автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Методы снижения повреждаемости клубней картофеля и совершенствования картофелеуборочных машин

На правах рукописи

МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Российском государственном аграрном заочном университете.

Научный консультант: лауреат Государственной премии СССР, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Г.Д. Петров.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Н.И. Верещагин; доктор технических наук, профессор В.И. Старовойтов; доктор технических наук, профессор Ю.А. Утков.

Ведущая организация: Московский государственный агроинженер-ный университет (МГАУ) им. В.П. Горячкина.

Защита диссертации состоится "13" апреля 2005 г. в 10 ч. на заседании диссертационного совета Д 220.056.03 в Российском государственном аграрном заочном университете по адресу: 143900, Московская область, г. Балашиха - 8, ул. Ю. Фучика, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственною аграрного заочного университета.

Автореферат разослан «14» марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из традиционно важных отраслей сельского хозяйства нашей страны является картофелеводство. Так картофель дает в 1,5 - 2 раза больше углеводов с единицы площади, чем зерновые.

Главными причинами низкой эффективности картофелеводства являются: низкий технологический уровень возделывания картофеля, использование несовременной малопроизводительной техники; отсутствие на отечественном рынке недорогих комплектов техники и оборудования для возделывания, послеуборочной доработки и хранения картофеля; недостаточные объемы производства качественного и семенного материала, особенно сортов с высокими потребительскими качествами, предназначенных как для потребления в свежем виде, так и для промышленной переработки на картофелепродукты.

Среди других культурных растений картофель выделяется наличием богатейших генетических ресурсов и лёгкостью передачи наследуемых признаков сорта. Различные сорта картофеля, кроме урожайности, в разной степени обладаю г такими наследуемыми признаками, как выход крахмала, продолжительность вегетации, устойчивость к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и т.д. А в связи с совершенствующимися приёмами и способами возделывания и уборки, а также длительного хранения картофеля к новым сортам предъявляются дополнительные требования. Так, возрастающий удельный вес механических повреждений клубней при уборке, закладке на хранение и транспортировке - определил необходимость вести селекцию на повышенную выносливость картофеля к механическим нагрузкам.

В связи с этим, в последние годы у нас в стране и за рубежом изучаются и разрабатываются методики и средства для определения пригодности сортов к механизированной уборке. Несмотря на наличие и разнообразие существующих методов оценки небольших партий клубней, все они направлены в основном на выявление отдельных факторов выносливости. К тому же, как отмечают исследователи, реакция сорта меняется в зависимости от метода испытания их выносливости. А это значит, что испытания необходимо проводить методами наиболее близкими к воссозданию условий, имеющих место при обычном механизированном возделывании. Необходимо выявить критерии повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании, а также определить и оптимизировать математические модели

процессов повреждения клубней при разных технологических операциях. Разработка данных моделей и методики оценки, удовлетворяющей вышеперечисленным условиям, позволит вести направленную селекцию сортов, пригодных к механизированному возделыванию и разработать конструкцию рабочих органов и технологических схем перспективных картофелеуборочных комбайнов и другой техники.

Связь с планами научных исследований и производством.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Перечнем приоритетных направлений развития науки и техники РФ в сфере производства сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов на период до 2005 года (№ 295/892/111 от 30 декабря 1999 г.): «Новые генотипы растений и животных с хозяйственно ценными признаками и устойчивостью к стрессовым факторам и экстремальным условиям», а также в соответствии с темами научно-исследовательских работ (№ ГР 135788): «Разработать и внедрить механизированную технологию возделывания и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках» и (№ ГР 81096125): «Разработать средства механизации посадки и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках», выполненных на основе договорных работ с отделом механизации селекционно-семеноводческих работ Всероссийского научно-исследовательскою института картофельного хозяйства.

Цель работы: определение критериев повреждаемости клубней картофеля при механизированной технологии возделывания и уборки, обоснование методов оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям, а также разработка методов снижения их повреждаемости и совершенствования картофелеуборочных машин.

Методы исследований и достоверность результатов. Методологической основой исследований являются теоретические положения классической теории удара и элементы теории упругости, уравнения плоской волны Сен-Венана.

Достоверность и обоснованность научных положений и результатов работы подтверждается: использованием сертифицированных средств измерения параметров; совпадением расчетных данных с экспериментальными; использованием стандартных пакетов прикладных программ анализа данных.

Научная новизна диссертации заключается в комплексном исследовании факторов, влияющих па повреждаемость клубней карто-

феля при механизированном возделывании и уборке, получении моделей, описывающих повреждаемость клубней картофеля, анализе и обобщении теоретических положений и закономерностей, в результате которых:

- разработаны математические модели повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании: посадке и уборке;

- предложена методика оценки клубней картофеля на выносливость к механическим повреждениям;

- обоснованы оптимальные параметры режима работы картофелеуборочных комбайнов с целью снижения уровня повреждений клубней картофеля при механизированном возделывании;

- разработаны технические средства оценки выносливости клубней к механическим повреждениям при селекции;

- предложена принципиальная схема усовершенствованного однорядного картофелеуборочного комбайна;

- разработаны рабочие органы однорядного картофелеуборочного комбайна для снижения уровня повреждений клубней;

- предложена модель мякоти клубня картофеля при технологических процессах механизированного возделывания.

Новизна предложенных технических разработок подтверждена патентами РФ на изобретения.

Практическую ценность работы представляют:

-разработанные и усовершенствованные технические средства для оценки клубней картофеля на выносливость к механическим повреждениям при селекции;

- рекомендации по оптимальным режимам работы картофелеуборочных комбайнов с целью снижения уровня повреждений клубней картофеля при механизированном возделывании;

- принципиальная схема усовершенствованного однорядного картофелеуборочного комбайна;

-разработанные рабочие органы однорядного картофелеуборочного комбайна для снижения уровня повреждений клубней;

- методика оценки клубней картофеля на выносливость к механическим повреждениям.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1991 - 2005 годы в раздел PC 8 «Машины для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства

полевых культур», во ВНИИКХ, Укр. НИИКХ, БНИИПОК, в Госкомиссии по сортоиспытаниям, в Министерстве сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия. Результаты исследований использованы при разработке однорядного картофелеуборочного комбайна ККУ-1А-01, который рекомендован в результате государственных испытаний для производства.

Результаты диссертационной работы используются в учебном, научно- исследовательском процессах в МГАУ, Бурятской ГСХА, Иркутской ГСХА.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на научно-практических конференциях Бурятской ГСХА (1994.. .2004 гг.), Иркутской ГСХА (1999 г.), Новосибирского ГАУ (1999 г.), Бурятского госуниверситета (2000 г.), Московского ГАУ (1989 г., 1990 г., 2000 г.), Санкт-Петербургского ГАУ (2000 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 работ, в том числе одна монография, 4 патента, 21 статья и материалов конференций.

На защиту выносятся:

- модель мякоти клубня картофеля в процессе повреждения при механизированном возделывании;

- математические модели повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании: посадке и уборке;

- методика оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям при селекции;

- комплекс конструктивных разработок и технических мероприятий, заключающийся в разработке устройств для оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям и конструкций и рабочих органов картофелеуборочных машин.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем 240 с, основного текста - 209 с, приложений - 13 с, имеется 45 рисунков, 21 таблица, список литературы из 188 наименований. Каждая глава имеет свои частные выводы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены научная новизна и практическая ценность работы.

Глава 1. Современное состояние проблемы механизированного возделывания картофеля.

Качество клубней формируется под влиянием многих условий, в частности типа почвы, сорта, агротехнических мероприятий, способов уборки и т.д. Размер механических повреждений клубней зависит от сорта, способа уборки урожая, условий транспортировки и хранения клубней, а также от типа почвы, погодных условий и доз внесения удобрений.

Механические повреждения можно разделить на две группы: внешние (поверхностные) и внутренние. Но наибольшее количество повреждений таких серьезных, как трещины, вмятины, повреждения сосудистых пучков, потемнения мякоти вызываются исключительно динамическими нагрузками - соударениями с рабочими органами.

Поскольку уборка комбайнами нам представляется перспективнее, чем другие способы, остановились на рассмотрении данного способа.

Теоретические основы картофелеуборочной техники, в частности комбайнов, были разработаны в ведущих НИИ: ВИСХОМе, ВИМе, ВНИИКХ и др., такими учёными, как Горячкин В.П., Мацепуро М.Е., Колчин Н.Н., Петров Г.Д., Сорокин А.А., Виноградов В.И., Дорохов А.П., Грищенко Ф.В., Ельцов Е.И., Пшеченков К.А., Кутепов Б.П., Верещагин Н.И., Угланов М.Б. и другими.

При комбайновом способе уборки различают три варианта: прямое комбайнирование, раздельная (двухфазная) комбайновая уборка (подбор комбайнами валков, заранее уложенных на поверхность поля картофелекопателями) и уборка комбинированным способом.

Прямое комбайнирование используют в условиях удовлетворительной и хорошей сепарации вороха на комбайнах на легких и средних по механическому составу почвах, где комбайн может отделять почву от клубней.

Учитывая то, что в России происходит разукрупнение сельскохозяйственных предприятий, возникновение мелких фермерских и других хозяйств, наиболее эффективными являются однорядные комбайны в диапазоне от 50 до 200 га.

В настоящее время среди основных задач, решаемых при разработке картофелеуборочной техники, стоит проблема создания картофелеуборочных комбайнов, обладающих максимальной сепарирующей способностью при минимальных повреждениях клубней, способных работать на всех типах почв, но не дорогих, с меньшей массой, меньшими габаритами, приспособленных для небольших и средних хозяйств, т.е. однорядных.

Однако при всей перспективности уборки картофеля комбайнами, при данном способе уборки наблюдается больший процент повреж-

денных клубней, чем при других.

Как выяснилось, при уборке из всех рабочих органов комбайна наиболее опасны (с точки зрения механических повреждений клубней) сепарирующие органы.

В настоящее время основным направлением производства картофеля является выращивание по механизированным интенсивным технологиям. При этом способе значение приобретает внедрение новых сортов картофеля с комплексной устойчивостью к основным болезням и вредителям, пригодных к механизированному возделыванию и длительному хранению. Но следует иметь в виду, что применение технологии, разработанной для определенного сорта и зоны, на других сортах и в других почвенно-климатических зонах не дает положительных результатов. В связи с этим в условиях современного ведения хозяйства особое значение приобретают разработка и использование на практике приемов возделывания, рассчитанных на конкретный сорт или группу сортов.

Перед селекционерами поставлена задача - создать сорта картофеля с различными сроками созревания, соответствующими требованиям зоны и механизированной технологии возделывания и уборки.

Таким образом, для успешного выведения новых сортов картофеля, пригодных для механизированного возделывания и уборки необходимо применять специальную методику оценки выносливости к механическим повреждениям небольших партий клубней.

В настоящее время, в России, оценка выносливости селекционного картофеля к механическим повреждениям проводится по специальной методике, включающей в себя: на первом этапе селекционного процесса - лабораторный метод оценки повреждаемости на приборе ПДП, а на последнем - механизированную уборку в поле («комбайновый тест»). Но эта методика имеет ряд существенных недостатков. Это, прежде всего, невозможность применять «комбайновый тест» непосредственно в ходе селекционного процесса, а только на последнем его этапе, перед сдачей сорта на государственные испытания (точнее при основном и конкурсном сортоиспытаниях). А метод оценки повреждаемости на приборе ПДП дает возможность оценивать выносливости только к одному из основных видов повреждений - потемнениям мякоти.

В связи с этим возникала необходимость совершенствовать существующую методику оценки выносливости к механическим повреж-

дениям. Требуется применение такой методики, которая позволила бы оценивать селекционный материал на ранних этапах селекции (при ограниченном количестве клубней), а также характеризовало бы выносливость по отношению ко всем видам механических повреждений (или ко многим), имеющих место при обычной комбайновой уборке,

В соответствии с поставленной проблемой, задачами настоящей работы являются:

♦ Анализ и обоснование математических моделей повреждаемости клубней картофеля при механизированных посадке и уборке;

♦ Обоснование и разработка конструкции рабочих органов и технологических схем перспективных недорогих, с меньшей массой, меньшими габаритами, приспособленных для небольших и средних хозяйств, т.е. однорядных картофелеуборочных комбайнов для снижения повреждений картофеля;

♦ Анализ современных методик оценок повреждаемости клубней картофеля;

♦ Обоснование предлагаемой методики оценки повреждаемости клубней картофеля.

Глава 2. Теоретические исследования и обоснование математических моделей повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании. Определили, что критериями повреждаемости клубней картофеля при различных технологических операциях являются предельные уровни факторов, которые оказывают влияние на внешние и внутренние повреждения клубней.

В конечном итоге главным критерием повреждаемости клубней картофеля является величина предельно допустимых контактных напряжений.

Для определения повреждаемости клубней картофеля воспользовались формулой определения процентного содержания поврежденных клубней по массе:

где: масса поврежденных клубней в каждой повторности, кг;

общая масса клубней повторности, кг.

За факторы, влияющие на повреждаемость клубней при посадке

различными машинами, приняли: сорт картофеля (например, предел прочности), рабочую скорость мащины (скорость рабочих органов косвенно зависит от неё) и марку машины (конструкцию).

Согласно плану на поле при работе картофелесажалок задавали тот или иной вариант уровней изучаемых факторов. Опыты проводили в трехкратной повторности, с доверительной вероятностью 0,80 определяли повреждаемость клубней картофеля при посадке, т.е. процентное содержание поврежденных клубней. Все эксперименты проводились на одном и том же поле в ОПХ «Коренево» в 1985-1990 годах. Использовали сорта Раменский. Приекульский и Гатчинский. Оценку повреждаемости проводили в соответствии с методикой ОСТ 70.5.2. - 85.

