автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и режимов работы ротационного плодоотделительного томатоуборочного комбайна

г-і

с?

о..

•Таврійська державна .агротехнічна академія

Со

І

ДЕРЕВЕНЧУК Олександр Анатолійович

УДК 635.64:631.55

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ Г РЕЖИМІВ РОБОТИ РОТАЦІЙНОГО ШІОДОВІДДІЛЮВЛЧА ТОМАТОЗБИРАЛЬНОГО

КОМБАЙНА

Спеціальність 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Мелітополь - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Таврійській державній агротехнічній академії (ТДАТА), Міністерства агропромислового комплексу України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Тарасенко

Володимир Віталійович, професор кафедри сільськогосподарських машин ТДАТА

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Шабанов

Петро Антонович, завідувач кафедри механізації та електрифікації АПК Кримського державного аграрного університету

кандидат технічних наук, старший науковій співробітник Караєв Олександр Гнатович, завідувач лабораторії механізації Інституту зрошуваного садівництва УЛАН

Провідна установа Дніпропетровський державшій аграрний

університет, кафедра сільськогосподарських

машин, Міністерство агропромислового комплексу України, м. Дніпропетровськ

Захисті' відбудеться «5/» березня 1998р. о/^годині на засіданні спеціалізованої вченої ради КІ8.819.01. Таврійської державної агротехнічної академії, ».Мелітополь, пр-т Б.Хмельницького, 18

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці: ТДАТА за адресою 332312,.«.Мелітополь, пр-т Б.Хмельницького, 18.

Автореферат розісланий «<?£>> І998р

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність темн полягає у тому, що в Україні для підвищення обсягів виробництва томатів, а також рівня механізації їх збирання, необхідно використання високопродуктивних томатозбиральних комбайнів, невід’ємною частиною яких є плодовідділювач.

Ступінь дослідженості ефективності використання ротаційного багатоба-рабанігого плодовідцілювача з притискними пристроями у схемі томатозби-рального комбайна недостатня. Дослідженням такого плодовідділювача, на відміну від клавішних, майже не придішіеіься уваги. Цьому і присвячена робота, що подається, в якій вирішуються питання дослідження та обгрунтування параметрів і режимів робота ротаційного багатобарабанного шговідділювача.

Зв’язок роботи ї науковими програмами, планами, темами полягає у тому, що дослідження, які виконанні, передбачені договором 04X96 з МСГП “Розробка технологічного проекту вилученнч плодів томатів з вороху овочез-бпрального комбайну”.

Мета і задачі дослідження полягає у визначенні впливу основних кон-струїсгивно-технологічних параметрів та режимів роботи ротаційного багато-барабанного плодовідділювача томатозбирального комбайна на якісні характеристики процесу відділення плодів, які характеризують продукцію та роботу машині!. Для досягнення цього необхідно:

.1. Вивчити фізико-механічні властивості плодів томатів, які потрібні дія побудови теоретичної моделі процесу:

- визначити зусилля відриву плодів, їх мінностні характеристики та інші необхідні властивості;

- проаналізувати за коші розподілу параметрів, які виміреио;

- знайти кореляційні залежності між вказаними фізико-механічшіми властивостями.

2. Здійснити теоретичні дослідження:

- розробити теоретичну модель Процес)';

- теоретично обгрунтувати конструктивні та режимні параметри багато-барабанного плодо віддідюва ча з притискними пристроями.

3. Виконати експериментальні дослідження:

- експериментально перевірити адекватність розробленої теоретичної моделі;

- експериментально обгрунтувати конструктивні та режимні параметри плодовідцілювача.

4. Виконати виробничу перевірку і техшко-економічний аналіз мапопш для механізованого збирання томатів з використанням ротаційного багатоба-рабанного плодовідділіовача у порівнянні з існуючими аналогами.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому1, що:

- використано методи психологічного експерименту до задачі обгрунтування перспективної конструкції пристрою;

- визначено необхідні фізико-механічні властивості плодів томатів;

- отримано залежності, які дозволяють визначати параметри і режими роботи плодовідділювача у залежності від конкретних умов збирання;

- виконаю експериментальні дослідження, що пов’язані з дослідженням впливу притискного пристрою на роботу плодовідділяючого механізму.

Практичне значення одержаних результатів.

За результатами наукових досліджень виготовлено дослідні зразки ротаційних плодовідділювашв і установлено на томатозбиральні комбайни ТАКІ-15 і ТАКІ-18. Зазначені комбайни впроваджено у слідуючих КСП:

-“Водяне” Запорізької обл.;

-“Нововодяне” Запорізької обл.;

-“Дніпровський” Запорізької обл.;

- ім. Леніна Запорізької обл.;

з

-“Червоний промінь” Одеської обл.;

-“Петродоліпіське” Одеської обл.

