следований. Созданная по результатам исследований машина для пересадки крупномерных деревьев с комом земли МПКД "Крот" в 1975 году прошла ведомственные и межведомственные испытания и была рекомендована в производство.

В 1978 г. на Луцком ШО ГШХ УССР, а в 1979 г. на Целиноградском заводе по ремонту дородной техники Казахской ССР было организовано производство машин "Крот-4М". В 1985 г. на Кировском РМЗ объединения "Кировлесмаш" была изготовлена и испытана мо -дель "Крот-6М" с гидрокраном.

Помимо этого, в 1975-1992 гг. на 20 заводах-изготовителях различных ведомств Украины, России, Башкортостана, Татарстана, Азербайджана и Бурятии с помощью организации-разработчика изготавливались различные модели машин этого типа для нужд хозяйств указанных регионов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференциях, совещаниях и семинарах в городах Москва /1976, 1977, 1978, 1980, 1984 гг./, Донецк /1978 г./, Ташкент /1978 г./, Баку /1980 г./, Ереван /1981 г./, Киев /1984 г./, Новосибирск /1986 г./;

- на научно-теоретических конференциях профессорско-препода -вательского состава, научных сотрудников и аспирантов Украинской сельскохозяйственной академии, Воронежского лесотехнического института и Украинского государственного аграрного университета /1975, 1977, 1986, 1988, 1989, 1994 гг./.

Публикация результатов исследований. Результаты выполнен -ных исследований опубликованы в 19 печатных работах, четырех авторских свидетельствах на изобретения и научном отчете ГКНТ по проблеме 0.053.01 /номер госрегистрации темы - & 79042275, инвентарный номер отчета - Л 0287.00254413/. Помимо этого, созданная в результате исследований машина для пересадки крупномегншс

деревьев "Крот" демонстрировалась на выставках в гг.Москве и Киеве, а также на Международных выставках и ярмарках в Алжире /г.Эль-Джазаир/, Турции /г.Измир/ и Монголии /г.Улан-Батор/.

Исследованиями решены и выносятся на защиту следующие вопросы:

- характеристика корневых систем пересаживаемых деревьев;

- обоснование оптимальной формы и параметров выкопочной скобы для резания почв с корнями и без них;

- обоснование технологической схемы новой выкопочной машины, места установки и условий работы гидрокрана;

- результаты испытаний выкопочной машины в производственных условиях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, выводов и предложений, списка использованной литературы и приложений.

Работа содержит 310 страниц, в том числе 147 страниц машино -писного текста, 46 рисунков, 16 диаграмм и графиков, 63 таблицы и 9 приложений на 86 страницах. Список использованной литературы, изложенный на II страницах, включает 138 наименований, в том числе восемь наименований на английском языке.

I

СОДЕРКАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследований" обосновывается эффективность проведения озеленительных работ крупномерным посадочным материалом в облиственном состоянии, что возможно при пересадке деревьев с комом земли соответствующими ыаиинаш. Анализом установлено, что предложенные ранее устрой -ства и механизмы из-за плохой маневренности, значительной материалоемкости, конструктивных недоработок а несовершенства рабочих органов широкого применения не нашли.

Обзор отечественного в зарубежного опыта в этом вопросе позволил установить, что наиболее перспективными являются пассивные рабочие органы выкопочных устройств в виде ковшей и скоб, заглубляемых в почву под действием статического усилия.

Применительно к решению конкретной задачи в качестве объекта дальнеШлх исследований бьи'принят агрегат для выкопкн крупнозерных саженцев "АВКС", разработанный по предложению группы

изобретателей Запорожского РСУ зеленого строительства.

Поскольку при пересадке деревьев с комом рабочий орган зыко -почного устройства взаимодействует со средой "почва-корень", то эффективность работы такого устройства обусловлена характером протекания физико-механических процессов резания таких сред.

С целью уточнения характера протекания исследуемых процессов были рассмотрены работы по резанию грунтов В.П.Горячкина,- М.Х.Пи-гулевского, Н.А.Качинского, Н.В.Щучкина, В.А.Желиговского, П.М.Василенко, Г.Н.Синеокова и др. Наиболее близкими по конструкции рабочих органов и характеру их взаимодействия с обрабатываемой средой /грунтом/ оказались труды А.Н.Зеленина, Ю.А.Ветрова,

A.Д.Далина, Н.Г.ДОмбровского, И.Я.Айзенштока и других ученых.

Общие теоретические положения по резанию органических материалов лезвиями и развитие этой теории применительно к различным рабочим органам были рассмотрены по работам В.П.Горячкина,

B.А.Келиговского, И.Ф.Василенко, А.П.Карпенко, Л.П.КЗрамаренко, Т.И.Егоровой, М.Н.Летошнева, Н.Е.Резника, Е.С.Босого, Н.В.Туде -ля, В.М.Верхуши и других исследователей. ■

Особенности процессов резания лесных почв и почв, насыщенных корнями, были изучены по работам Е.В.Витвицкого, Л.П.Гасиньша, Т.Б.Климова и других. •

По результатам проведенного анализа были выделены характерные йризнаки и закономерности процессов резания различных материа -лов, позволившие уточнить задачи и сузить диапазон собственных исследований.

Во втором разделе "Теоретические исследования технологии р параметров машины для пересадки крупномерных саженцев с комом земли" приведены результаты исследований функциональных качеств рабочего органа прототипа, теоретически обоснованы направления оптимального профилирования активной зоны скобы, выполнен анализ функционирования грузоподъемного устройства и с учетом значений перераспределенных нагрузок, действующих на узлы'трактора, обоснованы меры по обеспечению его устойчивости с гидрокраном.

- Исследованиями работоспособности вшгопочной скобы прототипа выявлены высокая энергоемкость выполняемого им процесса и низкое качество среза корней. Процесс вырезания кома сопровождается образованием раковин с радиальными трещинами, выпучиванием и кро -цением грунта у лезвий. Из-за нерациональной формы деформатора

ком защемляется в контейнере и переуплотняется, ухудшая условия аэрации почвы, о кружащей корневую систему пересаживаемого дерева.