Таким образом, была найдена следующая математическая модель повреждаемости клубней картофеля посадочными машинами по уровню значимости 0,2:

у = 1,67 + 0,44 х2 + 4,57 V, - 0,6.x,+ 0,35х,хч + 2,18л:,2 + 2,84х? +3,44х,2 (2)

Анализ литературных источников, проведенные нами предварительные эксперименты и необходимость сравнения с математической моделью повреждаемости при уборке позволили нам установить основные факторы, влияющие на повреждаемость клубней картофеля, и установить пределы их изменения. В качестве исследуемых марок (конструкций) картофелеуборочных комбайнов были взяты наиболее распространенные: отечественный ККУ-2А, импортный Е-668 и экспериментальный ККУ-1.

Опыты проводили в трехкратной повторности и с доверительной вероятностью 0,80 определяли повреждаемость картофеля при уборке, т.е. процентное содержание поврежденных клубней. Все эксперименты проводили на одном и том же поле в ОПХ «Коренево» в 1985 -1990 годах. Предварительные эксперименты по определению повреждаемости клубней картофеля при уборке комбайном в зависимости от сорта проводились в 1985-1987 годах на следующих сортах и гибридах: Раменский, Резерв, Гибрид 50(3) и гибрид 554-7. Оценку повреждаемости проводили в соответствии с методикой ОСТ 10-8.5-87. В 1985-1990 годах проводили эксперименты при уборке комбайнами: ККУ 2А, ККУ-1 и Е-668 на сортах картофеля: Пригожий и Невский и на разных скоростных режимах.

После обработки экспериментальных данных мы получили следующую адекватную математическую модель повреждаемости клуб-

ней картофеля комбайнами:

Из анализа данных моделей видно, как уже отмечалось выше, что повреждаемость клубней картофеля зависит в основном от конструктивных особенностей машины, а затем от сортовых отличий и скорости движения. А если сравнить коэффициенты по каждому из этих факторов, то видно, что у модели повреждаемости клубней при уборке коэффициенты значительно больше, чем при посадке. К тому же, известно, что при уборке повреждается гораздо большее (в несколько раз) количество клубней (до 54 %), чем при посадке (до 17 %). Поэтому нас в данной работе будут интересовать главным образом математические модели повреждаемости клубней при уборке картофеля.

Повреждаемость клубней картофеля при уборке его машинами зависит, прежде всего, от особенностей конструкции этой машины: давления в комкодавителях, амплитуды встряхивания сепарирующих органов, угла наклона устройства отделения ботвы и т.п., а затем от условий среды: массы камней, температуры, твердости и влажности почвы и т.д. Причем зависимость от физико-механических свойств и типа почвы очень существенная.

Вообще на условия среды влиять довольно затруднительно, а создать универсальную конструкцию комбайна, удовлетворяющую многообразию условий выращивания картофеля, на данном этапе развития техники проблематично. Логичнее разработка технологии возделывания картофеля и создание для неё базовой машины, на основе которой создавать целое семейство картофелеуборочных машин, учитывающих тип почвы, наличие органических остатков, влаги в почве, камней, размерно-массовые характеристики клубней, физико-механические свойства и т.д.

Для выбора модели твердого тела, которая наиболее полно и точно описывала бы процесс деформации мякоти, необходимо знать соотношения таких величин, как напряжение и, связанная с ним, относительная деформация при разных условиях нагружения. С этой целью нами была проведена серия предварительных опытов по испытанию цилиндрических образцов мякоти на прочность при действии статических и ударных нагрузок на специально изготовленной установке.

Анализ результатов исследования процессов пластической дефор-

мации и релаксации образцов, вырезанных из мякоти клубней, и характер протекания описанных процессов указывает на то, что исследуемые образцы обладают как упругими, так и упругопластическими свойствами. Подобное протекание процессов пластической деформации характерно для твердых тел, описываемых моделью твердого тела Зине-ра (обобщенной моделью), которая состоит из абсолютно упругой части и упругопластической, соединенных последовательно. При этом кг-коэффициент упругости упругой части твердого тела; - коэффициент упругости упругопластической части тела; а - коэффициент вязкости упругопластической части тела.

Деформация мякоти клубня, в соответствии с вышеуказанным, является суммой упругой и упругопластической деформаций:

£ = £»+£у

Деформация упругого элемента равна:

Деформация упругопластической части:

К,

Следовательно, деформация всего тела будет:

а

+ — 2 К,

(4)

(5)

(6)

(7)

Однако проведенные нами опыты по определению времени удара клубня о плоскость, показали, что время удара t колеблется в пределах от 0,0075 до 0,0081 с в зависимости от массы клубня. Подставляя эти значения времени в уравнение (7) мы получим, что е в степени будет стремиться к единице и, следовательно, деформация упругопла-стической части будет стремиться к нулю, то есть клубень можно заменить моделью только упругой части:

Таким образом, мы приходим к линейной модели абсолютно упругою тела, подчиняющегося закону Гука.

В соответствии с гипотезой об однородности материала, заключенного в объеме рассматриваемого тела, внутренние связи, возникающие в материале при деформировании тела можно формально характеризовать величиной усилия, приходящегося на единицу площади.

Рис. 1. Метод сечений, позволяющий определить напряжение в точке О

Окрестность точки О можно ограничить шестью взаимно перпендикулярными плоскостями и получится прямоугольный параллелепипед, который можно сориентировать так, чтобы направление его ребер совпадали с направлениями осей координат. В этом случае на каждой из граней будут действовать напряжения, при этом полные напряжения можно разложить по направлениям параллельным осям координат (рис.2). Полученные девять компонентов напряжений полностью определяют напряженное состояние в точке и образуют тензор напряжений, который можно представить в виде:

Касательные напряжения, имеющие индексы, состоящие из одних и тех же букв, равны между собой:

в силу закона парности напряжений.

Следовательно, для полного определения напряженного состояния в рассматриваемой точке необходимо знать не девять, а шесть величин:

Рис. 2. Напряжения на гранях элементарного параллелепипеда

Изменения формы и размеров тела - его деформация являются следствием напряженного состояния тела и складываются из деформаций элементарных объемов, составляющих это тело. Деформация элементарного параллелепипеда определяются изменением длины ребер и сдвигами параллельных плоскостей. Относительные деформации ребер в направлении осей и относительные сдвиги в соответствующих плоскостях обозначаются следующим образом:

Если предположить, что длины ребер параллелепипеда стремятся к пулю, то составляющие деформации будут определять полную деформацию в окрестности рассматриваемой точки и образуют тензор деформаций, который можно записать в виде следующей симметричной матрицы:

(10)

В каждой точке деформируемого тела компоненты тензора деформаций являются линейными функциями от компонентов тензора напряжений. Поэтому, чтобы выразить соотношения между напряжениями и деформациями для линейно-упругого тела необходимо знать 21 упругую постоянную. Но поскольку большинство материалов, в том числе и клубни, можно считать изотропными, то указанные соотношения существенно упрощаются и, как показал Кирхгоф, число необходимых постоянных сократиться до двух. Таковыми являются модули упругости первого и второго рода, связанные между собой соотношением:

где: — коэффициент Пуассона,

(И)

(12)

Используя принцип независимости действия сил и предполагая, что главные оси напряжений и деформаций совпадают, обобщенный закон Гука для объемного напряженного состояния можно записать в виде:

Из известных основных методов приближенного расчета ударных систем мы выбрали, как наиболее отвечающий рассматриваемому ударному явлению, метод Герца.

Под действием контактного давления в приповерхностном слое возникают очень высокие растягивающие и сдвиговые напряжения, вследствие чего на поверхности мягких материалов могут развиться

15

значительные пластические деформации.

Этот эффект был впервые изучен Герцем, который получил уравнения описывающие величину и тип напряжений, возникающих на поверхности и в приповерхностном слое материала при сжатии. На рис. 3,а приведена схема давления на контактирующей поверхности двух цилиндров. В данном случае исходят из предположения, что зона контакта является плоским узким прямоугольником. Клубни картофеля тоже при определенном приближении можно рассматривать, как цилиндрические тела.

Тимощенко показал, что сжимающие напряжения уменьшаются по мере удаления от поверхности в глубь материала, а сдвиговое напряжение на поверхности равно нулю и возрастает до максимальной величины 0,304 Жна глубине 0,78 Ь (рис. 3,6). Таким образом, разрушение мякоти клубня обычно происходит из-за сдвиговых напряжений, причем на некоторой глубине от поверхности, где напряжение достигает максимума и проходит граница между поверхностным слоем мякоти и сердцевиной (3-5 мм), которые обладают различными физико-механическими характеристиками. Так величина допустимого нормального напряжения, по данным Н.И. Верещагина, равна для поверхностного слоя 0,8 Н/мм2, а для сердцевины 0,5 Н/мм2, то есть сердцевина менее прочна. Поэтому сердцевина мякоти разрушается ещё до появления заметных наружных повреждений. Разрушения мякоти носят различный характер: потемнения мякоти, внутренние трещины и т.п. Остановимся на изучении появления трещин, как более опасных повреждений.

Ш

Напряжение

Рис. 3. Два цилиндра при контактном взаимодействии (а)

Распределение напряжений (б) в приповерхностном слое при высоком контактном давлении (по Тимошенко)

16

Однако последовательность образования грещин, их количество и величина могут значительно отличаться в зависимости от сочетания свойств материалов соударяемых тел и режимов нагружения (скоростей соударения).

Разрушение при динамическом нагружении будет хрупким, если критерий зарождения и развития трещин в упругой зоне растягивающих напряжений достигается ранее соответствующих критериев в пластической зоне. Такое разрушение характерно для преимущественно упругого характера контактирования при наличии поверхностных микротрещин. В этом случае, как и при статическом нагружении, образуется одна или система кольцевых поверхностны> или конических трещин. Для формирования конуса Герца требуется определенное критическое напряжение или соответствующая ему скорость соударения, так называемая критическая скорость удара. Упрощенные модели в рамках кзазистатического приближения аналогичны моделям для упругого статического нагружения и приводят к формуле для критической скорости:

(14)

где т - масса ударника;

эмпирическая постоянная;

К.с - критический коэффициент интенсивности напряжений;

к =

16

фактор, учитывающий упругие

постоянные идентора и полупространства

Итак, закономерности упругого удара, выведенные Герцем, могут быть использованы для исследования удара упругих тел, когда можно пренебречь колебаниями, вызванными соударениями. Для аморфного живого тела, каким является клубень, это допущение может быть принято.

Так, например, при испытании образцов, вырезанных из клубней, была установлена разная сопротивляемость их растяжению и сжатию. Предел прочности при сжатии образцов из мякоти кл убиен картофеля сорта Лорх был около 1700 кПа, а при растяжении - около 1030 кПа.

Распространяя теорию максимальных касательных напряжений на материалы, сопротивляющиеся растяжению и сжатию различно, Кулон

предложил зависимость касательных напряжении, разрушающих материал, представить в виде линейной функции среднего нормального напряжения в плоскости расположения Ттах. Условие наступления предельного состояния по этой теории будет отражаться равенством:

(15)

(16)

где эквивалентное напряжение, которое следует создать в

растянутом образце, чтобы его напряженное состояние было равно-

наибольшее, а наименьшее напряжение с учетом знака, при этом

опасно с заданным сложным напряженным состоянием;

а ВР

предел прочности при растяжении, а предел прочности при сжатии.

Предельная поверхность в пространстве напряжений, соответствующая условию:

вс

это шестигранная равнонаклоненная к осям пирамида.

Логически систематизировать результаты испытаний образцов из мякоти клубней, испытанных при растяжении, сжатии и срезе, можно, используя феноменологический подход О.Мора.

Принимая допущение, что огибающая кругов является единственной независимой от величины промежуточных главных напряжений и беря огибающую в виде прямой касательной к предельным кругам сжатия и растяжения, получим, что эквивалентное напряжение равно:

(18)

Таким образом, физический смысл выбранной теории предельного напряженного состояния, в основу которого положен феноменологический подход Мора, можно сформулировать следующим образом: нарушение прочности мякоти наступает при достижении касательными напряжениями некоторой критической величины равной пределу прочности клубня и зависящей от нормальных напряжений, действующих по тем же плоскостям скольжения.

Одинаковый результат, полученный и при феноменологическом

подходе, и при использовании теории максимальных касательных напряжений дает возможность рекомендовать последнюю при расчетах. На предпочтительное использование этой теории указывают и резуль-тагы опытов по повреждению клубней при ударе о жесткую поверхность, поскольку первые заметные повреждения мякоти появляются в области максимальных касательных напряжений

Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований. Изменчивость свойств почвы и условий уборки картофеля не позволяет аналитическим путем учесть влияние всех факторов на повреждаемость клубней.

В связи с этим, целью экспериментальных исследований явилась проверка правомерности основных положений теоретического анализа и сделанных допущений.

В работе ставились следующие задачи экспериментального исследования:

1. Определить упруго-прочностные параметры мякоти клубней картофеля разных сортов при динамическом нагружении в лабораторных условиях.

2. Проверить эффективность оптимизации режимов работы картофелеуборочных машин с точки зрения уменьшения повреждаемости клубней.

3. Проверить корреляцию работы технических средств для оценки клубней картофеля на выносливость к механическим повреждениям с результатами работы различных картофелеуборочных комбайнов.

Экспериментальные исследования проводились в три этапа. На первом этапе определялись упруго- прочностные характеристики мякоти клубней картофеля разных сортов при динамическом нагружении в лабораторных условиях.

На втором этапе проводились полевые испытания картофелеуборочных машин в условиях рядовой эксплуатации и при оптимизации рабочих режимов уборки.

На третьем этапе анализировалась динамика процесса повреждаемости клубней картофеля при уборке комбайнами и при использовании технических средств для оценки выносливости клубней.

