автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Механико-технологическое обоснование структуры, параметров рабочих органов и комплексов машин защищенного грунта

РГО од

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ОТКРЫТОГО ТИПА , "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ" АО ВИСХОМ

НЕХАНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И КОМПЛЕКСОВ МАШИН ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

Специальности:

05.20.04 - Сельскохозяйственные и гидромелиоративные* машины; 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства.

ДИССЕРТАЦИОННАЯ РАБОТА

на соискание ученой степени доктора технических наук

на правах рукописи

ЛИПОВ ЮРИЙ НОЙЕВИЧ

в форме научного доклепо

Москва 1993 г.

Работа выполнена в научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения им. В.П.. Горячкина с 1963 г. по 1993 Г.

Официальные оппоненты: академик РАСХН. доктор технических наук, профессор Л. Г. Прищеп, академик транспортной академии, доктор технических наук, профессор Н.Н.Кодчин, член-корреспондент РАСХН, доктор технических наук И.Е.Янковский

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский .институт овощеводства.

Защита диссертации состоится "24" ноября 1993 г. в 10 часов на заседании специализированного совета Д 169.06.01 в Акционерном обществе открытого типа "Научно-исследовательском институте сель-скгхозяйственного машиностроения" АО ВИСХОМ по адресу: 127247, Йоскаа, Дмитровское шоссе, 107.

С научным докладом можно ознакомиться в библиотеке ВИСХОМа.

Доклад разослан " 22 " октября 1993 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, *

д.т.н., профессор С^Шч^ук.к. Сорокин

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Производство сельскохозяйственной продукции в защищенном грунте не зависит от почвенно - климатических условий, позволяет регулировать развитие растений, организовать технологические процессы в едином потоке и приблизить его к промышленному способу производства. Эффективность использования защищенного грунта во многом зависит от степени его индустриализации, которая может быть осуществлена на основа последовательного внедрения современных культивационных сооружений, комплексов машин и интенсивных технологий, обеспечивающих превращение сельскохозяйственного труда в разновидность промышленного. Защищенный грунт создает необходимые условия для экологически чистого производства продукции, защищая одновременно окружающую среду.

За последние годы в России отмечается переход от малогабаритных ангарных теплиц к строительству машинопригодных блочных тепличных комбинатов. Современная теплица является промышленным, инженерным культивационным сооружением, фондовооруженность которого приближается к уровню индустриального предприятия. Однако трудоемкость производства тепличной продукции в настоящее время остается высокой. Затраты труда на 1 га составляют 116 - 180 тыс. чел.-ч./год, что почти в 100 раз больше, чем в открытом грунте. Существовавшие ранее средства налой механизации для однозвенных теплиц не могли механизировать работы в современных культивационных сооружениях, отсутствие необходимых тепличных комплексов машин сдерживало внедрение интенсивных технологий.

Таким образом, создание для защищенного грунта машин, реализующих прогрессивные технологии, взаимоувязанных в единые комплексы, а также разработка основ теории, расчета и проектирования машин и рабочих органов, является важной научно-практической проблемой, имеющей высокую актуальность и большое народнохозяйственное значение.

Исследования и разработки, составившие основу диссертации, выполнены в ВИСХОМе в 1963-1993 гг.

Целы» работы является разработка механико - технологических, основ расчета, научное обоснование структуры и внедрение в производство комплексов машин и оборудования для защищенного грунт* нового поколения высокой технологической и эксплуатационно-экономической эффективности.

Объекты исследований - система "защищенный грунт" и ее подсистемы, технблогические процессы возделывания различных культур в культивационных'сооружениях защищенного грунта, принципиальные схемы, параметры и режимы работы машин и рабочих органов, а также их математические модели.

Методы исследований. Формирование комплексов машин основывалось на системотехническом подходе с использованием методов классической механики, теоретических основ массового обслуживания, основных положений теории вероятности и математической статистики. Разработка методологических основ расчета и проектирования базировалась на механико - математическом моделировании технологических и динамических процессов рабочих органов машин,- оборудования и агрегатов. Экспериментальные исследования выполнены с использованием теории многофакторного планирования экспериментов, цейтраферной киносъемки, радиоактивных изотопов, тензометрирова ния. В расчетах по проектированию рабочих органов и обработке экспериментальных данных использованы методы статистики, множественного регрессионного анализа массивов чисел на ЭВМ и прикладные пакеты компьютерных программ.

Научная новизна. Обоснована система машин, выполнены внешне-системные и внутрисистемные исследования, позволившие осуществить синтез системы, включающий выбор концепции машин и их математическое моделирование.

Обоснованы общесистемные принципы разработки структуры комп-' лексов машин для защищенного грунта; разработаны математически модели и методы расчета состава парка машин для комплексной механизации процессов в зайщщенном грунте и взаимодействия рабочие органов с тепличными средами и продукцией, позволившие обосновать их параметры и режимы работы; предложены научные основы теории, расчета и проектирования машин, оборудования; обоснованы и внедрены принципиально новые технологические схемы и технические решения средств механизации, новизна которых защищена 115 авторскими свидетельствами и патентами.

Достоверность основных положений проведенных исследований, теоретических выводов и рекомендаций подтверждается сходимостью расчетных и экспериментальных данных, положительными результатам1? лабораторно-полевых,приемочных испытаний созданных машин и оборудования, их эффективным практическим использованием.

На защиту выносятся:

- определение комплекса машин для теплиц;

- формулировка концепции машин и их комплексов;

- иерархия системы "защищенный грунт";

- целевые функции комплекса и его подсистем;

- методологические основы структуризации комплекса машин;

- методологические основы анализа составных частей комплекса машин как системы массового обслуживания и правила материализация каналов обслуживания;

- математическая модель функционирования комплекса машин да' теплиц;

. - результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию параметров машин комплекса;

- математические модели зависимостей параметров рабочих органов машин и оборудования от свойств тепличных сред и продукции;

- методологические основы расчетов, охватывающих выбор интегрального оптимума параметров машин и их парка.

Практическая ценность работа заключается в создании научно -методологических основ и математических моделей для расчета и проектирования высокоэффективных машин: определении состава комплексов машин по назначению и количеству; достигнутом высокое уровне механизации и автоматизации ряда технологических процессов; повышении эффективности защищенного грунта за счет значительного увеличения производительности труда (от 2 до 20 раз); переводе сезонного культивационного процесса в круглогодовое производство, что стало возможным благодаря использованию новых технология с применением разработанного оборудования.

Реализация научно-технических результатов осуществлена путем создания, совместно с конструкторскими организациями, комплекса машин для механизации основных' технологических операций для общетепличных работ^ возделывания плодовых овощей и зеленных культур в блочных теплицах (поставлено на производство 18 машин, модернизировано 4 машины). Разработаны и поставлены на производство: комплекс машин и оборудования для промышленного производства грибов шампиньонов (17 наименований), установки для гидропоники (4 типа многоярусных установок для рассады, цветов и зеленных культур, 2 типа оборудования для выращивания плодовых овощей в теплицах. 3 установки для производства зеленных культур и цветов на орбитальных космических станциях и на атомных подводных лодках). Создан, прошел испытания и рекомендован в производство комплекс тепличной робототехники для транспортных работ, опрыскивания растений и уборки урожая (4 наименования); создан блочно-модульный роторно-конвейерный комплекс для круглогодового производства плодовых овощей, зеленных культур, лекарственных растений и табака; разработаны и успешно прошли испытания 6 наименований машин устройств для комнатного растениеводства.

Аналитическое обоснование разработанных машин и оборудования ■изложено в составленных паспортах на комплексы машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки овощных культур и грибов в защищенном грунте.

Реализацией Доведенных исследований за рубежом является внедрение двух лицензий: на комбайн для приготовления компосте. КПК-30 и машину Для покровной земли МПЗ-ЗО, успешно прошедших испытания в шампиньонницах Нидерландов и Англии.

Апробация работы. Содержание и отдельные положения работы докладывались и получили одобрение на НТС ВИСХОМа (1963-1993 гг.), НТС Министерств сельского хозяйства, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения СССР, конференции по исследованиям рабочих органов и технологических процессов сельскохозяйственных машин и агрегатов (ВИСХОМ. 1965г.); семинарах работников теплично-оранжерейных хозяйств Прибалтики (Рига, 1966 г.), Западной Сибири (Новосибирск, 1966 г.), руководителей тепличных хозяйств МСХ СССР (Ленинград. Кисловодск, 1968г.); Всесоюзной отраслевой конференции "Инженерные проблемы гидропоники" (ВИСХОМ, 1966 г.); конференции "Использование гидропонного метода в цветочно-оранне-рейных хозяйствах"(Ленинград, 1970 г.); научно-техническом совещании "Применение оптического излучения в растениеводстве закрытого грунта"(Москва, 1971г.): Пятой научно-технической конференции сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМ, 1973 г.): Всесоюзном совещании "Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта" (ВИСХОМ, ВДНХ, 1974 г.); научно-технических отраслевых конференциях (МИИСП. 1974 г.. ВДНХ, 1986 г., ВИМ. 1989 - 1992 гг); Всесоюзных совещаниях по защищенному грунту (ВИСХОМ. 1980 г., 1984 г.); Всесоюзной научно-технической конференции по применению микроэлектроники и робототехники в сельском хозяйстве (Рига, 1S85 г.) и др.

Научные и практические результаты работы освещены также в докладах на симпозиумах международных выставок по сельхозтехнике (Москва, 1972, 1984, 1990 гг.); международной выставке по машинам и оборудованию для защищенного грунта (Москва, 1988 г.): зарубежных выставках тракторов и сельхозмашин (Г.Будапешт. Венгрия, 1969 г.); выставке по защищенному грунту (г.Блейксвил, Нидерланды. 1987 г.); советско-нидерландском симпозиуме по защищенному грунту (Москва, 1986 г.); международных совещаниях по экологически чистым технологиям ШИДО ООН (г. Вашингтон, 1989 г.. Москва, 1988 и 1990 гг.) и др.

рубдкк&юги. По теме диссертации опубликовано 280 печатных работ, б т.ч. 115 авторских свидетельств и патентов' на изобретения. Написано и зарегистрировано 49 научно-технических отчетов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Анализ состояния проблемы и задачи исследований.

Анализ показывает устойчивую тенденцию перехода от,малогабаритных ангарных теплиц к машинопригодным блочным тепличным комбинатам с автоматизацией ряда технологических процессов (полив, воздушное питание и досвечивание растений). При этом, масштабы внедрения защищенного грунта не позволяют производить ежегодную смену тепличных почв, что ставит жесткие требования к подготовке

почвенных субстратов, внесению удобрений, обработке почвы, очистке от растительных остатков и стерилизации. Специфика защищенного грунта заключается: в применении шпалерных штаммов культур плодовых овощей; работе в замкнутом объеме культивационного сооружения; необходимости высокоинтенсивного ведения хозяйства из-за большой доли затрат на сооружение и обогрев. Возрастают объемы возделывания огурцов и. в ряде случаев, томатов на соломенных тюках. Практическое применение находит гидропонный способ возделывания растений, который оценивается как перспективный технологический прием.

На основных трудоемких работах применяют стационарное оборудование и машинно - тракторные агрегаты, для которых имеется целая гамма тепличных тракторов в основном мощностью 30-40 кВт.

В результате анализа состояния вопроса установлено, что работ по обоснованию Системы машин для защищенного грунта, ее структуризации, определению оптимального парка машин на этой основе, взаимоувязки их параметров не проводилось. Защищенный грунт является сложной динамической системой, поэтому расчет и проектирование комплексов машин для нбе необходимо проводить на основе методов системотехники.

В работе была сформулирована и проверена следующая центральная рабочая гипотеза - для достижения максимальной эффективности технико - технологической системы защищенного грунта по ее эксплуатационно - экономическим показателям и качеству производимой продукции необходимо в основу ее разработки и эксплуатации заложить единые методологические принципы, позволяющие взаимоувязать общей целевой функцией параметры машин, составляющих комплексы. •

Для достижения цели работы и проверки выдвинутой центральной рабочей гипотезы сформулированы следующие задачи исследований:

- проведение анализа структуры комплексов машин на основе общесистемного подхода к технико - технологической системе защищенного грунта;

- разработка теоретических основ расчета параметров комплексов машин для защищенного грунта;

- создание математической модели для расчета состава парка машин и проведение соответствующих расчетов;

- разработка конструктивно - технических решений для механизации технологических операций, обоснование параметров машин;

- проведение агротехнической и экономической оценки эффективности полученных решений.

Перевод современного защищенного грунта на промышленную основу производства обуславливает решение задачи для следующих поэтапных уровней его индустриализации: .

- создание и внедрение комплексов машин, механизирующих основные трудоемкие работы в почвенных и гидропонных сооружениях;

- создание и внедрение робототехнических комплексов;

- производство продукции в блочно-модульных, светонепроницаемых, роторно-конвейерных гидропонных комплексах, по существу представляющих собой заводы-автоматы.

При изучении состояния проблемы и разработке комплексов .машин для защищенного грунта были использованы результаты многочисленных исследований, изложенных более чем в 1150 трудах отечественных и зарубежных ученых в области системотехники, сельскохозяйственного машиностроения, в т.ч. по проблемам защищенного грунта, а также результаты собственных исследований, работ аспирантов .и сотрудников отдела комплексов машин для защищенного грунта НПО ВИСХОМ, выполненных под научным и методическим руководством и непосредственном участии автора настоящей работы.

2. Внешнесистемные исследования.

Построение системы машин базируется на научной основе, при которой для всякой высокоэффективной системы характерно не механическое соединение ее качеств или свойств, а неделимая целостность составляющих ее частей.

Определение системы машин для защищенного грунта. Системный анализ технологических процессов овощеводства защищенного грунта позволил определить состав комплекса машин для теплиц из следующих групп технических средств: энергетические средства (тракторы и самоходные шасси); погрузочные и транспортные средства; машины для приготовления почвенных смесей и изготовления горшочков с высевом семян; машины для обработки почвы; машины для внесения удобрений; машины и оборудование для возделывания рассады; машины для посадки и ухода за растениями; машины для сбора урожая; машины для удаления и утилизации растительных остатков; машины и оборудование для стерилизации почвенных смесей и культивационных сооружений; оборудование для послеуборочной обработки,' сортировки и упаковки растительной продукции.

Целостность комплекса машин для защищенного грунта проявляется в единстве ограничений, во взаимосвязи машин при функционировании в технологическом цикле и определяется единством цели всех составляющих ее компонентов. Категория сложности проявляется во влиянии изменений одной переменной на многие другие. Так, например, при обработке почвы, ее структура после работы копателя влияет на последующую операцию - фрезерование, а также на процесс стерилизации и через урожайность культур на производительность технических средств для уборки урожая.

Представляя систему защищенного грунта целенаправленной интегральной совокупностью, можно определить систему машин для защищенного грунта как комплекс многоцелевых машин с их функциями и связями, имеющих геометрические ограничения на перемещения (голо-номный), обслуживаемый операторами (полизргатический), объединяющий подсистемы и элементы разных классов, обладающих единством цели производства продукции защищенного грунта, построенный на общей концептуальной основе на' базе единых внутрисистемных условий.

В целом, системотехника применительно к поставленным в работе задачам - это функция, выявление области которой позволяет перестраивать технико - технологическую систему защищенного грунта при ее структуризации, обеспечивая оптимальные значения ее аргументов. Основными характеристиками указанной системы, подлежащими обязательному изучению, являются: структура, связи, управление, отклик.

Структура защищенного грунта, как сложной технической системы, включает большое число элементов, связи между которыми отражают разнообразное изменение их взаимозависимости, обеспечивающие целосность системы и тождественность себе, а также взаимодействие с окружением.

Иерархия систем в защищенном грунте. Декомпозиция защищенного грунта по иерархическому признаку позволяет получить дерево системы по уровням иерархии, с этих позиций защищенный грунт инкорпорирует зимние и весенние теплицы, парники, пленочные укрытия и темницы, т. е.:

X = (х,.....х5). (1)

где х X:

X - (х, V х2 и х3 V х4 и х5). (2)

Комплексы машин представляют упорядоченные множества, некоторые из них пересекаются. Так, если х( - комплекс машин для зимних блочных теплиц. х2 - комплекс машин для весенних блочных теплиц, х3 - комплекс машин для парников, то

Xj.fl х2, но X, Л Х3 * 0. (3)

Анализируя иерархию системы защищенного грунта, применяем тождественную декомпозицию как условное обозначение предела расчленения. Проведенная декомпозиция системы защищенного грунта позволила построить многоступенчатую, многоуровневую функциональную классификацию этой системы таким образом, чтобы ее члены не пересекались и подразделение их происходило непрерывно. Классификация системы защищенного грунта, основанием которой был избран функциональный признак, показана на рис. 1.

Следовательно, комплекс машин для блочных теплиц можно ква-

Система "Защищенный грунт"

_культквационное

сооружение

теплицы зимние

теплицы одаозаеыкые

теплицы блочные

тошшцы одноярусные

теплицы многоярусные

теплицы весенние

теплицы одно зве иные

тешшцы блочные

парники

J

и

система машин для защищенного грунта

система машин для культивадаон них сооружений

Комплекс машин для культуры

Комплекс машин для вида работ

агрегат

шюиочнне ,

укрытия —I

темница

Рис.1. Классификация системы "Защищенный грунт"

- 9 -

лифицировать как пятиуровневую иерархическую систему:

' К = (К, .8,Р.У;К. ,5,Р,У; ... К. .Б.Р.У); (4) 1, 12 1/

К, , Б,Р, У £ К.

где У - машина (агрегат); 1 - работа; Р - сельскохозяйственная культура; Б - участок теплицы.

Таким образом реализуется вазшая, с научной и практической точек зрения, концепция рассмотрения комплекса машин с двойственной позиции: как часть общей системы машин и как составляющая данной подотрасли растениеводства.

Составление целевой бунюши. Поскольку каждый элемент системы, определяя собственную задачу по выполнению той или иной технологической операции, передает в конечный результат долю эффективности, для комплексов машин составлялась единая целевая функция. При этом она рассматривалась как функционал, который задается на множестве процессов функционирования системы, зависящий от уровня качества управления системой в целом и ее элементами. В общем виде абсолютную величину разности двух уровней управления' можно записать так:

где 1 и 2 - варианты управления; Ф - функционал (целевая функция - показатель эффективности системы).

Основными показателями эффективности, выступающими как отображение целевой функции, является себестоимость продукции при оценке машины, а также стоимость комплекса машин.

Функциональные части системы "защищенный грунт" не являются ее подсистемами и включают: вход, каналы, выход, управление.

Вход, как внешнее воздействие на систему осуществляется посредством транспортных и погрузочно - разгрузочных средств и технологических разводочных систем. Функционально входы представляют собой в основном выходы предшествующих по иерархии систем. Были учтены следующие основные входы внешнего происхождения (экзогенные): компоненты почвенной смеси, минеральные и органические удобрения, пар-стерилизатор, семена, ядохимикаты, энергия. Каждый из них имеет как свои входные характеристики, влияющие на нагрузку системы, так и характеристики окружения, влияющие на ее работу. При этом рассматриваемая система включает и входы внутреннего происхождения (эндогенные) - это вредители, которые могут возникать в сооружении и' влиять на растения.

Каналы. Комп^кс машин для теплиц представляет собой систему, в которой происходит накопление "ответов" на вход и периодически осуществляется выдача суммарного отклика. Расчет каналов

(практически парка машин, входящих в комплекс) сводится к задаче частично целочисленного линейного программирования, так как переменные - машины комплекса, принимают целочисленные значения. Если X , Хг...., Хп - ширина (состав) каналов, определяемые допустимой областью целочисленного решения Ly; п - число каналов, то оптимальное решение с учетом многовариантности задачи:

^олт " (Fonf Хюпт' Х20ЛТ.....^опт*' (6)

п

где F. . - С.Х, + С,Х„ + С Х„ - I С,ХС, - оценочный критерий

ОПТ 11 2 Z П П 3 3 3

(показатели экономической эффективности) При определении минимума линейной формы (X) или функции от п переменных необходимо учитывать обязательное выполнение условий-ограничений:

аХ+аХ+ + а X < b . (7)

Ii 1 12 2 ... 1П П 1' * 7

причем индекс 1-1, 2. 3, •____ m и m>n.

Задача оптимизации решается методом отсечения, который позволяет построить процедуру последовательного выделения оптимального решения целочисленной задачи по известному решению соответствующей линейной задачи с использованием встроенного симплекс -метода. Таким образом, осуществляется последовательный переход от одной вершины области допустимых значений к другой, в которой значение функции цели ближе к искомому, чем в исходной точке, и применим алгоритм Гомори, гарантирующий конечное число процедур. В соответствии с представленным выше:

Ха, X, - b.. 1 = 1, 2..... ш; (8)

J 13 3 1 3 - 1, 2..... п:

п

и - Е С, Х( - min. J=0 1 3

Заметим, что эта система уравнений содержит г линейно - независимых уравнений, причем г < т. Эти г переменных' являются базисными. Решив уравнение (8). получим:

X - h - f I а X ]. 1 - 1.2.....г. (9)

1 1 ^ = 1 13 m»3j

где bj - положительные свободные члены уравнения.

Общее число операций не может превышать количества целочисленных переменных. При этом заметим, что если выходы каналов рассматриваются в заданные промежутки времени, и время, необходимое для действия канала, постоянно, то линия ожидания не будет образовываться. В случае, когда время задержки отклика в канале, или промежутки времени между входами распределены спучайно, а

время задержки в канале постоянно, мокет образоваться линия ожидания, нарушающая агротехнические сроки проведения данной работы.

Таким образом, для динамичной системы "защищенный грунт" формулируется важное правило: материализация канала должна проводиться так, чтобы каждая работающая в нем машина обслуживала, выполняя данную операцию, участки теплицы, параметры которых взаимно увязаны по производительности машин. Исходя из этого, комплекс машин для защищенного грунта является многоканальной, каскадной системой параллельных и последовательных каналов, параметры которой определяются на стадии синтеза системы с помощью решения задачи целочисленного линейного программирования.

