автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование параметров устройства для отделения отводков от маточных кустов плодовых деревьев

005002494

Бидеева Ирина Ханджериевна

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ОТВОДКОВ ОТ МАТОЧНЫХ КУСТОВ ПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства (по техническим наукам)

1 7 НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: Кудзаев Анатолий Бештауович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Бычков Валерий Васильевич

доктор технических наук, профессор

Балкаров Руслан Асланбиевич

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: Кабардино-Балкарский научно-

исследовательский институт горного и предгорного садоводства

Защита диссертации состоится О^Ж^ЬШо 11 г. в 1б°часов на заседании объединенного диссертационного совета 220.062.05 в ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» по адресу: 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», с авторефератом - на официальном сайте университета: http://www.stgau.ru и ВАК Минобрнауки РФ:Ьйр://уак.ес1.доу.ги

Автореферат разослан Л » ОШМйМ/ 2011г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.И. Марченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для обеспечения населения качественными плодами и ягодами принята программа «Развитие садоводства и питомниководства в Российской Федерации на 2012 - 2014 годы с продолжением мероприятий до 2020 года», разработанная на базе «Концепции и стратегии развития садоводства России на период до 2020 года». Достижение целей программы связано со значительным увеличением объемов производства качественного посадочного материала, что требует модернизации существующих и создания новых более эффективных образцов техники.

Одной из трудоемких операций из числа применяемых при возделывании посадочного материала является отделение отводков от маточных кустов. Для ее выполнения созданы средства частичной механизации и несколько типов машин, но они имеют ряд недостатков, которые снижают производительность рабочего процесса отделения, увеличивают число повреждений поверхностей маточных пней и т.д. Ввиду этого на практике операция отъема отводков чаще всего проводится вручную при помощи режущего инструмента.

В связи с изложенным актуальной задачей является поиск новых конструкторских и технологических решений, позволяющих создать устройство для отделения отводков от маточных кустов с лучшими эксплуатационно-технологическими параметрами.

Работа выполнялась в течение 2006. ..2010 годов в соответствии с планом научно-исследовательских работ Горского ГАУ, согласно темы «Разработка и совершенствование технологий и средств механизации и автоматизации для отраслей АПК горной и предгорной зон РСО-Алания» (№ гос. per. 01.2.00708201).

Целью работы является разработка устройства для качественного отделения отводков от маточных кустов плодовых деревьев.

Объекты исследования - маточные кусты; технологический процесс отделения отводков; параметры и режимы работы устройства для его осуществления.

Предмет исследования - взаимозависимости конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров устройства для отделения отводков от маточных кустов и закономерности его рабочего процесса.

Методы исследования. В ходе выполнения теоретических работ использовались положения теоретической механики, теории механизмов и машин, теории сельскохозяйственных машин.

При проведении экспериментальных исследований применялись теория математического планирования эксперимента, тензометрирование, методы математической статистики и теории вероятностей.

Место исследования. Лабораторные исследования проводились на кафедре «Тракторы и сельскохозяйственные машины» ГГАУ, полевые - в плодопитомниках Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства (СКНИГПСХ) и Горского ГАУ.

Научная новизна исследования состоит в обосновании способа отделения отводков от маточных кустов и рациональной конструктивно-технологической схеме устройства для его осуществления; разработке аналитических зависимостей для определения рациональных значений основных параметров предложенного устрой-

ства; экспериментально установленной зависимости потребной мощности предложенного устройства от его параметров и уточнении их значений; получении зависимости интенсивности износа зубьев пильного полотна, заполняемое™ межзубного пространства почвой и изучения качества среза отводков от наработки полотна.

Техническая новизна предложенного способа отделения отводков подтверждена патентом РФ на изобретение №2321987 от 20.04.2008 г.

Практическую значимость представляют предложенный способ отделения отводков от маточных пней и устройство для его осуществления.