Механические характеристики мякоти клубней тесно связаны с её внутренним строением и состоянием, поэтому они оказывают непосредственное влияние на выносливость клубней к механическим повреждениям. Таким образом, для оценки селекционного материала на выносливость к механическим повреждениям, особенно на ранних

этапах селекционного процесса (при наличии ограниченного количества клубней) имеют огромное значение лабораторные методы определения механических (упруго-прочностных) свойств мякоти клубней Из таких методов известны способы определения чувствительности мякоти к механическим повреждениям, вызванным ударной нагрузкой, как целых клубней, так и образцов, вырезанных из клубней Мы же разработали специальную установку (рис. 4.), представляющую собой маятниковый копер, оснащенный тензометрическим узлом, и позволяющую определять предел прочности и модуль упругости мякоти клубней молодых селекционных линий

Программа лабораторных исследований включала определение промежутка времени, в течение которого происходит разрушение тканей мякоти клубней при динамическом нагружении, упруго-прочностных свойств мякоти клубней при динамическом нагружении в период массовой уборк \ картофеля и после зимнего хранения

Рис 4 Установка для исследования упруго-прочностных свойств клубней картофеля

Программа тюлевых исследований включала в себя полевые испытания картофелеуборочных комбайнов и испытания имитатора повреждений клубней (рис 5 ) с целью определения 1) механической повреждаемости к тубней картофеля при уборке разными картофелеуборочными комбаинами, 2) механической повреждаемости клубней картофеля при использовании имитатора повреждений клубней, 3) механической повреждаемости клубней картофелеуборочными комбайна-

ми в зависимости о1 режимов работы, 4) соответствия повреждаемо-с ги клубней на имитаторе - повреждаемости на комбайнах

Для проведения указанных исследований нами был поставлен ряд экспериментов при уборке картофелеуборочными комбайнами: ККУ-2А, Е-668 и экспериментальным ККУ-1, а также при работе имитатора повреждений клубней. Определение механической повреждаемости клубней в ходе экспериментов производили в соответствии с методикой ОСТ 10-8.5-87: от каждой повторности чистых клубней отбирали клубни массой свыше 50 г для анализа на повреждения. Масса средней пробы составляла 10 кг. Брали 4-е повторности. При анализе клубни сортировали на две группы: неповрежденные и поврежденные.

Рис. 5. Имитатор повреждения клубней:

1-основание, 2- наклонная площадка, 3- барабан; 4- прутки, 5- лопасть, 6- окно для загрузки

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований.

При выведении сортов картофеля большое значение приобретает оценка гибридов на выносливость к механическим повреждениям и притом на предельно более ранних сроках выведения. При этом в условиях дефицита селекционного материала клубней возрастает важность оценки образцов, вырезанных из клубней. Учитывая это обстоя-

тельство, мы определяли предел прочности и модуль упругости цилиндрических образцов мякоги клубней картофеля Эксперименты проводились на картофеле сорта Пригожий и сорта Невский Количество повторностей бьло 20-кратным, чтобы обеспечить среднюю ошибку ±4,5% Масса ролика маятника 6,7 кг

При анализе полученных осциллограмм выявили, что работа разрушения образца, представляющая собой площадь под участком кривой «деформация-время», равна сумме работ работы Ар потраченной на разрушение тканей мякоти клубня и работы А2, ушедшей на смятие разрушенной мякоти (рис 6) А = Лх + Аг Проведенные нами испытания цилиндрических образцов, вырезанных из мякоти клубней картофеля при действии ударных нагрузок указывают на зависимость напряжения от деформации близкую к линейной Это свидетельствует о возможности применения методов теории упругости при исследовании деформации клубней под действием ударных нагрузок

Анализируя эти результаты, мы пришли к выводу, что мякоть клубня обладает как упругими, так и упругопластическими свойствами Таким образом, в качестве модели мякоти клубня картофеля можно выбрать модель твердого тела Зинера или обобщенную модель, состоящую из абсолютно упругой и упругопластической частей, соединенных последовательно

С целью определения корреляционной зависимости между показателями выносливости к механическим повреждениям при сравнительных испытаниях картофелеуборочных комбайнов и работы специально разработанного имитатора повреждения клубней нами были использованы сле-

А1 \

Рис. 6 Осциллограмма тензометрических показаний

дующие сорта и гибриды: Раменский, Резерв, Гибрид 50( 5) и Г ибрид 554-7.

Результаты анализа данных показали, что между повреждаемостью клубней при использовании имитатора повреждения и при уборке комбайнами существует довольно тесная корреляционная зависимость. Так, коэффициент корреляции по обдиру кожуры равен в среднем О, 923; а по потемнениям мякоти соответственно 0,936.

Нами были проведены специальные исследования по сравнению показателей повреждаемости клубней картофеля при уборке комбайнами ККУ-2А, ККУ-1 (экспериментальном), Е-668 и на имитаторе повреждения. При анализе результатов выявили, что максимально корреляция наблюдается между показателями механической повреждаемости клубней при работе комбайнов и на имитаторе по следующим видам повреждений: трещины более 20 мм длиной и потемнения мякоти более 5 мм глубиной.

Таким образом, можно сделать вывод, что имитатор моделирует перепады, то есть удары клубней о прутковую поверхность (потемнения мякоти и трещины), атакже воздействие сепарирующих органов (обдир кожуры).

пХ2

рабочая скорость, км/ч 2,5.3

1,80

1,08

Рис 7. Двумерные сечения поверхностей отклика, характеризующее повреждаемость клубней картофеля на картофелеуборочных комбайнах при

Анализируя сечения поверхностей отклика (рис. 7), мы пришли к выводу, что минимальное значение уровня повреждаемости в рассматриваемом сечении поверхности отклика при факторе Х(=0 равно 7,34 % и имеет место при рабочей скорости комбайна 1,875 км/ч и при уборке комбайном ККУ-1. Оптимальные значения рассматриваемых факторов находятся в пределах рабочей скорости 1,64 - 2,11 км/ч.

Аналогично построили сечения поверхностей отклика при Х^^относи-тельносортакартофеляиконструкциимашины.Минимальноезначение уровня повреждаемости в данном случае равно 7,03% при X =1,511 Н/мм2, а область оптимума находится в пределах следующих значений предела прочности: 1,343 - 1,679 Н/мм2, марка комбайна предпочтительнее тоже ККУ-1.

Анализ сечений поверхностей отклика при Х3=0 (рис.8) показывает, что совместное действие факторов X! и Х2 имеет экстремум в точке У = 10,02 %. А это соответствует допустимому уровню повреждаемости 10 %, как сейчас принято по агротехническим требованиям. Область оптимума будет находиться в пределах: предел прочности мякоти 1,403 - 1,639 Н/мм2, а допустимая скорость комбайна 1,66 - 2,09 км/ч.

XI 1,987 1,08 Х2

Рис 8. Сечения поверхностей отклика, характеризующие повреждаемость клубней картофеля на комбайне при X., = О

Таким образом, можно сделать следующий вывод, что проведенные эксперименты показали, что для снижения уровня повреждаемости клубней картофеля при уборке из исследуемых картофелеуборочных комбайнов предпочтительнее экспериментальный комбайн ККУ-1, наиболее оптимальный режим работы комбайна на рабочей скорости 1,66 - 2,09 км/ч (0,46 - 0,58 м/с), а сорт картофеля должен обладать пределом прочности мякоти клубней в пределах 1,403 - 1,639 Н/мм2.

Программа экспериментов состояла в проведении активных экспериментов по известной методике планирования экспериментов. В качестве критерия оптимизации выбрали процент поврежденных клубней по массе (повреждаемость). Из предварительных экспериментов были установлены основные (управляемые) факторы, влияющие на повреждаемость. Это сорт картофеля и количество оборотов имитатора. Эксперименты проводили, варьируя эти два фактора, а оценку повреждаемости осуществляли по общепринятой методике. Пробы брали в трехкратной повторности и с доверительной вероятностью 0,95 определяли процентное содержание поврежденных клубней. Испытания клубней на имитаторе проводили в один день с экспериментами по определению повреждаемости при уборке комбайнами.

Таким образом, мы получили уравнение регрессии:

(19)

В итоге нами была получена после проверки адекватности следующая математическая модель процесса повреждения клубней на имитаторе:

у = 56,66 - 4,64л, +10,49*2 " ЗЛ^х, (20)

Для проверки эффективности предлагаемых режимов работы комбайна были проведены полевые эксперименты. В 1988-1990 гг. на одном и том же поле в ОПХ ВНИИКХ «Коренево» Люберецкого района Московской области определяли повреждаемость клубней картофеля на экспериментальном комбайне ККУ-1 и на стандартном ККУ-2А при рекомендуемых рабочих скоростях: 1,66 - 2,09 км/ч (0,46 - 0,58 м/с). Повреждения клубней картофеля определяли по методике ОСТ 10-8.5-87. Пробы брали в трехкратной повторности и с доверительной вероятностью 0,95 определяли процентное содержание поврежденных клубней.

Анализ результатов экспериментов показал, что при выполнении предлагаемых рекомендаций действительно происходит снижение уровня механических повреждений клубней картофеля на 3-5% на ККУ-1 и на 2%-4,5% на ККУ-2А.

Мы предлагаем следующие направления для снижения повреж-

дений клубней картофеля:

1. селекция сортов, пригодных для механизированной уборки;

2. размещение производства картофеля в наиболее благоприятных почвенно-климатических зонах России;

3. обоснование оптимального технологического процесса механизированной уборки для этих зон;

4. создание оптимальных принципиальных схем картофелеуборочного комбайна для конкретных почвенно-климатических условий;

5. создание оптимальных конструкций рабочих органов для разных почвенно-климатических условий.

С 1985 по 1990-е гг. мы принимали участие в научно-исследовательских работах по темам: «Разработать и внедрить механизированную технологию возделывания и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках» (№ ГР 135788) и «Разработать средства механизации посадки и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках» (№ ГР 81096125), куда входил пункт по разработке однорядного картофелеуборочного комбайна ККУ-1 (рис.9). Наше участие выражалось в исследованиях повреждаемости клубней картофеля данным комбайном. Комбайн ККУ-1 создавался для уборки отдельных кустов картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках. В связи с этим к комбайну предъявлялись следующие требования: извлечь клубни, частично освободить их от почвы, без смешивания и повреждений уложить их в тару.

Рис. 9. Принципиальная схема комбайна ККУ-1:

1- рама; 2- опорно-опрессовывающий каток; 3- приемная часть с активными дисковыми ножами и дисковыми лифтерами; 4- основной элеватор; 5-подъемный гранспортер; 6- стол переборочный, 7- бункер

С целью предотвращения смешивания клубней отдельных кустов кроме конструкции подкапывающих органов были исследованы конструкции, параметры и режимы работы сепарирующих рабочих органов. В результате исследований были предложены следующие решения: в качестве сепарирующих рабочих органов применять прутковые элеваторы, а вместо основного и дополнительного прутковых элеваторов установить один прутковый элеватор. Рекомендованные в результате испытаний режимы работы (рабочая скорость) 0,37 - 0,92 м/с (1,33 - 3,3 км/ч) и параметры пруткового элеватора (ширина 0,5 м, длина 2 м, шаг между прутками 43 мм) позволили обеспечить минимальное смешивание клубней смежных кустов 21,5-26,3 %.

Дальнейшее совершенствование конструкции картофелеуборочного комбайна ККУ-1 с целью повышения производительности привело к созданию новой модификации ККУ-1А-01, принципиальная схема которого показана на рисунке 10.

При выборе конструкции и типа подкапывающего рабочего органа, прежде всего, исходят из того, для каких условий и типа почв предназначен картофелеуборочный комбайн, так как состояние, структура и количество массы, поступающей в машину, определяют тип ее рабочих органов и режим работы. А так как мы выяснили, что универсальную машину разработать пока в принципе невозможно, то остановимся на машинах предназначенных для легко сепарируемых почв.

9 8 7.6

2 3

Рис. 10. Принципиальная схема картофелеуборочного комбайна ККУ-1А-01: 1- рама; 2- подкапывающая секция; 3- колеса ходовые; 4- горка ботвоудалитель; 5- ботвоудалитель; 6- транспортер ковшовый; 7- стол переборочный; 8- лоток примесей; 9- бункер 27

Если проанализировать, то можно сделать вывод, что секундная нагрузка прямо пропорциональна количеству захватываемых рядков / и рабочей скорости комбайна V Тогда для однорядного комбайна количество поступающей массы на сепарирующие органы будет в два раза меньше, т.е 50 100 кг/с для подобных же условий (по нашим данным 74,1 кг/с). Однако с повышением рабочей скорости секундная нагрузка будет прямо пропорционально расти А так как масса однорядного комбайна меньше, чем двухрядного (2750 кг против 4452 кг у ККУ-2А), а тяговое сопротивление соответственно тоже будет меньше, то теоретически возможная рабочая скорость увеличится. Следовательно, увеличится и производительность. Но увеличение ограничивается производительностью рабочих-переборщиков, что, кстати, и показали испытания. С повышением рабочей скорости увеличивается количество поступающей массы на сепарирующие рабочие органы, т.е. увеличивается почвенная прослойка, что ведет к уменьшению повреждений клубней. Конечно, ухудшается сепарация, но, как мы условились, речь идет о легко сепарируемых почвах, поэтому это допустимо.

Рис 11 Комбайн картофелеуборочный однорядный ККУ-1А-01 Вид спереди справа: 1 - рама; 2- каток опрессовывающий; 3-основной элеватор с подкапывающей секцией

Было изготовлено два опытных образца картофелеуборочного комбайна ККУ-1 А-01 (рис 11), которые успешно прошли два раза (в 1995 г. и в ] 996 г.) испытания на Владимирской государственной машиноис-

питательной станции.

Владимирская МИС по результатам испытаний рекомендовала данный однорядный картофелеуборочный комбайн для производства.