Обгрунтовано параметри і режими плодовідділювача, що дозволило знизити втрати стакдартшіх плодів у порівнянні з клавішним плодовідділювачем на 2...2,5 %, ушкоджуваність - на 1... 1,5%.

Особистий внесок здобувача:

- аналітичні вирази, які описують процес відділення плодів ротаційним багатобарабанішм плодовідділювачем;

- результати досліджень фізнко-механічних властивостей плодів томата;

- експериментальні дослідження виливу притискних пристроїв на якісні показники робота плодовідділіовача;

- оігпшальні параметри і режими роботи ротаційного багатобарабакного плодовідділювача.

Апробація результатів дисертації. Основні положення результатів дисертаційної роботи доповідались на науково-технічних конференціях: міжнародній у Приморську в 1994р., Т ДАТ А у 1995... 1997рр., ІМТ УААНу 1995р.

Публікації. Основні матеріали та положення дисертації опубліковано у 5 роботах загальним обсягом 0,73 умовних друкованих аркушів.

Обсяг та структура роботи. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів., висновків. списку використаної літератури та П додатків. Загальний обсяг роботи 197 сторінок, на 148 з яких викладено текст роботи і список використаної літератури, на 49 - додатки. Текст вміщує 19 таблиць (9 сторінок), 39 ілюстрацій (32 сторінки). До списку використаних джерел увійшло 83 найменувань, в тому числі 3 ка іноземної мові.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обгрунтована актуальність проблеми, сформульовані основні положення, які складають наукову новизну дисертаційної роботи, що виноситься на захист.

У першому розділі "Огляд існуючих способі» відділення плодів томатів і типів плодовідділювачів" проаналізовано способи плодовідцілсішя та різні конструкції плодовідділюБачів. Підкреслено, що пристрої, яга відділяють плоди без підрізання рослин не знайшли промислового застосування. До останнього часу найбільш широко використовувались такі плодовідділховачі ударко-інерційної дії, як клавішні і транспоргерно-грохогні. Проте, у теперішній час вони постутіаються більш ефективним ротаційним пристроям, зокрема плодовідділювачу, який запропонував Ст’юдср.

З метою виявлення найбільш перспективної конструкції плодовіддідюва-ча здійснено анкетне опитування спеціалістів. Для аналізу його результатів була використана відома методика оцінки погоджуваївдосгі думок спеціалістів під час психологічного експерименту. Згідно колективній думці, найбільш перспективним із відомих конструкцій є багатобарабантш ротаційний шгодо-відділювач, що використовується на томатозбиральному комбайні ТАКІ-18. Його робочі органи, окрім ударно-інерційної дії на кущі з плодами, також очісують їх Відзначено, що процес його роботи вивчено недостатньо, же теоретично, так і експериментально.

У другому розділі було досліджено фізіїко-мехашчці властивості плодів томатів з метою використання цих властивостей як вхідних даних при оптимізації ротаційного багатобарабанного плодовідцілювача. Виділено такі властивості плодів, що мають інтерес при вирішенні цієї задачі: зусилля відриву, зусилля проколювання шкірки, зусилля проколювання м’якоті, зусилля роздавлюванім плодів.

Було розроблено алгоритм виконання робіт, згідно якого були виконані гага досліди.

Вимірено загальні показники агрофон)' та виділених фізико-механічних зластивостей для кожного сорту, з яких можна виділити такі як Консул, Лері-са. Місурі. Пето-86, як найбільш відповідні (із тих, що були досліджені) клітинним умовам півдня України і вимогам, шо ставляться до сортів, призначе-шх для машинного збирання (таблиця 1).

Таблиця 1 - Результати досліджень основних показників агрофону

№ ІП. Сорт Урожай- ність Ступінь визрівання, % Співвідношення маси плодів до листостеблової маси Кількість гнилих. тріснутих плодів. %

1 Сквер 84 90 4,2 2,3

2 Піар 41 77 1,7 3,3

3 Лардж-піар 39 95 1,7 5,0

4 Ацтека 69 78 2,0 1,9

5 Інкас 109 86 зл 7,4

б Лоні 67 78 2.6 13,0

7 Консул 92 91 3,3 10,9

8 Ріо-Гранде 51 70 2,2 1,3 і

9 Леріка 99 78 3,3 1,4

10 Драгон 49 97 4,1 І,4

11 Місурі 63 92 4,5 3,4

12 Пето-86 120 89 6,0 5,6

Здійснення перевірки відповідності отриманих вибірок закону розподілу Гаусса показало, що вибіркові значення усіх властивостей більшості з досліджених сортів можна вважати розподіленими нормально.