Выход системы определяется многократными выходами подсистем. Такой подход позволил сформулировать следующее важное правило: целесообразно проводить группировку машин по их назначению, основанную на декомпозиции системы на подсистемы и на формировании некоторого общего входа. Выход - это конечная продукция суперсистемы. несущая информационную нагрузку.

Упрзрление системой осуществляется по технологическим картам, в основу разработки которых закладывается единая целевая функция. Основным критерием управления системой является минимизация рассогласования заданного уровня и фактического результата ее функционирования.

Функционирование системы. По иерархии системы защищенного грунта на четвертом уровне находится система машин для возделывания определенной культуры, декомпозируемая на подсистемы на основе формирования ими общего выхода, выявление которого требует детального разбора технологического процесса.

Разработанный сетевой график технологического процесса возделывания овощей в блочных теплицах показан на рис.Я. Как график Ганта и метод Перт, он показывает ход работы, связь между событиями и определяет выполнение операций необходимых для наступления того или иного события. График интерпретирует единство целевого назначения машин и их последовательную взаимосвязь в работе. Из него видно, что следует обратить внимание на ряды предшествующих и последующих событий, а также на большое число точек, обозначающих начало выполнения операций, когда срок начала не совпадает со сроком окончания предыдущей операции. Эти особенности объясняются рядом причин: подготовительные работы вне культивационного сооружения ведутся загодя и зачастую для двух культурооборотов не совпадающих по срока^; отдельные операции не связаны жестко одна с другой по времени/(так, выращивание рассады не определяет время начала заготовки опилок, в различных теплицах одного блока выполнение технологических операций не начинается одновременно и пр.).

Рис.2. Сетевой график технологического процесса возделывания овощей в блочных теплицах.

1-4 подготовительные работы вне тепли иы: 1 просеивание, 2- смешивание компонентов почвенной смеси, 3 - транспортировка почвенной смеси к теплице и 4 - в рассадное отделение; 5 - подготовительные работы: в теплине: подиаривапне рассадкой почвенной смеси; б - II - выращивание рассады огурцов: 6 - рыхление почвенной смеси лля изготовления питательных кубиков, 7 - изготовление питательных кубиков и посев ссмяи, 8 - транст жирование питательный кубиков в теплицу и установка их вплотную на почву, 9 * расстановка питательных кубиков с подсыпкой, 10 • досвечиванне рассади, 11

- выраиртвание ремонтной рассади; 12 - 15 * дополнительнее операции для выращивания рассади огурцов в специальных формах: 12 - подготовке форм (мытье, дезинфекция), 13 -транспортирование форм, 14 - засыпка почвенной смеси в формы и посев семян, 15 - транспортирование запол! сенных форм ч установка 1а в теплице; 16 - 24 • выращивание рассадытоматовв питательных кубиках: 16 - подготовка грядки, 17 - посев семян, 18 -досвечивалие сеянцев, 19 - рыхление почвенной смеси для изготовления пптателышх кубиков, 20 - изготовление питательных кубиков, 21 -транспортирование питательных кубиков в теплицу и расстановка их вплотную на почву, 22 - пикирование сеянцев, 23 -расстановка и 24 - досваивание рассады; 25 - 38 -лополIп-ттслышс операции при сырагцига^гиа рассады томатов в специальных формах: 25 - подготовка форм (мытье и дезинфекция), 26 - транспортирование форм, 27 - засыпка почвенной смеси в формы и пикировка сеянцев, 23 - транспортировка заполненных форм и расстановха их в теплице, 29 -планировка грунта в теплице, 30 - погрузка и транспортировка органических удобрений ктеплице, 31

- доставка навоза в теплицу, 32 - разбрасывшгие органических удобрений» 33 г вспашка почвы, 34 -фрезерование почвы, 35 - подготовка минеральных удобрений, 36 - транспортировка минеральных удобрений в теплицу, 37 - внесение минеральных удобрений, 38 - второе фрезерование почвы; 39 - 88

- дополншелыше операции при возделыватш огурцов и томатов на соломенных тюках: 39 - нарезание борозд под соломенные тюки, 40 - погрузка соло-

менных тюков и транспортирование их ктеплице, 41

- доставка тюков в пролеты теплицы, 42 - закладка соломенных тюков, 43 - внесение минерал ьньгх удобрений, 44 - засыпка удобрений в соломенные тюки, 45 - засыпка соломс!ших тюков почвой, 46 • раскладка регистров, 47 - подготовка грядок к посадке рассады, 48 • выбор рассады, 49 - транспортирование рассады к месту посадки, 50 - посадка рассады, 51 -приготовление опилок, 52 - транспортирование опилок в теплицу, 53 - разбрасывание опилок в междурядья, 54 - подвязка растений, 55 • формирование растений, 56 - опыление цветов томатов, 57 - обработка ядохимикатами, 58 - подкормка растений С03, 59 * мытье и забеливание стекол, 60 - трсмспортиро-ш те тары п теплину доя уборки, 61 - уборка огурцов, 62 - уборка томатов, 63 • вывоз урожая огурцов, 64 • вывоз урожая томатов, 65 - взвешипение огурцов, $6

- загрузка огурцов в сортировочную машину, сортировка, 67 - запайка огурцов в полиэтиленовую пленку, 68- затаривание огурцов, 69 - штабелирование, 70 • транспортирование ящиков с огурцами К камеру охлаждения, 71- предварительное охлаждение, 72 • погрузка в транспорт, 73 - взвешивание томатов, 74 - загрузка томатов в сортировочную машину, сортировка, 75 - затаривание томатов, 76 -штабелирование томатов, 77 - транспортирована? ящиков с огурцами в камеру охлаждения, 78* предварительное охлаждение, 79 - погрузка томатоа в транспорт, 80 - выдергивание корней растений из почвы, 81 - опрыскивание, 82 - обрезка шпалер, 83 -уборка регистров, 84 - удаление растительных остатков и вывоз их из теплицы, 85 - очистка и мойка теплицы, 86 - дезинфекция грунта и боковых стенос теплицы, 87 - вспашка почвы перед обеззараживанием, 88 ♦ обеззараживать почвы; 89-93 - дополнительные операции при подделывании ,тука-пера: 89 * выгрузка из хранилищ, 90 - подготовка к посадке, 91

- посадка, 92 - уборка, 93 - пропаривание почвы. ( ^ • начало технологического процесса,

О " конец выполнения операции,

| - начало выполнив!* операции, если ее срок не совпадает со сроком окот яння предыдущей, -- продатаатльносгъ выпалзкнкя операции,

- - зависимость одно') операции от другой.)-

Многофакторность рассматриваемого сетевого графика интерпретирована взаимным перекрытием ряда событий и узловыми событиями, в частности такими, которым предшествует или после которых выполняется несколько операций. Таким образом, расшифровка событий на графике позволяет проанализировать всю совокупность функциональной взаимосвязи технических средств механизации работ в теплицах.

Были систематизированы пооперационные месячные загрузки в виде графиков и банков данных трудозатрат в нормо - сменах по дням работы на всех участках теплицы, что позволило определить распределение интенсивности работ по времени, количество рабочих, загрузку технических средств и последовательность выполнения технологических операций.

Связи. Целостность (когерентность) проектируемой системы обуславливается взаимоувязанным функционированием отдельных ее элементов и подсистем, так как не взаимосвязанное (аддитивное) проявление отдельных признаков этих элементов и подсистем не противоречит указанной целостности при услоеии непрерывности функционирования подсистем, постоянной переработки входов как выходов предшествующих каналов. Эти свойства обеспечивают диверсификацию системы и ее развитие. Для реализации этих положений был проведен полный анализ преобразования всех входов и разработана методология, используя которую проведена систематизация подсистем специального назначения по разделам, включающим наименование подсистем. назначение, перечень элементов и их назначение, возделываемую культуру, и др.

3. Внутрисистемные исследования

Внутрисистемные исследования были направлены на создание или подбор машин, оборудования и обоснование параметров и режимов их работы.

Выбор концепции машины. В общем виде концепция машины сформулирована как совокупность предъявляемых к ней требований и ограничений, обеспечивающая максимальный народнохозяйственный эффект (рис.3). В качестве основных факторов концепции установлены внут-ритепличные условия и назначение машины. Функциональнее компоненты машины включают в себя элементы, определяемые ее работой в едином технологическом процессе, а оперативные компоненты находятся в прямой зависимости от них. Функциональное назначение машины в защищенном грунте -. это выполнение того или иного технологического процесса, относящегося к подготовительным работам вне и/или внутри культивационного сооружения, оперативное назначение машины определяет ее параметры, конструкцию, состав агрегата и др.

Чплила-М««"»»» швчр «ояияМ"

Рис.3. Концепция машины (комплекса) для защищенного грунта.

Рис.4. Схема смесителя торфоперегнойной массы.

1. Транспортер выгррной.

2. Измельчитель-смеситель.

3. Ропор с лопастями.

4. Измельчающее устройство.

5. Транспортер загрузочный.

6. Дозатор.

7. Шибер.

8. Транспортер дозатора.

9. Просеиватель.

А- Компонент торфа.

B. Земля дерновая.

C. Навоз конский с опилками.

Особое значение имеет показатель обслуживаемой площади. Проведенными исследованиями установлена оптимальная величина площади тепличного блока производства овощей в размере до 6 га. Расчеты показали, что стоимость строительства 1 м2 теплицы и себестоимость овощей зависят от площади тепличного комбината. С увеличением площади с 3 до 6 га капитальные вложения сокращаются на 10%, а затраты труда и себестоимость на 17%.

Микроклиматические факторы определяют требования к условиям комфортности работников теплиц и механизаторов и оказывают непосредственное влияние на конструкцию средств механизации. Так, наличие надпочвенного обогрева создало предпосылки для использования регистров теплоносителей в качестве рельсов для средств механизации, предназначенных для уборки урожая и других работ.

Единым ограничением для внутритепличной техники являются параметры культивационного сооружения. Так, расстояние между опорными стойками кровли 6,4 и 3,2 м определяет габариты МТА, радиус поворота, ширину захвата; высота расположения теплотехнических, раствороподающих и поливочных систем определяет расстояние от полотна дороги до сиденья тракториста и т. д.

Поскольку на конструктивные параметры рабочих органов машин, при внутрисистемных исследованиях, существенно влияют физико-механические свойства тепличных сред и материалов, проведены их исследования с целью определения необходимых данных.

Физико - механические свойства тепличных сред и материалов. Основные свойства сред и материалов защищенного грунта характеризуются механическими, физическими, химическими и геометрическими показателями и имеют свои-особенности.

Воздушную среду культивационных сооружений, характеризующуюся параметрами температуры, относительной влажности, концентрацией С0г, необходимо поддерживать в жестких пределах для достижения оптимума процесса фотосинтеза. Температурный оптимум фотосинтеза взаимосвязан с освещенностью растений и . составляет 10. ..30°с. Влажность необходима растениям для фотосинтеза, транспирации, перемещения солей от корней к листьям. Необходимый диапазон влажности составляет 60.:.95%. Углекислый газ (С02) является непосредственным реагентом процесса фотосинтеза и оптимальная его концентрация находится -'в диапазоне 0,06... 0.455. в зависимости от возраста и вида растений.

Тепличные субстраты по своему композиционному составу крайне разнообразны, зависят от культур,технологии их возделывания и имеют повышенную влажность, содержат торф, опилки, стружки, минеральные добавки и т.д. Субстраты должны быть высокоплодородными, водо- и воздухопроницаемыми, обладать большой поглотительной спо--

- 16 -

собностью. иметь нейтральную реакцию (рН 6,0. ..6,5) и др. Эти качества зависят от их химического, гранулометрического состава, плотности, коэффициентов внешнего и внутреннего трения, щеления, скважности и пр.

Проведенные экспериментальные исследования физико - механических свойств тепличных субстратов, показали следующее: гранулометрический состав тепличных субстратов, определяемый ситовым .анализом и методом седиментации частиц в воде, мм/с выявил: глинистая фракция (10"4... 10"5мм) -5. ..10%; пылевая (10"3... 5- 10"гмм) - 10-12%; песчаная (5'10"г...2 мм) - 75...80%; гравийная (2 мм)-8...10%; кочпосты для шампиньонов имеют соломенные включения длиной 80-120 мм. Для тепличных субстратов: сцепление С-5. ..20 кПа; угол внутреннего трения ц>=25... 45°; коэффициент объемного смятия q - 11... 50 кН/мэ; для шампиньонных компостов: 00.2... 0,3 кПа; <р= 35... 40°.

Объемная плотность тепличных субстратов Нечерноземной полосы О, 35.. .0,65-103кг/м3. для южных зон - 0,75 ... 1.1- 103кг/м3, шампиньонных компостов 0.3...0,4- 103кг/м3. Как видно из этих данных, объемная плотность тепличных субстратов в 1,5-2,0 раза меньше, чем полевых почв и зависит от гранулометрического состава, структуры, влажности и количеств'1 гумуса.

Влажность тепличного субстрата составляет 80...90%; шампиньонных компостов - 65... 75%.

Агрохимический анализ тепличных почв. Результаты агрохимического анализа свидетельствуют о больших их отклонениях в различных хозяйствах даже в одной зоне. Характерные значения основных показателей находятся в следущих пределах: рН - 5.6...6,6; Рг05 -20. ..30 мг на 100 г; Кг0 - 25. ..50 мг на 100 г.

Физико - механические свойства удобрений. В защищенном грунте применяются более полутора десятков наименований удобрений в том числе аммиачная селитра, мочевина, суперфосфаты, хлористый калий, диаммофос. нитрофоска сульфатная и многие другие. Экспериментально установлены их основные параметры: влажность до 12,0 S5; объемная плотность - 0,66...1,14.10 кг/м3; угол естественного откоса 28°...50°; коэффициент трения по стали 0,31...0,71, по дереву 0,35. ..0,73; по резине 0.46... 0,81, по полиэтилену 0.28... 0.6.

Физико - механические свойства вегетативной массы растений. Наибольшие объемы производства в защищенном грунте приходятся на огурцы и зеленый лук. Сетевой график технологических процессов в теплицах показывает, что уборка этих культур весьма трудоемкая операция. Поэтому были исследованы основные характеристики огурцов и получены следующие средние значения по различным тепличным сортам: длина плода -222 мм. диаметр плода - 47 мм, масса плода -

267 г, количество оборотов до полного отрыва - 3,6, значение крутящего момента 0,127 (0,08... 0,208) Нм.

Установлены значения коэффициентов трения скольжения и качения плода огурца, составившие соответственно по стали 0,510 и 0,09.. .0,018, по резине 0,675. 0,725 и 0,02.. .0,013. по ткани 0,577 и 0.016.. .0,017.

Были также определены деформации стебля зеленого лука от прилагаемой нагрузки: зеленое перо выдерживает статическое сжатие без повреждений до 3,0. ..5.0 Н.

Исследованы физико - механические характеристики плодовых тел шампиньонов. Модуль упругости материала плодового тела находится в пределах 3.7 ... 4.3-10г кПа. а значение твердости оболочки - 2.9 ... 3.5-10г кПа. Среднее значение угла трения качения по наклонной плоскости составляет: по стали 9°, фанере 8е, резине 7®, а среднее значение угла трения скольжения 25°. 27° и 33®, соответственно.

Смеситель для подготовки почвенных субстратов. Растения в блочных почвенных теплицах выращивают на специально приготовленных почвенно - перегнойных смесях. После приготовления их завозят в теплицы, укладывают, разравнивают и ежегодно стерилизуют и фрезеруют. Перед стерилизацией эти смеси вскапывают. Составными компонентами тепличных почв являются: торф, дерновая земля, песок, перегной и др. Основные требования, предъявляемые к процессу смешивания - равномерность распределения компонентов и однородность гранулометрического состава. Проведенные исследования процесса смешивания торфо-перегнойной массы позволили составить концепцию и разработать универсальный смеситель СТМ-8/20, выполняющий в едином технологическом процессе следующие операции: механизированную подачу компонентов смеси, их дозировку с послойной укладкой, добавку минеральных удобрений, просеивание, измельчение, рыхление, увлажнение и смешивание массы, загрузку транспортных средств. На рис. 4 представлена принципиальная схема машины.

Производительность бункера-дозатора определяется следующей зависимостью:

аб» " Р»аЛу«' кг/с- <10)

где р1 - плотность дозируемого 1-го материала, кг/м3; а1,Л1 - соответственно ширина и высота выходной щели 1-го бункера-дозатора, м; у - скорость транспортерной ленты, м/с.

В результате исследований, предложено совместить отделение примесей с операцией смешивания массы. В качестве сепарирующего рабочего органа применен сепаратор дискового типа.

- 18 -

Пропускная способность сепаратора:

-til

J - Q в . кг/с

где й - количество поступающей на сепаратор массы, кг/с; I - длина сепаратора, м; /I - коэффициент сепарации. 1/м.

Для анализа полученной смеси наиболее приемлемой является иетодика ¡0. А. Барановского. Многофакторный эксперимент типа 24 позволил описать процесс сепарации уравнением регрессии вида

у - 2.28 + 0,16Х1 + 0.28хг + 0,65хз + 0. 54хд - 0.07х,хе + + 0.12x^3 - 0,09Х1Х4 + 0.11Хгх3 - 0.08х£х4 + 0,23Х3х4. (12) гдэ у - функция отклика, описывающая количество субстрата на выходе дискового сепаратора;х хе хэ х4 - соответственно факторы процентного содержания торфа' в кассе субстрата, плотности массы, подачи, влажности субстрата.

Анализ полученной эмпирической зависимости показывает, что наибольшее влияние на функцию отклика в заданной интервале варьирования факторов имеют х3 и х4.

Оптимизация геометрии рабочих органов сепаратора проводилась о проведением многофакторного эксперимента типа 23. На рис.5 показаны двумерные сечения поверхности отклика. Исследования .целевой функции показали, что уменьшение расстояния мезду отбойными фартуками и изменение угла наклона сепаратора непосредственно влияют на количество и качество просеивания. Минимальное значение непросеянной массы достигается при угле наклона сепаратора - 12° и расстоянии между отбойными Фартуками - 0,28 м.

Введение в.смеситель узла просеивания позволило регулировать физико - механические свойства смеси. Поскольку просеивание происходит после дозировки, в бункеры-дозаторы закладывается масса с неоднородными примесями. Это препятствует сводообразованию и упрощает .механизацию подачи массы и ее дозировку.

При определенной производительности и заданном качестве смеси основное габаритное соотношение смесительной камеры - главного узда машины определяется следующим выражением:

где Э - диаметр смесительной камеры, м; Ь - длина смесительной камеры, м: Оп - производительность смесителя, м3с',;Т - период смешивания, с; Бв,Б, - дисперсии концентрации компонентов . при выходе и входе смесительной камерч. Задавшись длиной смесительной камеры, определяется ее диаметр.

(13)

9

)

/ /

и У /

Я ■ » О Я

--"«¿г

Ч \ ч Л

X \ ъ

Л X \

43 г ! и) 1 ] / \ * /1

?г

15Г

• <»-£■

Рпс.5. Ззк?епмосгъ качества просеянной массы от технологических и конструкционных пгрзметроз сепаратора.

Рие.б. Номограмма зависимости конструкционных и технологических параметров почвообрабатывающих фрез от радиуса производящего круга. 1. 11~245мм; 2. 11-273ми; 3. Я-305им; 4. К-345мм; 5. К-375мм; 6. НМОЗмм; 7. 11-4351«; 8. Л-465м»|; 9. л«495ш|; 10. Н-525мм.

Скорость перемещения частиц вдоль оси ротора в смесительной камере с лопатками, расположенными вдоль оси ротора:

/ В

ы -

М/с. (14)

созр 1а8(а+<р) -

где !?с - радиус смесительной камеры, м; а - угол между плоскостью лопатки и осью ротора, рад; ш - угловая скорость, рад/с; Г -коэффициент трения частицы массы о кожух; р - угол между направлением абсолютной скорости движения и вертикальной плос- . костью, рад; <р - угол трения масс^ о лопасть (сталь), рад.

Производительность смесителя:

О - 47.1 [(0+212)£ кг/с, (15)

где 0 - диаметр барабана, м; 1г - заг^р между лопастью и кожухом,

м; с! - диаметр вала ротора, м; ¥ - коэффициент загрузки смесительной камеры; ¥ - плотность с» зси, кг/м3.

По заданной производительности сюсителя (20 т/ч) • были рассчитаны его параметры и разработан макетный образец. При этом экспериментальная проверка позволила определить его верхний возможный предел: 50-55% равномерности смеси. С целью повышения качества смеси был предложен и внедрен интенсификатор смешивания массы - элемент, представляющий собой подпружиненный пространственный клин, установленный между двумя соседними рядами лопастей.

Учитывая сложность описания движения массы в смесительной камере, неоднократно рассекаемую интенсификаторами при движении вдоль оси, была проведена статистическая оптимизация рабочего Процесса при помощи методов планирования эксперимента. Если функцию отклика выразить уравнением множественной регрессии, то

п п п 2

У » Ь + X Ь,х. + 2 Ь, ^х, + X Ь,. х, (16)

" 1-1 1 1 1>3 и 3 1 1-1 11

где , Зсл - значения факторов; Ьо - свободный член, равный выходу при х - 0; Ь( - коэффициент регрессии 1-ого фактора: Ь)3.и 6и~ коэффициенты регрессии 1-ых и З-ых факторов двойного взаимодействия.

Оценка адекватности полученного линейного уравнения регрессии показала, что оно достоверно описывает экспериментальный отклик внутри доверительных интервалов аргументов:

,У - 90.22 + 1.5Х,. + 0,531хг 0.987л, - 0,487х4 + (17) + 0.875х1Э + 1,366Хгз + 1.250х4.