Для реализации идеи уменьшения количества перепадов с рабочих органов (уменьшения их величины) и исключения второго пруткового элеватора нами была разработана следующая конструкция картофелеуборочного комбайна.

Рис. 12. Принципиальная схема комбайна

Предлагаемая конструкция картофелеуборочного комбайна (рис. 12) состоит из подкапывающего рабочего органа 1, основного элеватора 2, комкодавителей 3, вильчатой направляющей 4, дополнительного элеватора 5, подъемного барабана 6, редкопруткового транспортера 7, отсе-кателя ботвы 8, сталкивающей планки 9, выносного транспортера 10, загрузочного транспортера 11 и бункера для клубней 12.

Рис. 13. Конструкция вильчатой направляющей Особенностью данной конструкции является то, что с целью умень-

29

шения повреждения клубней, затрат труда и металлоемкости картофелеуборочный комбайн снабжен размещенными после комкодавителей вильчатыми направляющими 4 (рис. 12) вместо второго пруткового элеватора. Рассмотрим процесс падения клубня на вильчатые направляющие (рис.15). На данном рисунке представим вильчатые направляющие для упрощения расчетов в виде отрезка прямой.

Рйс. 14. Конструкция подъемного барабана

Рис. 15. Процесс падения клубня после комкодавителей Так проекции скорости клубня на оси координат будут равны:

Откуда получим следующие выражения:

Тогда уравнение траектории движения будет:

-'8 <р • х

(23)

2 [ v2 cos 2 q> j

Представим уравнение прямой вильчатой направляющей в виде:

Приравняв уравнения (23) и (24), мы получим следующее уравнение:

g*'

(tg q> - tg a ) ■ л- +

- - h =0

2 v2 cos 31'p

Если угол (p будет равен нулю, мы получим уравнение:

8х 2vJ

tg а ■ х - h = 0

(25)

(26)

Откуда мы можем вычислить абсциссу точки пересечения клубня с прямой вильчатой направляющей:

(27)

Наличие вильчатой направляющей 4 (рис.13) обеспечивает дополнительную сепарацию почвы и распределяет свободные клубни по порциям в пространство между дисками 14 (рис.14), предохраняя клубни от активного динамического воздействия, что уменьшает их повреждения.

Кроме того, применение данной конструкции картофелеуборочного комбайна позволит обойтись без вспомогательных рабочих (комбайнера - 1 человек и переборщиков - 2...6 человек), что значительно снизит затраты труда.

Исключение из технологической схемы подъемного барабана сложной конструкции и переборочного стола предопределяет снижение габаритных размеров и массы, что приводит к повышению маневренности и снижению расхода горючего.

Нами были разработаны ряд технических средств [3,4, 25J, предназначенных для использования в процессе выведения новых сортов

картофеля.

Однако в ходе исследований было выявлено, что имитатор не моделирует воздействие встряхивателей на элеваторе картофелеуборочного комбайна и других динамических нагрузок (например, воздействие колеблющегося лемеха). С этой целью были разработаны конструкции [4] (рис. 16) и [25].

На рисунке 16 показана конструкция имитатора, которая имитирует воздействие активных встряхивателей на картофелеуборочном комбайне.

Таким образом, нами предлагается изменить существующую методику оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям. Так, начиная со второго года селекции, необходимо применять оценку селекционного материала картофеля с помощью установки для исследования прочности и упругости образцов мякоти клубней при динамических нагрузках. Для чего потребуется всего 5-6 клубней, из которых вырезают образцы с помощью специальных шаблонов. Требуется всего 20 образцов (по 3-4 образца от каждого клубня), чтобы обеспечить среднюю ошибку опыта в пределах ±4,5 %. Далее образцы разрушают на установке и с помощью тензометрии определяют силу и работу разрушения. Затем, сравнивая результаты с известными результатами лучших сортов, делают заключение о выносливости данного гибрида.

Рис 16. Усовершенствованная конструкция имитатора 32

На следующем этапе селекции, начиная с третьего года, можно применять методику оценки выносливости с помощью имитатора повреждения клубней [3,4]. Для данной оценки потребуется проба в 100 клубней. Данный метод, кроме того, что наиболее близок к оценке «комбайновый тест», имеет еще одно преимущество: стационарные (стабильные - независимые от погоды) условия испытания.

Глава 5. Расчет экономической эффективности. Экономический эффект от реализации предлагаемых методов оценки выносливости клубней к механическим повреждениям в селекции картофеля и конструкционных решений проявляется в снижении потерь от повреждений картофеля при интенсивных технологиях его возделывания, а также в снижении затрат и средств при их проведениях.

Прежде всего, рассмотрим расчет экономической эффективности от внедрения предлагаемого метода оценки выносливости клубней к механическим повреждениям с применением разработанных нами установкой для определения упруго-прочностных свойств мякоти клубней [9], устройством для определения повреждаемости корнеплодов [25] и имитатора повреждения клубней [4].

Годовой экономический эффект при использовании имитатора повреждения клубней для сортоиспытания на один имитатор составит 168930 руб. Экономический эффект за срок службы машины (8 лет) составит 1351440 руб.

Теперь рассмотрим экономический эффект от снижения повреждений клубней картофеля при уборке однорядным комбайном ККУ-1А-01.

Тогда при оптовой цене картофеля, например, 5 тыс. руб./га хозяйство с площадью посадок в 100 га сэкономит: 5 -31,04 =155,2 тыс. руб.

Наконец, рассмотрим ожидаемый экономический эффект при внедрении усовершенствованного картофелеуборочного комбайна по патенту 2210881 РФ.

Экономическая эффективность нового малогабаритного картофелеуборочного комбайна по сравнению с существующим комбайном КПК-2 образуется за счет:

♦ значительно меньшей массы машины;

♦ снижения стоимости машины;

♦ уменьшения количества обслуживающего персонала;

♦ уменьшения потребления горючего;

♦ более низкого уровня повреждений, т.е. снижения потерь при

последующем хранении;

♦ новых технических решений, повышающих качество работы и надежность машины.

Итак, ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованного картофелеуборочного комбайна составит 212347,6 руб./га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате выполненных исследований научно обоснованы оптимальные параметры режима работы картофелеуборочных комбайнов с целью снижения уровня повреждений клубней картофеля при интенсивном возделывании. Разработаны методы и средства оценки выносливости клубней к механическим повреждениям при селекции. Предложена принципиальная схема усовершенствованного однорядного картофелеуборочного комбайна и разработаны его рабочие органы для снижения уровня повреждений клубней.

2. Для обоснования методов математического моделирования выполнен анализ процессов повреждения клубней на основных технологических операциях интенсивного возделывания картофеля. Поскольку механические повреждения клубней картофеля при уборке значительно (в несколько раз) превышают повреждения при посадке в силу физиологических особенностей этого растения для математического моделирования достаточно рассмотреть процесс комбайновой уборки.

3. Основными критериями повреждаемости клубней при интенсивном возделывании картофеля являются предельно допустимые касательные напряжения. При прочностных расчетах и математическом моделировании мякоть клубня можно заменить обобщенной моделью вязкоупру-гих материалов. При квазистатическом и ударном нагружениях клубней картофеля наблюдается соответствие закону Гука, поэтому, учитывая волновые процессы, можно пользоваться только упругой частью модели и расчеты процесса производить, используя теорию упругого удара Герца. При ударе в клубне возникает сложнонапряженное состояние, поэтому при расчетах нами была использована феноменологическая теория Кулона-Мора, в частности, теория наибольших касательных напряжений.

4. Анализ математических моделей повреждаемости клубней картофеля при уборке и посадке показал, что повреждения клубней зависят, в первую очередь, от конструкции машины, затем от сортовых различий и рабочей скорости. Из анализа математических моде-

лей процесса повреждения клубней картофеля при уборке следует, что необходимо создание машин под конкретные почвенно-климатические условия, технологии возделывания и сортовые особенности выращиваемого картофеля. При разработке перспективных технологических схем картофелеуборочных комбайнов предпочтение следует отдавать однорядным комбайнам с минимальными: количеством перепадов и длиной сепарирующих элеваторов.

5. Предлагаемый метод оценки выносливости клубней к механическим повреждениям в селекции картофеля с применением разработанных нами специальных технических средств (Патент 2073228 РФ, Патент 2110057 РФ) позволяет ускорить и упростить данную оценку. Применение данного комплекса технических средств в селекционно-семеноводческом процессе позволит сократить сроки проведения полевых работ, а также трудовые и материальные ресурсы, что равносильно привлечению новых ресурсов и ведёт к сокращению сроков воспроизводства, размножения и выведения новых сортов. Годовой экономический эффект при использовании, например, имитатора повреждения клубней для сортоиспытания на один имитатор составит 168930 рублей.

6. По уровню повреждаемости клубней картофеля при уборке из исследуемых картофелеуборочных комбайнов предпочтительнее экспериментальный комбайн ККУ-1. Наиболее оптимальный режим работы комбайна, чтобы уровень повреждаемости был менее 10 %, должен быть на рабочей скорости 1,66 - 2,09 км/ч (0,46 - 0,58 м/с), а сорт картофеля должен обладать пределом прочности мякоти клубней в пределах 1,403 - 1,639 Н/мм2. Данный комбайн повреждает на 5,2 % меньше клубней, чем по агротехническим требованиям, что в сравнении со стандартными двухрядными комбайнами меньше на 3 - 12,4 %.

7. Повреждаемость клубней картофеля на картофелеуборочном комбайне ККУ-1А-01 составляет 7,7 - 15,1 %, что меньше повреждаемости клубней стандартными картофелеуборочными комбайнами при прямом комбайнировании на 12,3 - 38,9 %. Тогда при оптовой цене картофеля, например, 5 тыс. руб./га данный комбайн позволит получить годовой экономический эффект от снижения потерь 1552 руб./га.

8. Одним из путей снижения повреждений клубней является дальнейшее совершенствование конструкций однорядных картофелеуборочных комбайнов, с целью уменьшения количества перепадов, уменьшения воздействия активного встряхивания на сепарирующих органах и уменьшения длины сепарирующей поверхности (патент 2210881 РФ). Снижение уровня повреждений на усовершенствованном комбайне (за

счет уменьшения перепадов с основного элеватора и исключения дополнительного элеватора) составит по сравнению с комбайном ККУ-2А на 16 %. Ожидаемый суммарный годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованного картофелеуборочного комбайна по патенту 2210881 РФ составит 212347,6 руб./га.

9. Применение вильчатой направляющей по патенту 2210881 РФ обеспечивает дополнительную сепарацию почвы и распределяет свободные клубни по порциям, предохраняя клубни от активного динамического воздействия, что уменьшает их повреждения на 3,7 % по сравнению с комбайном ККУ-1А-01.

10. Данная конструкция картофелеуборочного комбайна позволит обойтись без вспомогательных рабочих, что снизит затраты труда в 3 -6 раз. Исключение из технологической схемы подъемного барабана сложной конструкции и переборочного стола предопределяет снижение габаритных размеров и массы, что приводит к повышению маневренности и снижению расхода горючего на 22,8 % по сравнению с КПК-2.

Основное содержание диссертации отражено в 25 публикациях, в том числе в следующих:

1. Заводнов B.C., Кузьмин Б.О., Кузьмин А.В. Результаты сравни-, тельных испытаний имитатора повреждений клубней и картофелеуборочных машин.//Тр. Ин-та/Москов. ин-т инжен. с. х. пр-ва.-М.Д 989.-С. 46-49.

2. Заводнов B.C., Зернов В.Н., Кузьмин А.В. Комплексная оценка устойчивости клубней селекционного картофеля к механическим повреждениям./УСб. научн. Тр. Ин-та/Москов. Ин-т инжен. с. х. пр-ва.-М.,1990,-С. 24-28.

3. Имитатор повреждения клубней// Разработать и внедрить механизированную технологию возделывания и уборки картофеля в селекционно-семеноводческих питомниках: Отчет о НИР (заключ.)/НИИ картоф. хоз-ва; Руковод. работы Б.О. Кузьмин. - № ГР 135788. - М., 1990. -С. 27-41. - Исполн. Кузьмин А.В.

4. Имитатор повреждения клубней: Патент 2110057 РФ /Кузьмин А.В.,ЛабаровД.Б. -№95121255/13; Заявл.05.12.95; 0публ.27.04.98. -Бюл. № 12. - 4 с.

5. Картофелеуборочный комбайн: Патент 2210881 РФ /Сосоров СВ., Арданов Ч.Е., Сергеев Ю.А., Кузьмин А.В. - № 2001112455/13; Заявл.04.05.2001; 0публ.27.08.2003. - Бюл. № 24. - 5 с.

6. Кузьмин А.В., Жамбалов Ш.Ж. Имитатор повреждения клубней. - Улан-Удэ, 1993. - ЦНТИ.

7. Кузьмин А.В. Технические средства для ускоренной оценки клубней селекционного картофеля на устойчивость к механическим повреждениям. - Улан-Удэ, 1993. - ЦНТИ.

8. Кузьмин А.В. Анализ кинематики клубкя при его движении внутри имитатора повреждения клубней//Тр. ин-та/ Ьурятск. с.х. ин-т. -Улан-Удэ, 1994.-С.85-87.

9. Кузьмин А.В. Обоснование и разработка технических средств для оценки клубней картофеля на устойчивость к механическим повреждениям при механизированной уборке: Дис.... канд. техн. наук - М., 1994.

10. Кузьмин А.В. Особенности влияния материала покрытия рабочих органов картофелеуборочных машин на повреждение клубней / / Тр. ин-та/ Бурятск. гос. с.х. академ.-1999.- Вып. 39 Ч.2.-С.130-132.

11. Кузьмин А.В. К математической модели процесса повреждения клубней картофеля при уборке комбайнами//Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири: Сб. научн. Трудов. Иркутск: ИрГСХА, 3999, С. 118-119.