Здійснено перевірку істотності відміни між середніми значеннями відповідних фізико-механічних властивостей плодів кожного сорту. Аналізуючи результати, можна зробити висновок, що середнє арифметичне зусилля відриву плодів томатів сорту Місурі на рівні значущості 10% несуттєво відрізняється від цього показника для інших сортів. Установлено також, що для зусилля проколу шкірки плодів подібного соріу виділити не можна.

Здійснено аналіз тісноти і виду взаємозв'язків між досліджуваними показниками. Виявлено, що неможливо апроксішувати зв'язки між основними фізико-механічними властивостями за допомогою лінійних рівнянь, тому що коефіцієнт кореляції для більшості досліджених сортів має значення менше 0,3 з низькою надійною імовірністю. Разом з цим, при апроксимації зв'язків за допомогою полінома другого ступеня, їх тісноту можна характеризувати як середньої сили, тому що кореляційне відношення знаходиться у межах від 0,3 до 0," і значуще з надійною імовірністю 90%.

У третьому розділі "Теоретичні дослідження пронесу відділенню плодів томата від куща иотадійним багатобапабапиим плодовідділита-чем” обгрунтована задача теоретичних досліджень, методика їх виконання викладено результати теоретичних досліджень процесу відділення ПЛОДІВ ТО' матів ротаційним шіодОБІдділювачем.

У зв'язку з тим, що ку щ томату, як фізичне тіло, становить собою склад ний взаємозв'язок біологічних та, визначених ними, механічних факторІБ б^лі прийняті такі припущення при вирішенні задачі:

1) плід томату приймається за матеріальну точку з масою, яка дорівню! усередненій масі плодів певного сорту;

2) вважається, що максимально припустиме зусилля дії на плід томату можна контролювати за величиною швидкості цього удару (ця швидкість названа критичною швидкістю удару);

3) кущ вважається системою невагомих ниток;

4) вважається, що при взаємодії вороху з робочими органами плодовід-ділювача, швидкість останніх не змінюється;

5) удар робочих органів об листостеблову масу приймається за абсолютно попружний.

Процес відділення плодів томатів ротаційним шюдовідділювачсм комбайна досить складний. Ось чому для побудови теоретичної моделі його було розкладено на елементарні технологічні процеси:

1) удар пальця барабана об плід;

2) удар пальця барабана об гроно;

3) удар плоду об корпус барабана;

4) очісування плодів притискним пристроєм.

Перші три процеси мають місце при роботі всіх барабанів. Очісування плодів залежить від наявності гребінок. Таким чином, під час досліджень визначаються не тільки параметри очісувадьних пристроїв, але і сама їх необхідність.

Виведено математичні залежності, що дозволяють описувати кожний з цих процесів. Для опису процесу удару пальця барабана об плід та об гроно була визначена швидкість взаємодії пальця барабана з гроном Уу> (рнс. 1):

К = у/(К сої а)2 + (К0 5іп а - #/)!

у _ /•)©'ІА л

г, —

У^ С05СХ + Д/7С05(рк + ЄС05Ср~£ -0

о(г

--— Го/ віпа - А/1 5Іл (рл - е яіпф ~ Н - 0,

Рис. 1 - Розрахункова схема для визначення швидкості взаємодії пальця

барабана з гроном

де У„ - лінійна швидкість точки контакту патьця з гроном, м/с;

1 *. - швидкість грона у момент удару, м/с;

<й, - кут між пальцем барабана та горизонталлю, град;

У0 - початкова швидкість грона, м/с;

0 - діаметр барабана, м;

ю - кутова швидкість барабана, с'1 ;

АИ - плече контакту', м;

Ак' - довжина ділянки пальця, прихованого у барабані, м; а - кут нахилу початкової швидкості грона до горизонту, град;

1 - інтервал часу від сходу грона з елеватора або попереднього барабана

до взаємодії з пальцем, с;

£ = 9,81 м/с* - прискорення вільного падіння;

е - величина ексцентриситету, м;

Ф - фаза максимального вильоту пальців, град;

Ш - фаза барабана, град;

/. - відстань гю горизонталі від точки сходу грона з елеватора (попереднього барабана) до центра барабана, м;

Н - відстань по вертикала від точки сходу грона з елеватора (попереднього барабана) до центра барабана, м;

Ушкоджуваність плодів залелсить від нормальної складової швидкості зіткнення І'уа Відділюваніспь плодів ЗДЛЄіКИТЬ від відриваючого зусилля Руд, яке також визначається швидкістю зіткнення пальця барабана та грона з плодами. Ці критерії оптнмізації аналітично визначаються як

* У0П л

ІІо= І (2)

Пл=\Р{Р)ОР. (3)

О

де Р(Укр), Р(Р)- відповідно закони розподіл}' критичної швидкості удару плодів та зусилля їх відриву.