Анализ уравнения регрессии (17) показывает, что наибольшее влияние на качество смеси оказывает скорость вращения ротора и длина смесительной камеры, а также эффективность взаимодействия:

угол установки лопаток и дпика смесительной камеры, угол установки лопаток и коэффициент загрузки.

Исследования позволили определить параметры смесителя с использованием интенсификатора смешивания. Они составили: коэффициент загрузки О,45-0,58, частота вращения 750 об/мин. длина смесительной камеры 1,0 м, угол установки лопаток 45 град., угол клина интенсификатора 27°. Таким образом была достигнута производительность 20-24 т/ч и качество смеси 92-95%.

Смеситель СТМ-8/20 состоит из трех бункеров-дозаторов, транспортера, просеивателя, устройств подачи минеральных добавок и смесителя-измельчителя. Производительность машины 23 м3/ч, масса 4,0 т, установленная мощность 15 кВт.

Машины для обработки почвы. Анализ известных технологических операций по почвообработке показал, что традиционная пахота для защищенного грунта неприемлема. В культивационном сооружении, где нет ветровой эрозии и ведется нормированный полив, мелкокомковатая структура почвы наиболее целесообразна. В связи с этим для основной обработки применяется фрезерование почвы.

По технологическим требованиям перед пропариванием почву необходимо довести до определенной степени комковатости (по данным НШОХ. оптимальная толщина стружки - 100 км). Изменение режима работы фрезерного МТА - соотношения поступательной скорости агрегата и скорости вращения ротора рабочего органа - позволяет разработанной нами машиной проводить как фрезерование почвы, так и ее вскапывание.

На рис. 6 показана номограмма зависимости конструктивных и технологических параметров почвообрабатывающих фрез от основного параметра циклоиды - радиуса производящего круга г.

Основные исходные данные при проектировании Фрез: глубина обработки почвы Н, подача S на нож и число ножей ш, вращающихся в одной плоскости; X - отношение радиуса Фрезы к радиусу производящего круга. При этом радиус производящего круга связан с подачей и числом ножей уравнением:

Sm

г - — , м. (18)

Радиус Фрезы

- Хг, м. (19)

Мощность, потребляемую Фрезерной машиной, можно определить по формуле:

N - N + М + N + Г + К . (20)

' р отб. пер. тр. поя., '

где N - мощность на резание почпы; N . - мощность на отбвасы-

Р * ОТ б -

вание почвы; Н - потеря мощности на перекатывание агрегата; N' - потеря мощности в передачах машины; Ипод - мощность на подталкивание.

Сумма N +N представляет собой мощность, затрачиваемую непосредственно на'фрезерование.

Потери мощности в передачах:

N - (1 - TL)(I! + М . + N ). 1 (21)

тр . 71 р ОТО . ПОД.

где t^ - коэффициент полезного действия передачи.

Таким образом, КПД фрезерной катины

К - (1-11 ) (N + N„„„) - Н

~ „ _ *п р отс под_пер (ZZ)

W. N '

К основным,факторам, влияющим на расход мощности, относится величина окружной и поступательной скоростей, глубина обработки, величина подачи, ширина захвата и геометрия ножей. Исследования показывают, что основная , доля, затрат мощности идет на резание почвы и ее отбрасывание. Мощность, расходуемая на' подталкивание, прямо пропорциональна мощности, затрачиваемой на фрезерование и обратно пропорциональна окружной скорости барабана.

На основании проведенных исследований была разработана машина для обработки почвы МПТ-1,2, представляющая собой Фрезу с криволинейными ножами и регулируемой скоростью Еращения. При малой частоте вращения барабана (45-55 об/мин) производится основная обработка почвы, подобная вскапыванию, при большей (100-65 об/мин) - фрезерование. ...

Поскольку строительные конструкции теплицы не позволяат использовать МТА в непосредственной близости от стоек и стенок, наряду с МПТ-1,2 целесообразно применение ручной злектрофрезы. При работе электрофреза опирается на колеса и ротор с якорем, поэтому равномерное поступательное движение ее определяется условием М. + R 1 + Gl + P I - R 1 Рру1[ - --J-3--< 30+60,Н. (23)

гдт Мк - крутящий момент кол!с* Н/м; Rp - реактивная сила воздействия почвы на ротор. Н; G - sec фрезы, Н; Ея - реактивная сила воздействия почвы на якорь, Н; Рру„- усилие, прилагаемое рабочим, Ii; lp. lq. , 1 - плечи приложения сил относительно оси колес, м.

В результате исследований были определены основные параметры электрофрезы, испытания которой подтвердили эффективность рабочих органов и конструктивных решений.

Для выборочной междурядной обработки,' которая необходима в теплицах, наиболее рационально применение ручней электромотыги ЭМ-12.

Параметры ручной электромотыги при ее модернизации определялись из условия минимальных усилий на рукоятке:

Р

рук

М„ - - М

к Я Р

30 н.

где Мк - крутящий момент ротора, Ни;

ЗОк ЦУг

Мр - 0,159п№з р + —-—- реактивный момент резания и

отбрасывания почвы,Им; т - число ножей; Ь - ширина фрезерования на один нож,м; И - глубина фрезерования,м; з - подача на один нож.м; р - удельное сопротивление деформации почвы.Н/м2; К0 - коэффициент отбрасывания почвы (для Г-образного ножа Ко«1); К - объемный вес почвы,Н/м3; V - скорость резания,м/с.

Использование электромотыги, при скорости передвижения человека с орудиями в междурядьях шпалерных культур не превышающей 1 км/час снижает затраты труда в 3.3 раза.

Бороэяообраэователь н засьймнк соломенных тюков. В теплицах широко применяется специфический прием - выращивание огурцов, реже томатов, на соломенных тюках или соломенной сечке. При этом обеспечивается достаточная аэрация корневой системы и необходимый температурный режим и значительно сокращаются расходы на стерилизацию. Постепенная ферментация улучшает обогрев теплицы, а также дает возможность регулировать концентрацию углекислого газа. Все это способствует увеличению сбора овощей и сокращению срока их выращивания.

Для этих целей была создана универсальная машина МБЗТ-1,0, состоящая из двух двухзаходных укороченных шнеков. Машина позволяет делать борозду, а при перенастройке рабочего органа в одно-захватный удлиненный шнек засыпает соломенные тюки. При установившемся режиме работы винтового конвейера, движение частицы материала описывается уравнениями:

( ^"РП

И, сова - г, и, эта - " Сс03? ~ У*гз1пр " 0:

(а ф \

—Г1 " 0:

( с^ф \ (Зф

Сз1пКсозе + тгог + мг—г5- - N. - 2тгш-—'О,

М <па ) 1 °<п

(25)

где а--- угол подъема винтовой линии, рад; - нормальная

гяг

реакция наклонной плоскости, Н; Г1 - коэффициент трения материала о лопасть шнека; Б - шаг винта, м; г - наружный радиус, м; ш - масса элемента материала, кг; в - вес элемента материала. Н; К- - угол наклона оси вала к вертикали, рад; Нг' - нормальная реакция кожуха. Н;.- коэффициент трения материала о стенку кожуха; Р - угол между и V, рад (здесь Уп - переносная скорость; V - абсолютная скорость); а=гЬя<х - параметр конвейера, м; <рч - угол, на который отклоняется частица при вращении шнека с постоянной угловой скоростью, рад; ш0-угловая

скорость шнека, рад/с; —ч- ш -угловая скорость относительного движения материальной точки, рад/с; е - 41 + (-(р) - угол, определяющий положение' точки относительно вертикальной плоскости, рад; Ч/-ыо ь - угол поворота шнека за I секунд, рад.

Геометрическая модель шнека показана на рис.7. Винтовая поверхность шнека передвигает материал перед собой в виде "тела волочения", которое ограничено цилиндрической .поверхностью кожуха, винтовой поверхностью шнега и свободной поверхностью материала. Используя приведенные уравнения, были определены абсолютная скорость материальной частицы и координаты ее положения при отрыве. Далее решались уравнения движения:

тш]г - Г + те + тс Н, (26)

где <йг - относительное ускорение, м/сг; Г - сумма приложенных сил, Н; те - -шшв - переносная сила инерции, Н; т - -тш, - кориолисова сила инерции, Н.

Разработанная теория для шнекового рабочего органа была положена в основу расчета параметров и режимов работы машины МБЗТ-1.0.

Мадины для внесения минеральных удобрений. Удобрения из бункера попадают на дно раструба, представляющего собой усеченный конус, качающийся вокруг вертикальной оси. Частицы удобрений, скатываясь по внутренней поверхности, конуса, описывают сложные траектории и вылетают из раструба, после чего свободно падают на землю. Рассматриваемый случай движения частицы усложнен движением по колеблющемуся круглому прямому конусу. На рис.8 представлена схема сил, действующих на частицу удобрения в раструбе разбрасывающего рабочего органа, где М - промежуточное положение частицы, соответствующее положительным ее координатам и движущейся в сто-

Рис.7. Технологическая схема машины для поделки борозд (а), засыпки соломенных тюков (б) и геометрическая модель рабочего органа (в).

Рис.8. Схема сил, действующих в раструбе разбрасывателя минеральных удобрений.

рону их возрастания; Мо - точка раструба начального положения частицы после ее падения из бункера; N - действующая на частицу сила, направленная по нормали к поверхности конуса; Рп - нормальная переносная сила инерции; - кориолисова сила; Р - сила трения (Г = ш, Г - коэффициент трения), направленная по касательной к траектории движения частицы противоположно скорости движения частицы относительно поверхности. Производительность машины:.

цу - яггрууу, кг/с, (27)

где ру-плотность удобрений, кг/м3; Уу-скорость выхода частицы удобрений из раструба, мс"1:

В(1-К) Уу " -

и\/Гк

[ехр^<отХ]/к/2 | - ехр^-ытъ/к/2 м/с;

А - Хг(1+Га), В'= е(Г-а), м/с2; Х-г/1; г - длина раструба, м; 1 - длина качающейся вилки,' м; Г - коэффициент трения; а -угол конусности раструба, рад; о> - частота вращения маховика, рад/с; К - коэффициент пропорциональности; I - время, с.

Грузоподъемные и транспортные средства. Для грузоподъемных работ предложен универсальный вильчатый погрузчик, навешиваемый на трактор.

Коэффициент устойчивости агрегата:

М,

К - —а-5- < 1.4, (28)

гр Спа+й6

где йп - нагрузка на передние колеса трактора, Н; 1 - расстояние между осями колес, м; Сп - вес погрузчика, Н; а - расстояние от оси задних колес до центра масс погрузчика, м; 0 - грузоподъемность, Н; 5 - расстояние от оси задних колес до центра ■ масс груза, м.

Задав габариты погрузчика из зависимости (28) можно определить его максимально возможную грузоподъемность.

В качестве транспортных средств также используются разработанные нами ручные тележки.

Для обслуживания растений на верхних ярусах была создана передвижная платформа ПСП-1,4. Она оборудована ручной лебедкой для перемещения по регистрам надпочвенного обогрева между рядами растений. Высота шпалеры (Н=2,5 м) обуславливает требования к продольной и поперечной устойчивости платформы. Потеря статической устойчивости платформы возможна при ее движении по регистру с боковым наклоном в том случае, если вектор силы веса будет направлен за пределы ширины колеи В,м. Рассматривая равновесие стремянки

в вертикально - поперечной плоскости относительно оси опрокидывания. проходящей через точку А. найдем:

б Н-з1пР -О.б'В-й-соэР = 0. (29)

где р - угол наклона регистра к горизонту в вертикально-поперечной плоскости.

Условие статической устойчивости можно записать в виде:

В

гзр < —. (зо>

2Н

Таким образом, поперечная статическая устойчивость обеспечивается в том случае, если движение происходит на углах (5 наклона, не превышающих статического угла устойчивости.

При движении стремянки по регистру с поперечным наклоном составляющая веса С-з1пр стремится вызвать, кроме опрокидывания, также и скольжение стремянки в поперечном направлении, что устранено оснащением колес ребордами. Динамическая устойчивость в поперечном направлении рассмотрена нами без учета дисслпативных сил в предположении, что возмущающая сила вызывается перемещением человека. стоящего на опорной площадке, в поперечном направлении. Решением системы дифференциальных уравнений с учетом начальных условий, получен критерий для расчета максимально допустимой величины возмущающей силы Р. По результатам этих исследований, с целью предотвращения опрокидывания, в конструкцию была введена переставляемая по высоте платформа и применено якорекие стремянки к регистрам.

Тепличные опрыскиватели. Высокая температура и высокая относительная влажность в теплицах благоприятствуют развитию вредителей и болезней растений. Систематическое сплошное опрыскивание и локальное применение малообьемных опрыскивателей единственный массовый доступный метод борьбы с вредителями. При ручной обработке растений оператор манипулирует разбрызгивающей насадкой в кроне растений, добиваясь качественного покрытия вегетативного аппарата и избегая его повреждения. При машинном опрыскивании густолиственных штаммов растений в теплицах к струеобразующему устройству предъявляются требования интенсивного колебания листьев для устранения экранирования их друг другом, дробления рабочей жидкости до требуемой дисперсности и транспортировки капель по всей высоте шпалеры,

В замкнутом объеме культивационного сооружения опрыскивание растений зачастур приводит к резкому ухудшению условий труда работников теплиц. С целью исключения ручного труда был разработан автоматический самоходный опрыскиватель АТОС-О.5 (рис.9), преде-

Рис.10. Схема опыливателя цветов томатов.

1. Наружная штанга.

2. Направляющие пазы.

3. Секторный фиксатор.

4. Кнопка.

5. Внутренняя штанга.

6. Шарнир.

7. Колебателъ.

8. Пружина.

9. Вал элекгородкигатсля.

10. Элекгородвигатель.

11. Элементы питания.

12. Пружина сжатия.

13. Выключатель.

14. Проводник.

тавляющий собой самоходное электрошасси с приводом на колеса от электродвигателя и оборудованный вертикальными штангами с центробежными распылителями и вентилятором. Шланг подачи раствора подключается к вентилю централизованной разводки раствора в теплицах. Кабель и шланг наматываются на специальный барабан, установленный на шасси опрыскивателя. Машина оснащена также блоком автоматического управления и дистанционным пультом. Вентилятор обеспечивает транспортировку капель к листьям, колебания листьев, проникновение капель внутрь кроны.

Исследования показали, что' минимальная скорость воздушной струи, которая интенсивно отклоняет и поворачивает лист не повреждая его. при подаче струи вверх, находится в пределах 3-5 м/о. Поэтому рационально применение центробежного вентилятора, так как рабочий орган находится в непосредственной близости от растения на расстоянии 0,5 - 0,7 м.

Основными характеристиками выбранного нами плоскоструйного дефлекторного распылителя являются расходные характеристики, величина угла факела 2-а распыла и показатели качества распыла жидкости (дисперсность и распределение капель по размерам). Исходя из основных положений гидравлики, расход жидкости через распылитель запишется в виде:

где Го - площадь -Сопла распылителя, м2; Р - давление жидкости перед соплом распылителя, Н/м2: Кж - удельный вес жидкости, Н/мэ; д=с<ру - коэффициент расхода через распылитель; с - коэффициент сужения струи; фу - коэффициент скорости. В связи со сложностью достаточно строгого определения коэффициентов сопротивления, величину коэффициента расхода, как правило. определяют с помощью эмпирической формулы

При диаметре сопла а, - 1.2-10"3 м, д - 0.57, а его площадь Гс - 4.52-10*6 м2, причем Рв - 200 кПа. Ца - 98 Н/м3. Тогда Примет значение равное 12,7.10"® м3с"1, а массовый медианный размер капель (Зп - 0,286.10 "Зм. Следовательно, воздушный поток вентилятора должен дробить кайли в 2-3 раза, при этом размер капель будет находиться в/пределах, установленных агротехническими требованиями. Исследования показали, что наилучшее качество опрыскивания растений достигается при движении автоматического самоходного опрыскивателя АТОС-О.5 со скоростью 2 км/ч.

(31)

ц - 0.3±0.225с1

с"

(32)

Исходя из этого, на один блок необходимо 2 опрыскивателя и, таким образом, определена производительность машины - 770 мг/ч.

Это значение получено из анализа сменного времени:

I +к I +кЛ +к„ I , (33)

см пр 1 под г уст ОТД 3 ВКЛ'

где (; - время чистой работы; 1;под - время на подключение шланга и кабеля к системе; Ъ - время на установку машины на регистр; Ь хл - время на включение автомата; к1. кг, кэ - число поворотов'ьув1. и 1В„; 1отд - время на отдых.

Опыливатель цветов томатов. Разработан и внедрен в производство опыливатель ОЦП-65 (рис.10), представляющий собой активатор опыления в период цветения для увеличения числа завязей и соответственно урожая томатов. При опылении вибрирующий наконечник подводится к распустившемуся соцветию и вызывает его колебания, стряхивание пыльцы с тычинок и попадание ее на рыльца пестиков.

Динамическую схему вибрационного устройства можно представить в виде одномассной кривошипно - шатунной системы центробежного типа с жестким шатуном. При вращении инерционного элемента с угловой скоростью и развивается равнодействующий момент инерции

И - г0шгшо, Нм, (34)

где г - радиус центра массы наконечника, м; Б - дисбаланс наконечника вибратора, м; шо - масса инерционного элемента (нако- ■ нечника), кг; ш, с"1. Величина мощности, необходимой для поддержания колебаний, определяется по формуле:

(ш г)2(о3э1п2((>

N--5-, Вт, (35)

2<тв+тс)

где ф - угол фазы сдвига корпуса от фазы дисбаланса, рад; т г масса приведенной к корпусу колеблящейся части вегетативной системы растений, кг.

Определены динамические и кинематические характеристики движения соцветий при различных режимах воздействия на них внешнего источника гармонических колебаний. Установлено, что сила связи конгламерата пылинок с тычинками преодолевается при частоте внешнего воздействия начиная с 22 Гц, при частоте воздействия свыше 44 Гц возникают недопустимые по агрофизическим условиям перегрузки для вегетативных элементов растения. При средней частоте колебаний 33 Гц амплитуда колебаний исходя из тех же соображений, находится в диапазоне 0,8 + 1,5 мм. Расчетная мощность, необходимая для обеспечения колебаний системы "активирующий наконечник - соцветие", имеет значение 0,35 Вт.

Машины и оборудование для возделывания рассады. В защищенном грунте применяются горшечный и безгоршечный способы возделывания рассады. Горшочки изготавливают из торфоперегнойной смеси при помощи серийного горшечкоделателя ИГТ-10, в результате модернизации которого производительность повышена в 4 раза.

Для реализации безгоршочного способа возделывания рассады была разработана сеялка СТ-6 с пневматическим высевающим аппаратом барабанного типа (рис.11). Сброс лишних семян с присасывающих отверстий барабана осуществляется ударами молоточков по барабану. Сила удара молоточков определяется по формуле:

Р - 1,85яка"2 (1-|12)<Зг !г*т"1 р ДР, Н (36)

' пр ' Ш

где к - 0,7...1.0 - коэффициент перекрытия семенами площади присасывающего отверстия; а = 0,2 - коэффициент, зависящий от отношения толщины оболочки барабана к его диаметру; ц - 0.3 -коэффициент Пуассона; <1 - диаметр присасывающих отверстий, м; И - толщина оболочки барабана, м; т - масса одного семени, кг; рт - 7850 кг/м3 '- плотность материала оболочки барабана; ДР - 10...40 кПа - величина вакуума в барабане.

Для этих параметров высевающего аппарата сила удара молоточков по барабану не должна превышать 4... 5 Н.

В ВИСХОМе совместно со Ставропольским СХИ создано двухопор-ное мостовое электрошасси ШМТ-2-6. реализующее идею мостового земледелия в рассадных теплицах. К шлейфу машин для шасси разработана сеялка точного высева СТП-36 (рис.12), которая обеспечивает высокую равномерность однозернового высева семян качающимися присосками и устраняет раскатывания семян гнездообразующим устройством.

Определим условия надежной работы высевающего аппарата:

4тс1

ДР >

ям3

пр

г ^пг. 1 г г,зт'(ф, -фЬЧ

вэ1п агссоз-^ + а + <р + г ш —-5- }, Па

1 а к ^ г. э1п (ф -Ф)

с гг| (37)

где а - угол наклона плоскости присасывающего отверстия к оси присоски, рад; ф, <?г. - углы поворота присоски, кривошипа, кулисы, рад; гк - радиус качания присасывающего отверстия, м; г1 - радиус кривошипа, м; г2 - радиус кулисы, м: ш -угловая скорость качания присоски, рад/с; т-масса семени, кг.

Для семян томатов при диаметре присасывающего отверстия 0,7 мм и частоте колебаний 2,25 с"1 величина ДР - 26 кПа позволяет осуществлять качественный высеэ на скорости 0, 5 км/ч. При этом обеспечивается однозерновой высев семян с коэффициентом вариации среднего шага 11...18%, пропуски на семенах капусты 1%, томатов -

1. борозд ообразуюшиЛ опорно-приводной каток, 2. электродвигатель, 3. маркер, 4. всасывающий вентилятор, 5. рукоятки управления, 6. пульт управления, 7. рычаг включения привода высевающего аппарата, Я. кулачковый вал, 9. семенной бункер, 10. молоточки, 11. прикатывающий каток, 12. загортачи, 13. ворошилка, 14. семяпровод, 15. высевающий пневматический барабан.

Рис.12. Схема сеялки СТП-36:

1. рама, 2. опорно-приводной каток - бороздообразователь, 3. прикатывающий каток, 4, семенной лоток, 5. пустотелый вал для крепления присосок, 6. пневмопровод, 7. клапанный распределитель, 8. вакуумнасос, 9. крнвошип-но-шатунный механизм качания присосок, 10. эксцентрик, 11. электродвигатели приводавакуумнасоса и сеялки, 12. семяпровод, 13. клапанный механизм гнгадообразования, 14. корпус гнездообразующего механизма, 15. ограничитель семяпровода, 16. клапанный вал, 17. кривошипко-шатунный механизм качания клапанного вала, 18. бункер сешшной, 19. дозатор семян, 20. чистнк, 21. присоска с килевидным рассекателем семян.