Оценки закономерностей варьирования выходного параметра с по-I эщью полигонов и огив распределения, а также коэффициентов асимметрии и эксцесса показали, что большинство полученных в результате исследований вариационных рядов асимметрично и эксцес-оивно. Объясняется это сложностью исследуемых процессов, влиянием многих внешних факторов и шумов, которые нарушают естествен -ную симметрию нормального распределения.

- С целью создания более эффективного рабочего органа, снижения энергетических затрат на вырезание кома и улучшения качест -венных показателей технологического процесса осуществлен теоре -тический анализ геометрических параметров рабочего органа прототипа. При рассмотрении составляющих силы сопротивления резанию комплексной среды "почва-корень" особое внимание было уделено силам, действующим на исследуемую среду при уплотнении стенок прорезаемой щели и раздвигающим в стороны перерезаемых корней, т.е. сил уплотнения. Эти силы действуют на фоне упругих и пластических деформаций и циклически повторяющихся фаз сжатия и разрушения комплексной среды.

Основой процесса уплотнения среды являются пластические деформации сжатия. Упругие деформации возникают до появления пласти -ческих и локализуются за их зонами. После прохождения рабочего органа в почве наблюдается уменьшение ширины прорезаемой щели на величину от 5 до 10% от 1 лщины выкопочной скобы, что объясняется упругим восстановлением деформированной среды.

Корни после перерезания лезвиями раздвигаются фасками в стороны, испытывая деформации сжатия, изгиба и кручения. Дефор -нации эти сопровождаются нарушением контакта корней с окружающей их почвой, обрывами тонких сосущих корней, обдиранием камбиаль -ного слоя, расщеплениями и размочаливанием.

Возможность появления перед деформатором ядра уплотненного грунта в этом случае во внимание не принимается, так как в мо -мент перерезания корней лезвиями и дальнейшего скольжения их по фаскам выкопочной скобы оно непременно разрушится.

- Для уточнен'* факторов, оказывающих влияние на сопротивление уплотнению, был осуществлен анализ сил, действующих на фаски деформатора, по результатам которого установлено, что силы уп -

лотнения стенок щели и раздвигания корней в стороны можно сни -зить уменьшением нормального давления среды на фаски деформато-ра, изменением способа заточки скобы /асимметричная внешняя заточка/, уменьшением угла заострения ее и снижением трения скольжения разрезаемой среды о материал скобы и контейнера.

Аналитически установлено также, что силы трения, возникающие на внутренних стенках рабочего органа, и силы сжатия вырезаемого кома также зависят от сил нормального давления фасок дефор -матора, его формы, углов заострения угла трения и обЬема вырезаемого кома. Влияют на указанные параметры также форма поперечного сечения кома и соотношение его линейных параметров.

В связи с конструктивными особенностями рабочего органа на наружных его поверхностях силы трения действуют только на фас -ках и боковых поверхностях выкопочной скобы. А так как ширина прорезаемой скобой щели значительно превышает величину упругого восстановления деформируемой среды, то трение среды по наружным стенкам контейнера практически, отсутствует.

Силы сопротивления заполнению контейнера и силы трения днища контейнера о грунт рассмотрены совместно как взаимосвязанные. Анализ выражений для определения этих сил показал, что с целью уменьшения силы сопротивления заполнению контейнера необходима /в отличие от прототипа/ горизонтальная ориентация его днища.

Результаты выполненного анализа свидетельствуют о необходи -мости оптимизации параметров активной зоны скобы, к которым относим ее вертикальные стенки, граничащие в нижней части с за -кругленным основанием. На этапе проектирования активной зоны новой, экспериментальной выкопочной скобы к ней предъявлялись следующие требования, сформулированные по результатам анализа работоспособности скобы-прототипа и системы действующих на нее сил:

при минимально возможной ширине скобы длина ее лезвий должна быть максимально возможной, лезвия скобы должны реализовывать накловное или скользящее резание, при этом желателен наклон лезвий в сторону грунта.. Активной зоне выкопочной скобы желательно сообщить достоинства черенковых ножей с синусоидальной режу -щей кромкой. Геометрические параметры активной зоны должны обеспечивать оптимальные режмы резания всех компонентов ком -глексной среды "почва-корень". Качество срезов должно отвечать агротехническим требованиям.

Требование реализации наклонного резания осуществить нетруд -но, однако, ширина активной зоны Bj /рис.1,а/, имеющей прямоли -нейное лезвие и установленной под углом оС в плоскости резания, Зудет значительной, что обусловит существенное увеличение габаритов установочных ям, объемов землеройных работ и их себестоимости

Задачу реализации поставленной задачи при одновременном уменьшении ширины выкопочной скобы решает рабочий орган со ступенчатой /пилообразной/ конфигурацией рабочей зоны /рис.1,6/. Лезвия такой скобы представляют ломаную линию, каждыЛ элемент которой расположен под оптимальным углом к вертикали в плоскости резания.

Лезвия имеют зубья, расположенные на линии, отклоненной от вертикали на угол Uf . Они предназначены для скалывания грунта, в то время как наклонно расположенные лезвия должны осуществлять перерезание корней «.длительное время сохранять режущие свойства.

С учетом принятых обозначений /рис.1/- ширина активной зоны такой скобы определится из выражения:

4 ' n(6rV * б< >

где п - количество зубьев;

6 6- проекции элементов лезвия на горизонталь.

Так как 6-6.' 6 , а £ * h tad. , то

1 Z 3 3 Ok//'

Bz-nhJz* -hytgoL . <2)

поскольку h4'H-nh0, TO B2~ nh0ig dj + (H-nhJ ic/d. (3)

Ширина активной зоны Bg чависит от углов наклона лезвий и образующей зубьев. Очевидно также, что величина В2 значительно . меньше величины Bj, а их отношение описывается выражением:

,У - А, - _ H tgoC . . - (4)

Следовательно, условие реализации наклонного резания при одновременном уменьшении ширины активной зоны выполняется. Одновре -менно с уменьшением ширины активной зоны должна решаться задача сохранения максимально возможной суммарной длины лезвий. Суммарная длина лезвий одной боковины скобы может быть определена по формуле:

+ +ntz , ' (5)

где ^, ^ - длина составляющих элементов.