При розгляді пронесу удару плоду об корпус барабана використано теорію косого удару.

Ушкоджуваність плодів під час удару об корпус визначається нормальною складовою швидкості зіткнення, яка визначається за формулою

“ \ { ° У0со$ау

X

(4)

Н - V ( £*

хсой агсія-—:—агсій тва --^-2—г— ,

V Ь~.х V І'соз'а))

де х, у - координати точки удару плоду об корте барабана, м. Залежності, що їх визначають, приведено в роботі.

Частку ушкоджених плодів По вистачаємо за залежністю (2).

Після удару плід змінює напрямок свого руху, що може привести до його відділення від плодоніжки. Виведено залежності що дозволяють розраховувати зусилля відриву Ру„ яке з'являється при цьом>. Плодовідділюваиість визначається 32 формулою (3).

При побудові теоретичної моделі процес)' очісування плодів притискними пристроями прийнято припущення, що цей процес з'являється тільки при взаємодії вороху з прямолінійною гребінкою. Ушкоджуваність плодів при ЦЬОМ}' вимикається роздавлюванням плодів при їх затисканні між гребінкою і корпусом барабана. У роботі приведено порядок розрахунку роздавлюючих зусиль N'о- Проте, виявлено, що це зусилля залежить від зусилля відриву, яке підлягає нормальному законові розподілення Р'(Р), цьому зроблено висновок, що уппео-джуваність при затисканні плоду визначається співвідношенням

Лри ао(я)

ііо~ \ Р{Р) ¡Р(М)сіМсІР, (5)

0 0

де Р(М)- закон розподілу зусилля роздавлювання плодів.

Проте сам процес затискання має статистичний характер, розрахунок імовірності якого є у роботі. Фактори, які впливають на критерії оптимізащї. цс: зазор к2 між кінцем пругка та корпусом барабана, відстань к і по вертикалі між кінцем гребінки та віссю барабана.

Після побудави математичних залежностей для аналітичного визначення критеріїв оптимізації для ротаційного барабана розроблено програму для ЕОМ на мові ТигЬоРаБсаІ. Оятімізацію процесу' очісування плодів прямолінійного гребінкою вирішено здійснювати без моделювання процесу на ЕОМ, а за допомогою математичного аналізу вже розробленої моделі, що дозволило доказати, що оптимальними параметрами очісувального пристрою є кг =/05 мм,

= 40 мм, X =40°.

Для оптимізації процесу відділення плодів на барабані було отримано ре-гресійкі моделі цього процесу. З цією мстою за допомогою програми ЕОМ було проведено імітаційне моделювання з використанням загальновідомих методів планування експерименту.

Було виділено 10 факторів, припустимо впливаючих на критерії оптиш-зації, виконано обгрунтування їх рівнем варіювання. На першому етапі теоретичного імітаційного моделювання виконано серію відсіювальних експериментів з 16 дослідів. Для обробки їх результатів розроблено програму для ЕОМ аійет.ра*. яка дозеоляє визначити ефекти факторів, значення критеріїв Ст'юдеита та відповідні їм рівні ймовірності, а також коефіцієнти рсгрссійної моделі. Аналізуючи отримані дані було вирішено для подальших досліджень залишити б факторів Хі (фаза максимального вильоту пальців), Аі (частота обертання барабана), Х6 (швидкість вороху при сході з живлячого пристрою), Х7 (кут охоплення дугоподібною гребінкою живлячого пристрою), Ар (середнє зусилля відриву плодів), Xю (середнє зусилля проколювання шкірки плоду). Інші фактори було застабілізовапо на оптимальних рівнях.

При відсіювальїшх експериментах дається груба, приблизна оцінка факторів. Тому до залишившихся 6 факторів використали методи планувати другого порядку. Було відібрано несиметричний ненасичений композіційшш план Хартлі з 5 факторів (чотири конструктивних або режимних та один фактор, який відображує відповідну фізико-механічну властивість, яка впливає на наявний критерій оптимізації). При виборі плану особливу увагу було приділено його властивостям з позиції О-оптимальності, тобто завбачальшгм властивостям рівнянь. Отримані значення коефіцієнтів регресійних рівнянь зібрано у табліщі 2.