Реализация результатов исследования. Результаты исследования реализованы в устройстве для отъема отводков, прошедшем проверку в производственных условиях в 2006...2010 гг. Результаты исследования приняты к внедрению МСХ РСО-Алания, научно-производственным предприятием «Наука», СевероКавказским НИИ горного и предгорного сельского хозяйства и используются в учебном процессе Горского ГАУ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались: на ежегодных научно-практических конференциях Горского ГАУ и Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства 2005...2011 годов; на Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука производству» (Владикавказ, 2009); на Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2009).

Положения, выносимые на защиту:

- способ отделения отводков от маточных кустов и рациональная конструктивно-технологическая схема устройства для его осуществления;

- результаты исследования основных размерных показателей маточных кустов и отводков, а также их размещение в рядах питомника;

- аналитические зависимости по определению рациональных значений основных параметров режущей части и привода устройства, подачи материала и мощности необходимой для привода устройства;

- результаты экспериментального исследования процесса отделения отводков, позволившие уточнить значения основных его параметров.

Публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы изложены в 18 печатных работах, общим объемом 5,4 пл., в том числе, четыре статьи в журналах, рекомендованных ВАКом.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 153 страницах и содержит 21 таблицу, 50 рисунков и состоит из введения, 5 глав и основных выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы из 115 наименований, в числе которых 11 иностранных источников, 11 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи, приведены сведения о научной новизне, практической значимости, объектах, методах, достоверности, реализации результатов исследований, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса механизации отделения отводков от маточных кустов. Обоснование объекта, цель и задачи исследования» приведен анализ способов отделения отводков от маточных кустов и применяемых технических средств.

Большой вклад в создание технических средств для отъема отводков от маточных кустов внесли ЮЛ. Утков, A.A. Цымбал, В.В. Бычков, С.Г. Фрышев, С.Б. Торнопольский, С.И. Аникин, Ю.Я. Сычев и др. Наиболее высокопроизводительными являются машины МОО-1 конструкции ГНУ ВСТИСП и МРП-1 конструкции НПО «Кодру». Однако при работе этих машин наблюдаются повреждения отводков и маточных пней, поверхность которых скрыта почвой, что обусловлено недостатками конструкции.

Нами были проведены априорные исследования и с учетом трендомнений специалистов определены принципы, которые желательно заложить в конструкцию устройства для отделения отводков. Так, например, для минимизации повреждения маточных пней и обеспечения высокого качества отделения отводков процесс отделения целесообразно осуществлять устройством с возвратно - поступательным движением режущих элементов. Было выдвинуто несколько схем устройства, реализующих данные принципы, после анализа которых нами предложена рациональная схема устройства (рис.1).

1 - ведущий вал; 2 - кривошип; 3 - шатун; 4 - каретка; 5,6,7,8 - направляющие;

9 - режущий элемент (полотно)

Рисунок 1 - Схема устройства для отьема отводков от маточных кустов

Сформулирована научная гипотеза о том, что существует определенное сочетание факторов и параметров, выполнение которых обеспечит высокое качество осуществления рабочего процесса отьема отводков маточных кустов плодовых деревьев.

В качестве рабочей гипотезы принято предположение о возможности использования возвратно-поступательного движения режущего элемента (полотна) для отделения отводков маточных кустов.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

- изучить размерные показатели маточных кустов и особенности их расположения в рядах питомников;

- теоретически проанализировать процесс отделения отводков от маточных кустов и обосновать рациональные конструктивно - технологические параметры предложенного устройства (длину и скорость подачи пилы, затраты мощности на отделение отводков и привод устройства и др.);

- экспериментально исследовать процесс отделения отводков от маточных кустов, определить зависимость износа зубьев пилы от времени работы и уточнить значения параметров, ранее определенных теоретическим путем;

- провести полевые наблюдения за работой устройства и дать технико-экономическую оценку его применения.

