автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование рабочих органов для подготовки растений и почвы к однократной машинной уборке томатов и усовершенствование конструкции томатоуборочного комбайна

КАЗАХСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

МАТИСАКОВ АНАРЕЕК ЖАЛАЛОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАСТЕНИЙ И ПОЧВЫ К ОДНОКРАТНОЙ МАШИННОЙ УБОРКЕ ТОМАТОВ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТОМАТОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Специальность 05.20.01 -механизация сельскохозяйственного производства*

Автореферат

циссертпции на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алма-Ата 1992

¿Еабшав выполнена в Кьгргызском научно-исследовательском институте земледелия

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший

Официальные оппоненты - доктор технических наук,доцент

Ведущее предприятие - Казахский научно-исследовательский институт картофельного и овощного хозяйства.

в " /¿7" часов на заседании специализированного совета К 020.48.01 в Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации .сельского хозяйства по адресу: 480005, г.Алма-Ата, просп. Райымбека, 312, НПО "Казсельхоз-механизация".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Казсельхозмеханизация".

Автореферат разослан с? 1992 г.

научный сотрудник, заслуженный изобретатель республики НАНАЕНКО А.К.

СКИДАН Ю.Ф.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПЛЩЕЗ Г.В.

Защита диссертации состоится "/У" ¿г г?, * * - Г_1992 г.

Ученый секретарь специализированного

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ туальность теш. Производство овощей является важной составной частью обеспечения населения нашей страны продовольствием. Овощеводы

могли бы производить н продавать гораздо больше овощной продукции, чем в настоящее время, но не' управляются с уборкой уроткая. Овощи убирают в основной вручную, для чего хозяйствам приходится привлекать дополнительно много рабочих рук, что сейчас становится все сложнее, поэтому вкраченный урожай часто пропадает в поле.

Одна из главных и наиболее трудоемких овощных культур -томата, собираемые в основном вручную. Применение овощеубороч-ных платформ и транспортеров не реяает полностью проблему уборки томатов, так как главная операция - сбор плодов с кустов -выполняется по-прежнему Еручнута. С целью увеличения производства томатов и сокращения трудоемкости их возделывания разработана и внедряется индустриальная технология, нацеленная на. одноразовую комбайновую уборку плодов.

Выпускается самоходный двухрядный томатоуборочныД комбайн СКТ-2, работающий пэ принципу выкапывания растений и стряхивания плодов. Однако в условиях Средне!! Азии комбайн СКТ-2 теряет 7,9...6,и повреждает 12,1... 14,355 плодов томатов. Это во многом объясняется особенностями зоны: усиленным ростом растений в теплом климате при орояении, создающим трудности при подборе и перемещении выкопанных растений, и особенностями сероземных почв,' образующих в период уборки прочные комья, повреждающие плоды. В связи с этим исследования,'посвященные подготовке растений и почеы к более качественной работе томатоубо-рочного комбайна, усоверпенствованип конструкции комбайна с

учетом условий орошаемого овощеводства, имеют как теоретическое, так и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - снижение потерь и повреждения плодов томатов при работе комбайна СКТ-2 путем использования новых способов и устройств для подготовки к уборке томатных растений, почвы и разработки дополнительных устройств к комбайну.

Объекты исследований. Объектами исследований являлись рабочие органы для подготовки растений и почвы к комбайновой уборке, а также дополнительные устройства к конструкции комбайна и технологический процесс уборки томатов.

Методика исследований. Методика исследований предусматривала изучение физико-механических свойств растений томатов и почвы, определение влияния комплекса приемов подготовки растений, почвы и комбайна на потери и повреждение плодов при комбайновой уборке, параметров рабочих органов.

В процессе проведения экспериментов применялись известные методики планирования эксперимента, полевого опыта, и обработки опытных данных. Эксперименты проведены в полевых условиях с использованием серийно выпускаемых и разработанных нами приборов, экспериментальных рабочих органов и приспособлений, культиваторов с серийными рабочими органами, комбайна СКТ-2. Обработка результатов экспериментальных исследований производилась с применением ЭВМ.