г

3%, перца - 2 % на 955Е площади теплицы.

Сущность кассетного способа выращивания горшечной рассады состоит в том. что многоячеистая кассета выполняет функции вегетационного сосуда для выращивания рассады, контейнера для выборки и транспортировки рассады, магазина в рассадопосадочной машине для автоматизации поштучной подачи рассады в посадочный аппарат.

Разработано оборудование для заполнения кассет субстратом и точного высева семян в ячеистые кассеты, а также автоматические рассадопосадочные машины для посадки рассады из кассет. Машина для посадки рассады из спиралевидных кассет (рис.13) запатентована в Германии, Голландии, Финляндии. США и Японии. Полевые испытания машины подтвердили теоретические зависимости определения параметров, режимов работы и показали ее высокую эффективность: рабочая скорость машины достигает 6 км/ч при шаге посадки 0.25 м, обслуживающий персонал - 2 чел. на четырехрядную машину. Максимальная частота посадки рассады определяется неравенством:

2Р I

к< -- , с"1, (38)

11 £(МГсз1па) -5(к Т -г )

Я ' 1 п л

где Рд - усилие разрыва стебля рассады в зоне его захвата посадочными дисками, Н; I - длина ячейки кассеты, 'м; И - глуби-

л я

на ячейки кассеты, м; е - доля комлевой части рассады в общем весе рассады; ' М - общий вес рассады, Н; Г - коэффициент трения стебля рассады о резиновую поверхность посадочных дисков; С - жесткость резины, Н/м; а ~ угол схода посадочных дисков в зоне.захвата стебля, рад; Тп - заданный шаг пос.адки рассады, м;' к( - кинематический параметр, выражающий.отношение окружной скорости посадочных дисков к скорости машины.

Для посадки рассады из квадратных многоячеистых кассет разработана оригинальная конструкция автоматической рассадопосадочной машины с саморазгружающимся стеллажным устройством. В машине предусмотрены компенсаторы пропусков рассады, и саморазгружающийся стеллаж, что снижает трудоемкость посадки в двадцать раз при высоком качестве посадки.

Кинематическая зависимость параметров для настройки машины на заданный шаг посадки установлена в следующем виде:

V;' - УЛ"1^ • м/с. (39)

где Чы - поступательная скорость рассадопосадочной машины, м/с; Ук - скорость п^ачи кассет саморазгружающимся конвейерным стеллажом, м/с;/ 1к - длина кассеты в направлении ее перемещения, м; ч - количество ячеек в кассете, шт.; Тп - заданный шаг посадки рассады, м.

Проведенными экспериментальными . исследованиями установлен

Рис. 13. Схема автоматической рассадопосадочной машины:

!. рама, 2. сошник, 3. посадочные диски, 4. барабан для иамотки ленты кассеты, 5. ролик для раскрытия ячеек кассеты, 6. лентопротяжный ролях, 7. ячейки кассеты с рассадой, 8. холостой конец ленты кассеты, 9. прикатывающие колеса, 10. поддон для кассеты, 11. сердечник кассеты. '

Рис.14. Номограмма определения технологических параметров рассадопосадочных машин.

оптимальный диапазон рабочих скоростей рассадопосадочной машины, равный 1,1...1,7 м/с, что соответствует частоте посадки на один рядок 2... 3 растений в секунду, то есть в 2-3 раза быстрее, чем при ручной вкладке рассады в посадочный аппарат производственной машины СКН-6А.

Разработана номограмма (рис.14) для инженерных расчетов параметров настройки рассадопосадочной машины и определения потребности в рассаде при посадке горшечной и безгоршечной рассады. Определение приведенных затрат на посадку рассады на площади 1 га в соответствии с планом Хартли проводили с учетом 4-х факторов: Х( - рядность машины - 3, 6. 9 рядков; Хг - скорость агрегата - 0,7; •0,8; 1,5; 2,2 м/с; Х3 - емкость кассет -500, 1000, 1500 шт. растений; Х4 - шаг посадки - 0,2; 0,2Е; 0,45; 0,7 м.

Решение полинома целевой функции применением стандартного математического пакета прикладных программ проводилось на ЭВМ ЕС-10-33. Результаты расчетов показали, что при скорости движения 2,2 м/с требуется запас рассады на один рядок не менее 1300 шт. и при этом достигается повышение производительности в 3-4 раза по сравнению с базовой машиной СКН-6А, а приведенные затраты уменьшаются в 15...20 раз.

Комплекс машин лля возделывания лука на перо.

Исследованиями было установлено, что комплекс машин должен состоять из стационарного агрегата для предпосадочной обработки лука с механизацией погрузочных работ, навесной лукопосадочной машины, устройства для механизации загрузки лукопосадочной машины и оборудования для уборки зеленого лука, включая его отрыв от почвы, удаление остатков почвы с корней и укладку в ящики (рис.15), а также машин для упаковки лука.

Экспериментальными исследованиями установлено: допустима посадка лука при произвольной ориентации от 0° до 90° при условии предпосадочной обработки и присыпки; обработка лука на вальцовой машине дает существенную прибавку урожайности; способ предпосадочной обработки лука, сочетающий в себе три фактора воздействия -разгерметизацию шейки, удаление оболочки и травмирование, не уступает по биологической эффективности обрезке шейки по плечики, но позволяет механизировать процесс без ручной ориентации; машина для посадки лука производительностью за час сменного времени не менее 240 мг должна иметь рабочие органы для дозирования лука, ориентации и присыщси, при ширине захвата 1.4 м, вместимости бункера 0.5 т; оборудование для уборки зеленого лука должно состоять из лукоподъемника,/ двух упаковочных столов и вентиляционного устройства; лукоподъемник должен иметь вильчатый рабочий орган шириной захвата 1.(6 м, длина зубьев 0. 8 м, высота подъема 1.1 м, ,

Рис.15. Комплекс машин для возделывания лука на перо:

а) машина для предпосадочной обработки лука;

б) машина для мостовой посадки лука;

в) оборудование для уборки зеленого лука.

расстояние между зубьями 0.05 м; производительность оборудования для уборки лука дол:кна бить около 1200 кг за час сменного времени.

Комплекс ма:!:кн для возделывания аанпиньскоп.

Технология промышленного возделывания грибов предусматривает приготовление субстрата - компоста, покровного материала и собственно выращивание грибов. Для реализации этой технологии было создано и поставлено на производство 17 наименований машин, оборудования и инвентаря.

В производстве шампиньонов приготовление субстратов ябляется наиболее трудоемкой операцией. Продуктивность мицелия напрямую зависит от качества субстрата.

Шампиньоны хорошо растут на конском навозе, однако из-за его дефицита компост готовят на основе соломы в специальном компостном цехе. 45 т соломы (в расчете на 1 га культивационной площади) первоначально укладывают слоем в 1 к и увлажняют в течение б дней, после чего вносят 40 т куриного помета и на 7-й день трамбуют, а на 11-й укладываются в бурты размером 1.8x1.8х(60-100)м для аэробной ферментации. В бурты вносится 2.5 т гипса. В процессе Ферментации бурты 4 раза перебивают и увлажняют. В готовом компосте содержится 1.0 -2,0% общего азота, 0,3 - 0,6% аммиачного азота, рН 8-9, при этом объемная масса составляет 450 - 500 кг/м3 при влажности 70-73%. На шампиньонницу с культивационной площадью 1 га расходуют в год 2200 т солоны, 2000 т куриного помета и 1100 т гипса.

Покровный материал, необходимый для формирования плодового тела шампиньонов должен иметь водопрочную мелкокомковатую структуру и нейтральную реакцию рН 7,2-7,6. обладать высокой влагоем-костью, водо- и воздухопроницаемостью. Его готовят из торфа в смеси с 20% гипса. В год для одногектарной шампиньонницы требуется покровный материал в количестве 250 т.

Комбай:) для приготовления компоста. Зарубежные аналоги для выполнения операций компостирования - укладка, перебивка бурта и внесение гипса включают 3 машины общей металлоемкостью 22 т. Отделом машин для защищенного грунта ВИСХОМ была предложена схема и разработан комбайн КПН-30 для приготовления компоста, совмещающего все перечисленные операции (рис.16).

Используя уравнение Лагранжа второго рода и принимая частицы компоста за механическую систему, совершающую плоскопараллельное' движение, если известны координаты ее центра масс и угол вращения вокруг оси, проходящей через этот центр перпендикулярно плоскости движения, иозно получить следующую систему уравнений:

Рис. 16. Схема комбайна для приготовления компоста КПК-30:

а) принципиальная схема:

1. накопительное устройство; 2. ходовая часть; 3. привод передвижения; 4. устройство для внесения гипса; 5. рабочая камера; б. заборный барабан; 7. битеркый рыхлитель; 8. формовочная камера; 9. поливочное устройство; 10. электрооборудование; 11. опорный винт; 12. стыковое устройство; 13. наклонный планчатый транспортер; 14. мотор-редуктор привода наклонного транспортера; 15. дозирующий барабан; 16. мотор-редуктор привода дозирующего барабана; 17. транспортер для подачи гипса; 18. колесо накопительного устройства; 19. привод транспортера для подачи гипса; 20. заслонка-дозатор; 21. мотор-редуктор привода таборного барабана; 22. мотор-редуктор привода битерного рыхлителя; 23. отражающий щит; 24. двер)«л формовочной камеры; 25. труба с отверстиями поливочного устройства; 26. скребок.

б) схема сил,действующих на частицу компоста!

d ат Вт

dt . ы. да-

d ат ат

dt . Эр ар

а ; а

й

Р

где Т - кинетическая энергия частицы; Q . Q - обобщенные силы; . . яр

а, р - обобщенные скорости.

Интегрируя дифференциальные уравнения (40) и определив по начальным условиям постоянные интегрирования, получим уравнения движения центра масс частиц компоста в обобщенных координатах с учетом прилипания частиц:

к, а к. а g р »'СДе 1 + СДе + —т К з1п(а+а+2ф), м, (41) 1 8 2шг 0

где £ - коэффициент, значение которого определяется опытным путем: при наличии липкости $<1, при отсутствии липкости £»1; К —Г+Ц+Г*)0'5. К — f-(l+f2)0-5 - постоянные коэффициенты. Причем,

г К, COSip \ г g' gCOStp

1—1- г+г--г з1п(а +2ip)--—соз(а+2ф), м

\ 2 Д k 2üf 0 4ш2

(42)

( К, COSip \ с g gCOStp

С - h—-- г+г--- з1п(а +2ф)--—соз(а+2ч>), м;

1 \ 2 Д k 2м2 0 4ш2 .

{ g gcosip

К, (r+r.)--- з1п(а +2(?)--—соз(а+2ф)}, м.

V 1 k ж 0 4и 1

2

где гни - радиус инерции частицы относительно оси. проходящей через ее центр перпендикулярно чертежа ,м; гк - плечо силы ¥

относительного центра масс С частицы компоста, м; ш - угловая

скорость вращения барабана, рад/с; ф=аг^(П - угол трения; а - угол наклона полярного радиуса, рад.

Если частица компоста отрывается от зуба барабана при величине угла о равной ап. причем о^«^, абсолютная скорость Усп центра Спо масс частицы равна:

J.

Vín=kVM2+Me(r+l)2~2Vi(o)(r+l)sln(ao+an)+pn2+2VHpcos(ao+an),M/c (43)

где VH - поступательная скорость комбайна, м/с;

к, а к. а g

р - С.К,ш£е 1 "+ С.К-ш^е 2 " + — i соз(а +а +2q>). м.

i J г г 2Ш о 11

Таким образом, условие отрыва и полета частицы компоста вы-

полняется, когда координаты центра масс а » ап и р » г + 1 и век-

тор скорости, величина которого равна Vcn. наклонен к горизон-

тальной оси под углом 5. Величина угла ап должна обеспечить .полет

частиц е зону второго - третьего битеров или в .зону формовочного щита. Начальные координаты Хо и Уо полета частиц из точки Спо:

I X - (г+1)з1п(а +а -90°)=-(г+1)соз(а +а );

1 О О П О »

I У - (г+1)соз(а +а -90°)-(г+1)з1п(а +а ).

10 о л о п

С учетом сопротивления воздуха движению частицы компоста Р -кшУ (к - коэффициент пропорциональности) дифференциальные уравнения центра масс частицы в выбранной системе координат хОу примут вид:

шХ'= -кХ;

(45)

ш\' - -ад -кУ,

решение которых описывает траекторию центра масс частицы: х-х. / 8 Г к(х-х Ь

у . у + -V ,<з1п5 + - Ш 1--2- . м. (46)

• V с03б1 сп к) кг 1 V соэб

СП СП

Для устранения затягивания 'компоста зубьями барабана под битеры угол <хп должна быть меньше угла с^ на величину Да « 10°:

ап < с^ - Да. (47)

Исследованиями установлено, что высота полета 'частиц должна быть ограничена величиной Н от диаметра барабана до крыши машины:

У < 0.9Н. м, (48)

та х

а также тем, что отбрасываемые частицы после свободного полета не должны попадать обратно на барабан:

где УХ1>Х1 - значение У при X - X,.

Проведенные исследования позволили определить рациональные параметры комбайна: скорость вращения заборного барабана пвар -73 об/мин; число оборотов битера пвц1 = 557 об/мин: длина зуба барабана 1п6а - 0,2м; длина зуба битера 1 т » 0,17м, без учета длины зуба радиус заборного барабана гвар « 0.6м и радиус битера геит "°-06м' Угол наклона швыряющего устройства у • 31°; высота крышц над вертикальным диаметром барабана Н - 1,65м. По уравнениям (47)-(48) построены траектории центров масс частиц компоста, слетающих с зубьев барабана и битеров, и определена длина формовочной камеры Ь - 3.5 м. Для определения необходимой мощности на передвижение комбайна рассчитано сопротивление компоста движению формовочных щитов, равное 430-460 Н.

Производительность комбайна определяется по уравнению:

а

М --, Т/Ч, (50)

где О - масса перерабатываемого компоста, т; 1 - количество дней, требуемых для переработки компоста, согласно технологическому процессу его приготовления; X - время основной работы комбай-

на в смену, ч.

Скорость комбайна при формировании бурта и последующей перебивке

W

V - - , м/ч. (51)

VB г

где Н^. и В - соответственно высота и ширина бурта компоста,«; К' - объемный вес массы компоста при каждой операции,т/м3.

В результате расчетов скорость комбайна при формировании бурта и первой перебивке составила 20 м/ч, на последующих перебивках 27-28 м/ч.

Машина Ийя приготовления покровной земли (рис.17) обеспечивает дозирование компонентов, их просеивание, смешивание и выгрузку (загрузку транспортных средств). Дозировка компонентов осуществляется двухкамерным бункером, через поперечные регулируемые щели которого, на движущуюся ленту в виде двухслойной массы поступают компоненты покровной земли.

Производительность бункеров - дозаторов:

i

G - ра!10Уя. кг/с, (52)

где р - плотность материала, кг/мэ; а - ширина выходного окна, м; ho - высота выходного окна.м; Ул - скорость ленты, м/с.

Рассмотрим процесс сводообразования массы сыпучего Материала на Фронтальной стенке. Примем, что угол наклона свода <р равен углу естественного откоса материала и количество материала, проходящего в единицу времени через каждое сечение по длине X, постоянно и равно

G, - р(ahV, кг/с, (53)

где h - текущая высота горизонтально движущегося слоя материала в бункерах, м; V - текущая скорость движения материала, м/с.

При этом в первом бункере на элемент слоя материала 1 Массой Дп^ "ptahdx действуют силы трения материала о ленту F и внутреннего трения в материале F ; во втором бункере на элемент слоя 1 - силы ?г и F ; во втором бункере на элемент слоя 2 кассой Äm2-p2ahdx - силы ?г и F22. Для предохранения цепи ленты транспортера от попадания сыпучего материала ширина выходного окна а должна быть меньше ширины ленты ад. При таком условии материал прилипает к боковой поверхности и на движущиеся слои 1 и 2 действуют соответственно силы Fe и F(J.

Опуская промежуточные выкладки составим уравнения движения слоев материала 1-2:

Рис.17. а) Схема машины дая приготовления покровной земли:

1. двухкамерный бункер-дозатор с транспортерным дном,

2. дисковый сепаратор, 3. смесительная камера, 4. лопастный смеситель.

б) Сводообразование массы в бункере дозатора.

- г,"17.-.00^.-2^

где & - угол между касательной к кривой (X) (направление действия сил г и ) и направлением движения X слоев материала 1 и 2.

Разработанные теоретические положения позволяют определить размеры образовавшегося свода, которые необходимы при расчете прочности шибера и фронтальной стенки, а также скорость выхода материала из бункера, что позволяет дать рекомендации по выбору скорости ленты или определить величину скольжения материала относительно ленты.

Также проведенные исследования движения слоя материала 2 во втором бункере позволили определить скорость ленты и размеры свода, параметры дозировки сыпучих материалов, режимы работы смесителя в требуемом диапазоне компонентов при периодической загрузке бункера и выявить влияние геометрических параметров смесителя на процесс дозирования.

Качество смешивания компонентов покровной смеси оказывает значительное влияние на урожайность шампиньонов. Нами был применен радиоизотопный метод экспериментального определения качества перемешивания компонентов покровной земли и тепличных почвосме-сей, т.е. было изучено влияние соотношения торфа и доломита различного фракционного состава на величину влажности покровного материала, а также наличие добавок проросшего мицелием компоста (5 и 10 % по объему).

Определение характеристик распределения компонентов покровной земли радиоизотопным методом проводилось установлением характера распределения в нем радиоактивного препарата при помощи сцинтиграфических устройств, сканирующих устройств и гамма-топографов, т. е. были исследованы характеристики перемешивания. При этом индикатором был выбран доломит мелкой фракции, который укладывали в металлический лоток и заливали радиоактивным йодом . (,Э11) активностью 100>1С, разведенным в 2000 мл воды. Высушенный в сушильном шкафу в течение 24 ч индикатор в количестве 10% по объему загружали в,бункер-дозатор. Отобранные пробы замеряли с помощью спектрометра на интегральных схемах типа НК-350 и колодезного счетчика/ш: -139А. Сканирование проб проводилось при помощи гамма-топографа ГТ-2. Качество смешивания оценивалось равномерностью распределения индикатора и его количеством в пробах.

Анализ результатов экспериментальных данных показал, что равномерность распределения компонентов в покровной смеси (машина МПЗ-ЗО) и в торфоперегнойной массе (смеситель СТМ-8/20) составляет 95... 96%. что отвечает агротехническим требованиям.

Расфасовка и упаковка грибов-шампиньонов. Качество выполнения процесса расфасовки характеризуется уровнем повреждения плодов и полнотой заполнения упаковок. Низкая, устойчивость плодовых тел к механическому воздействию и малое соотношение между средней массой одного плода (~12г) и номинальной массой упаковки (~500г) является основным критерием качества расфасовки и упаковки шампиньонов.

Представим процесс дозирования следующим уравнением:

Н » М/п + И + Ldl/djt, (55)

где № - критерий оценки дозирующего устройства; М - объем, дозируемого материала; п - емкость; I=dM/dt - расход материала; t - ~ -сопротивление в дозаторе; L -ригидность дозирующего устройства.

Таким образом, процесс расфасовки, шампиньонов представляется как двухкомпонентное дозирование, где одним компонентом являются плоды, а другим - упаковки. При зтои поток упаковок стабилен, а поток плодов носит стохастический характер, система технических средств расфасовки должна сглаживать крупнодисперсный поток плодов в ящиках массой 10, кг. нейтрализовать стохастические процессы. Чтобы процесс сглаживания возмущений носил неколебательный характер необходимо обеспечение условия затухания:

Сч=0.5x(n/L)° ®>1 т.е. г*п>41. (56)

Это выражение позволяет определить конструктивно - технологические параметры, обеспечивающие стабильность выполнения процессов. Начиная с некоторых размеров плодов их поток можно рассматривать как простейший пуассоновский поток, суммарное выражение для которого:

N(t)

Q(t) - I hit. t, .HJ. (57)

1-1 1 '

где H't - амплитуда соответствующая 1-му плоду; t( - время появления 1-го плода; h(t. t .Hj) - текущее значение потока; N(t) -цуассоновский поток.

Одним из важнейших элементов линии является питатель, осуществляющий транспортирование плодов шампиньонов, который должен обеспечить минимальную неравномерность выходного материала насколько это позволяет его реальная гранулометрия при минимуме повреждений плодов.

Синтезированное, на основе принципов и методологии поиска технических решений, устройство представляет собой виброимпуль-

сный ленточный питатель для нормированной подачи плодов, основой питателя служит транспортер с гибким ленточным органом установленным на концевых барабанах. Кривошипно - шатунный механизм Фрикционными пластинами выполняет Функцию виброимпульсного пооу дителя. Степень колебательного воздействия:

R„wzain[a+arcco3(l-li/R )]

Г - -кЬь

g cosa

где Rk - эксцентритет кривошипов, м; ш - частота вращения крин, шипов, рад/с; а - угол установки ленты транспортера, рад; ¡¡ расстояние между плоскостью центров окружностей движения то чек фрикционных пластин и нижней поверхностью ленты транспор тера, м; g - ускорение свободного падения, м/с2.

Скорость перемещения ленты определяется формулой:

V - wl^arccosd-tR^-hJ/R ]/я. м/с. ' <59;

Установленные зависимости позволили создать линию для расфа совки и упаковки, адаптированную для работы с легкоповреждаемыми плодами грибов - шампиньонов.