Аналізую™ отримані моделі, зроблено висновок, що при будь-яких значеннях фізико-механічних властивостей оптимальною є фаза максимального вильоту пальців, встановлена на верхньому рівні (60\ а часто-

Таблиця 2 - Знамення коефіцієнтів рсгресішіих рівнянь за критеріями

онтимізації

Коефіцієнти рівняння плодовідділмва- Коефіцієнти рівняння

ность ушкоджуваності

Позна- Значе- Позна- Значе- Позна- Значе- Позна- Значе-

чення ння чення ння чення ння чення ння

Ь0 58,28 Ьо 13,95

ь, 4,82 Ьі-7 -1,15 ь, •2,93 ¿>5.7 1,04

Ьі 7,62 Ь^.д 1,63 ь> 5,29 Ьз-іо -3,48

ь6 -18,54 Ьб-7 0,57 Ь6 -6,17 Ьб-7 0,35

Ь7 0,28 Ьб-9 1,77 Ь7 -0,53 Ьб-ю 5,47

ь9 -5,70 Ь7-9 1,27 Ью -9,42 Ь?.іо -ОД 6

Ьі-і 0,05 Ь,.} -2,63 Ьм -0,48 Ьі.і -4,07

Ьі-6 1,54 Ь5 о- -1,70 Ьі-6 1,81 Ьі-5 1,63

Ь,-7 1,79 Ье-6 -23,86 Ьіл -1,90 Ь 6-6 -8,17

Ь;-9 -1,13 Ьу-7 0,94 bi.it> 1,73 ¿>7-7 -0.78

І>5,-6 -2,55 Ьд.ц -0,63 Ь 5-6 -2,70 Ьіо-іо 6,47

та оберташш - иа нижньому (55 хв'1). Таким чином, зафіксувавши значення факторів Хі іХі на вказаних рівнях і розкодувавшії фактори Хд та Хм отримаємо такі залежності критеріїв огггимізації від зусилля відриву Р, та зусилля проколювання шкірки Я плодів:

Пл = 62,09 -1,44 ІР - 0,0252Р2, (6)

По = 194,70 - 2,01494/? + 5,28163 -10'3Я2. (7)

Для соріу' Місурі, наприклад, ушкоджуваність плодів перенос ним барабаном дорівнює 2,96%, а їх відділюваність - 31,68%.

Подальшу оптимізаціїо виконували, використовуючи властивості шюдів сорту Місурі, які мають середнє зусилля відриву Р - 16,4Н та зусилля проколювання шкірки К = ] 81,7Н, ідо відповідає стабілізації факторів на таких рів-

нях: Хд ~ -0,12, Xю ~ 0,48. При цих параметрах величина плодовідщлюваиосгі однієї гребінки становить 18% при ушкоджу ваності, близькій до нуля.

Тому що основними регулюваннями плодовідділяючого барабана є фаза максимального вильоту пальців та частота обертання, побудовано двовимірні перетини, на яких вздовж однієї вісі відкладено один з цих параметрів, а вздовж іншої - швидкість подавання вороху. Це дозволило визначити необ-<ідні регулювання для будь-якого барабана в затежності від швидкості ттода-зання. Проте, на процес роботи плодовідділяючого барабана впливає окрім швидкості подавання також наявність дугоподібної гребінки. Тому перетини 5} дуємо для двох варіантів - при відсутності гребінки (рис. 2) та ітри її наявно-ггі (рис. 3).

Після побудови двовимірних перетинів з їх допомогою виконано компо-іуванкя плодовідділювача та визначення оптимальних режимів його роботи таблиця 3). Прийнято рішення, що встановлювати очісувальну гребінку доці-¡ьно над усіма барабанами. Необхідність наявності дугоподібних гребінок шзначали за двовимірними перетинами, вирішуючи компромісну задачу під-іищення плодовіддідювакості та зниження ушкоджу в а пості плодів.

Зроблено висновок, що здійснення процес}' плодовідділення, яке задовольняє по якісним показникам вихіднім вимогам як па самохідний, так і на іричіпгош комбайн, можливе вже при наявності трьох барабанів (По 7,4%, Іл = 93,8%). Для більш якісної сепарації вільних плодів можливе встановлен-ія четвертого барабана (при цьому’ По ~ 7,9%, Пл = 98,5%). На практиці чет-ерпш барабан і другу та третю дугоподібні гребінки пропонується використо-увати на початку збирання, коли співвідношення маси плодів до листостебло-ої маси не перевищує 4...4,5.

— - *— " Припустима ушкоджуваність для одного барабану, %

Рис. 2 - Двовимірні перетини поверхонь відгуку при стабілізації факторів Хт= -1 (гребінка відсутня), Л'9 = -0,12; ХІ0 - 0,48: а) А’г=0; б) Х/~ -і

— ” “ Припустима ушкоджуваність для одною барабану, %

ІЧіс. З - Двовимірні перетики поверхонь відгуку при стабілізації факторів Х?= 1 (гребінка присутня), Ж? = -0,12; Х]С = 0,48: а) Х5И); б) Хг= -1

Таблиця 3 - Оптимальні значення параметрів та режимів роботи барабанів ротаційного плодовідділювача та показники якості його роботи

І бар. І прит. прнст. II бар. II прит. прист. ПІ бар. III прит. ІІрИСТ. IV бар.