Научная новизна:

- разработаны теоретические основы формирования качества работы томатоуборочного комбайна;

- разработаны процессы и рабочие органы для подготовки растении и почвы к комбайновой уборке, включающие образование гребня в узком мечдурядьи и формирование валка на корню, выявлены закономерности изменения потерь и повреждений плодов при однократной механизированной уборке от способа подготовки растений и поверхности почвы;

- исследованы процессы и выявлены закономерности взаимодействия рабочих органов, растений и поверхности почвы, обоснованы параметры рабошгх органов и определено качество их работа;

- исследованы процессы обработки плодостебельного вороха, обоснованы параметры дополнительных устройств к конструкции комбайна; б

- выявлены закономерности взаимосвязи количества потерь

и повреждений плодов при работе комбайна с разработанными процессами и рабочими органами для подготовки поля к уборке, а также .для усовершенствования конструкции комбайна.

Новизна технических решений в данной работе подтверждается положительным решением по заявке на изобретение на устройство для формирования валка из растений томатов на корна.

Практическая ценность работы. Созданы и испытаны в производственных условиях рабочие органы к пропашному культиватору Лля формирования валка растений томатов на корню и нарезки почвенного гребня в междурядьях, а в конструкции комбайна СКТ-2 - распределитель к переборочному столу и направитель к плодоотделителю. Установлены их работоспособность и полот.и-

тельное влияние на качество работы комбайна, благодаря чему сокращаются потери плодов и'уменьшается количество поврежденных плодов.

»Реализация результатов исследований. Рабочие органы к пропашному культиватору для формирования валка растений томатов на корню и для нарезки в междурядьях почвенного гребня, переоборудованннй комбайн СКТ-2 внедрены в специализированных овощеводческих хозяйствах 0;лской области: совхозе-заводе "Кызыл-Кия" и совхозе "Кенеш".

Для практического применения в овоцеводческих хозяйствах Предлагаемых устройств и рабочих органов изданы "Рекомендации по внедрению индустриальной технологии возделывания и комбайновой уборки томатов в Ошской области". - Си, 1987. - 24 с. и "Подготовка поля и комбайнов к уборке томатов". - Фрунзе, 1988. - 12с. Освоение предложенных способов и устройств проведено путем обучения практически работников на семинарах в 1985...1987 гг.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на И! Межреспубликанской конференции молодых ученых АН Киргизской ССР (Фрунзе, 1986), научной конференции молодых ученых Казахского НШ земледелия (Алма-Ата, 1987), научной конференции .молодых ученых и аспирантов (Фрунзе, 1967), научно-практической конференции в честь ХХП съезда ЛХСМ Киргизии (Фрунзе, 1987), а также на научно-практических семинарах в областях и районах республики в 1985...1990 гг.

Публикация. По материалам исследований, обобщенных в диссертации, опубликованы 10 печатных работ и получено одно поло-ннтельное решение по заявке на изобретение.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Объем работы составляет 170 страницы машинописного текста, в том числе 27 таблиц, 48 рисунков и 8 приложений. Список литературы включает 120 наименований, из них 5 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы и приведены основные научные положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" дана характеристика условий зоны применительно к работе тома-тоуборочных комбайнов. Проанализированы факторы, влияющие на качество комбайновой уборки: схема размещения растений на поле, подготовка к уборке растений и поверхности почвы.

В условиях теплого климата и возделывания - томатов при орошении отрастание растений происходит более интенсивно, чем в других зонах, и формируется больше биомассы, что значительно затрудняет работу жатвенной части томатоуборочного комбайна. Несколько облегчает условия уборки размещение растений ка поле по двухстрочной схеме 100+40 см с попарно сближенными до 40 см ряда и! растений. Однако этого еще недостаточно для полного исключения потерь плодов и их повреждения жатвенной частью. В результате проведенного анализа существующих способов подготовки растений к уборке был сделан вывод, что наиболее целесообразным является формирование валка на корню из растений томатов. Осуществление этого процесса производится при помощи пропашных культиваторов, оборудованных специальными ра-

бочими органами - валкооформителями. Валкооформитель (рис. I) состоит из рабочих прутков I, переплетающего прутка 2, регулировочных винтов 3, навесной стойки на культиватор 4 и опорных башмаков 5.

Рис.1. Схема валкооформителя I - рабочие прутки, 2 -переплетающий пруток,3- регулировочные вин-._ты, 4 - навеска на культиватор, 5 -опорные башмаки

Работает валкооформитель следующим образом. Перемещаясь в защитной зоне рядка, рабочие прутки наклоняют растения томатов-из двух сближенных рядков друг к другу и формируют валок на корню в виде треугольной фермы, переплетая стебли верхушками.