Гидропоника

Производство растений методом гидропоники исключает трудоемкие процессы, связанные с приготовлением, обработкой и стерилизацией тепличных почвоскесей и решает задачу рационального корневого питания. Растения выращивают либо на заменителе почвы - инертном субстрате (гравий, керамзит, минеральная вата), либо бессубстратным способом. Классификация оборудования для выращивания растений без почвы, включая способы подачи питательного раствора, приведена на рис.18.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования технологических режимов гидропонного выращивания рассады (огурцов. томатоп, картофеля), плодовых овощей (огурцов, томатов), зеленных культур (сельдерея, петрушки), зеленого лука и зеленого корма для подкормки животных, позволили разработать и внедрить в производство одноярусное и многоярусное гидропонное оборудование.

Субстрат обладает свойствами фильтрационной среды. В бессубстратных системах в процессе вегетации растений корневая система образует корневой пласт, также обладающий с гидротехнической точки зрения фильтрационными свойствами. Уравнение, описывающее движение влаги в пористых средах, базируется на применении закона Дарси:

V - k(W)—, м/с. (60)

dx

Оббрудс Ь они» д*р еидропсники

________, г

Одмарруснь«: систем* ] ^ногояоу^ые системы

| Азрожлънь*р уетройсто*

1 I-

£

>5

I И

г

I

I

4

СП

Рис.18. Классификация оборудования для гидропоники.

где V - скорость движения раствора, м/с; К(И) - коэффициент вла-гопроводимости, зависящий от влажности V/ и переходящий в насыщенном потоке в коэффициент Фильтрации Ко; аФ

-- градиент полного давления.

ах

Время йодачи питательного раствора лимитируется повреждением корневой системы фильтрационным потоком. При субирригационной подаче к корневой системе минимальная скорость фильтрации раствора в субстрате достигается при равенстве времени подачи и слива раствора, а максимально допустимая скорость фильтрации V составляет 0,02 см/с. Для реального субстрата со средним диаметром частиц 0,5 см полученная эмпирически величина скорости фильтрации в 2 раза ниже критической.

Были рассмотрены фильтрационные потоки для двух конструктивных решений вегетационных лотков. При проточном способе попользовался подход, базирующийся на применении уравнения Дюпюи:

I ан

V - Ко 1 + — , (61)

сШ

где 1 - геометрический уклон; -- пьезометрический уклон; Ко -

коэффициент фильтрации, причем для ламинарной фильтрации у-1.

Многоярусные установки. Основным элементом многоярусной гидропонной установки, выполняющим ее целевую функцию, является вегетационный сосуд-растильня, дно которой служит одновременно ложем для корневой системы растений и водоупором потока питательного раствора. Гидравлическая схема стеллажной установки и растильни представлена на рис. 19.

При поливе раствор заполняет поры корневого пласта и движется под действием гравитационных сил. Если рассматриваемый процесс с течением времени не меняется, то движение раствора через пласт является установившимся. В этом случае количество раствора, поступающее в растильню, практически равно расходу через сточные отверстия. Этому режиму предшествует неустановившееся движение раствора, при котором происходит насыщение Фильтрационной среды и уровень раствора в растильне повышается.

После отключения насоса движение раствора через пласт вновь переходит в режим неустановившейся фильтрации. Таким образом, время контакта раствора Т с корневым пластом состоит из трех периодов:

Т - Тн + Ту + Т„. с. (62)

где Тн - время насыщения корневого пласта до предельной глубины; Ту - время действия установившейся фильтрации, с; То - время опорожнения растильни, с.

а)

тУ

■ |. >—> I I, > I I I; I

1.1.'" ■ 1 ». I I

ШМ:

Л—ь д...ь д

н,г

■ ■■■■■... ЪомЛмтм«м мя»гуч и!..... ишемии»

б)

Рис. 19. Гидравлическая схема: а) стеллажной установки; б) растильни. Л Рс к-^иуар, 2. насос, Л. распределительно« магистраль, 4. растильня, 5. слипная магистраль.

Рис.20. График наполнения (1) и опорожнения (2) растильни.

А.» з г 1 аг й' о,г аг О.чег»

ы.Г

Рис.21. Номограмма зависимостей расхода раствора от технологических и конструкционных параметров.

Тогда уравнение наполнения растильни можно представить в следующем виде:

С^сК - 5пк311 + к1ЬПсП. м3, - (63)

где С1п - количество раствора, поступающее в растильню в единицу Бремени. мэс"1; э-площадь растильни, мг; п - гсорозность корневого пласта; I - гидравлический уклон; Ь - ширина растильни, м; 1ч - глубина раствора, м; БшсЗП - количество раствора, которое пойдет на наполнение растильни, м3; к1ЫкК - элементарный объем раствора, прошедший через сливные отверстия растильни за время (31, полученный исходя из условий неразрывности потока раствора в растильне, м3 ; к-коэффициент фильтрации, мс"1.

Конечный уровень раствора в растильне определяется расходом раствора, шириной растильни и гидравлическими показателями - коэффициентом фильтрации и гидравлическим уклоном.

Установлена зависимость:

<31 <«1

- - - , , (64)

т Ъ - Ь

где т=5тЬ/к1ЬЬ - постоянная времени наполнения, представляющая собой время, в течение которого корневой пласт в растильне, имеющий объем Б!1 и порозность гл. заполнился бы до уровня если бы в растильню поступало постоянно в каждую секунду кИЛ-С^ раствора без одновременного стока раствора из растильни.

Уравнение (64) является дифференциальным уравнением наполнения растильни, а его интеграл

г <П г <111 - - --(65)

1х Ь - И

1

позволяет получить закон наполнения растильни:

П - Ьу [1 - ехр^- - | ]. м.

(66)

Постоянную времени наполнения т можно определить графически (рис.20), так как х - 11 причем V - угол, образованный с осью ординат касательной, проведенной к кривой наполнения для |>0. Глубина раствора в растильне устанавливается при ь - Зт. Закон опорожнения растильни имеет следующий вид:

й - \ ехр(-1/т). м. (67)

Следовательно, время наполнения растильни и время ее опорожнения можно выразить так

Т - Т - Зт, с. (68)

Изменение количества раствора в растильне во времени можно определить из следующих уравнений:

Ин - БпЛ [1 - ехр^ЛП.н3; (69)

Шо - 8тпуехр(-ит).м3.

Количество'раствора, находящееся в контакте с корневой системой на любом участке растильни при неустановившейся фильтрации: И + VI - ЭиЛ - сопзи (70)

и о у

Исходя из этого

Т - Т4 - бт + Т , с. (71)

где Та - рекомендуемое агротребованиями время контакта определенного количества раствора с корневой системой.

Время подачи раствора в растильню Т . фактически являющееся продолжительностью работы насосной установки при односекционной раствороподающей системе, соответственно равно

Тп - Зт ■+■ Ту. с. (72)

При одних и тех же конструктивных параметрах растильни значение т тем меиыпе. чем больше скорость фильтрации раствора. Следовательно. форма для растильни должна обеспечивать такое формирование корневой системы, при котором корневой пласт обладает высокой водопропускной способность». Поэтому в установке для зеленого корма, имеющего сильно развитую корневую систему, были применены растильни с гофрированным дном. Оптимальные размеры гофр определены по максимальной производительности, которой соответствует шаг 40 мм и глубина 10 мм. Расход жидкости из донного отверстия для растильни:

йс - . м3. ' (73)

где йс - - коэффициент истечения и степени сжатия струи; о -площадь сточных отверстий.мг.

Коэффициент истечения определен экспериментально и равен для зеленого корма 0.6, для лука-пера - 0,75.

Сравнение полученных значений ^ показывает, что корневые пласты уменьшают расход раствора чз сливных отверстий, а при увеличении угла наклона растильни возрастает расход, увеличиваются емкость резервуара, мощность насосной станции,' материалоемкость установки. Для улучшения условий слива рекомендуется задавать 0=0,5+1°, причем низким фильтрационным свойствам корневых пластов должны соответствовать больше значения угла а. Для' зеленого корма и лука-пера принято значение а = 0,5°.

Полученные расчетные зависимости, позволяют определить все

параметры, обеспечивающие требуемую глубину раствора и допустимый перепад ее по длине растильни. Для определения расхода раствора и площади сточных отверстий по заданной глубине потока 'построены номограммы (рис:21).

При использовании установки для различных культур,расчет параметров растильни необходимо произвести по основной. При переходе на другую культуру угол наклона растильни - с определенными площадью сточных отверстий ш и отношением N - для новых значений глубины раствора, коэффициентов фильтрации и истечения можно определить по формуле:

а - агсзШ

град

(74)

и подсчитать новое значение расхода раствора.

Таким образом, универсальная установка должна иметь регулируемые угол наклона растильни и расход поступающего раствора.

На установках для выращивания рассады, где требуется более жесткий режим полива, был применен поплавковый водовыпуск, представляющий собой'вертикальный цилиндр, оборудованный поплавком и имеющий окна для слива раствора.

Установлено, что угол наклона для вегетационного сосуда должен быть в пределах 0,5° - 1,5°.

Одноярусные системы имеют стационарные дренажные вегетационные стеллади с обратным уклоном по отношению к подаче питательного раствора.

В целях рационального использования объема резервуара применяется секционирование питательного раствора по стеллажам. При этом критерием определения количества секЬий является допустимый интервал подачи раствора.

Анализ распределителей и способов секционирования позволил рекомендовать колодцевнй поплавково - клапанный распределитель. Процесс наполнения одной секции через колодцевый распределитель можно выразить в параметрической Форме:

г.

2Н

»1

2Н

у

^ а )/7

а-1

1п

2Н„(1-а)

2Н„

+ -

1п

1-а

1-а

1

+

где 1 • уровень раствора в секции, м; - уровень растворз в колодце, м; м ™ 2с - м; Ну - напор при установившемся движении, м; а - соотношение площадей колодца и секции.

Отсюда можно .получить, что время стабилизации процесса наполнения секции:

Н ^

т - в . с. (76)

г а

где В - 16.4 - параметр эмпирической зависимости; 0 - расход поступающего в распределитель раствора. м3/с; - площадь сечения колодца. мг.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что жесткое крепление клапанов в распределителе не обеспечивает надежность посекционной подачи питательного раствора. Поэтому было предложено конструктивное решение, при котором нижний клапан при работе верхнего закрывается за счет телескопического сочленения штоков.

Исследования, и практическая проверка возможности наступления, и период движения клапана, статического равновесия, подтвердили технологическую надежность работы клапанного устройства с телескопическим сочленением.

Разработана также узкостеллажная односекциокная система подачи питательного раствора. Выполнение вегетационной емкости в Форме гребенчатого блока узких стеллажей полезной площадью до 18-20% в сравнении с обычными гидропонными системами, обеспечивает значительную экономию субстрата, раствора и строительных материалов.

На основании проведенных исследований по гидропонике были разработаны, защищены авторскими свидетельствами и патентами, прошли испытания и внедрены многоярусные установки для производства зеленого корма УЗК-250, для выращивания цветов ЦУГ-3, для выращивания зеленого лука СГУЛ-30, для выращивания рассады и зеленных культур УВР-1200; одноярусные системы колодаевый распределитель питательного раствора РКПК - 4, теплица узкостеллажная гидропонная ТУГ-20; блок автоматического питания БАП-2000, комнатное вегетационное оборудование - комнатный парник "Тюльпе", 'оконный парник для рассады и зеленных культур, домашний парник "Флора"; установки специального назначении - "О&зис-Г, "Вазон" для космических орбитальных станций, "Говор" для подводных лодок и "Латук" для ледоколов и кораблей дальнего плавания.

4.Синтез системы мапин

При решении задач синтеза требуется определить структуру системы и такие значения ее параметров, которые обеспечивают тре-

буемые показатели функциональных характеристик. При этом принятая концепция определяет оптимальный набор, технологическую и параметрическую взаимосвязь, универсальность и унификацию -комплекса машин и зависит от эксплуатационных и производственных издержек. Слагаемые концепции машины и комплекса определяют концептуально -экономическую эффективность всего комплекса, возникающую в результате взаимного влияния машин,, а также организационных и технологических условий функционирования комплекса.

Графическая интерпретация комплексной взаимосвязи машин для теплиц, симплифщируя сетевой график, основываясь на последовательности выходов и их характеристик. позволяет .построить блок-схему комплекса машин по укрупненным технологическим операциям (рис.22). Блок-схема синтезирует каналы для осуществления функций системы и представляет собой графическое описание структуры, как строения системы. Из блок-схемы видно, что технологический процесс содержит 57 наименований основных операций. Число повторов этих операций может быть различно, в зависимости от культурооборотов. Из них 47 операций механизировано и выполняются они при помощи 18 технологических средств. Анализ блок-схемы показывает. что при возделывании огурцов и томатов используются, в основном, одни и те же машины. Отличие составляют некоторые технические средства по производству томатов - опыливатель цветов ОЦП-65, а также специальная машина МБЗТ-1,0, применяемая при выращивании огурцов на соломенных тюках.

Другая особенность комплекса - наличие ряда универсальных машин для выполнения наиболее трудоемких работ по приготовлению и обработке тепличных почв за счет совмещения операций и перенастройки рабочих органов для выполнения различных работ. Так, смеситель торфоперегнойной массы СТМ-8/20 ;в едином технологическом процессе выполняет дозированную подачу компонентов смеси, внесение минеральных удобрений, просеивание, измельчение и смешивание массы. Машина для обработки почвы МПТ-1.2 за счет перенастройки режима работы (скорость вращения барабана, глубина обработки, поступательная скорость) обеспечивает вскапывание и фрезерование почвы.

Перестройка блок-схемы по принципу системы массового обслуживания. когда машины представляют собой каналы, а операции образуют очереди ожидания- (последовательность определена индексами), позволила разработать граф-передач комплекса машин для теплиц (рис.23). Граф-передач интерпретирует функционирование комплекса.

Рис.2?. Блок-схема технологических операций комплекса машин для теплиц.

№ тех- № в Ns тех-

блск-схеыз нологического технологическая операция блок-схеме нологического технологическая операции

индекса индекса

1. 1. г. дозированная подача компокешоа смеси; внесение минеральных удобрений; 4. . пил; подвозка рассады для подсадки;

3. просеивание мессы; 5. уборка урожай на ярусах;

2. 4. смешивание массы; 13 лосвечивакие рассады;

1. 2. погрузка отходов; 14 разбрасывание органически*

удобрений;

3. 3. погрузка компоненте» смеси; 15 разбрасывание микеролшыл

1. транспортирование отходов; удобрений;

2. транспортирование смеси; 16 фрезерование необработан-

3. транспортирование рассады; ных участков и под культуру-

4. транспортирование органических уплотнитель;

3. удобрений; 17 1. нарезка борозд

транспортирование опилок; 2. засыпка заполнителя бороз-

• 6. транспортирование растительных ды (соломенный тюк, соло-

7. остатков; менная сечка);

транспортирование мусора; 18 замывка удобрс!сий;

4. 1. плакирование почвенной смеси; 19 раскладка регистров;

S. 2. ырсбание растительных остатков; 20 посадка рассады;

2. вскапывание почий; 21 1. подвязка шпалер;

лропаривание почвы; вскаггьшагше необработанных мсст, 2. уборка урожая; ,

6. 22 формирование растений;

7. пропиривание почвы; 23 прополка;

8. 1. подвешивание светильников; 24 1. опрыскивание растений ядо-

9. изготовление горшков с посевом . химикатами;

10 1. семян; 2. увлажнение;

дезинфекция лотков; . 3. подкормка;

11 1. 2. транспортировка тары; полвозка соломы; 4. обработка" растений пере; срезкой;

3. удаление мусора; 25 подъем регистров;

12 4. сивоз готовой продукции; 26 выращивание резервной рас-

1. расстановка рассади; сады;

2. набор рассада с вывозом из сек- 27 носе» се мл н и уход w се »1 ща-

3 ций; ми;

развозка соломы для мульчирова- 28 опиливание пне гон щмлт»

сл 01

РисЛЗ. Граф-передач комплекса машин для теплиш 1. смеситель Торфоперегнойной массы СТМ-8/20; 2. погрузчик-экскаватор Э-153; 3. шасси Т-16; 4. бульдозерная навеска БН-1,4; 5. машина для обрабрабегтки почвы з теплице МПТ-1,2; й. электрофреза ФС-0,8, адекгоромотыга ЭМ-12; 7. оборудование для процаривання; 9. машина для поделки горшочков ИГТ-10; 10. опрыскиватель для защищенного грунта О ГЗ-120 М; 11.универсальный тепличный погрузчик ГТУТ-0,7; 12. тележка тепличная универсальная ТУТ-100; 13. Оборудование для досвечикалия рассады ОТК-520/60; 14. бульдозерная нанеска БН-1,4; 15. разбрасыватель минеральных удобрений РМУ-8,5; 16. фреза самоходная ФС-0,8, адеггороыеггыга ЭМ-12; 17. машина для поделки борозд и засыпки соломенных тюков МБЗТ-1,0; 21. платформа-стремянка ПСП-1,4; 24. автоматический самоходный тепличный опрыскиватель АТОС-0,5; 26. установка для выращивания рассады УВР-1200 (установки дм выращивания цветов ЦУГ-3); 27. сея.иаСГ-6; 28. опыливатель пветовтоматовОЦП-65;8,18,19,20,22,23,25-вручную. Примечание: расшифровка индексов технологических операций на рис.22.

вскрывает петли обратной связи и обрисовывает многокгнальность системы. С его помощью алгоритмируется комплекс.

Математическая модель комплекса машин для теплиц. Анализ •накладываемых ограничений позволяет выполнять варьирование параметров машин, входящих в комплекс, с целью оптимизации комплекса по критерию его концептуально-экономической эффективности. Выбор параметров и смысловая нагрузка модели заключается в том, что машины для теплиц связаны прежде всего последовательностью и взаимоувязкой при комплексном выполнении технологических процессов возделывания и уборки овощных культур.

Календарный год разбивается на Т периодов с номерами 1-1.

2..... Т. Каждая 1-ая работа выполняется в объеме С1 и должна

осуществляться в пределах части или всего допустимого агросрока, охватывающего Ц1и> I ), где 1 -возможное время начала выполнения 1-ой работы, а 1)|( - возможное время окончания 1-ой работы. •Значения (;1н, выбираются по агрокартам.

Заметим, что все работы, выполняемые в теплице,'разделяются на двр> группы:

- регламентированные (объем работ для которых жестко определяется агрокартами, например, полив растений, химическая дезинфекция и т.д.);

- нерегламентированные.

Нерегламентированные работы выполняются только в рабочие дни, исключая воскресные и праздничные дни. Регламентированные работы выполняются в любые дни года, .включая праздничные дни., . Каждая из 1-ых работ потенциально может выполняться 1-ым агрегатом. Каждый 1-ый агрегат имеет определенный состав, который может быть охарактеризован известной номенклатурой Ьхв - средств механизации и Ь,, - числом сельскохозяйственных рабочих, 1 - номер агрегата, Ь - количество средств в агрегате при односменной работе агрегата, к - номер машины. Количественный состав Ьке агрегата показывает сколько средств механизации (или рабочих при к-1) заняты в 1-агрегате.

Для математического описания модели вводятся следующие группы переменных: хк - потребное число механизмов (или рабочих при к=1); х - время, в течение которого заняты механизмы е-агрега-та на выполнение 1-ой работы в 3 период времени. В величину х,, обозначающую общее число рабочих, не вводят механизаторы и работники, занимающиеся обслуживанием механизмов комплекса. Для каждого З-го периода времени может быть записан баланс использования одноименных к-средств механизации:

Величина Хк определяется по наиболее напряженному периоду работы. От неравенства можно перейти к равенству, введя дополнительную условную, фиктивную переменную показывающую величину недогрузки к-го средства- механизации (в штуках) в З-нй период времени, по отношению к самому напряженному периоду работы. Для самого напряженного периода работы X -0. Тогда, уравнение баланса машины (балансы использования одноименных средств механизации) имеет вид:

\ - хи " 1 ЬК. (78)

Норма выработки 1-ого агрегата в смену при выполнении 1-ой

работы равна а11. Следовательно, 1-агрегат за время работы Х], сможет выполнить в ;)-ый плановый период амХП1 объем работ. Сумма таких объемов за весь период ] от до должна быть равна С1 объему по 1-ой работе. Это составляет обязательное'условие выполнения заданных объемов работ в допустимые агросроки:

**хЛч'сг (79)

Многие работы в теплице необходимо согласовывать между собой по срокам и обьемам выполнения. Согласование работ может быть полным или частичным. При полной согласовании работ определенный суммарный объем 1г-ой работы должен выполняться после завершения работы 1( -ой. При частичном согласовании работ, необходимо, чтобы объем 1е-ой работы, выполненной за период I и все ему предшествовавшие, был не менее объема й,ги- Согласование объема работ позволяет выяснить относительный сдвиг во времени согласуемых работ, при этом учитывается коэффициент приведения 1г-ой работы к -ой работе, вычисляемой как Си/С1г - соотношение масштабов разных зависимых работ, необходимое для записи уравнений в общих единицах, представляющих собой минимальный объем предшествующей операции, необходимый для начала последующей работы. Пусть 1г-ая работа по агросрокам выполняется в период с ьг по I; . а ^-ая работа выполняется с г1и по Тогда условие согласования работ:

чЬпЛ.и а1г1хтз > <80>

а С1И 1г а сг.1

ГДе Ч " Чн' Чнм.....

Полученное условие непрерывности согласования технологического процесса предполагает, что окончание 1-ой работы наступает позднее начала второй работы.

Работы могут выполняться синхронно и асинхронно. Условие синхронного выполнения работ соответствует случаю <11г1,~0. Для уменьшения числа переменных, входящих в неравенство (80),.выпол-

няется переход к равенству (SI), введением переменных у . ..Переменная у показывает запас над минимальным объемом работ, который необходимо выполнить на -ой работе перед выполнением 1г-ой работы в J-ый период планирования. Переменная У113>0- Таким образом, условие согласования работ записывается в виде:

Ja..ix»..j " W т)

J 11Н Sa

Далее определяются затраты, связанные с годовым циклом содержания К-ых средств механизации.