Частота обертання, хв'1 55 87,5 95,6 104

Фаза максимального вильоту пальців, град. 60 15 -20 -20

Наявність дугоподібної гребінки + - -

Плодовідділюваність на поточному пристрої, % 31,7 18,0 54,4 18,0 70,3 18,0 71,1

Плодовідділюваність загальна, % 31,7 44,0 74,4 79,0 93,8 94,9 98,і

Ушкоджуваність на поточному пристрої, % 2,96 0,00 4,56 0,00 8,98 0,00 9,9С

Ушкоджуваність загальна, % 2,96 2,96 5,51 5,51 7,40 7,40 7,9С

Швидкість сходу, м/с 0,86 1,37 1,50 1,63

У четвертому розділі розглядаються результати експериментальній досліджень процесу відділення плодів томатів ротаційним ІШОДОВІДДІЛЮ-вачем Основною задачею цих досліджень була експериментальна перевірю адекватності теоретичної моделі. З метою більш високої вірогідності висновки перевірка виконувалась у трьох областях: при використанні ротаційного барабана як переносного (подача транспортером); при взаємодії двох барабанів; при використанні притискного пристрою у конструкції чотирьохбарабанногс плодовідділювача. Під час виконання цієї роботи використовувались дані яї власних експериментальних досліджень, так і опубліковані іншими дослідниками.

За допомогою ^-критерію Фішера доведено, що у всіх трьох вказаних об-астях теоретична модель відповідає реальному процесу з імовірністю не менш 5%. Це дозволяє зробити висновок про те, що практичні рекомендації, зроб-ені у третьому розділі мають експериментальне підтвердження.

Дослідження ефективності використання притискного пристрою викону-алось вперше. При ньому крім двох традиційних критеріїв оптимізації ппкоджуваність і плодовідтзлюваиість) віпсористовивувся третій - сепарація ільних плодів з листостеблової маси:

її (По, %) = 9,9 + 1,7 А',+ 7,0 Х2+ 3,0 Х3 + 2,7 X, Х2 - (8)

- 13Х2Х3+ 4,0 А', А'*

¥2(Пл, %) = 90,7 + 23,0А"; + 25,9Х2 + 23,7Х3 + 15,3 X, Х2 + (9)

+ 13,1Х2 X з + 15.9 А'/ Хз,

¥3(Се, %) - 95,0 ч- 21,0 Хі + 19,8 Х2 + 18,7 А'3 +21,0 X, А% + (10)

+ 19,9Х,А'?+ 18,4-Х/Хз. еАХ2, Хз - якісні фактори, яю визначають наявність або відсутність відповідно першої, другої та третьої гребінки.

Аналізуючи отримані моделі, було зроблено такій висновок. Встанов-ення гребінок над барабанами ротаційного плодовідділювача дозволяє збіль-пгги плодовідділюваність, коефіціснт сепарації, але дещо підвищує ушкоджу-аність плодів. Хоча моделі (9) і (10) неадекватні, проте можна судити про гупінь впливу кожної встановленої гребінки на ці критерії. Найбільший вплив а процес відділення плодів від бадилля має встановлення другої гребінки, а айбільша сепарація вільних плодів з листостеблової маси відбувається на ершому барабані з встановленою гребінкою.

Для підтвердження доцільності виконаної роботи були здійснені порівня-ьні випробування ротаційних плодовідголювачів. При цих випробуваннях изначепо якісні показники роботи плодовідділяїочого пристрою без прятиск-их і з цими пристроями. При цьому частоти обертання барабанів і макси-

мального вильоту пальців, установлювались на рівнях, які є оптимальними дл кожного випадку. Ці випробування проводились в Одеській області. Результат випробувань зведені в таблицю 4.

Таблиця 4 - Результаті випробувань ротаційних плодовідділювачів

Значення

Показники Без притискних 3 притискними

пристроїв пристроями

Плодовідділюваність, % 87,1 88,0 95,2 96,3

Ушкоджуваність, % 6,5 7,2 9,8 10,8

Сепарируваність, % 92,6 93,9 97,6 98,5

Таким чином, зроблено такий висновок: установлення дугоподібних гре бінок, і пов’язане з ними хоректування параметрів і режимів роботи барабані приводить до збільшення пдодовідщлюваніеть на 7,2...9,2%, сепарируваності на 3,7 ..5,9%,, однак, також збільшуєушкоджуваність плодів на 2,о...4,3%.