Томатоуборочный комбайн типа СКТ-2 собирает как плоды, осыпавшиеся на поверхность почвы, так и те, что прикреплены к стеблям. В жатвенной части комбайна часть плодов также осыпается. Комбайн делит собранную массу на два потока: стебли с ^прикрепленными плодами поступают в плодоотделитель, а осыпавшиеся плоды с почвой идут на переборочный стол и там могут быть повреждены неразрушенными почвенными комками. Поэтому целесообразно разработать меры по предотвращению образования большого количества прочных почвенных комьев при подкапывании

б

комбайном растения томатов и по уменьшению повреждения комками плодов в комбайне путем его конструктивного усовершенствования.

Особенностью многих томатоуборочных комбайнов, в том числе и СКТ-2, является наличие подрезающих рабочих органов в виде пары чращавдихся .дисковых но'кей, установленных наклонно, .вследствие чего межсу ножами образуется просвет, через который теряется часть осьтпавг,лихся плодов. Попытки установить в промежутке между дисковыми ночами дополнительный но* оказались сложными конструктивно и не позволили достичь решающего успеха. Более эффективно, на на^ взгляд, сформировать поверхность междурядья в месте прохождения промежутка между дисковыми ножами таким образом, чтобы осыпавшиеся плоды там не задерживались. £ля решения поставленной задачи нами создан и изготовлен новый

О

рабочий орган (рис.2), состоящий из лапы-бритвы 2 с рабочей поверхностью 3. Работает он следующим образом. Перемещаясь в узком межиурядьи, лезвие лапы подрезает слой почвы, а рабочая поверхность перемещает его в сторону от направления движения, образуя гребень. Операция совмещена с очередной междурядной обработкой.______

Рис. 2. Схема гребнеоб-раэователя

I - гребень, 2 - лапа-бритва, 3 - рабочая поверхность

* Одним из источников потерь плодов при работе томатоубороч-

ного комбайна может быть недостаточное их стряхивание плодоот-делитзлем. Исследования ряда авторов показывают, что эффективность отделения плодов томатов зависит от места подачи подрезанной плодостебельной массы на гогадоотделитель. Поэтому целесообразно было бы изучить эту зависимость в комбайне СКТ-2 и разработать конструктивные меры подачи поступающего материала в нужное место плодоотделителя.

Сортирование плодов по степени спелости в комбайне СКТ-2 выполняется вручную, другим вариантом является направление всех убранных плодов на стационарный сортировальный пункт. Оба варианта требуют больших затрат ручного труда. Известны электронные сортировщики плодов томатов по цвету, но они име- . ют сложное устройство и требуют поштучной подачи плодов. Необходимо разработать устройство для сортирования плодов по спелости с быстротой, соизмеримой с производительностью томатоу-борочного комбайна.

Таким образом, сокращение потерь и уменьшение их повреждения при комбайновой уборке могут быть достигнуты системой мер, включающих подготовку растений путем формирования компактного валка из растений на корню, образования мелкокомковатой рыхлой структуры почвы в междурядьях, нарезки гребней в местах прохождения просвета между дисковыми ножами комбайна, предохранения плодов в комбайне от повреждения почвенными комками и интенсификации работы плодоотделителя. 3 связи с вьгаеизло-. женшми сформулированы следующие задачи исследования:

- разработать теоретические основы формирования качества работы томатоуборочного комбайна;

- сформулировать математические модели процессов подготовки растений и почеы к механизированной уборке томатов, обработки плодостебельного вороха;

- определить физико-механические свойства растений и почвы, влияющие на процесс комбайновой уборки томатов;

- разработать экспериментальное устройства и рабочие ор-• гага к томатоуборочному комбайну, провести их хозяйственное

испытания и выявить их экономическую эффективность.

Во второй главе " Аналитическое обоснование основных параметров рабочих органов" получены математические модели для формирования качества работы томатоуборочиого комбайна, опиа -ния процессов и определения основных параметров валкооформите-ля, гребнеобразователя, разделителя плодов перед переборочным столом, направителя массы в плодоотделитёль и сортировщика плодов по спелости. С точки зрения качества работы томатоуборочиого комбайна его мотно представить как сложную систему с входными и вьтходгатми переменными. Математическую модель такой . системы мо^но представить ькракенлем:

У=рс(^1(21,Х2);С2(Х3)], (I)

где У - результирующий фактор (потери или повреждение плодов); Хц- фактор, характеризующий подготовленность растений

томатов к комбайновой уборке; х"2 - фактор, характеризующий подготовленность поверхности

почвы к работе томатоуборочиого комбайна; Х3 - фактор, характеризующий качество функиионирорання

рабочих органов комбайна. В выражении (I) Х1 и Х2 - количественное ¿акторы, которые мотно представить V виде числовггх показателей, Х3 - качествен-

ный фактор, который'зависит от особенностей конструкции рабо-'чих органов томатоуборочного комбайна. Поэтому функции £ 1(Х1 ,Х2); может быть найден» в виде детерминированных мате-мо 'ических формул или стохастических уравнений регрессии, а зависимость ^(хр может быть определена только путем экспериментальных исследований комбайна и его рабочих органов.