12. Кузьмин А.В. Обоснование метода определения устойчивости корнеклубнеплодов к механическим повреждениям с использованием технических средств // Тр. ин-та/ Бурятск. гос. с.х. академ. -Улан-Удэ.-2000.-Вып. 41.Ч.П.-С.39-42.

13. Кузьмин А.В. К анализу повреждаемости клубней картофеля при различных технологических приемах уборки // Роль научного обеспечения в реформировании АПК: Тез. докл. науч. - практ. конф./Санкт-Петерб. гос. аграр. ун-т. - СП б. - 2000.-С.55-57.

14. Кузьмин А.В. Механические повреждения корнеклубнеплодов при современных технологиях возделывания // Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию МГАУ. Часть 2.-М.: МГАУ имени В.П. Горячкина, 2000.- С. 118-120.

15. Кузьмин А.В. Математическое моделирование процесса повреждений корнеклубнеплодов при механизированных технологиях уборки // Материалы научно-практической конференции, посвященной 55-леги:о Победы в Великой Отечественной войне/ эурятск. гос. с.х. академ.- Улан-Удэ.-2000.-С. 77-78.

16. Кузьмин А.В. Математическая модель повреждения клубней картофеля при уборке.//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2001.-№ 11, С. 26-28.

17. Кузьмин А.В. Математическое моделирование процессов по-вреждеь ия клубней картофеля при механизированных технологиях воз-

делывания и уборки Улан-Удэ. Издательство ФГОУ ВПО «Бурятская государстве тная сельскохозяйственная академия», 2004. - 90 с.

18. Кузьмин Л В., Мамичева Н.Н. Оценка пригодности сортов картофеля к индустриальной технологии возделывания и уборки. //Сб. научн. тр. ин-та Москов. Ин -тинжен. с х. пр-ва. - М, 1989.-С. 82-87.

19. Кузьмин А.В., Лабаров Д.Б Моделирование прочности мякоти клубней картофеля. //Сб. тр. ин-та/Бурятск. гос. с.х. академ. - Улан-Удэ,1995.-С.35-38.

20. Кузьмин А.В., Арданов Ч.Е. К вопросу определения прочностных характеристик корнеклубнеплодов//Механизация животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции в современных условиях: Тез. докл. науч. - практ. конф./Новосиб. гос. аграр. ун-т. Ин-т мех. сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1999. - С. 19-20.

21. Кузьмин А.В., Арданов Ч.Е. Устройство для оценки повреждаемости корнеклубнеплодов// Современные проблемы совершенствования системы обучения но физико-математическим и общеинженерьым дисциплинам: Матер налы региональной научно-методической конференции. -Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета.-2000.-С. 47-48.

22. Кузьмин А.В., Бальжиров Ю.Р. Анализ повреждаемости клубней картофеля на различных рабочих органах уборочных машин// Материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 40-летию ФМСХ и 70-летию Бурятской ГСХА.- Улан-Удэ: Издательство Бурятской государственной сельскохозяйственной ака-демии.-2001.-С.71-74.

23. Кузьмин А.В., Бальжиров Ю.Р. Применение технических средств в селекции и сортоиспытании картофеля //Бурятские аграрные информационные новости БАИН.- 2001.-№ 5.- С. 25-26.

24. Кузьмин А.В., Егоров К.В., Бальжиров Ю.Р., Баранников A.M. Анализ использования парка картофелеуборочных машин// Материалы научно-практической конференции «Высшее сельскохозяйственное образование, аграрная наука и техника - развитию АПК Байкальского региона», посвященной 70-летию академии. - Улан-Удэ: Издательство Бурятской государствеь ной сельскохозяйственной академии. - 2001 .-С. 184-185.

25. Устройство для определения повреждаемости корнеплодов: Патент 2073228 РФ /Кузьмин А.В., Лабаров Д.Б. - № 93038831/15; 3аявл.27.07.93;0публ.10.02.97. - Бюл. №4 -4с.

26. Устройство для очистки корнеклубнеплодов от примесей: Патент 2199202 РФ /Арданов Ч.Е., Кузьмин А.В., Сергеев Ю.А., Мокров А.С. - № 2ООО11О56О/13;Заявл.24.О4 2000; 0публ.27.02.2003. - Бюл. № 6. -4 с

Подписано к печати 4.03.2005. Форм. Бум. 60x84/16 Объем 2 п.л. Заказ № %Ш Тираж 100 экз.

Издательство ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р.Филиппова», 670024, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина,8.

Oï.tf -

*' Л

csf \ . ? I ? !

22 АЛ? 2CG5 * 567

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ.

1.1. Агротехнические требования, предъявляемые при уборке картофеля

1.1.1. Требования к качеству клубней картофеля.

1.1.2. Механические повреждения клубней картофеля.

1.2. Основные технологии возделывания и технологические схемы картофелеуборочных машин.

1.3. Анализ сепарирующих рабочих органов.

1.4. Механические повреждения клубней при современных технологиях возделывания.

1.4.1. Влияние вида и характера нагрузок на процесс повреждения клубней картофеля.

1.4.2. Анализ процессов повреждения клубней при механизированной посадке и уборке.

1.4.3. Влияние сортовых особенностей на механические повреждения клубней картофеля.

1.4.4. Влияние видов удобрения на прочность клубней картофеля.

1.5. Анализ методов оценки повреждений клубней картофеля.

1.6. Постановка проблемы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ

МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ ПРИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯХ.

2.1. Критерии повреждаемости клубней картофеля при различных технологических операциях возделывания.

2.1.1. Анализ математических моделей повреждаемости клубней при посадке картофелесажалками.

2.1.2. Анализ математических моделей повреждаемости клубней при уборке машинами.

2.2. Разработка математических моделей повреждаемости клубней картофеля при возделывании машинами.

2.3. Обоснование математической модели мякоти клубней картофеля.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Общая программа и методика исследований.

3.2. Методика и оборудование лабораторных исследований.

3.3. Методика и оборудование полевых исследований.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты лабораторных исследований.

4.2. Результаты полевых испытаний.

4.3. Оптимизация математических моделей.

4.3.1. Оптимизация математической модели повреждаемости клубней картофеля на имитаторе повреждений.

4.4. Полевая экспериментальная проверка предлагаемых рекомендаций.

4.5. Направления, методы и средства снижения повреждений клубней картофеля при уборке.

4.5.1. Разработка однорядного картофелеуборочного комбайна.

4.5.2. Разработка усовершенствованной схемы комбайна.

4.5.3. Разработка метода и технических средств для оценки выносливости клубней картофеля к механическим повреждениям.

4.6. Выводы.

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

5.1. Определение экономической эффективности метода оценки выносливости селекционного материала картофеля к механическим повреждениям.

5.2. Расчет экономической эффективности от снижения повреждаемости клубней картофеля при уборке комбайном ККУ-1А-01.

5.3. Экономическая эффективность усовершенствованной конструкции картофелеуборочного комбайна.

Одной из традиционно важных отраслей сельского хозяйства нашей страны является картофелеводство. Продукция картофелеводства широко используется на производственные цели, для технической переработки и в качестве корма в животноводстве. В мировом масштабе производства сельскохозяйственной продукции картофель занимает видное место, как одна из наиболее продуктивных культур умеренного пояса. Так, он обеспечивает получение высоких урожаев, даёт в 1,5 - 2 раза больше углеводов с единицы площади, чем зерновые. Даже в последнее столетие наметилась тенденция перехода всё большего количества стран, традиционно потребляющих рис и пшеницу, на потребление картофеля. Одна из причин возросшего потребления картофеля связана с организацией картофелеперерабатывающей промышленности в ряде стран. Картофель предоставляется потребителю в более привлекательных формах - в виде продуктов или полуфабрикатов (картофеля фри, картофельных котлет, картофельных крокетов и др.), которые имеют аппетитный вид и требуют меньшего времени на приготовление, чем блюда из сырого картофеля.

Кроме того, картофель обладает некоторыми преимуществами в агро-экономическом отношении по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами, что также способствует его распространению. Культура картофеля пластична, что обеспечивает ей возможность возделывания от тропиков до арктического пояса. Картофель хорошо произрастает в условиях туманного и дождливого климата, неблагоприятного для выращивания большинства зерновых культур; может расти на бедных песчаных почвах. Картофель обеспечивает высокую окупаемость удобрений [51].

Картофель приобретает значение первостепенной продовольственной культуры в условиях преобладания бедных и лёгких почв, а также в районах с засушливым климатом, например в Бурятии, его можно выращивать с меньшим расходом воды на единицу сухого вещества.

Картофель отличается большими запасами энергии и белка в расчёте на единицу площади. Белок картофеля особенно ценен из-за высокого содержания незаменимых аминокислот, реже встречающихся в белках других растений, и в этом отношении аналогичен белку молока. По биологической ценности белка (показатель количества поглощённого азота, которое сохраняется в организме для поддержания жизни и роста) картофель также превосходит многие культуры, о чём говорят следующие цифры: яйцо куриное - 96, картофель - 73, соя - 72, кукуруза — 54, пшеничная мука - 53, горох -48, фасоль-46 [107].

Значение картофеля в питании человека в будущем, по мнению исследователей, не только не снизится, а наоборот, возрастёт, из него будут производить новые пищевые продукты, полуфабрикаты.

Эффективность картофелеводства в значительной степени зависит от производства семенного картофеля. К составляющим этого производства относится селекция, создающая генетическую основу семеноводства - сорт, и связанное с ней размножение семенного материала. Сорт во многом определяет урожай. Как правило, новые сорта превосходят старые по урожайности. Исследованиями и практикой установлена высокая эффективность сортосмены: прибавка урожая составляет 10-30 % по сравнению со старыми сортами [51].

Однако картофель - самая энергоёмкая сельскохозяйственная культура, в настоящее время производство картофеля характеризуется высокой трудоёмкостью. Около 500 чел. - ч. затрачивается на возделывание 1 га картофеля, причём 40-60 % из них приходится на уборку. Недостаток рабочих в этот период приводит к растягиванию сроков выполнения работ, что отражается на потере урожая в пределах 15-20 % и более. В то же время разработанные и испытанные в производственных условиях интенсивные технологии производства картофеля обеспечивают гарантированное получение урожайности культуры на уровне 200-250 ц/га с затратами труда 0,8 - 1 чел. - ч. на 1ц. продукции [103]. Но уровень картофелеводства в нашей стране остается низким, средняя урожайность 9-12 т/га, потери при хранении 15-18 %.

Главными причинами низкой эффективности картофелеводства являются: низкий технологический уровень возделывания картофеля, использование несовременной малопроизводительной техники; отсутствие на отечественном рынке недорогих комплектов техники и оборудования для возделывания, послеуборочной доработки и хранения картофеля; недостаточные объемы производства качественного и семенного материала, особенно сортов с высокими потребительскими качествами, предназначенных как для потребления в свежем виде, так и для промышленной переработки на картофеле-продукты; несоблюдение требований стандартов и отсутствие системы сертификации в процессе элитного семеноводства картофеля.

Таким образом, современная технология производства картофеля — это высококачественный семенной материал наиболее продуктивных сортов, современная техника (система машин), оптимальные дозы удобрений, эффективные гербициды и средства защиты растений от вредителей и болезней, совершенные формы организации и оплаты труда, то есть комплексное применение всех элементов и факторов производства.

Среди других культурных растений картофель выделяется наличием богатейших генетических ресурсов и лёгкостью передачи наследуемых признаков сорта. Различные сорта картофеля, кроме урожайности, в разной степени обладают такими наследуемыми признаками, как выход крахмала, продолжительность вегетации, устойчивость к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и т.д. А в связи с совершенствующимися приёмами и способами возделывания и уборки, а также длительного хранения картофеля к новым сортам предъявляются дополнительные требования. Так, возрастающий удельный вес механических повреждений клубней при уборке, закладке на хранение и транспортировке - определил необходимость вести селекцию на повышенную выносливость картофеля к механическим нагрузкам [51].

В связи с этим, в последние годы у нас в стране и за рубежом изучаются и разрабатываются методики и средства для определения пригодности сортов к механизированной уборке. Несмотря на наличие и разнообразие существующих методов оценки небольших партий клубней, все они направлены в основном на выявление отдельных факторов выносливости. К тому же, как отмечают исследователи [185, 186], реакция сорта меняется в зависимости от метода испытания их выносливости. А это значит, что испытания необходимо проводить методами наиболее близкими к воссозданию условий, имеющих место при обычном механизированном возделывании. Другими словами, необходимо выявить критерии повреждаемости клубней картофеля при механизированном возделывании, а также определить и оптимизировать математические модели процессов повреждения клубней при разных технологических операциях. Разработка данных моделей и методики оценки, удовлетворяющей вышеперечисленным условиям, позволит вести направленную селекцию сортов, пригодных к механизированному возделыванию и разработать конструкцию рабочих органов и технологических схем перспективных картофелеуборочных комбайнов и другой техники.

Общие выводы

Специализация и концентрация картофелеводства - важные и эффективные факторы интенсификации производства культуры. По расчётам американских экономистов, 40% прироста сельскохозяйственной продукции в США в послевоенный период получено за счёт специализации и концентрации. По данным английских исследователей, концентрация производства картофеля — решающий фактор интенсификации: каждый дополнительный гектар картофеля в расчёте на одно хозяйство в среднем обеспечивал прирост урожайности на 4 т. Всего за последние 20 лет 88% прироста урожайности картофеля получено за счёт концентрации. Это связано с тем, что происходит ликвидация мелких малопродуктивных хозяйств и концентрация на более пригодных почвах и в лучших климатических условиях; агроприёмы, направленные на увеличение урожайности, в большей степени доступны крупномасштабному производству [51]. Однако такие процессы происходят в Англии, в России же пока происходит обратный процесс: разукрупнение сельскохозяйственных предприятий, возникновение мелких фермерских и других хозяйств. США - наиболее показательная страна по развитию специализации, концентрации и агропромышленной интеграции. Здесь к числу наиболее интенсивных сельскохозяйственных отраслей с высоким уровнем специализации, концентрации и промышленных методов производства относится картофелеводство. На современном этапе его развитие характеризуется дальнейшим ростом интенсивности производства, концентрацией производства на крупных специализированных фермах в небольшом числе штатов с благоприятными природно-климатическими условиями, всё большей ориентацией на поставки продукции для промышленной переработки, модификацией системы сбыта и усилением интеграции с перерабатывающей промышленностью и торговлей. Эти экономические тенденции обусловлены технической перестройкой отрасли, изменением структуры потребительского спроса на картофель, развитием отраслей промышленности, транспорта и торговли, фирм по переработке, хранению и сбыту картофеля, активным проникновением промышленно-торгового капитала в сельское хозяйство.