У п'ятому розділі подано вихідні дані виробничої перевірки та дослід ного впровадження ротаційного багатобарабаиного плодовідділговача схемі томатозбиратьного комбайна ТАКІ-18.

В умовах Одеської області виконувалось визначення техніко-економічнк показників розробленого вузла. Ці показники порівнювались з відповідним, показниками клавішного шгадовідділювача комбайна СКТ-2А, який до недаЕ нього часу вважався базовим, і ротаційно-вібраційного плодовідділювача, яки отримав широке застосування за кордоном і який поширюється в Україні. Отримані дані, дозволяють зробити такі висновки:

1) В порівнянні з клавішним плодовідділювачем ротаційний багатобара банний має більш високу продукпшність, менше втрачає та ушкоджує плода Сукупність цих факторів приводить до значного економічного ефекту (1918; грн).

2) В порівнянні з плодовідділювачем комбайна Johnson Farm Machinery плодовідділговач, що розроблено, мас меншу продуктивність, дещо більші втрати плодів, але більш низьку ушкоджуваність. Проте простота конструкції приводить до зниження його ціни, а таким чином і до більш низьких поточних витрат під час збирання комбатом з розробленим плодові дділювачем і, як наслідок цього, дає змогу отримати економічний ефект у розмірі 20470 грн.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ І ПРОПОЗИЦИЙ

На основі виконаної роботи, яку присвячено дослідженню та обгрунтуванню параметрів і режимів роботи ротаційного плодовідділювача томатозби-рального комбайна, можна зробити такі висновки:

1. На ослові узгодженої колективної думки спеціалістів (коефіцієнти кои-кордації за трьома критеріями складають Щ = 0,964, W2~ 0,439, W3 = 0,865 з рівнями надійної імовірності відповідно 99,73%, 90,48% і 98,41%), виявлено, що найбільш перспективною конструкцією плодовідділювача с ротаційний багатобарабаїший плодовідділювач.

2. Вивчено фізнко-мехаяічні властивості дванадцяти сортів, які отримали розповсюдження в Україні останнім часом. Доведено, що сорти Консул, Лері-ха, Місурі. Псто-86 мають властивості, що задовольняють вимогам, які ставлять до сортів для механізованого збирання: урожайність не менш 35т/га. зусилля відриву 12...22Н, зусилля проколювання шкірки ке менш 130г, зусилля проколювання м’якоті не менш 32г, зусилля роздавлювання не менш 70Н.

3. Із вказаних сортів як ''еквівалентний” рекомендовано вважати сорт Місурі, тому що середні значеній його основних фізико-механічних властивостей неістотно відрізняються від відповідних властивостей інших сортів з надійною імовірністю 90...95%.

4. Одержано моделі процесу у вигляді поліномів другого ступеню для ушкоджуваності і відділювакості плодів, які дозволяють розраховувати опта-

мальні параметри та режими роботи плодовідділювача у залежності від сорту, який збирають та технології його вирощування.

5. Виявлено вплив консгруїсгивно-технолопчних параметрів та режимів роботи иа процес, що вивчається. Оптимальними с: частоти обертання барабанів. починаючи з першого ■— 55. 87, 96, 104 хв'1; фази махссимального вильоту' пальців відповідно —■ 60°, 15°, -20°, -20й.

6. Найбільший вплив на процес відділення плодів від бадилля має встановлення дру гої гребінки, а найбільша сепарація вільних плодів з листостеблової маси відбувається на першому барабані з встановленою гребінкою.

7. Встановлення гребінок над барабанами ротаційного плодовідділювача дозволяє збільшити плодоеіддідювакість на 7,2...9,2%, але і підвішує ушко-джуваність плодів на 2,6...4,3%, а також підвищується коефіцієнт сепарації на З ,7... 5,9%.

8. Здійснення процесу плодовідділеїшя, який задовольняє за якісними показниками вихідним вимогам як на самохідний, так і на причіпний комбайн, можливо вже при наявності трьох барабанів (По - 7,4%, Тіл - 93,8%) (для сорту Місурі). Для більш якісної сепарації вільних плодів можливе встановлення четвертого барабана (при цьому По = 7,9%, Пл - 98,5%).

9. На практиці четвертий барабан і другу та третю дугоподібні гребішш рекомендується використовувати на початку збирання, коли співвідношення маси плодів до листостеблової маси не перевищує 4...4,5.