Анализ литературных источников не выявил детерминированных зависимостей качественных показателей томатоуборочного комбайна (потери плодов* и их повреждение) от показателей, ха-рактер^изущЕда состояние растений а поверхности почвы. Не об-варужекы таддаз и уравнения регрессии» отражающие эту зависимость, Фзк" дает основание к поиску простейших регрессионных моделей вида::

^1(Х1,Х2)= а^а^нга^+аз^^, (2)

до а0*а1,и2,а3 ~ к00^1^'16^-» определяемые опытным путем.

Поэтому каждый из качестве®®« показателей, характеризующих работу томатоуборочного комбайна, может быть представлен зкраженирм:_

£ 1.1( ХХ »V =а0,.1+а1.Л+а 2.1Х2+аЗ.Х*1Х2'

г1.2(11'хг,=,10.2+а1.2зсз^аг;2х2+вз.2зс15с2» (3) где потери плодов,

ЧЛ'У" повреждение плодов,^;

а а - коэффициенты, определяемые опытным путем,

о • х 3 • 2

Введя выражения (3) в формулу (I), получим: . а0.1+а1. 1*2+аЗ. А3^ ;£г.г(х3)]' ,4)

где -потери плодов,%;

У2 - повреждение плодов,%; £~ потери плодов в зависимости от особенностей

конструкции комбайна и его рабочих органов, %\ £2 ~ повреждение плодов в зависимости от особенностей конструкции комбайна и его рабочих органов, %.

Система выражении '4) есть математическая модель томато-уборочного комбайна по качеству его работи. Она наглядно характеризует формирование качества работы комбайна в зависимости от условий уборки и особенностей его конструкции. Выражения ^З), входящие в структуру математической модели (4), могут быть уточнены экспериментально путем постановки комплексную двух^акторнътх опытов. Оцейка выражений (4) в целом носит ка-чествен№-'и характер и почет быть установлена путем постановки генерального опгте.

Рассмотрев взаимодействие гтруткоп валкооформителя со стеблями томатов, с учетом Фксико-мехакических р«юйс£5 стес-лей угол между прутком и горкз^кт-.тьнси плоскОсТЫ". сг^елвляен пгра*ением:

га

' * Г Г \

а - -7 ооа £

гго £ - угол • • "у прутком взлкоо^ормителя и поверхно-

стью почзн, град; г - коэффициент трения стеблл по поверхности ярутка; £ - сила риса стебле, црв*С"'«»нная ? та&о г.>

его с прутком, Н;

Р, - наибольшая сила сопротивления изгибу стебля, ^ - угол трения стебля о поверхность прутка, град.

В соответствии с выражением (5) на рис. 3 построена номограмма для определения угла £ . По этой номограмме, к цриме-ру, задавшись значениями 0=20К и Р=1,2н , получаем /<36° . Аналогичные номограммы построены и .для определения других параметров рабочих органов, найденных в данной главе, которые использованы в дальнейшем при разработке и изготовлении вал-коо$ормителя, гребнеобразователя, распределр/еля, нацравите-ля и сортировщика плодов по степени спелости. _

" — Рис. 3 Номограмма для определения угла ^

а го о,н

Конструктивная длина прутка валкоо^ормителл найдена с учетом расположения по высоте центра тяжести куста томатов (рис. 4):

ъ> (6)

где ъ - длина прутка, м;

Н - высота расположения над почвой центра тяжести куста томатов, м."

I

т

%

Рис. 4. К определению параметров прутка валкоофор-мителя

А

I

момент контакта стебля о пруток происходит косой

При движении валкоофорг.ттеля в '

удар, в результате

которого при определенной (критической) скорости движения могут быть оторваны плоды. Чтобы этого не произошло, скорость движения валкоофоркителя должна составлять:

где рабочая скорость движения валкооформителя, м/с;

скорость отрыча плода томатов от стебля при ударе,

Формулы (5)...(7) определяют конструктивные параметры !г режим работе валкоосРормителя.