В картофелеводстве США и Западной Европы сложилась чёткая специализация, как по районам, так и на уровне отдельных ферм. Производство сосредоточено всего в нескольких штатах с оптимальными природными условиями, позволяющими получать высококачественную продукцию при низких затратах.

В США пригородное сельское хозяйство почти утратило своё значение, а потому большинство сельскохозяйственных отраслей, в том числе и картофелеводство, ориентировано не на рынки сбыта и центры сосредоточения промышленности, а на районы, обладающие наиболее благоприятными для производства определённого продукта условиями [51].

Производство картофеля связано с большим количеством технологических процессов, включающих посадку, довсходовую междурядную обработку, окучивание, обработку против вредителей и болезней, предуборочное удаление ботвы, уборку, послеуборочную обработку на сортировальных пунктах [49].

Уборка картофеля является наиболее трудоёмким процессом и составляет до 60 % всех трудозатрат при возделывании.

Картофелеуборочные машины прошли сложный путь развития от простейших копачей до самоходных картофелеуборочных комбайнов. В создание картофелеуборочной техники внесли свой вклад практически все страны, которые возделывали данную культуру. Однако направления создания картофелеуборочной техники разделились. Американское направление производства картофелеуборочных комбайнов пошло по пути создания универсальной техники для возделывания картофеля на лёгких почвах, применяя простейшие технологические схемы для сепарации почв, имеющих оптимальную структуру.

Западноевропейское направление основано на создании техники под конкретные почвенно-климатические условия с учётом сортовых особенностей картофеля и технологий возделывания.

Российское же направление было основано на создании универсальных машин с высокой производительностью для всех почвенно-климатических зон возделывания картофеля.

В настоящее время доля крупных сельскохозяйственных предприятий в объеме производства картофеля в России сократилась с 34 % в 1990 г. до 7,3 % в 1999 г., а доля индивидуальных хозяйств возросла с 66 до 92,7 %. Площадь посадок картофеля в сельском хозяйстве России сократилась с 1,54 млн. га в 1986-1990 гг. до 0,23 млн. га в 1999 г., или в 6,7 раза. Имеющаяся в хозяйствах техника морально устарела и физически изношена. Из-за развала семеноводства, низких урожаев и товарности картофеля, разрушения сырьевых зон картофелеперерабатывающих заводов, значительного износа техники для возделывания культуры, недостаточного технического оснащения перерабатывающей промышленности ежегодно растет импорт в Россию семенного и продовольственного картофеля и продуктов его переработки. В то же время в развитых странах резко увеличиваются объемы переработки картофеля, в некоторых они составляют около 30 % валового производства.

Поэтому среди основных задач, решаемых при разработке картофелеуборочной техники, стоит проблема создания картофелеуборочных комбайнов, обладающих максимальной сепарирующей способностью при минимальных повреждениях клубней, способных работать на всех типах почв, но не дорогих, с меньшей массой, меньшими габаритами, приспособленных для небольших и средних хозяйств, т.е. однорядных.

Современное мировое производство картофелеуборочной техники сделало ставку на создание машин под конкретные почвенно-климатические условия, технологии возделывания и сортовые особенности выращивания картофеля. Это связано с тем, что создать универсальную машину, способную проводить уборку клубней с обеспечением заданной чистоты клубней, величиной повреждений на различных типах почв в настоящее время не представляется возможным. Практически все ведущие фирмы - производители пошли по пути разработки технологии возделывания картофеля и создания для неё базовой машины, на основе которой создавалось целое семейство картофелеуборочных машин, учитывающих тип почвы, наличие органических остатков, влаги в почве, камней, размерно-массовые характеристики клубней, физико-механические свойства и т.д. Данное направление развития картофелеуборочной техники было вызвано тем, что возделывание данной культуры является чрезвычайно трудоёмким, дорогим и энергоёмким процессом. Поэтому принятые в странах с развитым картофелеводством программы по развитию этой отрасли сельскохозяйственного производства предусматривали возделывание высокоурожайных сортов, что позволяет значительно снизить себестоимость продукции [81].

Структурные изменения в экономике России и исследования последних лет в области зональных технологий возделывания картофеля позволил и по-новому взглянуть на проблему механизации производства этой культуры. Динамика цен за последние годы показывает, что постепенно устраняется диспаритет цен на семенной картофель и машины, соответственно будут увеличиваться площади механизированной обработки картофеля. Во-первых, крупные механизированные хозяйства будут специализироваться на возделывании семенного картофеля, поскольку к настоящему времени уже сформировался устойчивый рынок поставки его для индивидуальных, личных подсобных и фермерских хозяйств; второе перспективное направление -производство специальных сортов картофеля, пригодных для переработки; третье - производство высококачественной экологически чистой продукции. В этих условиях наиболее важным показателем становится прибыль, определяемая объемами производства, урожайностью, качеством картофеля, а также производительностью, трудоемкостью и стоимостью операций [121]. Следовательно, в России тоже выгоднее размещать производство картофеля в зонах с наиболее благоприятными почвенно-климатическими условиями и производить картофелеуборочную технику для этих зон.

Таким образом, качеству картофеля придается все большее значение. Одним из направлений решения данной проблемы является селекционная работа. Так, например, программа работ по генетике картофеля направлена на изучение устойчивости к наиболее распространенным, болезням и вредителям: и генетики важнейших хозяйственно ценных признаков - крахмалисто-сти, урожайности, скороспелости, пригодности к промпереработке и выносливости к механическим повреждениям клубней [138].

Однако вести направленную селекцию картофеля на выносливость к механическим; повреждениям невозможно без достоверных методов оценки такой выносливости. Но картофель, как мы знаем, живой организм и он по-разному реагирует на механические воздействия, все зависит от методики испытаний, которым его подвергают. Наши исследования были направлены на изучение вида, характера и величины нагрузок, которые соответствуют большинству реальных технологических процессов^ в картофелеводстве и разработке математических моделей этих процессов. Таким образом, используя полученные математические модели, можно не только анализировать и оптимизировать параметры машин для уборки [53, 67, 70] и послеуборочной обработки картофеля [132]^ но и разрабатывать технические средства для определения повреждения клубней на этапах селекционного процесса [47, 48, 131].

Итак, проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

I. В результате выполненных исследований научно обоснованы оптимальные параметры режима работы картофелеуборочных комбайнов с целью снижения уровня повреждений клубней картофеля при интенсивном возделывании. Разработаны методы и средства оценки выносливости клубней к механическим повреждениям при селекции. Предложена принципиальная схема усовершенствованного однорядного картофелеуборочного комбайна и разработаны его рабочие органы для снижения уровня повреждений клубней.

2. Для обоснования методов математического моделирования выполнен анализ процессов повреждения клубней на основных технологических операциях интенсивного возделывания картофеля. Поскольку механические повреждения клубней картофеля при уборке значительно (в несколько раз) превышают повреждения при посадке в силу физиологических особенностей этого растения для математического моделирования достаточно рассмотреть процесс комбайновой уборки.

3. Основными критериями повреждаемости клубней при интенсивном возделывании картофеля являются предельно допустимые касательные напряжения. При прочностных расчетах и математическом моделировании мякоть клубня можно заменить обобщенной моделью вязкоуп-ругих материалов. При квазистатическом и ударном нагружениях клубней картофеля наблюдается соответствие закону Гука, поэтому, учитывая волновые процессы, можно пользоваться только упругой частью модели и расчеты процесса производить, используя теорию упругого удара Герца. При ударе в клубне возникает сложнонапряженное состояние, поэтому при расчетах нами была использована феноменологическая теория Кулона-Мора, в частности, теория наибольших касательных напряжений.

4. Анализ математических моделей повреждаемости клубней картофеля при уборке и посадке показал, что повреждения клубней зависят, в первую очередь, от конструкции машины, затем от сортовых различий и рабочей скорости. Из анализа математических моделей процесса повреждения клубней картофеля при уборке следует, что необходимо создание машин под конкретные почвенно-климатические условия, технологии возделывания и сортовые особенности выращиваемого картофеля. При разработке перспективных технологических схем картофелеуборочных комбайнов предпочтение следует отдавать однорядным комбайнам с минимальными: количеством перепадов и длиной сепарирующих элеваторов.

5. Предлагаемый метод оценки выносливости клубней к механическим повреждениям в селекции картофеля с применением разработанных нами специальных технических средств (Патент 2073228 РФ, Патент 2110057 РФ) позволяет ускорить и упростить данную оценку. Применение данного комплекса технических средств в селекционно-семеноводческом процессе позволит сократить сроки проведения полевых работ, а также трудовые и материальные ресурсы, что равносильно привлечению новых ресурсов и ведёт к сокращению сроков воспроизводства, размножения и выведения новых сортов. Годовой экономический эффект при использовании, например, имитатора повреждения клубней для сортоиспытания на один имитатор составит 168930 рублей.

6. По уровню повреждаемости клубней картофеля при уборке из исследуемых картофелеуборочных комбайнов предпочтительнее экспериментальный комбайн ККУ-1. Наиболее оптимальный режим работы комбайна, чтобы уровень повреждаемости был менее 10 %, должен быть на рабочей скорости 1,66 - 2,09 км/ч (0,46 - 0,58 м/с), а сорт картофеля должен обладать пределом прочности мякоти клубней в пределах 1,403 - 1,639 Н/мм2. Данный комбайн повреждает на 5,2 % меньше клубней, чем по агротехническим требованиям, что в сравнении со стандартными двухрядными комбайнами меньше на 3 - 12,4 %.

7. Повреждаемость клубней картофеля на картофелеуборочном комбайне ККУ-1 А-01 составляет 7,7 - 15,1 %, что меньше повреждаемости клубней стандартными картофелеуборочными комбайнами при прямом комбайнировании на 12,3 - 38,9 %. Тогда при оптовой цене картофеля, например, 5 тыс. руб./га данный комбайн позволит получить годовой экономический эффект от снижения потерь 1552 руб./га.

8. Одним из путей снижения повреждений клубней является дальнейшее совершенствование конструкций однорядных картофелеуборочных комбайнов, с целью уменьшения количества перепадов, уменьшения воздействия активного встряхивания на сепарирующих органах и уменьшения длины сепарирующей поверхности (патент 2210881 РФ). Снижение уровня повреждений на усовершенствованном комбайне (за счет уменьшения перепадов с основного элеватора и исключения дополнительного элеватора) составит по сравнению с комбайном ККУ-2А на 16 %. Ожидаемый суммарный годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованного картофелеуборочного комбайна по патенту 2210881 РФ составит 212347,6 руб./га.

9. Применение вильчатой направляющей по патенту 2210881 РФ обеспечивает дополнительную сепарацию почвы и распределяет свободные клубни по порциям, предохраняя клубни от активного динамического воздействия, что уменьшает их повреждения на 3,7 % по сравнению с комбайном ККУ-1А-01.

10. Данная конструкция картофелеуборочного комбайна позволит обойтись без вспомогательных рабочих, что снизит затраты труда в 3 - 6 раз. Исключение из технологической схемы подъемного барабана сложной конструкции и переборочного стола предопределяет снижение габаритных размеров и массы, что приводит к повышению маневренности и снижению расхода горючего на 22,8 % по сравнению с КПК-2.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

2. Александров А.П., Журков С.Н. Явление хрупкого разрыва. ГТТИ, 1933.

3. Аудзивечене 3., Ионелюнас В. Исследование повреждаемости картофе-ля.//Тр. ин-та/ Литовс. НИИ механиз. и электр. сельс. хоз-ва. 1974. -Т.7. -С. 37-40.

4. Безрукий Л.П. Исследование процесса разрушения почвенных комков и повреждаемости клубней на рабочих органах картофелеуборочных машин: Дис. . канд. техн. наук. Минск, 1962.

5. Белевич П.К. К анализу способов разрушения почвенных комков и пласта картофельной грядки.// Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. М., 1966.

6. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 540 е., ил.

7. Бишоп К.Ф., Мондер У.Ф. Механизация производства и хранения картофеля: пер. с англ./Под ред. Г.Д. Петрова. М.: Колос, 1983.

8. Бжезовская А.И. К методике определения чувствительности клубней картофеля к механическим повреждениям, вызванным ударной нагруз-кой.//Сб. тр. аспир. //НИИ механиз. и электр. сель, хоз-ва Н.З.СССР. -Минск. 1968. - С.209-215.

9. Бжезовская А.И. Исследования влияния физико-механических свойств клубней картофеля на повреждаемость их при ударе.//Тр. ин-та/Центр. НИИ мех. и электр. с.х. Н.З. СССР.-1970.-т.8.-С.51-57.

10. Бжезовская А.И. Установка с применением скоростной киносъемки для исследования причин повреждения картофеля сепарирующими органами картофелеуборочных машин.//Сб. механизация и электрификация с/х. -Минск, 1969.

11. Бжезовская Л.И. Исследование сопротивления клубней картофеля механическим повреждениям, вызываемым динамическими нагрузками: Дис. . канд. техн. наук. Минск, 1970.