Рис.2. Силы, действующие на элементы лезвий экспериментальной скобы

Так как

' COS ci COS Oi ' Î Si/tçi Si/teL Si Л «С

следовательно:

2 SiOoi"

- (n*i) (H-nti.) f n(H-nh.)t<,* nh.tgoi,

(¿пГр-СН-пН.) Л7ПГ~Г

Суммарную длину лезвий экспериментальной скобы ¿z можно оравнить с длиной прямолинейного лезвия Z , которая определи -ется с помощью выражения:

/ /V

cos*. • (8)

Расчеты показывают, что оба лезвия соизмеримы.

Направления деформации комплексной среды при резании ее модернизированным рабочим органом зависят от положения составляющих элементов лезвий. Установлено, что при наклоне элемента лезвия в сторону грунта большая часть компонентов комплексной среды получает упор и хорошо разрезается лезвием деформатора. В противном случае частицы почвы и корни, не получая упора, не разрезаются лезвием, а растягиваются и разрываются. Почва при этом выпучивается наружу. В рамках исследуемого рабочего органа положительный эффект достигается путем отклонения в нужном направлении образующей зубьев. В этом случае длины элементов лезвий, наклоненных вниз, заведомо больше длин элементов, обращенных вьерх.

Количественная оценка полученного полокительного эффекта мо -жет строиться на результатах анализа разности и отношения линейных размеров разнонаправленных элементов лезвий. Разность между сушарныш длинами лезвий ^ и ¿г описывается выражением:

V . С"* nh.) _ nf(h- nha)tg*-ft.

' г ' cos * ~ Sin ei "

(n * nh,) _ n(h-nhj t nhJsroi,

COSU COS* stfloi

H- nh. nh. tg eC , " COS* * Sin ci • (9)

Отношение линейных размеров длинных лезвий к коротким может быть определено с помощью выражения:

П

П[(И- Л/г,)*?* - ес4 У '

(п*0-(Н-пН.)Ъ<<. (10)

- Анализ сил, действующих на элементы лезвий эксперименталь -ной скобы при взаимодействии ее с любыми материальными точками м /в нашем случае - с корнями/ выполнен с использованием основ -ных положений экспериментальной теории резания лезвием, разработанной академиком В.А.Келиговским /рис.2/.

При контакте лезвий выкопочной скобы с корнями лезвия воздействуют на них с силами Н , направленными по нормали п-п. Одновременно на лезвиях развиваются касательные силы трения Т .

Качедую из сил Н можно разложить на составляющие: совпадаю -щую с направлением движения силу Ну. и параллельную элементу лезвия касательную силу, /Уг (Мт

Таким образом, при движении рабочего органа силы и <"у стремятся перемещать корни по направлению движения рабочего органа и вдоль элементов лезвий. Перемещаем корней вдоль лезвий препятствуют силы трения Т , максимальное значение которых не превышает значения - //■ Если углы наклона элементов

лезвий * превышают значения углов трения У , то в этом случае силы превышают силы трения Т , которые в свою очередь имеют максимальные значения.

Возвращаясь к исходной информации и геометрически просуммировав силы Т и Н , .получим равнодействующие силы Р , которые отклонены от нормалей к элементам лезвий на угол трения У .

Под действием сил Р и в направлении их векторов перемещаются корни при движении рабочего органа.

Если углы наклона лезвий Ы. равны углам трения У , то векторы сил Р совпадают с векторами сил /¡С- и перерезаемые корни в этом случае перемещаются -в направлении движения рабочего орга -на, т.е. горизонтально.

Такая же картина наблюдантся при о£ <У , т.к. в этом случае сила трения не достигает своего предельного значения и равна:

Г г л/ - ¿дг оС

Если же оС>У, то векторы сил Р отклоняются от векторов сил //,. и это отклонение пропорционально разности между углами^иУ.

Итак, при движении рабочего органа перерезаемые корни перемещаются в направлении векторов сил . В процессе движения почва перед корнями уплотняется, создавая опорные поверхности.

Если уплотнение наступает быстро, а это наблюдается при наклоне элемента лезвия вниз, то вслед за нарезанием корней микрозуб-цаш лезвий следует сжатие и смятие их до давлений, равных вре -менному сопротивлению разрезаемого материала. При этом длина пути от точки соприкосновения до точки, в которой происходит пол -ное разделение корня, зависит от физико-механических свойств материала, углов наклона и углов заострения элементов лезвий.

Аналитически обосновано, что величина скольжения корней по лезвиям скобы /отрезок м-м^/ прямопропорциональна длине хода рабочего органа / и разности между утлом наклона лезвий и ут -лом трения. В случае резания корней, связанных с почвой, что имеет место при вырезании кома, величина хода рабочего органа, со -ответствующая полному разрезанию корня на части, значительной быть не может. Воспользоваться эффектом скользящего резания за счет увеличения разности углов о(. и У также не представляется возможным, т.к. для получения желаемого эффекта разница эта должна быть значительной, а это приведет к чрезмерному увеличению ширины выкопочной скобы и сил трения.

Поэтому применительно к данному рабочему органу можно ограни-г читься уточнением значений углов наклона элементов лезвий, при которых энергозатраты будут минимальными. Искомый эффект зависит также от кинематической трансформации углов заострения, суть которой проиллюстрирована на рис.2. Подчеркивается, что в результате кинематической трансформации внедрение лезвий в разрезав -мый материал облегчается за счет уменьшения удельного давления лезвий, которое происходит при увеличении углов их наклона вС .

- Опыт эксплуатации машин для пересадки деревьев показал, что в качестве энергосредства целесообразно использовать колесный трактор Т-150К, оборудованный гидравлическим краном. В этой связи обосновано место установки гидрокрана и составлены уравнения для определения значений перераспределенных нагрузок при различ-

ных положениях стрелы, выполнен анализ условий грузовой и соб -ственной устойчивости агрегата в продольном и поперечном направлениях для режимов работы, исключающих возможность подъема груза при одновременном повороте стрелы.

В третьем разделе "Программа и методика экспериментальных исследований" • описаны использованные методики изучения архитектоники корневых систем крупномерных деревьев, усилий резания и уплотняемости вырезаемого пласта земли в зависимости от-формы выкопочной скобы и угла наклона днища контейнера, а также усилий резания почв о корнями и без корней скобами с различными угловыми параметрами.

Архитектоника корневых систем изучалась общепринятыми методами путем раскопки и учета корней на срезах с применением коорди-. натной сетки.