Чтобы осюпа1=':;иеся плоды томатов не были потеряны при комбайновой уберке через просвет между дисковыми ножами, нами предложено нарезать в узком междурядьи (40 см) гребень, по которому упавчмй плод скатывается к подножию кустов. Угол верим-нт.т гребня из условия скатывания плода определяется неравенством:

(7)

м/с;

я - коэффициент восстановления стебля томатов при ударе о пруток.

¿cao-%, (8)

где «í - угол вершины почвенного гребня в узком междурядьи, град;

- угол трения качения плода томатов по поверхности почвы, град.

Высота почвенного гребня должна быть такой, чтобы перекрывать просвет меж,пу дисковыми ножами комбайна. В этом случае ширина основания гребня должна быть равна:

a=2h tg (9)

где а - ширина основания почвенного гребня, м;

h- высота цросвета дисковых ножей комбайна над почвой, м.

Рабочий орган для нарезки гребня выполнен из плоскор еж гущей культиваторной лапы-бритвы с установленной под углом стенкой, транспортирующей почву к месту образования гребня. Угол установки этой стенки должен быть таким, чтобы почва скользила по ее поверхности. Чтобы нарезать гребень, нужно два таких рабочих органа, устанавливаемые в узкое междурядье. Сирина захвата каждого из них определяется шириной междурядья/ размером основания гребня и шириной защитной зоны при обработке почвы в междурядьи.

Скорость движения рабочего органа выб;грается из услодая, чтобы идущие рядом рабочие органы перемещали почву не далее чем на место расположения гребня. Рассмотрев дифференциальные уравнения траектории движения частицы почвы, оторвавшейся от верхнего обр косой стенки рвбочвсо органа, нолучима

- -1—JL°J:!iL.-, 'i0'

^ Din (Z-V 14

где х - дальность полета частицы от обреза стенки рабочего органа до гтротирополотсной стороны основания почвен-кого гребня поперек направлегэтя движения, м; « - угол трения почвы по стексе, ирад;

- гвтсота стенки над уровнем поверхности почвы, и; 5 - ускорение свободного падения, г.т/с^; с - угол между стенкой и нормалью к направлению движения рабочего органа, град. Повреждение плодов томатов коккам! почвы в комбайне СКТ-2 г^зоисходит главным образом при переходе массы плодов и почвы на» переборочный сгол и зависит от высоты падения такса на плод. Для уменьшения этой высоты до' мигягмуяа предложена установка перед переборочным столом распределителя. Чтобы определись догрызаемую высоту падения когсковг рассмотрено дгггкенио коняга с начялвной скоростью, задаваемо® бкноснвпт трагагазртером. Считая, что кинетическая энергия двияентг комка; почззб отлнп-стью переходит в потенциальную энергию деформации пл^да,, зтау-чае:.::

ь Ф -.11

п. -------------»

к 2пд 25

где - критическая высота падения почвенного кожа, вызывающая разрушение плода, м; ? - коэффициент пропорциональности между силой ст.атия и деформацией плода томатов; - критическая доформапкя плода,при которой он поррет-.• дается, м; а - масса комка почвы, кг;

v0 - начальная скорость комка почвы при отрыве от переносного транспортера, м/с.

Комбайн СКТ-2 имеет клавишный плодоотделитель. Полнота отделения плодов от стеблей в таком рабочем органе зависит от степени использования площади его рабочей поверхности и является наибольшей при подаче поступающей плодостебельной массы на начало рабочей поверхности, для чего предложен на-цравитель. Рассмотрев движение массы после отрыва от подающего транспортера и по направителю, определили высоту установки нацравителя и его размеры - ширину и длину:

.. cose ♦ . ^

2g ' S

a cooip ^ ** 2 sin 2^ ain(-í -ip)

где • Н^ - высота установки направителя, м;

VQt- скорость удара, цри которой плод отрывается от стебля, м/с;

V. - скорость движения подзющего транспортера, м/с;

е» ero cos(g£-) ,

г - радиус закругления на выходе из подающего транспортера, м;

о

G - ускорение свободного падения, м/с ;

в^ - ширина направителя, м;

Ли - расстояние от поверхности плодоо т делителя до направителя, м;

ь^ - длина направителя, м;

в - установленная дальность полета массы от направителя до начала рабочей поверхности штодоотгелнтеля, ...,

р - угол трения массы по направителю, град.; $ - угол наклона направителя, град.