12. Бышов Н.В. Научно-методические основы расчета сепарирующих рабочих органов и повышение эффективности картофелеуборочных машин: Дис. . д-ра техн. наук: 05. 20. 04; 05. 20. 01. Рязань, 2000. - 414 е.: ил.

13. Валуева Т.И. Пути снижения повреждаемости клубней картофеля при механизированной уборке.//Сб. Материалы II респуб. конф. мол. уч. и ас-пир. 11-12 марта 1974 г. Самохволовичи, Минск, 1975.

14. Васин В.Д. Моделирование ударных взаимодействий клубней картофеля с рабочими органами с. х. машин. Материалы 6-й научн. техн. конф. мол. уч. 26-28 февраля 1975. - М., 1976.

15. Васин В.Д. Оценка деформации клубней и корнеплодов//Механизация и электр. соц. с.х. — М., 1974, №11.

16. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Изд. 3-е, доп. М.: Колос, 1973.

17. Вергейчик Л.А., Астрахан Б.М., Даневски Л. Моделирование технологического процесса картофелеуборочных машин// Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства: Межвузов. Сб.- Ростов н/Д., 1984. С. 109-115.

18. Верещагин Н.И., Туболев С.С., Шеломенцев С.И. Высокие урожаи невозможны без внедрения новых технологий// Картофель и овощи. 2004.- №2. С.24-25.

19. Верещагин Н.И. Три стадии процесса соударения клубня картофеля (частично упруго - криволинейного тела) с другими телами// тр. ин-та/ Москов. ин-тинжен. с.х. пр-ва —М., 1989.

20. Верещагин Н.И., К.А. Пшеченков. Рабочие органы машин для возделывания, уборки и сортирования картофеля. М.: Машиностроение, 1965. -267 е., ил.

21. Верещагин Н.И. и др. Уборка картофеля в сложных условиях/ Н.И. Верещагин, К.А. Пшеченков, B.C. Герасимов М.: Колос, 1983. -208 е., ил.

22. Верещагин Н.И. Исследование и обоснование путей уменьшения механических повреждений клубней картофеля при поточной уборке: Дис. . канд. техн. наук М., 1972.

23. Вольников А.И. Исследования рабочего процесса посадочного аппаратакартофелесажалки и показателей прочности клубней картофеля: Дис.канд. техн. наук. Горький, 1972.

24. Гагулина В.Г. Исследование причин повреждения клубней картофеля при посадке вычерпывающим аппаратом и изыскание способов их снижения: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1980.

25. Гагулина В.Г., .Гшупин В.В. Разрушение семян сельскохозяйственных культур волнами напряжений// Вопросы земледельческой механики: Тез. докл. всесоюзн. научн. конф. по современным проблемам земледельческой механики. ВАСХНИЛ, ВИМ. М., 1978.

26. Герасимов A.A., Сафразбекян O.A. К методике оценки повреждения клубней картофеля при ударе// Селекция и семеноводство 1973. - №3.

27. Герасимов A.A. и др. Изучить повреждаемость клубней рабочими органами уборочных машин: Отчет о НИР /НИИ картоф. хоз-ва М., 1972.

28. Герасимов A.A., Лыкова В.Д. Приборы для определения и методы исследования некоторых физико-механических свойств клубней картофеля// Тр. ин-та/ НИИ картоф. хоз-ва. 1972. - Вып. ХШ.

29. Глухих Б.А. Исследования по механизации возделывания и уборки картофеля// Сб. Результаты исследования по механизации возделывания картофелеводства/ НИИ картоф. хоз-ва. 1968.

30. Говард Г.У. Значение селекции в улучшении качества и повышении урожайности картофеля//Сб. Рост и развитие картофеля/Пер. с англ.- М., 1966.

31. Годухин В.И., Вольников А.И. Некоторые физико-механические показатели клубней перед посадкой/ Сб. научн. тр. Горьковского СХИ. Горький, 1972.-Т. 42.

32. Головицын С.К. Исследование физико-механических свойств клубней и обоснование параметров рабочих органов машин для посадки яровизированного картофеля: Автор, дис. . канд. техн. наук. М., 1969.

33. Гольдсмит В. Удар: М.: Стройиздат, 1965.

34. Государственные приемочные испытания комбайна картофелеуборочного однорядного ККУ-1А-01: Протокол № 03-57-95(435000162) от 13.12.95/Владимирс. гос. машиноиспыт. станция. — Покров, 1995. — 39 с.

35. Государственные приемочные испытания комбайна картофелеуборочного однорядного ККУ-1А-01: Протокол № 03-65-96(4090162) от 19.12.96/Владимирс. гос. машиноиспыт. станция. Покров, 1996. - 44 с.

36. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. -288 е.: ил.

37. Гусев С.А., Старовойтов В.И. Послеуборочная доработка и хранение картофеля. М.: Моск. Рабочий, 1989.-133 с.

38. Демирчиев П.Ф. Зависимость механических повреждений клубней от их физико-механических свойств // Сб. Технология производства картофе-ля/Научн. тр. НИИ карт. хоз-ва.-М.,1976.-Вып. XXIV.

39. Зернин М.В., Морозов Е.М. Механика разрушения тел при контактном взаимодействии // Механика контактных взаимодействий. М.: ФИЗ-МАТЛИТ, 2001.- С. 624 - 640.

40. Зернов В.Н. Анализ повреждаемости клубней картофеля рабочими органами картофелеуборочного комбайна. Отчет о НИР/НИИ картоф. хоз-ва -М., 1978.

41. Интенсивная технология производства картофеля/ Сост. К.А. Пшеченков. М.: Росагропромиздат, 1989. - (Научно-технический прогресс в АПК). — 303 е.: ил.

42. Имитатор повреждения клубней: Патент 2110057 РФ /Кузьмин A.B., Ла-баров Д.Б. № 95121255/13; Заявл.05.12.95; 0публ.27.04.98. - Бюл. № 12. -4с.

43. Карманов С.Н., Серебренников B.C. Картофель от посадки до стола. М.: Сель. новь. Приусадеб. хоз-во, 1992.-48 с.

44. Каспарова С.А. Физико-механические свойства клубней картофеля// Тр. ин-та/ВИСХОМ. 1952. - Вып. 32.51 .Картофелеводство зарубежных стран/ Б.П. Литун, А.И. Замотаев, Н.А.Андрюшина. М.: Агропромиздат, 1988.-167 с.

45. Картофелеводство США. M.: Россельхозиздат, 1981.

46. Картофелеуборочный комбайн: Патент 2210881 РФ /Сосоров C.B., Арда-нов Ч.Е., Сергеев Ю.А., Кузьмин A.B. № 2001112455/13; За-явл.04.05.2001; 0публ.27.08.2003. - Бюл. № 24. - 5 с.

47. Кирсанова В.Н., Кайдан В.П. Ударная установка для исследования повреждения клубней картофеля // Тр. ин-та/ВИМ.-1975.-t.69.-C.22 1-223.

48. Климарев В.П. Исследование некоторых показателей прочности клубней и повреждения их картофелесажалками: Дис. . канд. техн. наук. Горький, 1974.

49. Ковалев А.Т. Картофелеводство Нидерландов//Картофель и овощи. 1983, № 12.

50. Колчин H.H., Васеничев В.П., Исследование упругих свойств и закономерностей отражения клубней при ударе о неподвижную среду// Тр. инта/ Всесоюзн. НИИ с. х. машиностроения. М., 1972. Вып.73.

51. Коллакот Р. Диагностика повреждений: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.- 512 е., ил.

52. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. Минск: изд-во БГУ, 1982.-302 с.

53. Кузьмин A.B., Жамбалов Ш.Ж. Имитатор повреждения клубней. Улан-Удэ, 1993. - ЦНТИ.

54. Кузьмин A.B. Технические средства для ускоренной оценки клубней селекционного картофеля на устойчивость к механическим повреждениям. Улан-Удэ, 1993. - ЦНТИ.

55. Кузьмин A.B. Анализ кинематики клубня при его движении внутри имитатора повреждения клубней// Тр. ин-та1 Бурятск. с.х. ин-т. Улан-Удэ, 1994.-С.85-87.

56. Кузьмин A.B. Обоснование и разработка технических средств для оценки клубней картофеля на устойчивость к механическим повреждениям при механизированной уборке: Дис. . канд. техн. наук М.,1994.

57. Кузьмин A.B. Особенности влияния материала покрытия рабочих органов картофелеуборочных машин на повреждение клубней // Тр. ин-та/ Бурятск. гос. с.х. академ.-1999.- Вып. 39.Ч.2.-С. 130-132.

58. Кузьмин A.B. К математической модели процесса повреждения клубней картофеля при уборке комбайнами//Эксплуатация, восстановление и: ремонт сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири: Сб. научн. Трудов. Иркутск: ИрГСХА, 1999, С. 118-119.

59. Кузьмин; A.B. Обоснование метода определения устойчивости корнеклубнеплодов к механическим повреждениям с использованием технических средств // Тр. ин-та/ Бурятск. гос. с.х. академ. Улан-Удэ.-2000.-Вып. 41.Ч.И.-С.39-42.

60. Кузьмин A.B. К анализу повреждаемости клубней картофеля при различных технологических приемах уборки // Роль научного обеспечения в реформировании АПК: Тез. докл. науч. практ. конф./Санкт-Петерб. гос. аграр. ун-т. - СП б.- 2000.-С.55-57.

61. Кузьмин A.B. Математическое моделирование процессов повреждения клубней картофеля при механизированных технологиях возделывания иуборки. Улан-Удэ: Издательство ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия», 2004. - 90 с.

62. Кузьмин A.B., Мамичева H.H. Оценка пригодности сортов картофеля к индустриальной технологии возделывания и уборки. //Сб. научн. тр. ин-та/Москов. ин-т инжен. с. х. пр-ва. М., 1989.-С. 82-87.

63. Кузьмин A.B., Лабаров Д.Б. Моделирование прочности мякоти клубней картофеля. //Сб. тр. ин-та/Бурятск. гос. с.х. академ.- Улан-Удэ, 1995.-С.35-38.

64. Кузьмин A.B., Бальжиров Ю.Р. Применение технических средств в селекции и сортоиспытании картофеля //Бурятские аграрные информационные новости БАИН.- 2001.-№ 5.- С. 25-26.

65. Кушнарев А.Г. Картофель в Забайкалье. Новосибирск: Наука, 2003.-232 с.

66. Кучумов А.П., Князев В.А. Источники потерь картофеля и борьба с ними. М.: ВНИИТЭИСХ, 1978.

67. Кущев И.Е. Разработка разветвляющейся технологии уборки картофеля с обоснованием параметров и режимов работы сепарирующих устройств: Дис. д-ра техн. наук: 05.20.01. Рязань, 1999.

68. Ламм М.И. Контактные повреждения клубней картофеля// Исследование и расчет технологического процесса корне-клубне-уборочных машин и рабочих органов/ Тр. ВИСХОМ. M., 1969.-С.290-314.

69. Листопад И.А. Планирование эксперимента в исследованиях по механизации сельскохозяйственного производства. М., Агропромиздат, 1988. — 88 с.

70. Махароблидзе P.M. Экспериментальные методы изучения процесса деформации и разрушения сельскохозяйственных материалов ударом// Вопросы сельскохозяйственной механики. Минск: Урожай, 1965. - T. XV.

71. Махароблидзе P.M. Исследование деформации и разрушения корнеплодов ударной нагрузкой// Вопросы сельскохозяйственной механики. -Минск: Урожай, 1967.

72. Мацепуро В.М., Кирсанова В.Н. Метод исследования повреждаемости клубней картофеля при механическом воздействии// Тр. ин-та/ ВИМ. -1975. Т. 69. - С. 174-185.

73. Машина для уборки корнеклубнеплодов: A.C. 1517810 СССР / А.Г. Габ-дуллин. № 4374128/30-15; Заявл. 05.02.88; Опубл. 1989. -Бюл. № 40.

74. Мельников C.B., Алешкин В.В., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980. -168 с.

75. Международная выставка «Картофель 2000» в Нидерландах. Результаты уборки урожая различными машинами. Луис А. Ван Хоген-дорп.//Картофель и овощи, 2001, № 3 ,С. 19-20 .

76. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПИ, 1982.-41 с.

77. Методика определения экономической эффективности использования и внедрения новой техники в сельском хозяйстве. Кишинев: 1979.-41 с.

78. Методические указания по оценке селекционного материала картофеля на устойчивость к фитофторозу, ризоктониозу, бактериальным болезням и механическим повреждениям. М.:ВАСХНИЛ, 1980.

79. Митрофанов B.C. Физико-механические свойства картофеля/Теория, конструирование и производство с. х. машин. М.: Сельхозиздат, 1940.- Т.5.-С. 646.

80. Морозова Е. Устойчивость клубней S. Andigenum к механическим повреждениям и нематодам// Картофель и овощи. 1973. - №12.

81. Партон В.З., Борисковский В.Г. Динамика хрупкого разрушения. М.: Машиностроение, 1988.-240 с.

82. Перечень контролируемых параметров, приборов, средств автоматизации и лабораторного оборудования для селекции, семеноводства и производства картофеля. НПО Агроприбор.-М., 1975.

83. Петров Г.Д. Основные тенденции развития техники для уборки картофеля и сахарной свеклы// Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1998, № 11, С. 34-37.

84. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984.-320 с.

85. Петров Г.Д. Современные принципы и технические средства комбайновой уборки картофеля: Дис. . д-ра техн. наук. М., 1969.

86. Производство картофеля: возделывание, уборка, послеуборочная доработка, хранение. Справочник/Сост. Б.А. Писарев. М.: Росагропромиздат, 1990.-223 с.

87. Производство раннего картофеля в Нечерноземье/К.З. Будин, А.И. Кузнецов, И.М. Фомин, Н.В. Шабуров; Под ред. К.З. Будина. JL: Колос. Ленингр. отд-ние, 1984. -239 е., ил.