Опыты по изучению влияния на показатели процесса выкопки формы скобы и угла наклона днища контейнера проведены на пяти мае -штабных моделях рабочего органа /рис.3,а/ с помощью специальной экспериментальной установки. Модели были выполнены в 1/2 нату -ральной величины, заточка режущих кромок - асимметричная, внут -ренняя, угол заточки - 30°. Длина моделей - 500 мм, ширина -400 мм, высота вырезаемого пласта - 350 мм, толщина стенок - 5мм. Углы наклона днища изменялись в пределах от 0° до 5° через 1°. Установка была смонтирована на самоходном шасси Т-16М и обеспечивала.измерения сопротивления внедрению рабочего органа с помощью тензодатчиков. Для определения уплотняющего действия различных вариантов выкопочных скоб на глубинах 60, 140 и 220 мм использовались специальные грунтовые датчики в составе устройств для измерения давления в грунтах.

Усилия резания почв с корнями и без корней выкопочными скобами с различными угловыми параметрами исследовались на макете выкопочной машины. Режущая скоба была выполнена .разборной с девятью парами сменных боковых ножей, отличающихся углами наклона лезвий относительно вертикали /25?..45°/ и углами их заострения /25°... 35°/. Усилие резания определялось методом измерения и регистрации давления в гидросистеме механизма перемещения рабочего органа в процессе рабочего хода.

Поскольку на выходной параметр помимо управляемых факторов существенно влияли неуправляемые /состав почвы, влажность, на -

сыщенность ее корнями и проч./, то задача оптимизации решалаоь методами математического моделирования на базе экспериментальных данных, полученных по результатам факторных экспериментов.

Проведение опытов на почвах без корней планировалось по матрицам В-планов 2-го порядка, а на почвах с корнями - с использованием полных факторных планов ПФП 2^ с центральной звездной точ -кой. Изучаемые факторы исследовались на трех уровнях варьирования. Все замеры выполнялись в 3-5 кратной повторности, варианты опытов рандомизировались с помощью таблиц случайных чисел. Исследования сопровождались замерами плотности и влажности грунтов по стандартным методикам.

Расшифровка полученных диаграмм осуществлялась методом автоматического считывания информации /устройство "Силует"/, с помощью полуавтоматического дешифратора ПОБД-12 и ручным методом. Даль -нейшая обработка результатов осуществлялась на ЭШ "Минск-32", "ЕС-1032", "Электроника МК-54" и "Электроника МК-52".

В качестве математической модели принимался полином второго порядка:

у*!Яжа Ч^Л жя . (п)

где 6в - свободный член /пересечение/; ■В1) - коэффициенты регрессии; дс-) осл - варьируемые переменные.

Для анализа функции отклика осуществлялось каноническое преобразование уравнения регрессии, вычислялись координаты геометрического центра и коэффициенты канонической формы. Дальнейшая обработка экспериментальных данных была связана с определением значений варьируемых факторов, при которых параметры оптимизации /выходные показатели/ имеют минимальное значение.

В четвертом разделе "Результаты экспериментальных исследований" изложены данные изучения корневых систем пересаживаемых деревьев и результаты исследований по обоснованию типа и оптимизации геометрических параметров выкопочной. скобы.

Анализ полученных результатов исследований архитектоники показав, что верхняя граница залегания корней большинства нсследуе -иш: г.о,:сд проходит на глубине не менее 6 см, а нижняя - не глубже 60 си. Капсюльная плотность корней по горизонтам на верти -кальки срезе, отстоящем от ствола на расстоянии 40 см, отмечена

во втором горизонте, т.е. на глубине от 20 до 40 см. На первый /0-20 см/ и третий /40-60 см/ горизонты приходится соответственно 22% и 20% площади сечения срезов корней, учтенных на площадках. При этом в верхнем горизонте 70-80^ корней залегают на глубине от 10 до 20 см, а в нижнем - 80-90$ - на глубине от 40 до 50 см. Глубже 60 см на боковых срезах кома корней ни у одной породы нет.

На базе экспериментального материала был уточнен закон, по которому изменяется диаметр отдельного корня на пути от центра кома к его периферии. Построенные с помощью математической модели зависимости влияния ширины кома на количество попадающих в зону резания корней диаметром более 8 мм позволили сделать вывод о том, что в рамках решаемой задачи способ снижения количества срезов корней путем увеличения габаритов кома является малоэффективным как в биологическом, так и в экономическом планах.

С учетом особенностей строения корневых систем выращенных в питомниках деревьев, конструкции выкопочного устройства и принятой технологии работ рекомендованы следующие габариты кома: длина - 1,2-1,Зм, ширина - 1,0м, высота - 0,8-0,9м.

При исследованиях, моделей рабочего органа выходными параметрами служили усилия резания грунта, значения которых затем были отнесены к площадям поперечных сечений моделей. Этот параметр /удельное усилие резания/ был принят за критерий оптимальности конструкции. Графики зависимостей удельного усилия резания грунтов от угла наклона днища моделей приведены на рис.3,6. Наименьшие значения выходного параметра получены для режущих периметров № I и № 5 при значениях углов наклона их днищ 3,5° и 4,5°.

Однако повторение контуров этих моделей в натурном образце рабочего органа нерационально в связи с тем, что в этом случае затрудняется или становится невозможным сохранение целостности кома при удалении его из контейнера в процессе высадки дерева.

С учетом технологических соображений большой интерес представляют контуры моделей >2 и .КЗ, минимальные значения выходного па -раыетра для которых отмечены при углах наклона, близких к нули.

При выборе рациональной формы рабочего органа учитывались результаты исследований уплотнения грунта в разных со высоте точках вырезаемого кома. С учетом количественных и качественных критериев наилучшей формой рабочего органа признан параллелепипед с закругленным основанием при угле наклона днища, равном 0°.

Пг.ДООса' Пх-1228са> Пх-1188с»а

а

/

Е

й :

" I © 1

I!) !

• АД ив и и

У го а адкяокд «а на а нояям у*'

б

&

■-Н-

5»

ш

® ®

Ш! ! '

С/

ам

т —й—{—

......