Плоды сортов томатов, приспособленных'к комбайновой уборке (Новинка Приднестровья, Факел и др.), имеют повышенную прочность, что и делает возможным их перемещение в комбайне СКТ-2 с минимальным повреждением. Это свойство плодов послу-кило основанием для исследования сортирования их в соответствии со степенью спелости по дальности полета. Спелые и зеленые плода имеют разные массу и сопротивление качению, что и вызывает разную дальность их полета, которая определена в диссертации в зависимости от параметров рабочего органа.

В третьей главе "Программа и методика исследований"^ описаны место и условия проведения экспериментальных исследований растений томатов, почвы, валкооформителя, гребнеобразо-вателя и комбайна СКТ-2, методы определения физико-механических свойств растений и почвы, качественных показателей работы комбайна, применяете метода математического планирования многоФакторных экспериментов и статистической обработки опытных данных, а также приборы и оборудование.

Для получения многофакторных зависимостей было использовано композиционное ротатабельное, второго порядка униформ-планирование, причем было выполнено до 20 опытов в трех повторностях. Обработка результатов многофакторных экспериментов проводилась' по стандартной программе на ЭВМ ВС-Ю45. Дугя проведения исследований автором были изготовлены и применялись приборы для определения усилия разрушения плодов томатов,

для измерения усилия изгиба стеблей, для измерения углов почвенного гребня, установки для полевых исследований валко-оформителя и гребнеобразователя, а также дополнительные приспособления к комбайну СКТ-2 и сортировщик плодов.

С целью комплексной оценки всех предложенных мер по повышению качества комбайновой уборки томатов был проведен генеральный опыт, в котором сравнивались прежняя технология возделывания томатов и серийный комбайн СКТ-2 с технологией, Предусматривающей формирование валков из растений томатов, нарезку почвенных гребней в узких междурядьях и оборудование • комбайна распределителем к переборочному столу и направителем к плодоотделителю.

В четвертой главе "Результаты исследований" приведены физико-механическая характеристика растений томатов перед формированием валка на корню (коэффициенты трения, характеристика кустов, свойства плодов) и перед уборкой, результате исследования валкооформителя и параметры полученного валка сразу и перед уборкой, физико-механические свойства почвы перед нарезкой грёбня, результаты исследования гребнеобразователя и характеристика гребня перед уборкой, влияние высоты падения комков почвы на повреждение плодов томатов, качество работы распределителя к переборочному столу и плодоотделителя с направителем массы на его начало, а также результаты генерального опыта с определением потерь и повреждения плодов

Усилия изгиба и излома стеблей томатов, необходимые для обоснования оптимальных параметров, изучены в зависимости от «гсрты приложения нагрузки на двух сортах - Новинка Придне-

1Р

стровья и Факел (рис. 5). Определены также распределение:. массы растения по их шсоте, коэффициенты трения стеблей о различные материалы, масса плодов перед формированием валка, сила связи их с плодоножками, размеры кустов и их элементов. В качестве результирующих показателей работы валкооформителя приняты неравномерность наклона стеблей в сторону узкого междурядья (У^ и смещение стеблей в направлении движения валкооформителя (У2)» а в качестве действующих факторов - скорость движения валкооформителя (х^), угол между прутком и направлением движения (х2) и угол между прутком и поверхностью поля (хд). В результате обработки опытных данных получены уравнения регрессии:

У1= 6,757 - 1.196х1 - 0,296x2 " Мб1х3 + О.ОПбх^ +

+0,0118x^3 +0,00293х2х3 + 0,125х| +0,012х| +0,0121х§ ; У2= 21,15 - 5,26x2 -0,737х2 -0,Ц5х3 -0,0104x^2-0,0439x^3--0,00212х2х3 + 0,713x2 + 0,0386х| +_0,0132х§ . (13)

Рис. 5. Зависимость усилий изгиба и излома стеблей от высоты приложения нагрузки

а - Новинка Приднестровья, б - Факел,

1 - усилие изгиба,

2 - усилие излома

О _ _ и 0.2 и Х.м

Значимость коэффициентов этих и последующих уравнении регрессии определяли по критерию Стьюдента, а проверку адекватности уравнения регрессии опытным данным - по критерия Фи-

шера. Анализ уравнений (13) позволил, получить оптимальные значения параметров валкооформителя: Х1=1,4...2,2 м/с; Х2=14...22°; Х3 = 8...21°. Измерения показали, что сформированный валок в период до начала уборки несколько разрастается, но оставляет достаточно места для прохода колес комбайна СКТ-2, в связи с чем потери и повреждение плодов опорной и жатвенной частью комбайна почти полностью исключаются.