F - £ С X , (82)

к " *

где с - затраты, связанные с годовым содержанием К-ых средств механизации.

В состав С^ включается сумма амортизационных отчислений на реновацию, отчисления на ремонт и затраты на технический уход техниги. В первом приближении считается, что всё эти величины пропорциональны цене техники, поэтому в качестве С^ берется цена К-ого средства механизации. Необходимо определить такой количественный состав комплекса машин, чтобы F - mtn(F(XK)).

С целью ускорения определения оптимального значения целевой Функции F ограничивается сверху количество d^-ых средств механизации. где dk верхний предел ограничений XR (количество машин).

Итак, общая математическая модель для определения комплекса' машин имеет следующий вид:

F=mln F(Xk) - условие минимума стоимости средств механизации;

F(XK) СКХК - целевая функция;

,Z,a X -С - условие выполнения заданных объемов работ 3 3 в допустимые агросроки;

X -X -ïb X -О - баланс использования одноименных средств ] J механизации;

t

гн q

1 а X - -il- у я y _v = л

. 111 ни г 121 121tîH 11 IЙН 121Г

J 1H 12

С

а X - 1 1 я у „V + Y аП

ni 1П»гн*1 п °Гг1 1 г 1 t^H + i 'шгнм 'тгн , ^ggj

c,i

я X _ ..il я Y - V + Y =П

m mtik p. 121 UHlk litlk ntik-l

- 59 -

0<Х>«1)(. К-2,3.....Кп - содержание номенклатуры комплекса:

0<Х1и<1 - ограничение несменности работ.

Таким образом, изложенная математическая модель.сведена к задаче линейного программирования. Кроме того, переменные Хк являются целочисленными величинами (для регламентированных работ), а остальные переменные могут принимать нецелочисленное значение. Поэтому, построенная математическая модель в общем виде представляется как частично-целочисленная задача линейного программирования.

Разработка программ и алгоритмов решения. Построенная математическая модель позволяет определить количественный состав комплекса машин и составить сетевой график технологии возделывания и уборки плодовых овощей. Кроме этого, имеется возможность варьирования параметрами машин для определения оптимального состава комплекса.• Например, при увеличении или уменьшении производительности машин комплекса изменяется стоимость машин, что позволяет определить оптимальную производительность машин с целью уменьшения общей стоимости комплекса.

Для описания метода решения задачи вводится ряд понятий. Множество наборов {хщ.х^) удовлетворяющих условиям задачи,называется областью определения или допустимой областью задачи целочисленного программирования и обозначается через Ь". Для сокращенного обозначения задачи применяется запись ((Лс), где с -вектор-столбец, состоящий из элементов с^ Оптимальное решение обозначается через х(Ьц,с). Наряду с оптимальным планом х0П1 -(х1о111,хгопг.....хпоп1) будем рассматривать расширенный оптимальный план !

Хопт ° ^опт^оптЛопт.....ХРп' (84)

где Гппт = I СЛ..

опт ^^ ] 3

Сокращенный оптимальный расширенный план обозначается как х(Ьм,с)

'Для формирования матрицы условий используется модифицированный симплекс-метод с применением мультипликативного представления -обратной матрицы. Для формирования матрицы условий требуемого типа необходимо разработать специальную программу. Исходными данными для формирования матрицы условий является специальная база данных. В результате решения задачи рассчитан парк комплекса ма-иин. на основании которого составлен и утвержден паспорт на комплексы машин для защищенного грунта, а также;

1. Банк УС - характеризует полный объем работ, т.е. объем работ на 1-ой операции;

2. Банк БМ - загрузки машины и механизмов, в том числе вели-• чины недогрузки машины по сравнению с максимальной загрузкой;

3. Банк ДГ - определяет опережение одной зависимой работы от другой;

4. Банк X - график выполнения работ, т.е. количество нор-мо-смен. выполняемых на 1-ой операции первой машиной;

5. Банк XX - показывает максимальную загрузку машины;

Пример послеоптимизационного анализа.

1. Машина МПТ-1.2 - оптимальная производительность совпала с заданной;

2. Машина ФС-О,8 - производительность имеет запас;

3. Машина ИГТ-10 - производительность имеет запас;

4. Машина 03Г-120А -оптимальная производительность близка к 'заданной;

5. Машина РМУ-8,5 - оптимальная производительность совпала с ■ заданной;

6. Машина ПУТ-О.7 - оптимальная производительность совпала с заданной;

7. Машина АТОС-0,5 - оптимальная производительность с.овпала с заданной;

8. Машина БН-1,4 - необходимо увеличение производительности в 1.69 раза;

9. Машина СТМ-8/20 - расчетная производительность близка к оптимальной;

10. Машина КПК-30 - оптимальная производительность совпала с заданной;

11. Машина МПЗ-ЗО - имеется возможность снижения производительности в 2 раза.

В данном примере варьирование параметрами машин производилось при условии прямой зависимости между стоимостью машины и ее производительностью.

5. Перспективные направления дальнейшей индустриализации защищенного грунта

Первый этап индустриализации защищенного грунта достигнут благодаря внедрению промышленных машинопригодных культивационных сооружений с автоматизацией регулирования параметров микроклимата и разработанных на основании исследований, изложенных в предшествующих разделах настоящего доклада, комплексов машин, механизирующих основные трудоемкие работы в почвенных и гидропонных теплицах.

В соответствии с тенденциями развития комплексной механизации работ в существующем защищенном грунте можно определить следующие первоочередные задачи создания специализированных технических средств: линия для приготовления рассадных ' и почвенных смесей (производительность 23 т/ч);' оборудование для обеззараживания почвы (0.025 га/ч); опрыскиватель с дистанционным управлением (800-1000 м*); машина для внесения органических удобрений (2 т/ч, 1.4 м захвата); ультразвуковой опыливатель соцветий томатов; машины и оборудование для удаления растительных остатков в теплицах и шампиньонницах; комплекс машин для возделывания редиса; оборудование для подъема и раскладки регистров и надпочвенного обогрева; мобильное оборудование для мойки кровли теплиц; оборудование для послеуборочной обработки, упаковки и этикетирования тепличной продукции и др.

Второй уровень индустриализации защищенного грунта может быть достигнут созданием и внедрением робототехнических комплексов.

Третий уровень - это производство продукции в блочно-модуль-ных роторно-конвеерных гидропонных комплексах с регулированием процесса биосинтеза на базе интеллектуальных экспертных систем реального времени.

Тепличный робототехнцческий комплекс (РТТК). Робототехничес-кий комплекс для блочных теплиц включает следующие основные составляющие: транспортно-координационную систему с универсальным мобильным энергетическим средством; систему технического зрения; универсальный манипулятор; комплект специализированных рабочих органов; блок автоматического управления.

Первоочередной задачей при создании РТТК являлась разработка транспортной системы для перевозки автоматических манипуляторов и грузов. Условия формирования транспортных потоков в блочных теплицах создают предпосылки для достаточно простой схемы транспортной системы робототехнического комплекса. Наиболее существенными из них являются: ограниченность рабочей зоны, упорядоченность расположения элементов конструкции теплицы и сопряжения транспортных путей только под прямыми углами. Это позволяет построить транспортную систему по координатному принципу, согласно которому движение транспортного средства в любой момент времени осуществляется только по одной координате.

Положение каждого растения в теплице определяется двумя параметрами: номером рядка, где оно находится, и расстоянием от начала этого рядка до данного растения или номером растения в рядке. Осуществление движения транспортной системы, организованной по такому транспортно-координатному принципу заключается в после-

довательном перемещении робототехнических средств сначала по центральному проходу теплицы, а затем по рядку с растениями (рис. 24). В междурядьях робототехнические средства перемещаются с помощью универсального транспортного модуля, движущегося по жестким направляющим. Это обеспечивает фиксированное положение робота в пространстве при выполнении технологических процессов. Смена позиций робота из одного междурядья в другое и для вывоза готовой продукции в реализационное помещение происходит в центральном коридоре теплицы с помощь» мобильного автоматического энергетического средства.

При создании координатной транспортной системы (КТС) были исследованы транспортные потоки в блочных теплицах. В основу математической модели транспортных потоков в блочных теплицах был заложен пуассоновский поток событий. При ее создании использованы положения и приемы теории массового обслуживания. Составлена соответствующая система дифференциальных уравнений Колмогорова:

сИ

ррс ь> + ц'Р'^ша^ш+^а)];

СЗР' (С)

—- 1Х.пи)Р0(и - Р'^Ш^' + и^и)];

<П

(1Р. Ш

-и_ е

сП

им+п^и^., ш+м'руи+мр^.т-

(85)

ДР'3 (Р СП

- и):

О - 1,2,3..... 1.

где Ро Р,. Р2. Р3 Р, л Ро'____ Р^ 'т... Р,' - вероятности наховднения

системы в состояниях X Х.ХХ X X '____ X,'____ X.'.

,, 0.1, г. ). I я о ' ) ' 1

Нормировочным условием даннои системы является равенство

¿И

I [Р,и)+Р\и)]-1.

3=0 1 3

(86)

Представленная система дифференциальных уравнений является математической моделью работы КТС. Исследуя ее. можно определить зависимости функции распределения вероятностей состояний КТС от различных параметров среды и самой системы, параметров КТС и ее

1 - центральная дорожка теплицы, 2 - телсжю-ностсль, 3 - трап для заезда на регистр, 4 - тележки модули, 5 - направляющие (регистры обогрева), 6 - перегрузочный стол, 7 - транспортный коридор теплицы.

Рис.25. Номограмма для определения параметров транспортной системы.

Рис.26. Схема робота для выборочном уборки шпалерных огурцов:

а) УМ-01:

1. контейнер для плодов; 2. ходовая часть; 3. кабель питания; 4. оптическоо поисковое устройство; 5. направляющая штанга; 6. схват и манипулятор;

б) схват манипулятора:

1. зажатый в зеис плод; 2. ¡талики; 3. рычага захвата; 4. приводной шкив; 5. микроэ-лекгородкнгатсль; б. рычаг-шептало; 7. шатун.

основных элементов. Исследования разработанной модели работы транспортной системы в блочных теплицах проводились с помощью ЭВМ. Для решения системы уравнений разработана специальная подпрограмма. Она позволила вычислить функцию распределения вероятностей состояний КТС на основе определения необходимого для выполнения технологических операций количества междурядных модулей. Коэффициент простоя тележки-носителя и коэффициент использо-. вания междурядных модулей, а также необходимое количество междурядных модулей определены в зависимости от скорости тележки-носителя и междурядных модулей, грузоподъемности тележки-носителя, интенсивности потока заявок от растений на выполнение необходимых технологических операций, количества междурядий в теплице, длины междурядий, производительности человека или машины, выполняющих технологическую операцию.

Па рис.25 приведены номограммы для определения параметров транспортной системы применительно к конкретному культивационному сооружению.

На основании проведенных исследований в ВИСХОМе разработано универсальное энергетическое средство (МЭС) для теплиц, представляющее собой шестиколесное шасси, предназначенное для движения по центральной дорожке культивационного сооружения. МЭС оборудовано системой прямолинейного движения по центральной дорожке теплицы и системой автоматической ориентации, позволяющей выполнять точное позиционирование МЭС около междурядий или мест перегрузки путем распознавания специальных оптических меток, расположенных по всей длине центральной дорожки теплицы. После того, как МЭС проходит определенное расстояние, его фотодатчики ориентации, работающие в инфракрасном диапазоне спектра, фиксируют эти метки и обнуляются показатели датчиков пути мерными колесами. Вследствие этого исключается ошибка в ведении МЭС, неизбежно возникающая из-за пробуксовки мерных колес и неровностей в покрытии дорожки.

Позиционирование МЭС около междурядий и мест перегрузки осуществляется путем измерения расстояния, пройденного им от последней оптической метки. Поскольку количество пройденных оптических меток также подочитывается, система автоматической ориентации МЭС обеспечивает точное позиционирование у любого междурядья в любом месте центральной дорожки теплицы.

Для автоматизации производственных процессов необходимо адаптивное управление автоматическими рабочими органами, в том числе манипуляторами на основе поисковых распознающих систем и датчиков ближней локации объектов манипулирования. Неопределенность положения растений в пространстве, случайный характер расположения соцветий, плодов и других объектов технологических воз-

действий требует оснащение робототехнического комплекса для теплиц развитой системой технического зрения, которая должна обеспечивать распознавание: контуров растений, соцветий, "отработавших" листьев, очагов болезней и вредителей, плодов и конструкционных элементов теплицы.

Метод анализа уровня отраженного оптического излучения и спектрального состава по результатам статистической обработки сигнала фотоприемника сенсорного органа установки, позволяет оценить как геометрические параметры растительной среды, так и интенсивность и качество протекания биологических процессов.

С целью выявления наиболее характерных признаков, выделяющих определенный объект в обще/1 вегетативной массе (плод, сухой лист, пораженный участок и др.) проведены измерения растений в целом и искомого объекта отдельно. При этом исследованы такие свойства как относительный коэффициент отражения, спектр отражения, форма и амплитуда сигнала фотодатчика, геометрическое расположение искомого объекта в пространстве, динамика изменения интенсивности отражения от объекта во времени, например, от плода в процессе его созревания. Разработанное на базе данных исследований техническое зрение дало высокую надежность обнаружения объектов. Пропуск составил лишь 555, причем необнаруженные объекты попадают в зону видимости при последующих проходах и сканировании.

Установлено, что пространственные признаки растения (форма, цвет, положение в пространстве и др.) определяют характерный для него пространствен:ю-частотный спектр, выделение которого с помощью анализатора вертикально вытянутых обьектов уменьшает вероятность ложных срабатываний для заданной вероятности пропусков поискового органа. При этом сигнал фотопреобразователя после квадратичного детектирования определяется выражением:

где У(ш) - результирующая частотная характеристика анализатора. В/с; ФЕ(<о/У) - пространственный спектр изображения, Вмс; V -скорость движения анализатора, м/с; ш - пространственная частота, 1/с.

Исходя из целей и условий эксплуатации установлено, что поисковый орган должен быть оптико - механического типа с перемещением элементов оптики и поэтому было выбрано устройство строчного поиска, механизм сканирования которого состоит из вращающейся зеркальной призмы, сканирующей по площади.

' Уборка урожая - одна из наиболее трудномеханизируемых операций. Для томатов требуется выведение специальных сортов с поярус-

со

(87)

■га

ным созреванием. Для автоматизации уборки шпалерных огурцов разработаны принципиально новый способ и уборочная машина УМ-1, оборудованная техническим зрением и манипулятором, обеспечивающим .бесконтактный поиск плодов путем облучения всей массы растения потоком лучистой энергии в оптическом диапазоне волн, преобразование ее в электрический сигнал с помощью матричного фотодатчика, одновременно с определением формы облучаемых частей растений суммированием сигналов и после амплитудной селекции суммарного сигнала определяется при помощи электронного анализатора размер плода. При совпадении полученного размера с эталонным плодоотделите-ли формированием координатного сигнала положения последнего при совпадении по фазе координатного сигнала и сигнала электронного анализатора осуществляют съем плода.

Теоретические исследования позволили установить зависимость производительности машины от технологических и агротехнических •показателей:

ХЛ(ЫУ____".о-. (88)

где Х1 - интенсивность созревания плодов на 1 га, с"1; Ту-периодичность уборок, с; Р -вероятность пропусков; То-среднее время

отделения плода,с; К - количество плодов, собранных за одну уборку, шт.; у - максимально возможное количество ложных срабатываний плодоотделителя, шт.; Рлс г вероятность ложных сра-> Сатываний; 1о - время поиска всех плодов, с.

Эта формула связывает основные параметры машины и дает возможность обосновать выбор параметров поискового органа и прежде всего Рлс. При,дальнейшем анализе этой зависимости было принято, что максимально возможная интенсивность прироста составляет 0,06 с*', а вероятность пропусков не более 0.3. Для функций четырех переменных:

*<Тв.ЛРдв.уу. сЛ' (89)

с помощью ЭВМ были получены значения ц при различных зариантах, входящих в нее параметров.

Разработанное устройство для отделения плодов представляет собой несущую штангу и плодоотделитель в виде бесконечного ремня, который образует подвижный зев. С целью надежного захвата и скручивания плодов различного размера, ролики, расположенные на входе в зев, соединены с ведущим шкивом при помощи рычагов и подпружиненного кривошипно-шатунного механизма. Хозяйственные испытания робота для уборки огурцов УМ-1 дали положительные результаты.

В результате проведенных исследований установлено, что оптимальная КТС для 1 - 1.5 га блочных теплиц долхша включать в себя одну тележку-носитель, имеющую скорость 0,5 м/с и грузоподъемность 700 кг. 4-6 междурядных модулей, имеющих скорость 0.4 м/с. Кроме того, экспериментально установлено, что распознавание плодов огурца целесообразно производить в диапазоне длины волн 700-1100 нм, а необходимое качество распознавания обеспечивается дихотомией. Разработанный поисковый орган обеспечивает производительность уборочной машины 0,2-0,3 т/ч при глубине обслуживания рядка 0,1-0,4 м и времени сканирующего поиска 10 часов на гектар вегетационной площади.

Разработка КТС заложила основу РТТК и тем самым второго уровня индустриализации защищенного грунта. Создание автоматического тепличного опрыскивателя, как предпосылка перехода от первого уровня, машины для выборочной уборки огурцов, разработка основ робототехнического сканирования растительной продукции позволяет перейти к новой, более экономичной тепличной архитектонике, существенно улучшить внутритепличную экологию и повысить технико-экономическую эффективность тепличных комплексов.

Блочно - модульный роторно - конвейернь.'Я гидропонный комплекс ШШ. Производство продукции в БМ!( основано на принципах Фитотехнологии и роторно-конвейерного индустриального производства.

Гидропонная биотехнология вырацивания овощей на роторно-кон-вейерной системе, размещенной в замкнутом объеме в условиях искусственного климата и освещения, дает ряд преимуществ: полная независимость от погодных и климатических условий; непрерывное, программируемое, круглогодичное производство овощей и другой растительной продукции; возможность размещать установки в непосредственной близости к потребителю: большинство технологических операций поддается полной или частичной автоматизации и роботизации; обеспечивается получение экологически чистой продукции и не загрязняется окружающая среда; обеспечивается высокий уровень эргономики.

На рис.27 показана схема БМК, разработанного ВИСХОМ совместно с австрийскими фирмами "Рутнер" и "Лндритц" по предложению автора и смонтированного в подмосковном совхозе "Заречье".

Блочио-модульный комплекс, оборудован системой освещения растений, узлами для приготовления и контроля питательного раствора кислородом и снабжения вегетационного объема С0г.

Для обеспечения минимума энергозатрат и максимума.КПД модуля проведены исследования работы конвейера. Исследованиями установлено, что статически неуравновешенные системы экономически себя

б)

гттпг!

НАЙмиЯ |ЙЛВф ""

у____

Рис.27. Блочно-модульный комплекс (БМ1С):

а) общая схема компоновки:

1. модуль для выращивания плодовых овощных культур; 2. модуль для выращивиння зеленых овощных культур или зеленого корма из зерновых культур; 3. контей1:*р с оборудованием производства рассады; 4. контейнер для сбора урожая; 5. дм контейнера с электорсяехннческнн оборудованием, контрольно-измерительными приборам» и автоматикой: 6. контейнер с лабораторным оборудованием; 7. блок системы кондиционирования вегетацнонних ойьемов модулей; 8. контейнер с оборудованием аварийного энергопитание; 9. блок с помещениями для гласного щита управления, отдыха; 10. контейнер с саиитарно-гехиичесгам оборудованием; 11, входной иыюз.

б) принципиальная тех элегическая схема.

оправдывают, когда масса тягозого органа не превышает половины массы полезного груза. Для статически неуравновешенной системы должно выполняться условие AQ < 0,50^ (здесь Q - общая масса конвейера; С^ - поднимаемая масса.). При нарушении этого условия мощность привода возрастает более, чем на 15%. и КПД системы уменьшается более, чем на 10%.

Разработаны также теоретические основы расчета производительности конвейера.

Время пребывания растений на конвейере:

t, - t, - t, ч, (90)

к в р

где tB и tp - соответственно продолжительность вегетации и пребывания растений в рассадном отделении, ч. Продолжительность съема продукции с одновозрастной вегетационной группы:

где to - время от начала вегетации до начала сьема продукции.

При помощи временной развертки интенсивности продукционного процесса определена масса продукции га^ за время Т в установившемся режиме и общий сбор урожая М за время вегетации tB:

ъ

mj - Vx -i4dT< "Г. (92)

М - 1т. - Н.Д Зш. ах - И,— »<■> }К<Мт, кг, (93) \ п Х0 0 \ "" то 0

где ч» - относительная интенсивность продукционного процесса; 3 -группа лотков за вегетационный период; п - количество лотков в группе; Нк - количество лотков на конвейере.

С конвейера за время Т снимается такой же урожай, какой дает Л-ая группа лотков за весь вегетационный период 1; . Такая положительная особенность конвейерного способа выращивания растений возможна потому, что уборка плодов производится с разновозрастных растений, так как плодоносящие растения находятся на конвейере во всех стадиях своей продуктивности. Растения в БМК формируют большую листовую поверхность и сбор урожая плодовых овощей начинается на 44 день. При этом качество продукции намного выше. Содержание нитратов в 6-10 раз ниже допустимой нормы.Совмещение плодового и зеленного модулей в единый БМК позволяет поднять КПД энергетических затрат на источники облучения растений практически на 705? за счет использования теплового излучения и утилизировать С0г.

БМК является универсальным сооружением, позволяющим осуществлять стабильное экономичное производство различных овощных, зеленных и лекарственных культур в течение круглого года. ЕжесуТоч-

ньй сбор плодовых овощей 150 кг, зеленных культур 500 кг. Модуль для плодовых овощей имеет продуктивность на 1 мг инвентарной площади в год в 18 раз Еыше, чем в традиционных тепличных сооружениях и в 5 раз больше на единицу объема сооружения.