Во второй главе «Расположение маточных кустов и их размерные показатели» изучены характеристики маточных кустов, имеющие прикладное значение. Исследовались высота маточных пней различных плодовых культур, отклонения пней от оси ряда, диаметр отводков, высота отводков и корневой системы. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики по разработанной нами программе. В ходе ее выполнения строились гистограммы распределения, рассчитывались статистические характеристики, и проверялась гипотеза о нормальном распределении исследуемого параметра по критерию согласия Пирсона.

Исследованиями отклонения маточных пней от оси ряда установлено, что для яблони_среднее значение отклонения составило 0,035 м, среднеквадратичное отклонение <т=0,05 м, максимальное значение 1тах =0,13 м, минимальное /„,■„ =-0,11 м; для айвы среднее значение отклонения составило 0,042 м, среднеквадратичное отклонение сг =0,086 м, максимальное значение 1тах = 0,19 м, минимальное /„,„=-0,18 м.

На основании результатов статистической обработки данных по высоте маточных пней установлено, что для айвы среднее значение высоты составило 0,219 м, среднеквадратичное отклонение 0,02 м, максимальное значение отклонения 0,26 м; для яблони среднее значение высоты составило 0,226 м, среднеквадратичное отклонение 0,015 м, максимальное значение 0,26 м.

Изучением размерных и количественных показателей отводков маточных кустов установлено, что среднее значение высоты отводков составило /*„„= 0,533 м, среднеквадратичное отклонение высоты - 0,166 м; среднее значение диаметра отводков составляет йот = 0,0049 м, среднеквадратичное отклонение диаметра отводков 0,001м, коэффициент вариации V = 27,3%; среднее значение высоты корневой системы Ныт= 0,09 м, среднеквадратичное отклонение высоты корневой системы 0,029 м, коэффициент вариации V = 32%.

Экспериментально установлено, что отводки равномерно располагаются по поверхности маточного пня. Статистической обработкой результатов измерений установлено, что все исследованные характеристики маточных пней и отводков подчиняются закону нормального распределения (рис. 2).

ряд 1- распределение диаметра отводков для пня в целом; ряды 2... 5 - распределения диаметра отводков на различных участках маточного пня

Рисунок 2 - Интервальные вариационные ряды распределения: ряд 1 -0-; ряд 3 —о— ряд 2 -Д-; ряд 4 -о— ряд 5 —х—

d0,lt> и

В третьей главе «Теоретическое исследование процесса отделения отводков от маточных кустов и обоснование параметров устройства для его осуществления» проведен анализ работ по пилению растительных материалов; уточнены параметры пилы и определены рациональные значения подачи материала; выполнен кинематический и динамический анализы механизма привода устройства и обоснованы его основные параметры; определена энергоемкость процесса отделения отводков.

Большой вклад в разработку теории резания растительных материалов внесли акад. В.П. Горячкин, Н.Е. Резник, И.А.Тиме, А.И. Афанасьев, М.А. Дешевой, A.JI. Бершадский, С.А. Воскресенский, Ф.М. Манжос, А.Э. Грубе и др. Впоследствии многие вопросы теории резания древесины плодовых деревьев были развиты в трудах Г.П. Варламова, JI.A. Шомахова, Ю.А. Шекихачева, P.A. Балкарова, М.Е. Демидко, И.Б. Беренштейна, В.К. Кутейникова, A.B. Четвертакова, В.Г. Брасалина.

Анализ работ данных авторов показал, что приведенные методики расчета основных параметров режущих устройств необходимо дополнить с учетом условий, в которых работает устройство для отделения отводков (попадание в пропил почвы, количество перерезаемых отводков и т.д.).

Далее с учетом результатов исследования, приведенных во второй главе диссертации, нами были уточнены некоторые параметры пильного полотна.

Длина полотна /„ должна обеспечить нормальную работу устройства при максимальном диаметре маточного куста d„ тах> т.е.

^п dп mttx^~2lmax (1)

где ¡та - максимальное значение отклонения от оси ряда, м.