® ;!а

I

®

1мо>м акт тм •аоп.иВЛм* ^

в

Рис.3. Экспериментальные исследования по обосновании рациональной формы выкопочной скобы:

а - масштабные модели рабочих органов; б - зависимость удельного сопротивления грунтов резанию от углов наклона днища и формы режущего периметра; в - распределение напряжений в пластах грунта в зависимости от формы режущего периметра

Исследования в полевых условиях скобы прототипа /рис.7,а/ и экспериментальной скобы с пилообразны™ лезвиями, разработанной с учетом выдвинутых нами теоретических положений, позволили выявить преимущества последней. При резании почв с корнями усилия резания экспериментальной скобой получены меньшими по сравнению о прототипом на 20%. Качество перерезания корней улучшилось и достигло уровня, соответствующего агротехническим требованиям, а уплотнение грунта в контейнере резко снизилось.

Таким образом,принятые направления модернизации рабочего органа дали искомый результат, что подтвердило их правильность и эффективность. Дальнейшие исследования были направлены на оптимизацию геометрических параметров экспериментальной скобы. При реза -нии почв без корней получено следующее уравнение регрессии, определяющее усилие резания у от угла наклона лезвий скобы Х^ и уг -ла заострения ' лезвий Х2'

$ » 83, 39/46 - /,ЛЭ339 ж, - 2,0222*ОСг г 0,0/49х*+ + 0,0**30 ос, * о,оЛ6?вх* . (12)

Графики, отражающие зависимость усилия резания почв от углов заострения лезвий и углов их наклона в плоскости резания, а также поверхность отклина приведены на рис.4.

После канонического преобразования полученного уравнения регрессии и соответствующего графоаналитического анализа установлено, что минимальному значению усилия резания соответствуют угол заострения лезвий 27,5°, углы наклона лезвий - 30,0°.

При выборе исходной математической модели для описания процесса резания почв с корневыми включениями рассматривались частные случаи полного полинома, которые в дальнейшем исследовались на адекватность. Наиболее точным оказалось следующее выражение:

У= 70,3/4 - г, Н53 ОС, + О, 025Х ОС* * О, 0/59 ЭС , (13)

Построенные с помощью этого уравнения регрессии графики зависимости усилия резания почв с корнями от угла наклона лйэвий скобы и от угла заострения лезвий, а также поверхность отклика, отражающая зависимость усилия резания от совместного действия варьируемых факторов^представлены на рисунке 5.

Анализ канонического уравнения показал, что поверхность, описываемая уравнением (13), представляет собой часть гиперболичес -

Рис.4. Результаты полевых исследований по оптимизации угловых параметров выкопочной скобы для условий резания почв без корней:

а - линии уравнения квадратической регрессии для зависимости усилия резания почв без корней от угла заострения лезвий скобы /при фиксированных значениях углов их наклона/; б - то же от угла наклона лезвий скобы /при фиксированных значениях углов их заострения/; в - зависимость усилия резания от. совместного действия угла заострения и угла наклона лезвий скобы

Рис.5. Результаты полевых исследований по оптимизации угловых параметров выкопочной скобы для условий резания почв о корнями:

а - линии поверхности регрессии, моделирующей зависимость усилия резания почв с корнями от угла наклона лезвий скобы /для фиксированных углов заострения/; б - то же от угла заострения лезвий скобы /для фиксированных значений угла их наклона/; в - зависимость усилия резания насыщенных корнями почв от совместного действия угла заострения и угла наклона лезвий скобы

кого параболоида. В исследуемой области поверхность отклика представляет собой котловину, плавно снижающуюся вдоль оси

Анализ поверхности отклика и графиков зависимостей усилия резания почв с корнями показал, что функция, отражающая зависимость выходного параметра от углов заострения лезвий скобы не имеет экстремума. Усилие резания почв о корнями снижается про -порционально углу заострения. Уменьшение угла заострения не может осуществляться беспредельно в связи с имеющимися ограничениями конструктивного и технологического характера. Поэтому опти -малыше значения угла заострения, при которых выходной параметр имеет минимальное значение, следует искать в пограничной зоне области исследования фактора.

С учетом приведенных аргументов оптимальный угол заострения лезвий скобы принят равным 25,0°, угол наклона лезвий - 34,0°.

В пятом разделе "Общая компоновка и обоснование основных параметров.рабочих органов машины" на основании обобщенных материалов литературных источников и полученных данных собственных исследований обосновывается конструктивно-технологическая схема машины для пересадки крупномерных деревьев, схема которой приведена на рис.6. При разработке конструкции машины учтены и устранены основные недостатки рабочего органа агрегата-прототипа.

' Машина выполнена по полунавесной схеме и может агрегатировать-ся с тракторами тягового класса 3. Основным, несущим элементом машины является П-образная рама I, которая через шаровой шарнир связана о треугольной рамой 7, имеющей стандартные соединитель -ные элементы для агрегатирования ее с навеской трактора.

Па направляющих элементах рамы установлена каретка 2, перемещаемая двумя гидроцилиндрами продольной подачи 4. С кареткой связаны режущая скоба 18, упаковочный контейнер 16 и поддерживающая скоба 14. Для разгрузки базового трактора и для "якорения" машины при внедрении режущей скобы в почву на раме установлены двуплечие рычаги 6, управляемые гидроцилиндраш упора 5, к которым присоединена опорная плита 12 с почвозацепами.

Ходовая часть машины включает колеса с шнаш 15, установленные на опорных рагках 3, котсрые управляются гидроцилиндраш 13.

При необходимости ыащкна может оснащаться автоматическим ус-И'СКотгоы, контакторный узел которого ыохет реагировать на касание с комом и отключать гвдроциллндры привода 4.

у///// /У/ /// /// л

18 17 |'б 15 Г4 13 12 ¡|9

Рис.6. Схема машины для пересадки крупномерных деревьев с кошм земли МПКД "Крот-6'Л":

I - щла; 2 - каретка; 3 - рамка опорная; 4,5,1 - гидроцилиндры; 6 - рычаг двуплечий; 7 - рама стыковочная; 8 - гидрокран; 9 - трактор базовый; 11,17 - лыжи опорные; 12 - плита опорная, 14 - скоба поддерживающая; 15 - колесо; 16 - контейнер упаковочный; 18 - скоба режущая

Основные параметры рабочего органа оптимизированы по результатам теоретических, лабораторно-полевых и полевых исследований.