6. Техншсо - экономический анализ комплексов каЕ31н для теплиц

Анализ технического уровня разработанных и поставленных ка производство комплексов машин для защищенного грунта показывает, что они но назначений и своим технико-экономическим показателям отвечают современным требованиям действующих стандартов и технических условий. Бее аттестованные машины имзят первую категории качества.

Состояние механизации технологических операций, эффективность применения комплексов машин в блочных грунтовых, теплицах и для возделывания шампиньонов приведены в табл. 1,2,3 и 4.

Как уже отмечалось, создание средств механизации ряда трудоемких процессов пошло по пути изысканий универсальных рабочих органов, позволяющих одной машиной выполнять две или несколько операций. Это повысило их эффективность за счет увеличения периода эксплуатации и снижения удельной металлоемкости.

Достигнуто существенное повышение производительности труда. Так, по данным госиспытаний, при внедрении смесителя СТМ-8/20 в 4.0 раза, погрузчика ПУТ-0.7 в 2.5 раза, опрыскивателя AT0C-0.5 -в 2.5 раза, тележки ТУТ-100 в 3.1 раза, платформы-стремянки ВСП-1.4 в 3.3 раза, машины для подготовки лука МПЛ-1.4 в 4.0 раза, сеялки СТ-6 в 4.8 раза, универсального разбрасывателя минеральных удобрений РНУ-8.5 в 10 раз, машины для поделки борозд и засыпки соломенных тюков НБЗТ-1.0 е 6 раз.

За тридцать лет исследовательских и конструкторских работ, проведенных отделом комплексов машин для защищенного грунта ВИС-ХОМа совместно со специализированными конструкторски™ организациями по созданию комплексов машин для защищенного грунта произошли кардинальные изменения уровня механизации основных технологических процессов и способов производства. Паспорт на комплекс машин для защищенного грунта f972 г. показывает, что до 1970 г. было механизировано, с помощью СИМ. г.сего 9 операций, (затраты труда составили 123352 ч/га). В 1990 г. эти показатели составили соответственно 48 и 9973.

При выращивании растений в'гидропонных теплицах отпадает необходимость в наиболее трудоемких операциях по приготовлению почвенных смесей, вспашки, фрезерованию и планированию почвы, разб-рин -анию минеральшх удобрений, нарезки борозд и использованию со^.^нных тюков с ш засыпкой. Урожайность в среднем возрастает

Таблица 1.

Состояние механизации технологических операций в блочных грунтовых теплицах

Показатель На 01.01.1986 На 01.01.1990

огурцы томаты лук огурцы томаты лук

Количество технологических операций, из них 83 85 10 91 82 12

механизированных 42 41 9 48 48 10

Операции, выполняемые специализированными техническими средствами , 27 28 6 33 35 9

Уровень механизации операций, выполняемых специализированными техническими средствами. % 39.8 33.8 86 50.1 50. 1 82

Таблица 2.

Эффективность применения в блочных грунтовых теплицах комплекса с. -х. машин

Показатель Урогайность, ц/га

огурцов томатов лука

2200 ■ 1100. 1100

на 01.01.1986

Удельный расход рабочего времени на единицу продукции, всего, ч/ц 4.53 11.09 0.74

В том числе по специализированным техническим средствам 2. 87 6.31 0.51

Удельный расход рабочего времени на единицу площади, всего, ч/га 9973.8 12202.0 817.04

В том числе по специализированным техническим средствам 6622.0 6942.0 509.72

на 01.01.1990

Удельный расход рабочего времени на единицу продукции, всего,/ ч/ц 3.90 9. 80 0.71

В том числе по специализированным техническим средствам 2.72 6.03 0.25

Удельный расход рабочего времени на единицу площади, всегр, ч/га 8765.37 10В26.9 780.70

В том-числе по специализированным техническим средствам,. 5973.50 6634.90 516.44

Таблица 3.

Состояние механизации технологических "операций производства шампиньонов

1986, г. 1990 г.

Показатель Шампиньонницы

Однозо-нальная система Р67.01 Многозональная система на стеллажах Р67.03 Однозо-нальная система Р67.01 Многозональная система на стеллажах Р67.03

Количество технологических операций , 73 80 73 82

из них механизированных 30 25 36 35

Операции, выполняемые специализированными техническими средствами, из них • 26 21 .32 31

Уровень механизированных операций, выполняемых специализированными техническими средствами, % 37 28 ' 45 40

Таблица 4.

Эффективность применения комплекса машин для шампиньонниц, рекомендованного на 01.01.1986 - 01.01.1990

Показатель 1986 г. 1990 Г.

Шампиньонницы

Однозо-напьная система Р67.01 Многозональная система Р67.03 Однозо-нальная система Р67.01 Многозональная система Р67.03

Удельный расход рабочего времени на единицу продукции, всего, ч/п 3118.0 1013.0 1900.0 825.0

В том числе по. специализированным техническим средствам 3050.0 998.0 1809.0 810.0

Удельный расход рабочего времени на единицу площади, всего, ч/га 44903.8 33683.0 26930.0 26219.8

В том числе по специализированным техническим средствам 43919.8 33181.4 25946.0 26943.3

по огурцам в 1.16 раза, по томатам в 1.4Э раза, затраты труда снижаются в 1.23 и 1.48 раза соответственно.

Высокоэффективна выгонка зеленых культур на многоярусных гидропонных установках.

По сравнению с производством в почвенных теплицах урожайность лука-пера с 1 кв.м вегетационной площади повышается в 2,3. ..3,2 раза, с 1 кв.м площади пола - в 8... 10 раз. При этом себестоимость сокращается в 1,98'раза.

При выращивании рассады на гидропонных установках выход продукции за вегетацию с единицы площади возрастает в 30.6 раза, себестоимость и затраты труда сокращаются соответственно в 3.1 и 2.5 раза.

Экономический эффект от использования робототехнического комплекса образуется за счет снижения трудозатрат, более точного выполнения технологического цикла и высокой экологической чистоты. Так. только на одной операции выборочной уборки огурцов в теплице, производительность на одного рабочего возрастает с 0.05 до 0.28 т/ч.

Что касается блочно-модульного комплекса, то его эффективность при внедрении,наряду с эффектом завода - автомата,несет еще и сельскохозяйственный аспект, так как:

- обеспечивается гарантированный ежедневный выход продукции независимо от условий окружающей среды;

- практически исключаются затраты на транспорт, необходимый для перевозки готовой продукции, так как блочно-модульные комплексы размещаются непосредственно в местах потребления продукции (промышленные предприятия, жилые комплексы, больницы, школы и т. п.);

- значительно снижаются расходы на энергию, особенно в зонах Крайнего Севера, экстремального климата'и рискованного земледелия, поскольку исключаются следующие энергозатраты: на обогрев вегетационных объемов (в качестве источников тепла используются источники освещения растений); на пропаривание почвы с целью уничтожения вредителей и возбудителей болезней; на выполнение ряда технологических операций, имеющих место в обычных теплицах;

- значительно снижается (до 1.4 раз) металлоемкость сооружения в расчете на единицу продукции за счет исключения трубопроводов обогрева и полива, рационального использования помещения и т.п.; в 15 раз сокращается площадь застройки;

- значительно (до 10 раз) снижается потребление воды, поскольку полностью утилизируется конденсат:

- сводятся практически к нулю возможности заражения вегетационного объема и растений вредителями и болезнями, что ведет к

снижению себестоимости при возделывании продукции и способствует ее лучшему качеству;

- применение БМК в качестве агроцехов промышленных и других предприятий позволяет более рационально использовать их ресурсы, в том числе энергетические, так как в основном БМК потребляет электроэнергию в ночной период, когда оборудование предприятия простаивает;

- сокращаются в 1,5-2,0 раза трудозатраты на единицу продукции.

Основные выводы и рекомендации

В результате выполненной работы установлено, что создание комплексов машин и оборудования для защищенного грунта нового поколения с высокой технологической и эксплуатационно - экономической эффективностью должно быть основано на структуризации комплексов машин, их внешнесистемных, внутрисистемных исследованиях и .синтезе технико - технологической системы. Используя разработанные научно - методологические основы создано новое поколение комплексов машин для защищенного грунта, позволяющих повысить надежность и качество выполнения технологических операций и снизить их энергоемкость.

Результаты исследований обеспечивают возможность перевода производства продукции в защищенном грунте на индустриальные методы, получение экологически чистой продукции и защиты окружающей среды от загрязнения. Разработано и внедрено в производство 59 наименований машин и оборудования, их.суммарный выпуск составил более 300 тыс.шт. Разработанный комплекс машин для теплиц позволил поднять уровень механизации по числу механизированных операций в 5. з раза и снизить затраты труда в расчете на единицу тепличной площади в 12.43 раза.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований могут быть сформулированы следующие выводы.

1. Отсутствие высокопроизводительных и эффективных комплексов машин для защищенного грунта является значительным сдерживающим Фактором перехода на индустриальный уровень производства сельскохозяйственной продукции с внедрением интенсивных технологий. вследствие чего трудоемкость тепличной продукции в настоящее время остается сравнительно высокой. Затраты труда на 1 га составляют 116-180 тыс.чел.ч./год, что почти в 100 раз больше, чем в открытом грунте, в основу решения такой масштабной проблемы должно быть заложено изыскание новых технических средств, реализующих прогрессивные технологические режимы работы, взаимоувязанных в единые комплексы машин для защищены го грунта.

2. Система машин для защищенного грунта является голономннм

полиэргатическим комплексом первого порядка, состоящим из многоцелевых машин с их функциями и связями, обладающим единством доли производства продукции и имеющим единые ограничения, обусловленные внутритепличными условиями. Комплекс можот быть квалифицирован как пятиуровневая иерархическая система, позволяющая рассматривать его с двойственных позиций: как часть общий системы машин и как составляющую данной подотрасли растениеводства.

3. Расчленение системы "защищенный грунт" по принципу тождественной декомпозиции и построенная на этой основе классификация системы по функциональному признаку, а также исследование технологического процесса в защищенном грунте позволили разработать сетевой график возделывания и уборки плодовых овощей. Внеш-несистемный анализ показал, что технологические процессы овощеводства в защищенном грунте определяют состав комплекса из следующих групп машин: энергетических тяговых средств; погрузочных и транспортных средств; машин для приготовления почвенных смесей и изготовления горшочков; машин для обработки почвы; машин для внесения удобрений; машин для возделывания рассады; машин для посадки и ухода за растениями; машин для сбора урожая; машин для замены почвенных субстратов, удаления и утилизации растительных остатков; оборудования для послеуборочной обработки, сортировки и упаковки продукции.

Параметры машин и особенности выполняемых технологических операций во многом определяются следующими физико-механическими свойствами сред и материалов защищенного грунта: структура, гранулометрический состав, объемная плотность, влажность, сцепление, угол внешнего и внутреннего трений, коэффициент объемного смятия, угол естественного откоса тепличных субстратов и минеральных удобрений, линейные размеры, прочностные характеристики отрыва, коэффициенты трения скольжения и качения, деформация от прилагаемой нагрузки, модуль упругости материала плодов.

4. Обоснованы следующие оптимальные параметры смесителя тор-фоперегной массы СТМ-8/20: коэффициент загрузки 0.45-0,58, скорость вращения 750 об/мин, длина смесительной камеры 1,0 м, угол установки лопаток 45°, угол клина интенсификатора 27°. производительность 20-24 т/ч, качество смеси 92-95%.

Для обработки почвы в защищенном грунте целесообразно применение фрезерных типов рабочих органов со следующими рациональными параметрами: угол заострения ножа 15-30°, минимальный угол между касательной к циклоиде и затылочной гранью ножа 3-5°, максимальное изменение угла резания 20-25°, окружная скорость 2-9 м/с, поступательная 0,5-2,0 м/с. Разработанная почвообрабатывающая ма-

шина МПТ-1.2 при изменении режимов работы позволяет проводить как Фрезерование, так и вскапывание почвы.

Математические модели универсальной машины МБЗТ-1,0 для бо-роздообразования и засыпки соломенных тюков позволили рассчитать параметры и режимы работы (глубина хода рабочих органов до 2,5 см. ширина захвата на нарезке - 0,63 м, на засыпке - 1,0 м, обороты шнека - 500 об/мин, производительность - 1,2 пог. м/час), а также обосновать эффективность применения соломенных тюков или сечки для обеспечения аэрации корневой системы, необходимого температурного режима и добиться повышения сбора овощей и сокращения срока их выращивания.

5. Проведен анализ устойчивости универсальных вильчатых погрузчиков. навешиваемых на трактор, ручных тележек и платформ -стремянок, применяемых для грузоподъемных и транспортных работ в защищенном грунте. Предельный угол наклона регистров не должен превышать 7-8°, максимальная колея колес - 450 мм. С целью предотвращения опрокидывания была рекомендована переставляемая по высота платформа и якорение стремянки к регистрам.

6. Для эффективной борьбы с вредителями и болезнями растений, их опрыскивание должно сопровождаться колебаниями листьев без повреждения. Для этого подача струи воздуха вверх должна осуществляться со скоростью 3-5 м/с с помощью центробежного вентилятора. осевая скорость потока воздуха которого равна 23-25м/с при расстоянии от сопла до кроны 0.6 м и диаметре выходного отверстия 0.025 м. Для распылителя с диаметром 1,2 мм при давлении 200 кПа. массовый медианный размер капель составляет 286 цк. Воздушный поток вентилятора позволяет дробить капли в 2-3 раза, и таким образом их размеры удовлетворяют агротехническим требованиям. Для выполнения этого технологического процесса разработана и внедрена машина АТ0С-0,5 с производительностью 770 мг/ч.

7. Для увеличения числа завязей и урожая томатов целесообразно использование эффекта "активации" опыления. Исследования с применением предложенной математической модели соцветия вегетативной части растений показали, что сила связи конгламерата пылинок с тычинками преодолевается при частоте внешнего воздействия начиная с 22 Гц и при частоте воздействия свыше 44 Гц возникают недопустимые по агрофизическим условиям перегрузки для вегетативных элементов растения. При средней частоте колебаний 33 Гц амплитуда колебаний, исходя из тех же соображений, находится в диапазоне 0,8 + 1,5 мм. Расчетная мощность, необходимая для обеспечения колебаний системы "активирующий наконечник - соцветие" имеет значение 0,35 Вт. Разработано и внедрен устройство, реализующее эти параметры и режимы технологического процесса опыления соцветия вегетативной части растений.

8. Для безгоршечного способа возделывания рассады создана сеялка СТ-6 с пневматическим высевающим аппаратом барабанного типа со следующими параметрами: коэффициент перекрытия семенами площади присасывающего отверстия 0,7... 1,0: коэффициент, зависящий от отношения толщины оболочки барабана к его диаметру 0.2; коэффициент Пуассона 0.3; плотность материала оболочки барабана 7850 кг/м3; величина вакуума в барабане 10...40 кЛа; сила удара молоточков по барабану не должна превышать 4-5 Н.

Для семян томатов, при диаметре присасывающего отверстия 0,7 мм и частоте колебаний 2,25 с"1, величина давления 26 кПа позволяет осуществлять качественный высев на скорости 0,5 км/ч. При этом обеспечивается однозерновой высев семян с коэффициентом вариации среднего шага 11... 1855, пропуски на семенах капусты 15?, томатоз - 3%, перца - 2 55 на 95% площади теплицы.

Обоснован кассетный способ выращивания горшечной рассады, при котором многоячеистая кассета выполняет Функции вегетационного сосуда для выращивания рассады, контейнера для выборки и транспортировки рассады, магазина в рассадопосадочной машине для автоматизации поштучной подачи рассады в посадочный аппарат и обеспечивает комплексную механизацию операций технологического процесса. Разработано оборудование для реализации этого технологического процесса, в результате оптимизации которого установлено, что при скорости посадки 2,2 м/с требуется запас рассады на один рядок не менее 1300 шт. и при этом достигается повышение производительности предложенной машиной в 3-4 раза по сравнению с базовой машиной СКН-6А, а приведенные затраты уменьшаются в 15...20 раз. Модернизация горшечкоделателя позволила повысить его производительность в 4 раза.

9. Комплекс машин для возделывания лука на перо обеспечивает предпосадочную обработку луковиц, посадку мостовым методом без ручной ориентации» механизированную уборку и упаковку лука. Машина для посадки должна иметь производительность 240мг за час сменного времени, ширину захвата 1.4 м и вместимость бункера 0,5 т; ширина захвата вильчатого лукоподъемника для уборки лука - 1.6 м. длина зубьев - 0', 8м, высота подъема -1,1м.

10. В производстве шампиньонов приготовление субстратов является наиболее трудоемкой операцией. Покровный материал, необходимый для формирования плодового тела шампиньонов должен иметь водопрочную мелкокомковатую структуру и нейтральную реакцию рН 7.2-7,6, обладать высокой влагоемкостью, водо- и воздухопроницаемостью. Для приготовления компоста разработан комбайн, КПК-30, рациональными параметрами которого являются: число оборотов заборного' барабана 73 об/мин; скорость вращения битера 557 об/мин; длина зуба барабана 0,2 м; длина зуба битера 0,17 м, без учета

длины зуба радиус заборного барабана 0.6 м и радиус битера 0.06 м; угол наклона швыряющего устройства 31°; высота крыши над вертикальным диаметром барабана 1.65 м; длина формовочной камеры 3,5 м; скорость комбайна при формировании бурта и первой перебивке 20 м/ч. на последующих перебивках - 27-28 м/ч.

Исследования радиоизотопным методом технологического процесса приготовления покровной земли предложенной машиной МПЗ-ЗО показали, что равномерность распределения компонентов в покровной смеси составляет не менее 95%.

Качество выполнения технологического процесса расфасовки грибов-шампиньонов характеризуется уровнем повреждения плодов и полнотой заполнения упаковок. Установлено, что поток плодов подчиняется распределению Пуассона. Математическая модель этого процесса позволила создать линию для расфасовки и упаковки, адаптированную для работы с легкоповреждаемыми плодами грибов - шампиньонов. Для подачи плодов применен виброимпульсный ленточный питатель.

П. Производство растений методом гидропоники исключает трудоемкие процессы, связанные с приготовлением, обработкой и.стерилизацией тепличных почвосмесей и решает задачу рационального корневого питания. Для зеленого корма рационально применение . растильни с гофрированным дном. Оптимальные размеры гофр определены по максимальной производительности, которой соответствует шаг 40 мм и глубина 10 мм. Расход жидкости при сливе из растильни напрямую зависит от корневых пластов растений, при этом экспериментальный коэффициент истечения для зеленого корма равен 0,6, а для лука-пера - 0,75. Для улучшения условий слива рациональное значение угла наклона растильни 0,5+1,5°. Выполнение вегетационной емкости в форме гребенчатого блока узких стеллажей полезной площадью до 18-20%, по сравнению с обычными гидропонными системами, обеспечивает значительную экономию субстрата, раствора и строительных материалов. На основании проведенных исследований по гидропонике был разработан, прошел испытания и внедрен комплекс оборудования, в том числе многоярусные установки для зеленого корма, цветов, зеленого лука, рассады, комнатные парники, установки для космических станций, подводных лодок, кораблей дальнего плавания и др.

12. Решение задач синтеза комплекса машин для защищенного грунта определило структуру системы и значения ее параметров, обеспечивающие требуемые показатели функциональных характеристик, а также позволило выорать параметры и смысловую нагрузку применяемых моделей, связать, пр^ :де всего, последователь-~ ностью операций лри комплексном выполнении технологических процессор иозделыаания и уборки культур. По построенной математичес-

кой модели определен количественный состав комплекса машин и составлен граф-передач комплекса машин для теплиц.

13. Намечены пути дальнейшей индустриализации защищенного грунта. Второй уровень индустриализации - создание робототехнн-ческого тепличного комплекса, третий уровень - разработка сельскохозяйственного завода-автомата, блочно-модульного роторно-кон-вейерного гидропонного комплекса, с интеллектуальной экспертной системой управления реального времени культивационными процессами.

Сформулированы требования и принципы создания робототехни-ческого тепличного комплекса, который должен включать: транспорт-но-координационную систему с универсальным мобильным средством, систему технического зрения, универсальный манипулятор, комплект специализированных рабочих органов, блок автоматического управления. Разработанное универсальное энергетическое средство (МЭС). представляющее собой шестиколесное шасси, удовлетворяет требованиям к транспортным системам тепличных комплексов.

Оптимальная координатно-транспортиая система для 1-1,5 га блочных теплиц должна включать в себя одну тележку-носитель, имеющую скорость 0,5 м/с и грузоподъемность 700 кг. 4-6 междурядных модулей, имеющих скорость 0.4 м/с.

На базе принципиально нового способа уборки огурцов создана и испытана уборочная машина УМ-1. оборудованная техническим зрением и манипулятором, обеспечивающим съем плода с вероятностью пропуска 0.3 и укладку его в тару. Распознавание плодов огурца целесообразно производить в диапазоне длины волн 700-1100 нм. разработанный поисковый орган обеспечивает производительность уборочной машины 0,2-0,3 т/ч при глубине обслуживания рядка 0,1-0,4 м и времени сканирующего поиска Ючасов на гектар вегетационной площади.

Обосновано производство продукции в блочно - модульных комплексах (БМК), основанное на принципах фитотехнологии и ротор-но-конвейерного индустриального производства, имеющего ряд преимуществ, в том числе полная независимость от погодных и климатических условий, непрерывное, программируемое, круглогодичное производство овощей и ,другой растительной продукции: возможность размещать установки в непосредственной близости к потребителю; большинство технологических операций поддается полной или частичной автоматизации и роботизации; обеспечивается получение экологически чистой продукции и не загрязняется окружающая среда; обеспечивается высокий уровень эргономики. Разработанный БМК обеспечивает производство с ежесуточным сбором плодовых овощей 150 кг, зеленных культур 500 кг, имеет продуктивность на 1 м2 инвентарной площади в год в 18 раз выше, чем в традиционных теплич-

ных сооружениях и в 5 раз больше на единицу объема сооружения. Совмещение плодового и зеленного модулей в единый БМК позволяет поднять КПД энергетических затрат на источники облучения растений практически на 70% за счет использования теплового излучения и утилизировать С02.