По результатам расчета принимаем 1„=0,54 м, полная длина полотна 1Пп=0,58м, ширина полотна в„=0,035 м. Ввиду того, что зубья полотна работают в почве, что может приводить к значительному заполнению межзубных впадин, шаг зубьев целесообразно определить экспериментально.

Качество процесса пиления и энергозатраты на его осуществление во многом определяются значением подачи материала. В отличие от серийного оборудования подача материала в предлагаемом устройстве зависит от усилия его надвигания на объект пиления, что также необходимо учесть в расчетах.

Основные ограничения подачи, используемые в теории резания растительных материалов:

Szi=f(RJ; Szrf(Q;f3); SZ3=f(Nycn); Sz<=f(t?C); SZ5=f(PJ; S^mn

где Szi, Sz2, Sz3, SZ4, SZ5 - подача, ограниченная соответственно: по шероховатости Rm; по полезной площади зуба; по мощности двигателя устройства; изменениями свойств древесины в зависимости от температуры; ограничения, связанные с потерей устойчивости пилы.

Su min, Sien, Ää «их - соответственно выбранное, минимальное, среднее и максимальное значение подачи за двойной ход полотна.

Ввиду малых значений диаметров отводков ограничение SZi можно не учитывать. Ограничением по мощности на стадии проектирования можно пренебречь, в связи с чем SZ3, также не учитываем в расчетах. Не следует учитывать и ограничения по температуре SZ4, так как процесс отделения происходит при температуре 15°С и выше.

Для расчета подачи на зуб пилы предлагаемого устройства получено выражение:

_4 r-e t\

-

dom-

\

где в - коэффициент емкости межзубной впадины. Для профилей зубьев рамных пил 0=0,42;

и -шаг зубьев пилы, м;

йот, пот - диаметр (м) и количество одновременно перерезаемых отводков; \o.n\- допускаемое значение коэффициента напряженности впадины. По литературным данным [<7„]=0,8...1,5;

ку„ - коэффициент заполнения межзубной впадины почвой, равный отношению:

ку„=Уп/У3, (3)

где У, - объем межзубной впадины и Уп- объем почвы в ней, мм3.

Значения коэффициента А„„ определены нами экспериментально. На основании зависимостей (2) и (3) получено выражение для расчета значений скорости подачи

^ г'0 {3'пкр ( 1

тг^-—I Т^ГП ~ Аи» И1 с (4)

где Пф - частота вращения вала кривошипа устройства, мин"1.

Расчеты по формуле (4), показывают, что при г=0,05м, =0,003 м, Пкр=140 мин1, с1от=0,005 м, к у„=0,5 и числе одновременно срезаемых отводков п„т=1...3, скорость подачи 0^=0,003...0,027м/с.

Принимая во внимание, что устройство будет перерезать волокна немерзлой древесины, с учетом принятых нами ограничений и допущений выражение определения ограничения подачи по устойчивости пилы принимает вид:

Szs -

0,013 iV t, --р---0,667

ар-тп«пр "от- dorn

•10~3,л (5)

Далее получены математические зависимости между максимально допустимой критической силой Рч, и силой натяжения полотна Т, а также между максимальными напряжениями в теле полотна ас и касательной силой резания Рт:

Рт= 0,04997+76,5, II (6)

<тс = 0,823РГ - 61,8, МПа. (7)

Так как устройство подается к объекту пиления вручную, большую значимость представляет значение ограничения подачи SZ6 по допускаемому усилию [/>„], для расчета которой получена следующая зависимость:

szt - \Р„]• h /(0,35 ■ в„р ■ clum ■ nom ■ крп ■ квол)~ [ар - 0,8>}/

/fap + k + adomnom/enp},M

где кр„ - коэффициент, учитывающий увеличение касательной силы резания вследствие попадания в пропил почвы;

кв0л - коэффициент, учитывающий увеличения касательной силы резания из-за перерезания волокон поперек, квол=2,5...3,5; р - фиктивная сила резания, Н/мм; к - касательное давление стружки, МПа; а - удельное сопротивление трения опилок в пропиле, МПа. В формулах (5) и (8) значения t,, впр, dom представлены в мм. По результатам проведения численных расчетов зависимостей (2), (5), (8) при \Р,\ е [5...30JH установлена подачаSZ6 е [0,0075...0,058] м.