Габариты упаковочного контейнера: длина - 1200 мм, ширина -1000 мм, высота - 900 мм, радиус закругления днища - 510 мм, количество пластин в каждой створке - 3 шт., толщина пластин - 6мм. Объем кома - 0,96 м3, масса с деревом - 1000-1200 кг. Для предупреждения сжатия кома боковыми стенками контейнера предусмотрена съемная распорка, устанавливаемая со стороны открытого торца перед подъемом контейнера краном. Стыковк.". контейнера и передней скобы осуществляется с перекрытием со стороны окобы козырьком.

Передняя, режущая скоба - цельная, неразборная, съемная /рис.7, варианты 2 и 3/. Наружный радиус основания скобы - 540 мм, толщина тела - 30 мы, высота защитного козырька - 15 мм. Боковые стенки скобы включают активную часть высотой 470 мм. Лезвия скобы расположены под углом 32,5° к вертикали, что является средним значением от оптимальных для режимов резания почв с корнями и без корней. Образующая вершин зубьев наклонена под углом 15° к вертикали. Шаг меаду вершинами зубьев - 180 мм, заточка лезвий боковых стенок - асимметричная, наружная, углы заострения - 25,0° ...27,5°. С целью предупреждения выползания скобы на тяжелых грунтах нижняя, закругленная часть скобы заточена сишетрично под углом 25...30°.

Для выкопки деревьев из питомников рекомендуется скоба с прямолинейным лезвием на основании /рис.7, вариант 2/. В остальных случаях должны применяться скобы'о лезвиями на основании в форме ломаной, линии с симметрично расположенными выступами и ноои .ком на конце /рис.7, вариант 3/. На внутренней поверхности ос -нования такой скобы приварена клиновидная пластина, создающая дополнительно вертикальную догрузку, препятствующую выползанию окобы при работе на тяжелых почвах.

Механизм якорения машины имеет регулировки, позволяющие фик -сировать опорную плиту в установочных приямках на разной глубине и изменять соотношение площадей верхней и нижней ее частей. Предусмотрены также цепнг растяжки, удерживающие плиту в горизон -тальном положении при переездах и в вертикальном положении при вырезании кома, ''пощадь опорной плиты - 0,8 , удельное давле -ние ее на стенку ямы - не более 2,5 даН/см2. Максимальный ход рабочего органа при вырезании кома - 1700-1800 мм.

isa.rna.jttT 1

1040

I .БАЗОВЫЙ)

390

ООО

I I I I

4

I

зоо

А_А

ВАРИАНТ 2

460

100

50

ВАРИАНТ 3

4 ОО

Рис.7. Варианты исполнения режущих скоб:

а - выкопочная скоба агрегата "АВКС"; б - выкопочная скоба машины "Крот" для работы" в питомниках; в - то же для выкопки крупномерных деревьев с несформирозанной корневой

системой

N СО

О

Опорные' рамки 3 с колесами 15 на концах, управляемые гидроцилиндрами 13 /см. рис.6/ являются компонентами ходовой части ма -шины. С помощью этих же механизмов осуществляется отрыв неподре-занной части кома от материка и подъем машины в транспортное положение. Места крепления опорных рамок и параметры гидроцилин -дров подъема подобраны так, что подъем рамы в транопортное положение осуществляется в определенной последовательности без уп -лотнения почвы кома в. зоне раздела его с материком.

Анализ перераспределенных сил, действующих на оси и шарнирные сочленения трактора и выкопочного устройства, показал, что с учетом грузоподъемности и массы гидрокрана модели 5943 задняя сек -ция колесного трактора Т-150К является лучшим местом его установки. Монтаж крана на тракторе не сказывается отрицательно на его управляемости. Для обеспечения условий поперечной устойчивости ширина опорного контура должна быть не менее 3,3 м. С целью уменьшения транспортного габарита машины "Крот" рекомендовано создание дополнительного удерживающего кран момента за счет за -полнения задних колес трактора необходимым объемом жидкости или установки спаренных задних колес. Параллельно, с целью решения той же задачи, разработано устройство для координации движения звеньев стрелы /а.с. 865771/.

Пересадка крупномерных деревьев с помощью машин типа "Крот" осуществляется в следующей последовательности: в питомнике или в лесу выбираются и маркируются деревья, отвечающие требованиям озеленяемого объекта. Схема размещения саженцев в великовозрастной школе питомника /2x4 м/ позволяет производить как выборочную, так и сплошную заготовку деревьев. При работе в лесу выбираются деревья, растущие на полянах, опушках или изреженных местах с полнотой не выше 0,4-0,5. Это обеспечивает возможность подъезда машины к любому выбранному дереву. Далее на расстоянии 0,6м от стволов пересаживаемых деревьев отрываются установочные ямы шириной 1,2 м, длиной 1,8-1,9 м и глубиной 0,9 м. Непосредственно перед быкопкой деревьев передние стенки ям подправляются ло -патачн, а обнаженные корни деревьев освежаются секатором. Далее машина с установленный в рабочий орган контейнером подъезжает к дереъу и опускает рабочий орган в установочную яму. С помощью ГЕ^'ОШ'лгндХ'ОВ упора опорная шита вводится в соприкосновение с 5Д£»1с! стенкой установочной ямы. С помочь» гидроцилиндров про-

дольной подачи рабочий орган внедряется в почву, вырезая ком земли с корневой системой пересаживаемого дерева. После заполнения контейнера машина поднимается в транспортное положение, отрывая неподрезанную часть кома от материка.

После удаления контейнера из рабочего органа и срезания выступающей за его габариты почвы на нем устанавливается поперечная распорка, передняя стенка и, при необходимости, две верхние крышки.

С помощью грузоподъемного устройства контейнер с деревом грузится на транспортное средство, оборудованное специальными кассетами, которые имеют ложементы для крепления контейнеров и мягкие опоры для фиксации ствола в процессе перевозки. В качестве транспортного средства наиболее эффективен низкорамный трейлер, буксируемый трактором Т-150К с установленным на нем гидрокраном.

На месте высадки контейнер с деревом опускается в заранее подготовленную яму, крышки и поперечная распорка снимаются, замки днища отпираются, а зазоры мевду стенками яма и контейнером заполняются растительной землей. При извлечении контейнера из почвы створки его днища, вращаясь на шарнирах, легко выходят из-под кома, не повреждая его.