10. Доведено, що використання ротаційного багатебарабанного плодовідділювача економічно вигідно у порівнянні з ротаційно-вібраційним плодовід-ділювачем комбайна Johnson Farm Machinery (США) та клавішним плодовід-ділювачем комбайна СКТ-2А (Моддоза), то 15му що річний економічний ефект дорівнює відповідно 20470 грн і 19180 грн (на 1.10.1996).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ, В ЯКИХ ВИСВІТЛЮЄТЬСЯ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Тарасенко В.В.. Арсеиенко А. А., Деревенчук А.А., Шепель А Н. Пре-уборочная обработка поля и ее влияние на агрофон и фнзико-механические койства томатов при ;іх механизированной уборке. В сб.: "Problemy budowy гат. exploatacji maszyn і urzadzen rolniczych". Плоцк. 1994. (доля здобувача Э% - обробка статистичних даних фізико-механічних властивостей плодів зматів).

2. Тарасенко В.В., Деревенчук А.А. Оптимизация технологического роцесеа работы ротационного плодоотделителя томатоуборочного комбайна.

сб. “Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських аппш”, вил 24-26. - Кіровоград.: КІСМ, 1996. (доля здобувана 70% - опгимі-іція процесу роботи і їлодов ідді ліо ва ча).

3. Тарасенко В.В., Золотарев Р.Л., Деревенчук A.A.. Исследование физи->-механичеашх свойств плодов томата сортов, внедряемых под механюиро-інную уборку. В кн.: "Сборник научных трудов академии". - Мелитополь, Г АТ А, ¡996. (доля здобувача 40% - дослідження законів розподілу фізико-гханічних властивостей).

4. Деревенчук А. А. Обоснование эффективности применения прижимных тройств в конструкции ротационного многобарабанного плодоотделителя матоуборочного комбайна. В кн.: «Труды Таврической государственной ротехнической академии», т. 1, вып. 1. - Мелитополь, ТГАТА, 1997..

5. Tarascnco V.V., Derevenchuk A.A. Optimal parameters and modes oí mato harvester rotative fruit separator operation, their investigation and bstantion. В сб.: "Problemy budovvy oraz exploatacji maszyn і urzadzen Iniczych". Плоик, 1997. (доля здобувача 70% - обгрунтування параметрів »ггискного пристрою).

Деревенчук O.A. Обгрунтування параметрів і режимів роботи р таційного плодовідцілювача томатозбкрального комбайна. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук : спецдатьтстю 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництв Таврійська державна агротехнічна академія, Мелітополь. 1997.

Захищається дисертаційна робота, в якій викладено результати тсорсти них та експериментальних досліджень по визначенню та оптимізації основні параметрів і режимів роботи ротаційного багатобарабанного плодовідділюва1 томатозбирального комбайна.

Досліджено основні закономірності процесу7 відділення плодів ротаці ним плодовідділюва чем, на підставі чого визначено оптимальні параметри режими роботи пристрою, надано практичні рекомендації щодо компонові плодовідділювача за динамікою збирання.

Ключові слова. томатозбиральний комбайн, ротаційний багатобар баїгний плодовідділювач, барабан, притискний пристрій, фізико-механіч властивості плодів томата, шюдовідділюваність, ушкоджуваність, сепаркрув ність.

Деревенчук А.А. Обоснование параметров и режимов работы ротац онного плодоотделителя томатоуборочного комбайна. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук і специальности 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производсті Таврическая государствеїшая агротехническая академия, Мелитополь. 1997.

Защищается диссертационная работа в которой изложены резу льтаты і орстических и экспериментальных исследований по определению и оптимиз ции основных параметров и режимов работы ротационного многобарабашю плодоотделктеля томатоуборочного комбайна.

Исследованы основные закономерности процесса отделения плодов рота-онным плодоот делителем, на основашш чего определены оптимальные па-метры и режимы работы устройства, даны практические рекомендации по мпоновке плодоотделнтеля по динамике уборки.

Ключевые слова: томатоуборочнъш комбайн, ротационный многобара-пнып плодоотделитель, барабан, прижимное устройство, физико-хакические свойства плодов томата, плодоотделяемость, повреждаемость, парнруемость.

Derevenchvik A. A. The basis of parameters and operating conditions of :ary fruit separator of tomato combine harvester. - Manuscript.

Thesis submitted for candidate's degree on speciality 05.20.01 - Tavria State yoteclmical Academy (Melitopol), 1997.

The thesis is being defended, in which the results of theoretical and perimental investigation on the determination and optimisation of the main rameters and working conditions of the rotary fruit separator are state.

The main laws of fruit separating by the rotaiy fruit separator have been /csiigated. On the basis on this investigation the optimum parameters and irking conditions are determined and the practical recommendations on ranging the parts of the fruit separator according to the dynamic of harvesting.

Key words: tomato combine harvester, rotary multidrum fruit separator, ,im. pressing device, physical and mechanical properties of tomato fruits, fruit >aration, damage.