Содержание диссертации опубликовано в 280 работах, включая 10 книг (в т.ч. 4 паспорта на комплексы машин) и 115 авторских свидетельств и патентов. Основные печатные работы приведены ниже.

Книги

1. Механизация возделывания овощей в закрытом грунте. БТИ в/о Союзсельхозтехиики.-М.,1964. (Корбут В.А.). 2,75 п.л.

2. Промышленная гидропоника выращивания зеленого корма. М., НИИАвтопром, 1966. (Корбут В.А.). 6,0 п.л.

3. Механизация работ по выращиванию растений на,искусственных средах. М., ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1969. (Ермаков Е.И., Ивтодий Л.А., Келлер Н.Д.). 4, 0 п.л.

4. Гидропоника в цветоводстве защищенного грунта. Озеленение населенных мест. Бып. N 8.-ЦБНТИ при Мин-тве коммунального хоз-ва.-М.. J 971. (Еременко Л. Л., и др.). 7.0 п.л.

5. Методические рекомендации по расчету и эксплуатации многоярусных гидропонных установок. Ин-тут с.х. Крайнего Севера.-Норильск. 1972. (БерсонГ.З.. ГДр.). 4.0 п.л.

6. Механизация погрузочно-разгрузочных работ в сельском хозяйстве. М. "Колос", 1974. (Борисов A.M., Мягков Г.Т.. Фатеев М.Н.). 14,28 п.л.

7. Паспорт на комплекс машин для возделывания рассады и овощей в защищенном грунте. М., ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш. 1972 (Ивтодий Л. А. и др.). 21,5 п. л.

8. Паспорт на комплекс машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки оводах культур в защищенном грунте. М., ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, М., 1977. (Ивтодий Л.А. и др.). 3,5 П. л.

9. Паспорт на комплекс машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки овощных культур в защищенном грунте. М. ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш. 1982. (Доронин В.П. и др). 3,0 п. л.

10. Паспорт на комплекс машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки овощных, культур и грибов в защищенном грунте. М.. ВИСХОМ, 1986. (Доронин В'. П. и др.). 5,4 п. л.

Научно-технические публикации:

11. Колодцевый способ подачи раствора, в гидропонике. Ж. Техника в сельском хозяйстве,- N 11, 1965 г. (Келлер Н.Д. ).*) 0,22 п. л.

12. Механизация и автоматизация выращивания растений на питательных растворах. Сб. ВАСХНИЛ "Гидропоника в сельском хозяин-

- 81 -

тве",- изд.Колос. 1965 г. (Корбут В. А.). 0,6 п. д.

13. Анализ и расчет систем распределения раствора в теплицах с гравийным субстратом. Ж. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - N 12, 1966 . (Келлер Н.Д.). 0,4 п.л.

14. Методы выращивания растений для получения витаминов на обитаемых лунных станциях. Материалы 2-й научной конференции. Ин-тут медико-биологических проблем. М.,1967 г. (Машинский А.Л.). 0,1 п. л.

15. Инженерные проблемы гидропоники. И.,*«), выпуск 23,1967 (Келлер Н.Д.). 1.0Вп.а.

16. Исследование некоторых элементов многоярусных гидропонных устройств. В кн. Инженерные проблемы гидропоники.- М. .*«!. выпуск 23,1967 г. 1.2 /М.

17. Расчет вегетационных устройств и режимов подачи раствора при выращивании растений без почвы. Ж. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.-Н 3. 1968 г. 0,1 п.л.

18. Машины и оборудование для механизации и автоматизации работ в защищенном грунте. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин, -т. 3. , Машгиз.-1969 (Корбут В. А.. Бронштейн И. И.) 3.2 п. л.

19. Пути и средства комплексной механизации работ в овощеводстве. Ж. Тракторы и сельхозмашины.-М 3. 1970 г. 0,31 п. л.

20. Машины и оборудование для теплиц. В кн. Тракторное и с.-х. машиностроение.- М.. Машиностроение. 1970. 0,19 п.л.

21. Комплексная механизация овощеводства защищенного грунта. Ж. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.^ 12. 1971. 0,16 п. л.

22. Непрерывный процесс смешивания торфоперегнойных масс. В кн. Теоретические и экспериментальные исследования рабочих органов с.х. машин.-М., **), выпуск 78, 1974 г. (Галоян Г. А.). 0,22 П. л.

23. состояние и перспективы комплексной механизации работ в защищенном грунте, в кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта.-М., «**),1975 г. 0,8 п.л.

24. Обоснование параметров многоярусных установок для выращивания растений на искусственных средах. В кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта.-М., ***), 1975. (Микая Б. Л.). 0, 37 п. л.

25. Теоретическое и экспериментальное обоснование оптималь-

*) примечание - в скобках указаны соавторы;

♦*) - сборник научных трудов ВИСХОМа;

«**) - материалы Всесоюзных совещаний, ВИСХОМ.

ных параметров рабочих органов станка для обрезки лука-выборка. В кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта.-М. .**»). 1975. (Григорьев В.Н.) 0,62 п. л.

26. К вопросу разработки автоматического опрыскивателя для блочных теплиц. В кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта.-М.. ***). 1975. (Галкин М. А.. ЛаммМ.И.). 0.21 .п. л.

27. Статистическая оптимизация рабочего процесса смесителя непрерывного действия. В кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта.-М.. «**), 1975. (Галоян Г.Д., Данилова Э. А.). 0,46 п. л.

28. Вопросы механизации обработки почвы в теплицах. В кн. Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта. -М.. »**), 1975. (Шмонин В.А.. Балуев В.А.) 0.46 п.л.

29. Исследование фильтрационных характеристик корнеобитаемых •сред гидропонных установок. В кн. Перспективы развития машин и

оборудования для защищенного грунта. -М., «**), 1975. (Микая Б. Л.). 0,65 п. л.

30. Машины для защищенного грунта и средства малой механизации. В кн. Анализ мировых тенденций развития с.-х. техники,-М., **), 1976. 0.84 п.л.

31. Комплекс машин для теплиц. Ж. Сельское хозяйство России. - N 2. 1976. 0.15 п. л.

32. Технико-экономический анализ системы машин для теплиц. Сб.тр. Автоматизация технологических процессов возделывания овощных культур в защищенном грунте. М., ВСХИЗО, вып. 144. 1977. 0,22 п. л.

33. Основы взаимосвязи машин для защищенного грунта в едином комплексе. Ж. Тракторы и с.-х. машины.-И 11, 1978. 0,31 п.л.

34. Системотехника защищенного грунта. В кн. Исследование технологических процессов и рабочих органов машин для уборки с.-х. культур. -М.. **). выпуск 94, 1978. 2,38 п.л.

35. Комплекс машин для защищенного грунта. В кн. Международная выставка "сельхозтехника-78". вып. 27 м. "Экспоцентр". 1978. 0,28 п. л.

36. Комплекс машин для защищенного грунта. Ж. Тракторы и с-х. машины; N 8, 1978. 0,2 п. л.

37. Поисковый и плодоотделительннй механизмы для выборочной уборки огурцов в теплице.. Реф. сб. Машины для уборки и послеуборочной обработки урожая.- М., ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш. 1979. (Сысоев Е. С.) 0,16 п. л.

38. Научные основы выбора структуры и параметров системы машин для возделывания плодовых овощей в теплице. В кн. система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте.-

М., ***). 1980. 0, 15 п. л.

39. Оптимизация параметров тепличного МТА. В кн. Система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте. М. ***), 1980. (Балуев В. А. и др. ) f 0.1 п. л.

40. Теоретические исследования процесса селективной уборки огурцов в теплице. В кн. Система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте, - М., ***). 1980. (Сысоев Е.С.). 0.1 п. л.

41. Исследование и изыскание рабочих органов машин для подготовки и обработки почвы в теплице. В кн. Система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте,- М., 1980. (Балуев В. А.). 0.1 п. л.

42. Технологические основы и комплекс машин и оборудования для промышленного возделывания шампиньонов. В кн. Система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте.- М.,' *«*). 1980. (Девочкин Л.А. и др.). 0,21 п.л.

43. Применение радиоактивных изотопов для проверки качества перемешивания тепличных смесей. В кн. Машины для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте. - М., ЦНИИТЭИтракторосельхоз-маш, 1980. (Доронин В. П. и др.). 0,28 п. л.

44. Комплекс машин для возделывания шампиньонов. В кн. Комплекс машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте. -М., ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1980. (Виноградов А.С.). 0,4 п. л.

45. Графическая интерпретация комплексной взаимосвязи машин для теплиц. Сб. науч. тр. МИИСП. МСХ СССР.- М., 1981 г. 0,4 п. л.

46. Система машин для возделывания и уборки овощей в защищенном грунте. Ж. Вестник сельскохозяйственной науки. N 5, 1981. 0,28 п. л.

47. Рабочие органы машины для приготовления компоста при возделывании шампиньонов. Ж.Тракторы и с.-х. машины.-N 1. 1982 г. (Хромов А. В.). 0,31 п. л.

48. Теоретические основы разработки комплекса машин для теплиц. В кн. Научные основы разработки машин для защищенного грунта.- М.. **). 1983. 0,69 п. л.

49. Теория расчета ленточного бункера-дозатора. Научные основы разработки машин для защищенного грунта,- М., ВИСХОМ, 1983. (Доронин В. П. и др). 0,45 п. л.

50. Entwicklung des Maschinenbaus für Unterglasgemusebau. Franfurt Business Journal, N 18, 1983. 0.24 п.л.

51. Машины и оборудование для защищенного грунта. В кн. Научно-технический отчет по результатам выставки "Сельхозтехни-ка-84". Том 2. М. ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш. 1984. 0,65 п.л.

52. Индустриальное сельскохозяйственное производство в защищенном грунте. Доклад на симпозиуме ГКНТ. М. ЦНИИТЭИтракторосель-

хозмаш, 1984. 0,8 п. л.

53. Теория расчета однокоординатного конвейера для выращивания растений. В кн. Агрегатирование и приводы с.-х. машин.-М., *«). 1970. (Яценко В.И.). 0,27 п.л.

54. Состояние и перспективы создания тепличной техники в СССР. В сб. Советско-Голландский симпозиум тепличного хозяйства "Автоматизация, механизация и производство в тепличном хозяйстве. Изд-во Ministry of Agriculture and Flshtrles Foreign Marletlng and Economic Cooperation Service. 1986. The Netharlands.0,93 п.л.

55. Перспективы развития гидропонных конвейерных модульных систем для непрерывного выращивания овощных и др. культур в условиях искусственного климата и освещения. В сб. Советско-японский симпозиум по гидропонике. Изд-во в Москве,' Представительство фирмы "Чори Ко".,ЛТД. 1986. (Рутнеро.-Австия) 0,62 п.л.

56. Состояние и основные направления развития комплексной механизации и автоматизации работ в защищенном грунте: Сб. докл. на симпозиуме Механизация и автоматизация в защищенном грунте.-Нидерланды, 1987. 0.33 п.л.

57. Механизация приготовления компоста при выращивании шампиньонов. Сб. докл. на симпозиуме Механизация и автоматизация в защищенном грунте, - Нидерланды, 1987. (Хромов А.В.). 0,51 п.л.

58. Состояние и перспективы создания тепличной техники в СССР. Экспресс-информация. М. ЦНШТЭИтракторосельхозмаш. вып. 6. 1987. 0.62 п.л.

59. Технико - экономическое обоснование блочно - модульного комплекса. Сб. докл. Международный симпозиум ЮНИДО по гидропонной роторно-конвейерной системе. - Нидерланды, 1988 г. (Р. Вик - Австрия). 0. 87 п.л.

60. Industrial Field-Crop Cultivation. Expo. N 1. 1988. (Кириченко Г.). 0.12 п. л.

61. Mechanization of greenhouse operations and technological sheltered soil. Reports presented at the Expert group meeting on industrial Ecologically clean Grop production systems' In artiflcal climate. United Nations industrial development organization. Wlena,-1990. (Доронин В.П.). 1,25 п.л.

62. Automatic seedling planting equipment and Its operation. Reports presented at the Expert group meeting on industrial Ecologically clean Grop production systems In artiflcal climate. Unated Nations Industrial development organization. Vflena.-1990. (Шульженко Б,A.). 1,25 п.л.

63. Промышленное грибоводство: новая технология и оборудование. Ж. Тракторы и с.-х. машины.-N 11, 1991. (Лендертце, Нидерланды) . О, 4? п. л.

64. Механико - технологические основы расчета и проектирова-

ния комплекса машин для защищенного грунта. Я. Тракторы и с.-х. машины.-N 10, 1993. 0,25 п. л.

Авторские свидетельства и патенты

65. Передвижной скребковый погрузчик. A.c. N 175437. (Фатеев М.Н.) Б. И. N 19, 1965. Кл. 81 е, 114.

66.f Устройство для беспочвенного выращивания зеленого корма. A.c. N 185145 (Абесадзе Б.Н. и др.). Б.И. N 16. 1966. Кл.45.

67. Поплавковый распределитель жидкости. A.c. N 222796. (Келлер И.Д.). Б.И. Н 23,1Р68,Кл.45 31/02.

68. Установка гидропонного выращивания. A.c. N 254250 (Кор-бут В. А. и др.). Б. И. Н 31,1969, КЛ.45 31/02.

69. Устройство для выращивания растений на искусственных питательных средах. A.c. N 262541 (Келлер Н.Д. и др.). Б.И. N

6.1970,Кл.45. 31/02.

70. Устройство для выращивания растений на влагопроводящих пористых средах. A.c. N 294585 (Келлер Н.Д. Др.). Б.И. Я

7.1971,Кл.45 31/02.

71. Установка для выращивания растений. A.c. N 328892 (Микая Б.Л. и др.). Б.И. !1 7,1972,Кл.А01 31/02.

72. Рабочий орган машин для засыпки соломенных токов. A.c. N 374045 (Балуев в. А. И др.). Б. И. и 15, 1973. кл.а01 49/00.

73. Устройство для выращивания растений. A.c. N 398224 (Микая Б.Л. И др.). Б.И. N 38,1973,КЛ.А01С 41/00.

74. Тележка для перевозки итучных грузов. A.c. N 444700 (ЛаММ М.И. И др.). Б. И. N 36,1973. КЛ.В62 63/00.

75. Рабочий орган машины для нарезки борозд и засыпки соломенных тюков. A.C. N 400255 (Ламм М.И. и др.). Б.И. N 40, 1973. КЛ.А01В 49/00. :

76. Устройство для обрезки шеек лука-репки перед посадкой. A.c. N 404440 (Григорьев В.Н.И др.).Б.И. N 44.1973,Кл.А01С 41/00.

77. Вегетационная устанорка. A.c. Н 371894 (Ивтодий Л.А. и др.) Б.И. N 13,1973.КЛ.А01Д 31/00.

78. Способ управления процессом выращивания растений в условиях регулируемой среды. A.c. N 4.09688 (Келлер Н.Д. и др.). Б.И. N 1,1974. КЛ.А01Д 31/00.

79. Почвообрабатывающая фреза. A.c. N 562230 ( Панов H.H. и др.). Б. И. S 23.1977. КЛ.А01В 33/02.

80. Электрофреза. A.c. N 671756 (Сабашвили Р.Г.. и др.). Б. И. N 25.1979, КЛ.А01В 33/02.

81. Биоконтейнер. A.c. Я 721030 (Кашинский А.Л. и др.); Б.И. N 10,1980, КЛ.А01 7/00.

82. Опрыскиватель. A.c. N 809680 (Галкин H.A. и др.). Кл.А01М 7/00. Регистрация 3.10.1980.

83. Смеситель торфоперегнойной массы. A.c. N 882479 (Балуев

В. А. И др.). Б. И. N 43.1981.КЛ. А01 9/10.

84. Машина для приготовления компоста при производстве шампиньонов. A.C. N 895351 (Хромов A.B., и др.). Б. И.

К 1.1982, Кл. А01 1/048.

85. Устройство для выращивания растений. A.c. N 973081 (Арбузова К. С. и др.). Б. И. N 72,1982, КЛ. А01 31/02.

86. Вибратор для искусственного опыления растений. A.c. Н 950246 (Сабашвили Р.Г. и др.). Б.И. N 30, 1982. Кл.А.01 Н 1/02

87. Тележка для перевозки штучных грузов. A.c. Н 914386 (Галкин М. А. и др.). Б.И. N 11. 1982, Кл. В 62В 30/00.

88. Машина для приготовления компоста при производстве шампиньонов. A.c. N 895351 (Хромов A.B. И др.). Б.И. N 1, 1982, КЛ.А01 1/04.

89. Способ уборки плодов шпалерных культур и устройство для его осуществления. A.c. N 895331 (Сысоев Е.С.). Б.И. N 1.1982.Ю). А01Д 46/00.

90. Кассета для выращивания и пересадки рассады. А.с. Н 895312 (Шульженко Б.А. и др.). Б.И. N 1,1982.КЛ.А01С 11/02.

91. Устройство для отделения плодов. A.c. N 965386 (Сысоев Е.С. и др.). Б.И. N 38,1982,Кл.А01Д 46/00.

92. Рассадопосадочная машина. A.c. Н 973057 (Семенов В.Ф. и Др.). Б.И. N 42,1982,КЛ.АО 1С 11/4)2.

93. Агрегат для приготовления торфоперегнойной массы. A.c. N 929025 (Галоян Г.А. И др.). Б.И. N 19.1982.КЛ.А01С 3/02.

94. Устройство для выращивания растения. A.c. И 988243. (Оберг Ю.Л. и др.). Б.И. N 2,1983,Кл.А01 31/02.

95. Машина для посадки лука. A.c. N 1050595 (Ламм М.И. и др.). Б.И. N 40.1983.Кл.А01С 11/02.

96. Ручная электромотыга. A.c. N 988201 (Оберг Ю.Л. и др.). Б.И. N 2,1983.Кл. А01В 1/06.

97. Пневматическая сеялка. A.c. N 1012821 ( Джашеев A.M. и др.). Б.И. К 15,1983,Кл. А01С 7/04.

98. Способ облучения растений. A.c. N 1119632 ( Галкин М.А. И др.). Б.И. N 39,1984.Кл. А01С 9/26.

99. Устройство для подачи питательного раствора к многосекционным растильням. A.c. N 1119638 (Машинский А.Л. И др.). Б.И. N 39. 1984, K^AOi 31/02.

100. Устройство для вырзщивания луковичных растений.

A.c. N 294585 (Машинский A.A. и др.). Б.И. N 7,1984, КЛ.А01 9/00.

101. Устройство для конвейерного выращивания растений. A.c. N 1231646 (Яценко В.И. и др.). КЛ.А01С 31/02. Регистрация 15.01.1986. ;

102. Установка для послеуборочной обработки зеленого лука. A.c. N 1395279 (Кожевников Г. Н. И др.). Б. И. N 18. 1988. Кл. А23

15/04.

103. Линия для непрерывного выращивания растений. A.c. К 1470244 (Путинская О.В. И др.). Б. И. N 13. 1989. Кл. А01 31/02.

104. Машина для приготовления тепличных смесей, A.c.N 1519542 (Доронин В.П.). Б.И. N 41.1989.Кл.А01С 1/04. Запатентовано в Нидерландах.

105. Почвообрабатывающая фреза. A.c. N 1524818 (Панов U.M.. И др.). Б.И. N 44,1989.Кл.А01В 3/02.

106. Машина для' приготовления компоста при производстве шампиньонов. Патент N 1523074 (Хромов A.B., Виноградов A.C. и др.). Б.И. N 43,1989,Кл.А01С 1104. Запатентовано в Нидерландах.

107. Пневматический высевающий аппарат. A.c. N 1466493 (Бур-калов Г. В. и др.). Б. И. N 44,1989, Кл. А01В 3/02.

108. Установка для послеуборочной обработки зеленого лука. A.c. N 1519628 (Кожевников Г.Н. и др.). Б.И. N 41, 1989; Кл.А01 15/04.

109. Устройство для упаковывания длинностебельных с.-х. культур. A.C. N 1604667 (Дричикс.т. И др.). Б.И. N 41. 1990. КЛ.В65В 25/02, 9/02.

110. Способ опыления растений. A.c. N 1801318 (Сысоев Е.С. и др.). Б.И. N 10. 1993.КЛ. А01Н 1/02.

111. Опрыскиватель для закрытого грунта. Патент 1790367A3 (Литвиненко А.Р. и др.). Б.И.Н 3,1993,Кл.А01М 7/00.

112. Machine for transplanting seeding from colled cassettes. Patent USA N 4253411, 3.3.1981; Patent Nederland N 174521. 2.6.1984; Patent Finland N 62926, 11.4.1983; Patent DDR N 144346, 15.10.1980; Patent Japan N 1140917,1984 (Sulzhenko B.A.. etc.).

Принято решение Институтом патентной экспертизы о выдаче патентов:

113. Автоматическая рассадопосадочная машина по заявке N 4835431/15/065818 от 25.6.1990. (Шульженко Б.А.) Кл. А01С 11/02.

114. Устройство для выращивания растений по заявке N

92-012452/15(6059446) от 31.12.1992. (Беликов А.П. и др.) Кл. A01G 9/00, A01G 9/14.

115. Сеялка по заявке 5019966105(000753) от 22.01.92 (Брое-заден К. и др.)•Кл. А01С 7/00.

116. Установка . для выращивания растений по заявке

93-014642/15(013993) ОТ 22.03.93 (ГаЛКИН М. А.). Кл. A01G9/14, А01 31/02.

117. Система управления перемещением машины для приготовления компоста при производстве шампиньонов по заявке 93-031993/15/032949 от 29.06.93 (Сысоев Е.С. и др.). Кл. А01В 69/04. А01В 35/00.