88. Порошин Д.Н. Повышение эффективности сепарирующих рабочих органов картофелекопателя путем оптимизации их параметров и режимов работы: Дис. . канд. техн. наук. СП б, 2002.- 137 е.: ил. - Библиогр.: с. 117-123.

89. Разработка, проектирование и изготовление прибора для исследования прочностных свойств клубней картофеля. Отчет о НИР/ Горьков. с. х. инт.- 1975.-32 с.

90. Росс X. Селекция картофеля. Проблемы и перспективы/ Пер. с англ. Лебедева В.А.; Под ред. Яшиной И.М. -М.:Агропромиздат, 1989.-183 с.

91. Рослов H.H. Хранение картофеля. М.: Агропромиздат, 1988.-96 с.

92. Сафразбекян O.A. К обоснованию обобщенного показателя оценки механических повреждений клубней при уборке картофеля// Тр. ин-та/ ВИМ.-М., 1975. -Т.72.

93. Семикин В.Т. Влияние предуборочного рыхления грядок на механические повреждения клубней картофеля// Результаты исследований по технологии возделывания картофеля. Научн. тр. ин-та/ НИИ картоф. хоз-ва. -М., 1970.

94. Сийм Я.М. О методах оценки устойчивости клубней к механическим повреждениям //Проблемы комплексной механизации производства картофеля. Минск, 1975.-С. 68-70.

95. Сийм Я.М. Определение повреждаемости клубней//Картофель и овощи, 1977,№ 2.-С. 18.

96. Славкин В.И. Динамика рабочих органов самоходных картофелеуборочных комбайнов: Дис . д-ра техн. наук. М.,1997.

97. Соколов В.Н. Совершенствование технологического процесса уборки картофеля: Дис— канд. техн. наук.: 05. 20. 01. Саратов, 2001. - 237 е.: ил.

98. Солодухин Г.П. Изыскание и исследование ротационного рабочего органа для рыхления и сепарации почв в картофелеуборочных машинах: Дис. канд. техн. наук. Горький, 1963.

99. Сорокин A.A. Улучшение качественных показателей работы картофелеуборочного комбайна// Основные направления совершенствования конструкций машин для возделывания и уборки картофеля, М., ОНТИ,1974, С. 187-194.

100. Сорокин A.A. О базовой модели картофелеуборочного комбайна для производства в России// Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1998, №6, С. 15-18.

101. Сорокин A.A. Качение скольжение клубней по рабочим органам картофелеуборочных машин// Тракторы и сельскохозяйственные машины,1975, №12, С. 27-29.

102. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. 184 е., ил.

103. Старовойтов В.И. Перспективы механизации и технологии производства//Картофель и овощи,2001, № 3 , С. 13-14.

104. Табачук В.И. Исследование повреждаемости клубней картофеля при ударе// Записки Ленингр. СХИ.- Л., 1953.-Вып. 7.

105. Тихомиров В.Б. Математические методы планирования эксперимента при изучении нетканых материалов. М.: Легкая индустрия, 1968. 189 с.

106. Ткачев М.Т. Исследование и изыскание сепарирующих рабочих органов картофелеуборочных машин: Дисканд. техн. наук. Минск, 1956.

107. Торбеев 3.G. Работа картофелепосадочных машин на повышенных скоростях// Тр. ин-та/ Перм. с. х. ин-т. Т.VII. - 1939. - Вып. 5.

108. ТУ 4736-001-00897378-98. Комбайн картофелеуборочный однорядный прицепной к трактору класса 0,9 ККУ-1А-01. Технические условия (введены впервые); Введ. 01.01.98. М., 1998. - 22 с.

109. Туке П.Т. Влияние уборки и хранения на качество картофеля //Рост и развитие картофеля/Пер. с англ.- М., 1966.

110. Угланов М.Б. Разработка комплекса машин для уборки картофеля на основе совершенствования рабочих органов и рационального их сочетания: Дис. . д-ра техн. наук: 05. 20. 01. Рязань, 1989 - 475 е.: ил. - Библиограф.: С. 397-410.

111. Ускова Л.Б. Экономическая эффективность производства селекционно-семенного картофеля на базе механизированной техноло-гии.//Сельскохозяйственное приборостроение. ИБ, 1987, -№1(42). -С. 130132.

112. Успенский И.А. Основы совершенствования технологического процесса и снижения энергозатрат картофелеуборочных машин: Дис. . д-ра техн. наук: 05. 20. 01. -М., 1997. -396с.: ил. Библиогр.: С. 305-328.

113. Устройство для определения повреждаемости корнеплодов: Патент 2073228 РФ /Кузьмин A.B., Лабаров Д.Б. № 93038831/15; Заявл.27.07.93; Опубл. 10.02.97. - Бюл. №4. - 4 с.

114. Устройство для очистки корнеклубнеплодов от примесей: Патент 2199202 РФ /Арданов Ч.Е., Кузьмин А.В., Сергеев Ю.А., Макров А.С. № 2000110560/13; Заявл.24.04.2000; 0публ.27.02.2003. - Бюл. № 6. -4 с.

115. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов/ Пер. с англ. М.: Наука, 1970. - 258 с.

116. Хеллан К. Введение в механику разрушения: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.-364 е., ил.

117. Цюкер Р. Исследования по улучшению качества работы картофелеуборочных комбайнов и сведения по новым узлам для уменьшения повреждаемости картофеля и процессов послеуборочной обработки: Доклад гл. конструктора ФЕБ ВЕЙМАР-ВЕРК Р. Цюкер. 1984. — 11 с.

118. Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. М.: Гостехиз-дат, 1949.

119. Юлдашев Н.М., Максимов Б.И., Сорокин А.А. Исследование силового взаимодействия клубня с комкодробящими поверхностями комкодавите-ля картофелеуборочных комбайнов// Тракторы и сельхозмашины, 1981, №2, С. 15-17.

120. Яшина И.М. Экспериментальные работы по генетике //Картофель и овощи ,2001, №3 ,С.11.

121. Aeppli, A., et. А1., 1979: Influence of the location of black spot susceptibility of potato tubers. Z. Acker-u. Pflanzenbau 148, 115-130.

122. Adams, V.I., 1980: The role of seed tuber and stem inoculums in the development of gangrene in potato. Ann. Appl. Biol.96, 17-28.

123. Bailey, M. J., 1980: A method for measuring varietal susceptibility to internal and external damage. Ann. Appl. Biol. 96, 385-386.

124. Baganz K. Materialkenwerte ffir ein rheologisches Modell der Kartoffel. Agrartechnik, 1974, 247.

125. Baumgartner, M., & E. R. Keller, 1983: Blauempfindlichkeit und Blausta-bilitat. Kartoffelbau 34, 385-389.

126. Baumgartner, M., E. R. Keller & Schwendimann, 1983: Versuch einer Charakterisierung von Blaustabilität und Blaulabilität bei der Kartoffel durch Knolleneigenschaften. Pot. Res. 26, 17-30.

127. Beranek J., Rasochova M. Vliv kombainovensklizne na mechanicke poskoz-eni vyteznost konzimnich hliz. Rosti, Vyrova, 1977, 23, 1.

128. Blight, D. P., & A. J. Hamilton, 1974: Varietal susceptibility to damage in potatoes. Pot. Res. 17, 261-270.

129. Brecko J. Terelna vlasnosti bramborovych hliz. Rosti, Vyrova, 1977, 23, 1.

130. Cole, C.S., 1980:Potato tuber damage- breeder's problems. Ann. Appl. Biol.96, 355-358.

131. Demel J. Beschädigung sempfindlichkeit von Kartoffelsorten. Prakt. Landtechnik, 1973,26, 5.

132. Entwicklung der Reihenweiter und der Anbauverfahren bei Kartof-feln//Abl.ilid,1981.

133. Finney E.E., Hall C.W., Masc G.E. Theory of linear visoelasticity to the Potato-Journal of Agricultural engineering Res., 1964. v. 9, № 4.

134. Fuchs, G., 1971 .'Untersuchungen zur Vollerntever träglichkeit der Kartoffel. Bayer.landw.Jb.48, 837-866.

135. Gall, H., P. Lampreht & E. Fechter, 1967: Erste Ergebnisse mitt dem Rückschlagpendel zur Bestimmung der Beschädigung sempfindlichkeit von Kartoffelknollen. Eur.Pot.J.10, 272-285.

136. Grant, A., & J.C. Nughes. 1985: The relationship between physical properties of tubers measured during pendulum impact test and tube fracture damage. Pot. Res. 28, 203-221.

137. Grassert, V., & F. Papenhagen, 1979: Zur Züchtung auf geringe Schwarzfleckigkeitsneigung bei Kartoffeln. 1 Mitt. Vergleich von Methoden zur Schwarzfleckigkeitsbestimmung. Arch. Züchtungsforschg. 9, 293-298.

138. Green H.C. Potato Damage. Journal of Agricultural Engineering Res., 1956,vi, №1.

139. Huff E. R. Mechanical properties of Potatoes like Rubber or like glass? Maine Jarm Research, 1966, V14, № 2.

140. Hunnius, W., & M. Munzert, 1976. Der Einfluß der Jahresund Erntewitterung auf die Knollenbeschädigung von Kartoffelsorten. Z. Acker-u Pflanzenbau 142,237-247.

141. Inglis C. E. Trans Inst. Nav. Arch. 1913.

142. James W. C., Laurence C.H., Chun C.S. Veiled losses due to missing plants in potato crops. Amer. Potato J. 1973, 50, 10.

143. Jönsson, Ulla, & J. F. Friedeil, 1981: Different types of impact damage and resistance to Phoma exiqua v&r.foveata in some potato varieties. 8-th Triennial Conf. Eur. Pot. Res., München, abstr., 103-104.

144. Kartoffeln "Sauft" ernten. Agrartechnikinternational. 1983, Juli. s. 10-11.

145. Killick, R.J. 1972: The analysis of penetrometer data from a potato-breeding programmer. Pot.Res.15, 91-105.

146. Langerfeld, E., 1978: Fusarium coeruleum (Lib.) Sacc. als Ursachevon Lagerfäulen an Kartoffelknollen. Mitt. BBA 184, 1-81.

147. Larsen F.E. External and Internal (black spot) Mechanical Injury of Washington Russet Burbank Potatoes from field to Terminal Market. American Potato Journal, 1962. 39.

148. Lawn B. R., Evans A. G. A model for crack initiation in elastic/plastic indentation fields//J. Mater. Sei. 1977. V. 12. № 11. P. 2195-2199.

149. Leppack, E., 1984: Zur Frage der mechanischen Knollenschäden im Kartoffellager. Kartoffelbau 35, 444 448.

150. Meinl, C., & B. Effmert, 1966: Über die Schalen- und Fleischfestigkeit von Kartoffelknollen. Züchter 36, 236-272.

151. Meinl, C. 1972: Untersuchungen über die Einflußgrögen Elastizität und Masse auf dies "Beschädigungswiderstandsfähigkeit'1 der Kartoffel (Pol., Russ. and Engl. Summ.) Zeimniak (The Potato), Bonin (Poland), 173-202.

152. Mitrus Jan. Mechanizne uszkodzenia Ziemnickaw. "Mech. Rol" 1973, 22, 8.

153. Muller, K., 1979: Chemisch und physiologisch bedingte Ursachen von Blaufbeckigkeit, Rohverfarbung und Kochdunkelung der Kartoffel, Kartoffelbau 30,404-407.

154. Munzert, M., & W. Hunnius, 1978: Erfahrungen mit einem Gewächshaustest zur Prüfling der Resistenz gegen Schwarzbeinigkeit. 7th Triennial Conf. Eur. Ass. Pot. Res., Warsaw, abstr, 195-196.

155. Parke D. The Resistance of Potatoes to Mechanical Damage Caused by Impact loading Journal of Agricultural Engineering Res., 1963, 8(2).

156. Porteus, R. L., & A. Y. Muir, 1981: An experimental instrument for identifying damage, disease and other surface defects. 8th Triennial Conf. Eur. Ass. Pot. Res., München, abstr., 112-113.

157. Prandtl L. Zeitschr. Angew. Math. Und Mec. 1928. 8.

158. Seppanen E. The resistance of potato reactieti es to mechanical injury. J. Sc. Agric. Soc. Finland, 1972, 44, 22: 42-97.

159. Sparcds W. Potato bruising can cost you. Vegetable Gower, 1977, 25, 1.

160. Scholz B. Neues zur Krautminderung vor der Kartoffelernte//Der Kartoffelbau. 1983, 34,№ 5.

161. Specht A. Die Maschinelle Kartoffelernte- Mit DLG, 1972.

162. Specht A. Bchadigungsarme Kartoffelernte. Landtechnik. - 1966, Jg. 21,№ 12.-s. 28-33.

163. Spies E. Massnahmen zur Verminderung von Kartoffelbaschädigung. Schweizlandtechnik, 1973, 35, 10.

164. Svensson B. Changes in seed tubers after planting. Potato Res., 1977, 20, 3.

165. Timoshenko, S. 1934: Theory of Elasticity, New York, McGraw Hill.

166. Umaerus., V., & Magnhild Umaerus, 1976 Screening methods for resistance to mechanical damage (Swed. With Engl. Summ.) J. Swed. Seed. Ass. 86, 4864.

167. Weber J., V. Grassert & G. Ulrich, 1981: Eine Methode zur Prüfung von Zuchtmaterial auf Widerstandsfähigkeit gegenüber maschineller Belastung. 8th Triennial Conf. Eur. Ass. Pot. Res. München, abstr., 108-109.

168. West W.J. Machinery and tuber damage Potato Q., 1974, №11, p. 10-15.

169. Williams C.M. King Edward Potatoes Impact and Mechanical Damage at lifting time. 1963, American potato Journal, 1963, v 40,№ 9.