При этом SZ6<SZ2«SZ5- (9)

На рис.3 приведена расчетная схема для проведения кинематического анализа механизма привода предложенного устройства, а на рис.4 - схема для динамического анализа механизма привода.

) V* ц*

<1,4 , ; Кл \ А

> К К,:

С

»J

taJt

>1 /)<Р

0, \ Хл _> m t К

А',

■*--- X,

Va , V„, Vc, аА , а„, ас - проекции скоростей и ускорений точек AJÍ,С

Рисунок 3 - Расчетная схема для кинематического анализа механизма привода устройства для отделения отводков

Х0,У0 - составляющие реакции опоры О, Яц - реакция опоры В; Фс- сила инерции шатуна; а - угол наклона вектора силы Фс к оси X; Фв - сила инерции каретки; Рг - касательная сила, приложенная к режущему полотну; С1 - сила тяжести кривошипа; <У2 - сила тяжести шатуна; хА, Хв, Ус - координаты характерных точек; М%- момент силы инерции шатуна; ¡Уд - реакция опоры В

Рисунок 4 - Расчетные схемы для динамического анализа механизма привода устройства для отделения отводков

Установлены зависимости от угла поворота вала кривошипа <р, нормальной силы Ры касательной силы Рт результирующей силы РА и напряжений, возникающих от их действия - ас (рис.5).

9». гРаД

1 Р,

2.Р}

3.Р»

Рисунок 5 - Графики зависимости тангенциальной Рт, нормальной /д и суммарной Ра сил от угла поворота кривошипа <р.

Для расчета мощности необходимой для срезания отводков /V, получено выражение:

"' 2 (Ю)

Nr = Руд ■ впр ■ dom ■ пот ' ' *рп ' кеол ' ® ' ~Р + ^ S'n 2<Р I 'ВТ

где I - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; Руд - удельная сила резания при пилении, Па; со - угловая скорость вращения кривошипа, рад/с; Sz- принятое значение подачи, м.

Для расчета затрат мощности на привод устройства получена формула:

Ny =

Руд ' впр ' ^от ' пот ' ^Z ' к рп ' квол {з' Ткр' "®2

+ mBnp' (cos 9 + А'cos 2<Р)

xrW

, Вт (11)

sin(^ + arcsin(A • sin <р))

1-Я2 sin2 —

2 j

где тв„р - масса, приведенная к точке В, кг. (рис.4).

Расчеты по формулам (9) и (10) показали, что затраты мощности на резание отводков составляют Nr= 50... 197 Вт, а затраты мощности на привод устройства JVy= 64...212 Вт.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования и анализ их результатов» проведена проверка и уточнены результаты теоретических исследований, оптимизированы основные параметры разработанного устройства для отьема отводков от маточных кустов.

Эксперименты проводили на специально созданной лабораторной установке, оснащенной тензометрическим оборудованием, схема которой приведена на рис. 6, а фото общего вида на рис.7. В качестве основных факторов исследования были выбраны частота вращения приводного вала пкр, скорость подачи пя, шаг зубьев пилы и

1 - корпус; 2 - каретка; 3 -рама пильная; 4, 5 - направляющие; 6 - платформа; 7, 16 - электродвигатели; 8 - кривошип; 9,10 - шкивы; 11 - вал; 12, 13 - направляющие; 14- шатун; 15-полотно; 17, 26-тахометр; 18-редуктор; 19-винт; 20 - гайка; 21 - отверстия; 22 - звено пильной рамы с тензометрическим датчиком усилия резания; 23 - усилитель сигнала; 24 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 25 - компьютер с программным обеспечением «СИМД», 27 -образец пня маточного куста, 28 - счетчик возвратно-поступательных ходов пильного полотна, 29 - секундомер, 30 - видеокамера, 31 - почва

Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки для исследования процесса механизированного отьема отводков от маточных кустов

]

а-вид справа б- вид сверху

Рисунок 7 - Общий вид экспериментальной установки для исследования процесса механизированного отъема отводков от маточных кустов

Уровни и интервалы варьирования факторов, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Интервалы и уровни факторов

№ п/п Уровень и интервалы варьирования Факторы

Частота вращения вала, пкр, мин"1 Скорость подачи пилы, Vs, м/с Шаг зубьев пилы ¿з, мм

1 Кодовое обозначение X, х2 Х3

2 Верхний уровень (+) 180 0,006 5

3 Основной уровень (0) 160 0,005 4

4 Нижний уровень (-) 140 0,004 3

5 Интервал варьирования 20 0,001 1

Для проведения эксперимента использовали трехуровневый план второго порядка Бокса-Бенкина, так как он предполагает варьирование факторов для описания поверхности отклика полиномом второго порядка только на трех уровнях. В результате реализации опытов по принятой методике получено уравнение регрессии в кодированном виде:

у = 99,89 +1,75*, +5,65*2 - 2,45*., + 0,34*,*2 + 0,275*,*, +7,5*^-

-23,88*?+ 13,18*2+1,76*3, (12)

в натуральном виде:

N = - 937 + 19,Хп^ - 158870 56,2(з - 0,0597«,/ +1,3-107И/ + 1,76*/ +

+ \lnVg + 0,0137як/Л +7500 Ух /3. (13)

Для проверки гипотезы адекватности представления результатов эксперимента полиномом второй степени вычислен критерий Фишера. С его учетом гипотезу об адекватности описания результатов эксперимента уравнением регрессии второй степени можно считать верной с 95%-ой вероятностью. С учетом критерия Стью-дента расчет доверительных интервалов для коэффициентов регрессии показал, что все коэффициенты значимы с 95%-ой вероятностью.

а

б

N,

s\

\ V '■Ш )

\ и Хз

Г-~-

3,5 4,0 4.5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 V. 10"Ve в

а - зависимость скорости подачи пилы от частоты вращения вала при t3 = 4 мм; б - зависимость шага зубьев от частоты вращения вала при Ун = 0,005 м/с; в - зависимость шага зубьев от скорости подачи пилы при п = 160 мин"1

Рисунок 8 - Двумерные сечения поверхности отклика 14

Анализ двумерных сечений поверхности отклика (рис. 8) позволяет сделать вывод о том, что минимальные значения мощности необходимой для осуществления процесса отделения отводков К = 99... 102 Вт наблюдаются при следующих значениях параметров: Пкр = 153... 172 мин"1, Ку= 0,0047...0,0054 м/с, ¿з = 4,2...5,2 мм.

При шаге зубьев стандартного размера = 5 мм в указанных пределах варьирования факторов, отклонения критерия оптимизации от его минимального значения не превышают 3%. I Важным показателем состояния пильного полотна, влияющим на процесс пи-

I ления, является степень заточки и интенсивность износа зубьев пилы. На интенсивность износа влияют физико-механические свойства материала пилы и обрабатываемого материала, а также наличие абразивных материалов в зоне пиления. Для проведения исследований использовалась выше описанная экспериментальная установка. Ввиду неравномерного износа зубьев по длине полотна и попадания почвы в межзубовое пространство, а также сложности измерения непосредственно вели, чины радиуса закругления кромки зуба, измерялись абсолютные линейные значения величины износа, и по ним вычислялись значения радиуса закругления зуба. Замеры проводились через каждые 30 минут работы установки. Установлено, что повреждения отделяемых отводков наступают примерно через 3 часа работы.

На рисунке 9 представлен график интенсивности износа зубьев, построенный по средним значениям радиуса закругления рср.