Ери исследовании гребнеобразователя результирующим фактором (У) служил угол вершины гребня, а изменяемыми факторами -скорость движения рабочего органа (х£), глубина подрезания почвы (х2) и угол установки пластины (Х3). Перед исследованием рабочего органа определены угол трения почеы и почвенных комков о различные материалы, а после него - фракционный состав почвы, размеры и масса прочных комков почвы. Обработка опытных данных на ЭВМ дала следующее уравнение регрессии: У = 155,56 -7,Б20х1 +9,23х2 -0,966х3 + 3,424x^2 +0,237х2х3 + + 0,215x^3 - 0,595х| - 0,734х| - 0,0146х§ . (14)

По результатам анализа уравнения (14) оптимальными значениями изменяемых факторов являются = 4,3 км/ч; Х2=1,8 см; Х3 = 25? Перед уборкой угол вершины почвенного гребня составлял в среднем 133°, что позволяет осыпавшимся плодам скатываться к подножию кустов, освобождая узкие междурядья от плодов. Образование почвенного гребня сокращает потери плодов комбайном на 2,79.. .3,835?. Еще больший эф(Гект дает совместные Применение формирования валка из растений на корню и нарезка почвенных гребней в узких междурядьях. Результаты комплексного опыта позволили определить коэффициенты выражений (3)

Уг = 11,15 - 2.70XJ - 0,35х2 + 0,I0xjX2 ,

У2 = 7,42 - 0,90хт - 1,40Х2 + 0,30 xjXg . (15)

Исследования показали, что повреждение плодов начинается при падении с высоты более 0,1 м, что потребовало установить перед переборочным столом распределитель, вследствие чего высота падения почвенных комков на плоды уменьшилась до допустимой величины. По результатам специального опыта, в котором плодостебельная масса направлялась вправо, влево и в центр на начало плодоотделителя, наименьшие потери плодов наблюдались при подаче в центр. Применение'направителя сократило потери плодов за плодоотделителем на 4,9...12,1 %.

В пчтой главе "Результаты производственной проверни и расчет экономической эффективности" приведены результаты расчета экономическсЛ эффективности на основании данных производственной проверки. Проверку проводили по схеме, включающей следующие варианты:

а) уборка томатов комбайном СКТ-2 без формирования валка на корню и гребня п узком междурядьи;

б) уборка томатов комбайном СКТ-2 с подготовкой поля к уборке путем формирования палка на корню, образования гребня и установки дополнительных рабочих органов к комбайну.

По результатам производственной проверки в соответствии с математической моделью (4) формирование валка из сближенной пары рягоп растений томатов на корню, нарезка почвенных гребней в узких междурядьях при последней их культивации, оборудование комбайна распределителем перед переборочным столом и напрапителем на начало плодоотделителя позволили сократить по-

тери плодов на 3,33...4,065?, уменьшить количество поврежденных плодов на 6,3...7,0%.

Расчет экономической эффективности о ^повышения качества работы томатоуборочного комбайна производили в соответствии с "Методикой определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений". В результате расчета установлено, что дополнительный сбор товарной продукции за счет сокращения потерь и повреждения плодов томатов составил 4,0...4,2 т/га, а годовой экономический эффект - 412...416 руб/га.

ОБЩИЕ ВЫВОД!

1. Уборка плодов томатов, выращенных по индустриальной технологии, производится томатоуборочными комбайнами без предварительной подготовки растений и почвы, что предопределяет повышенные потери урожая и повреждение плодов. Повышению качества работы томатоуборочных комбайнов способствует формирование растений в компактные валки, изменение профиля поверхности почвы в междурядьях с целью скатывания плодов к подножию кустов и дооборудование комбайна устройствами, предот; — вращающими повреждение плодов почвенными комками и направляющими плодостебельную массу на начало плодоотделителя.

2. Разработанный рабочий орган для формирования на корню из двух сближенных рядов растений, посеянных по двухстрочной схеме 100+40 см, валка треугольного сечения, снабженный Прутковой рабочей поверхностью, позволил сократить на 3.0... 4,9$ повреждение плодов опорной и жатвенной частью при работе комбайна.