В шестом разделе "Апробация результатов исследований в производственных условиях и их экономическая эффективность" приведены результаты сравнительных испытаний выкопочных скоб различной конфигурации, дан анализ приживаемости пересаженных деревьев, выполнена технико-экономическая оценка эффективности использования машин и приведены результаты внедрения.

Оценка работоспособности скоб, выполненных по вариантам 2 и 3, производилась в сравнении их со скобой прототипа по количественным и качественным критериям. В результате испытаний установлено, что процессы вхождения этих скоб в грунт более спокойные, повышения усилия резания, связанного с преодолением сил инерции и трения, не наблюдается. Скоба с носиком и непрямолинейнцм лезвием на основании /вариант 3/ лучше справляется с перерезанием стержневых и якорных корней. Лля обеих скоб усилия резания при заполнении контейнера имеет наибольшие значения, однако сжатия грунта и распирания им контейнера не происходит, что является следствием оптимизации параметров скоб. При работе скобы, выполненной по варианту 3 /см. рис.7/, суммарное сопротивление еч внедрению при выкопке деревьев со стержневыми корня?.:? енлхачтен

по сравнению со скобой прототипа на 20?» и на 13$ по сравнению со скобой, выполненной по варианту 2. Лучшее качество среза при меньших энергозатратах обеспечивает скоба с носиком на основании, качество срезов отвечает лесотехническим и агротехническим тре -бованиям. Симметричная заточка нижней части скоб и наличие клиновидной накладки на основании полностью ликвидировали явление выползания рабочего органа из приямка и связанное с ним уплотнение кома. Характер внедрения скобы в грунт отличается стабиль -ностыо и реализуется с большим запасом мощности. Разрушений кома, разломов его и появления трещин и раковин скола перед скобой в процессе испытаний не наблюдалось.

Наблюдения за приживаемостью пересаженных деревьев осуществлялось в течение 10 лет /1977-1987 гг./ на объектах озеленения Кировского ПО зеленого хозяйства, где было изготовлено и внедрено три машины "Крот". За этот период было пересажено более 20 тысяч деревьев в возрасте от 15 до 25 лет. По оценке специалистов, участвовавших в проведении этих наблюдений, процент приживаемости и сохраняемости пересаженных деревьев составил 97-98/ь.

Технико-экономическая оценка эффективности проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ включала раочет Производительности выкопочных машин на колесном и гусеничном тракторах, определение годового экономического эффекта и других показателей эффективности, а также расчет потребности в машинах и определение ожидаемого народнохозяйственного эффекта от их использования. Все расчеты выполнены в ценах и расценках 1990 г.

Расчет суммарных капитальных вложений производился с учетом фактори времени. Минимальная годовая производственная программа, составляющая 450-500 деревьев, при которой использование машин становится экономически нецелесообразным, рассчитана, исходя из 1^естплетнего срока окупаемости дополнительных капитальных вложений на разработку и внедрение новой техник::.

По результатам оценки определены следузцпе критерии эффективности: сменная выработка - 31 дерево, годовой объем производства - 4774 ¡17., годовой экономический эффект в расчете на одну машину - 105-ЮЕ тыс. рублей, срок окупаемости капитальных вложеннй-0,17-0,24 года, повышение производительности труда - 705452, пла-к^.уексе у\'п;ъ_ек1:е численности занятых рабочих - 85 чел., коэф-

фициенты экономической эффективности НИР и ОКР - 25-28, коэффициенты общей эффективности затрат - 4,12-5,86.

Расчет потребности в машинах для выкопки и пересадки крупномерных деревьев по состоянию на 1990 г. производился на основании плановых заданий по комплексному развитию зеленых зон городов и поселков Украины, нормативного количества крупномерного посадочного материала, высаживаемого в различных видах насаждений, и определенного на их основе удельного количества крупномера, приходящегося на одного городского жителя.

Расчет потребного количества машин для стран-членов (Ж производился укрупненно - по нормам, принятым в Украине и России.

Установлено, что необходимое количество машин типа "Крот" для народного хозяйства Украины - 109 шт., в масштабе бывшего СССР -593 машины.

Внедрение результатов диссертационной работы осуществлялось по нескольким направлениям: - путем организации серийного производства машин по планам соответствующих министерств и ведомств; - изготовления и внедрения выкопочных машин на хоздоговорной основе с оказанием помощи в процессе изготовления, приемки, освоения машин и обучения персонала; - путем передачи заинтересован-'ншл хозяйствам технической документации или уже готовых машин.

В результате на Луцком ЭПО МНКХ УССР в 1978-1979 гг. изготовлены 3 машины "Крот-4М", на Целиноградском заводе по ремонту дорожной техники Министерства автомобильных дорог Казахской ССР с 1979 по 1984 г. изготовлены 22 машины "Крот-4" и "Крот-6".

В последующие годы на 20 заводах-изготовителях различных ве -домств Украины, России, Башкортостана-, Татарстана, Азербайджана, Бурятии продолжался выпуск различных моделей выкопочных машин в количествах, достаточных для удовлетворения нужд хозяйств ука -занных регионов.

Достоверная информация об экономии за первые /после начала внедрения/ пять лет эксплуатации машин /1977—1981 гг./ посту — пила через органы ЦСУ СССР от озеленителей гг.Красноярска, Кирова, Куйбышева и Уфы и составила 598941 рубль. Другие органи -зации, внедрившие у себя машины типа "Крот", о полученной экономии в установленном порядке не отчитались.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1.Механизация пересадки крупномерных деревьев с комом земли имеет решающее значение в ускорении озеленения городов и населенных мест, однако реализация этой проблемы сдерживается отсут -ствием соответствующих машин, что обусловило необходимость диссертационных исследований.

2.Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что физико-механические свойства компонентов комплексной среды "почва-корень" и их структурная взаимосвязь влияют на процесс резания и обусловливают специфические требования к рабочему органу, который должен эффективно совмещать функции резания корней о раскалыванием и деформацией грунта.

3.Анализом результатов исследований моделей выкопочных скоб установлено, что с учетом энергоемкости и уплотнения кома земли при его вырезании наиболее перспективной формой рабочего органа является прямоугольный параллелепипед с закругленным основанием при параллельном положении днища относительно горизонта.