3. Оптимальные параметры и режимы работы валкооформителя: рабочая скорость движения - 1,4...2,2 м/с, угол между прутком и направлением движения - 14...22°, между црутком и поверхностью поля 8...21°.

4. Нарезка почвенного гребня в узком междурядьи (0,4 м) • сокращает общие потери плодов за комбайном на 2,79...3,63$. Оптимальные параметры гребня: основание гребня 0,13...0,19 м, высота гребня 0,04...0,05 м.

5. Оптимальные параметры и режим работы гребнеобразовате-ля: рабочая скорость - 1,19...2,08 м/с, глубина подрезания почвы 0,018...0,020 м, угол установки рабочей поверхности -25°.

6. Допустимая высота установки распределителя, минимизирующая повреждение плодов почвенными комками до 0,38... 0,79$, равна 0,07 м.

7. Установка направителя в комбайн позволила сократить потери плодов при уборке на 4,9...12,1%. Параметры направителя: высота установки 0,22...О,41 м, ширина 0,23...О,32 м, длина 0,16...О,19 м. .

8. Применение рабочего органа для сортировки плодов по степени спелости, снабженного наклонной плоскостью длиной

I м и трамплином длиной 0,45 м, наклоненными под углом 30° к горизонтальной плоскости, по разности в дальности полета спелых и неспелых плодов, составляющей 0,104 м, позволяет сортировать плоды с вероятностью 0,7.

9. Комплексная проверка эффективности предложенных способов и рабочих органов по улучшению качества комбайновой уборки показала, что их применение сокращает общие потери плодов .

комбайном СКТ-2 на 3,33...4,06% и уменьшает количество поврежденных, плодов на 6,3.."7,0%. Годовой экономический эффект составляет 412...416 руб/га.

10. В результате исследований цроизводству^способ и рабочий орган для формирования валка из растений на корню, способ сокращения потерь осыпавшихся плодов и рабочий орган для нарезки почвенного гребня, в междурядьях, дополнительные устройства к комбайну CItT-2 в виде распределителя перед переборочным столом и направителя к плодоотделителю, а также механический сортировщик плодов томатов по степени их спелости.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Магисакбв АЛ!., Нанаенко А.К., Комбайновая уборка томатов// вельское хозяйство Киргизии. - 1985. - JJ8.-C.45.'

2. Матисаков А.Ж. Обоснование основных параметров валкоофор-мителя// ¡¿атериалы УС межреспубликанской научной конференции молодых ученых АН Киргизской ССР. - Фрунзе: Клим,1985.-С. 219-221.

3. Наназнко А.К., Метальников D.M., Матисаков Л.д. и др. Механизированная технология возделывания столовых томатов в Киргизии//Рекомендации. - Фрунзе, 1986. 30с.

4. Нанаенко А.К., Матисаков A.JS., Локтионов Г.Г. Рекомендации по внедрению индустриальной технологии возделывания и комбайновой уборки томатов в Окской области. - Ои, 1987. —

24 с.

5. Матисаков А.Ш. Некоторые результаты комбайновой уборки томатов // Тезисы докладов конференции молодых ученых "Участие молодых ученых в выполнении Продовольственной программы". - Фрунзе, 1987. - С. 46-47.

6. Матисаков А.К. Подготовка почвы 'и (растений томатов к механизированной уборке// Тезисы доклй'дов научно-практической конференции, посвященной ХХП съезду ЯКСМ Киргизии "Труд моло.щ.тх ученых и специалистов Кяртяэского НПОЗ - ускорению, научно-технического прогресс % 'йШЛеделии республики". - Фрунзе, 1987 - С. 34-36.

7. Нанаенко А.К., Матисаков А.Ж. Подтотойса поля и комбайнов к уборке томатов. - Фрунзе, 1980. — Г2'С.

8. Матисаков А.Ж. Изучение приемов иодгото^жй поля и растений томатов к комбайновой уборке // Научные чпруду/ КиргНПОЗ.-1989. - Вып. 24. - С. 82-100.

9. Нанаенко А.!{. .Локтионов Г.Г., Матисаксй АА Индустриальная технология возделывания томатовч - /Е^зуязе, 1989. -С. I.

Ю. Матисаков А.Ж. Томатоуборочный комбайн // Сельскохозяйственная энциклопедия. Том.2. - круизе! Гйакйай ¡редакция КСЭ, 1990.- С. 259.

II. Положитзльное решение ВНИИГПЭ по заявке ?? 485401'5/15

(081187) на изобретение "Формирователь ваялся Аз растений • томатов на корню".