4.Теоретическими предпосылками и экспериментальным исследо -ваннями обоснованы оптимальные параметры режущей части рабочего органа. Лезвие предложено выполнять пилообразной формы, позволяющей реализовывать наклонное резание при небольшой ширине скобы.

Выкопочная скоба с оптимизированными параметрами обеспечила снижение сопротивления внедрению на 15-20/°', при этом качество среза корней отвечало соответствующим требованиям.

5.По результатам исследований технологического процесса и рабочих органов предложена новая конструктивно-технологическая схема машины для пересадки крупномерных деревьев с комом земли /а.с. ^ 505402/. Основное отличие этой машины заключается в том, что внедрение рабочего органа при вырезании кома осуществляется с опорой рамы на заднюю стенку установочного приямка.

6.Применительно к маьине, агрегатируемой с трактором Т-150К, обоснована целесообразность оснащения ее гидрокраном. Разработа -на н применена методика проверки устойчивости тидрокрана-манипу -лятора, смонтированного на тракторе с шарнирно-сочлененной рамой.

?.Испытаниями в производственных условиях выявлена высокая явность новой иащины. Качественные показатели ее работы со-отьетствуют предъявляемым требованиям. Процент приживаемости и егх;лнлсыости г.ересагенных деревьев составляет 97-98Й. Годовой

экономический эффект от Внедрения одной машины при пересадке 4,5 тыс. деревьев составил в ценах 1990 г. 100 тыс. рублей.

Срок окупаемости выкопочной машины - 0,24 года. Расчетная потребность - 109 шт. для Украины и 593 тт. для стран-членов СНГ.

8.С использованием разработанной нами техдокументации изготовлено и применяется в хозяйствах различных ведомств Украины, Роо-сии, Башкортостана, Татарстана, Азербайджана, Узбекистана и др. более 40 машин типа "Крот" различных модификаций, в том числе

4 машины в Украине.

9.В процессе выполнения диссертационных исследований разработаны на уровне изобретений устройство для измерения давления в грунтах /а.с. 340919/, устройство для координации движения звеньев стрелы гидравлического крана-манипулятора и лереноса-им гру -зов по заданной траектории /а.о. 865771/ и роторный рабочий орган для рытья ям различной глубины с одновременны^ фрезерованием корней, пней и других органических включений, попадающих в зону резания /а.с. 487986/.

Основные положения диссертации изложены в следующих трудах:

1.Ефективн1сть застосуэання агрегату для пересадки крупном1р-них дерев з грудкою земл1 // Л1с1вництво I мвхан1зац1я л1сового господарства. Науков1 прац1 УСТА, вип.64. - К., 1972.

2.Самоходная установка для измерения сопротивления грунтов резанию // Механизация возделывания и уборки сельскохозяйствен -ных культур. Научные труды УСХА, вып.90. - К., 1972.

3.Методика вим1рювання зм1ни питомого тиску в грунтах // В1с-ник с1льскогослодарсько1 науки. - 1973. - № 3.

4.Исследование и обоснование основных параметров рабочего органа агрегата для выкопки крупномерных деревьев с комом земли // Тезисы докладов Всесоюзной научно-производственной конференции по вопросам совершенствования лесного хозяйства. - К., 1973.

б.Техрико-экономическая оценка озеленения городов выкопочными агрегатами новой конструкции // Лесоводство и агролесомелиорация. Вып. 35. - Харьков, 1974. - /соавтор/.

6.К вопросу обоснования параметров кома земли, окапываемого при пересадке крупномерных деревьев // Лесоводство и лесоведение. Научные труды УСХА, вып. 132. - К., 1974.

7.Механизированная пересадка деревьев с комом // Цветоводство. - 1975. - * 8.

ч-_ - 30 -

8.Машина для пересадки крупномерных деревьев // Лесное хозяйство. - 1978. - Ä 6. - /соавтор/.

9.Основные направления модернизации конструкции агрегата для выкопки крупномерных деревьев с комом земли // Механизация сель -скохозяйственного производства. Научные труды УСХА. - К., 1978.

10.Машины для пересадки крупномерных деревьев "Крот" // Информационное письмо. - К., Редакционно-издательокая группа УСХА, 1979.

11.Автоматизация подъемно-транспортных операций при пересадке крупномерных деревьев // Комплеконая механизация и автоматизация переместительных операций в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Тезисы докладов 1У Всесоюзной научно-технической конференции. - М., 1984.

12.Создание зеленых лесных насаждений путем посадки крупномерных деревьев с комом земли на территории сельских населенных пунктов и производственных объектов // Лесное хозяйство в решении Продовольственной программы. Тезисы докладов участников Республиканской научно-технической конференции. - К., 1984. - /соавтор/.

13.Создание защитных лесных насаждений на пастбищных землях посадкой крупномерных деревьев // Защитное лесоразведение и повышение плодородия почв. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. - Новосибирск-Краснозерское, 1986. -/соавтор/.

14.Перераспределение нагрузок на узлы трактора T-I50K при агрегатировании его с гидравлическим краном-манипулятором 5943 // Совершенствование лесного хозяйства и защитного лесоразведения. Научные труды УСХА. - К., 1987.

15.A.C. 340919 СССР, МНИ 6 01 Е 9/00. Устройство для измерения давления в грунте / Грушанский O.A., Курило B.C.. - Опубл. 05.06.72. Бюд. № 18.

16.А.с. 505402 СССР, МЭД А 01 В 23/04. Устройство для пересадки деревьев с комом земли / Грушанский O.A., Курило B.C. Опубл. 05.03.76. Бил. № 9.

17.A.C. 487986, МКИ Е 02 ^ 5/08. Роторный рабочий орган / / B.C.Курило, O.A.Грушанский. - Опубл. 15.10.75. Бюд. № 38.

18.А.с. 865771. СССП, МКИ В 66 С 23/68. Гидравлический кран-манипулятор / Грушанский O.A., Проскуряков В.В., Курило B.C.

- Опубл. 23.09.81. Вод. И 35.

ПШ.до друху 15.0^ 94 Формат 60/84 1/16 0б"8м 0,9 ум.друк.арк. Тираж 100. Зам.135 1нотитут землеустрою УААН. Ротапринт