Полученный график аппроксимирован (с достоверностью Я2 = 0,996) логарифмической линией тренда, описываемой уравнением (в условных единицах)

у = 0,21481пх + 0,0159. (14)

Это же уравнение после преобразования в натуральный принимает вид

рср = 0,21481п(2/,- + 1)+0,0159 (15)

Лилия тренда

Рср> мм 0,5 0,4

03 ОД 0,1 0

Рисунок 9 - График интенсивности износа зубьев пильного полотна, построенный по средним значениям радиуса закругления рср при продолжительности работы

(„=4,5 ч

По результатам экспериментов, приведенных по предложенной методике, определены значения коэффициента заполнения почвой межзубной впадины ку„. Процесс заполнения межзубной впадины почвой фиксировался видеокамерой с последующим вводом изображения в компьютер, где оно обрабатывалось в программе Paint в режиме пиксельной сетки.

Было установлено, что диапазон варьирования коэффициента находился в пределах kv„. е [0,24...0,52] при среднем значении его ку„. е 0,39 и относительной ошибке среднего арифметического 4,9%.

Проверка экспериментального образца устройства для отъема отводков от маточного куста проводились в 2006...2010 гг. в плодопитомнике производственного хозяйства «Михайловское» Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства и плодопитомнике Горского ГАУ (рис. 10).

Доля отводков с дефектами в зоне среза не превышает 2,4%. Случаев повреждения маточных пней не наблюдалось.

Рисунок 10 - Экспериментальное устройство для отъема отводков от маточного

куста в работе

В пятой главе «Технико-экономическая оценка эффективности результатов исследования» приведены исходные данные, методика и расчет технико-экономических показателей использования разработанного устройства для отъема отводков от маточных кустов путем сопоставления затрат по предлагаемой и существующей машинам.

Расчеты экономической эффективности проведены согласно методики определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники

«Методики определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники» (утв.23.07.1997 г. МСХП г. Москва), стандарта отрасли ОСТ 102.18-88-2001 «Методы экономической оценки». (Нормативно-справочный материал, ч. I, II)». Нормативные данные на выполнение уборочных работ в садоводстве, виноградарстве и питомниководстве взяты из сборников нормативно-справочных материалов.

Предлагаемое устройство для отделения отводков сравнивается с базовой машиной МОО-1, предназначенной для срезания и укладки в рядок отводков маточ-

ных кустов; обладающей производительностью - 0,2 га/ч; рабочей скоростью -1,5-^2,5 км/ч и обслуживаемой 6 рабочими.

Экономический эффект от использования исследуемого устройства, образуемый за счет снижения себестоимости механизированных работ, составляет 64,1 тыс. рублей в год. При расчетной цене нового устройства в 14,8 тыс. руб., срок окупаемости дополнительных капиталовложений - 0,36 года (сезон).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ способов и технических средств для отьема отводков от маточных кустов позволил установить недостатки существующих технических средств, ограничивающих их применение. С учетом результатов анализа предложены способ (патент РФ 2321987) и рациональная конструктивно-технологическая схема устройства для качественного отделения отводков от маточных кустов, основанная на возвратно-поступательном движении режущего элемента (полотна).

2. Изучены некоторые размерные показатели маточных кустов и особенности их расположения в рядах питомников: отклонение маточных пней от оси ряда / е [190...180] мм; высота Л е [172...260] мм и диаметр маточных пней d е [120...240] мм; высота h0 е [220...500] мм и диаметр отводков на уровне среза d0 [2...11] мм; высота корневой системы отводков hK е [35...100] мм. По критерию согласия Пирсона подтверждена гипотеза о нормальном распределении плотности рядов этих величин, на основе которой определены параметры исследуемых характеристик. Полученные данные могут быть использованы при разработке машинного устройства для отделения отводков от маточных кустов плодовых деревьев.

3. Получены аналитические зависимости и установлены расчетные значения длины полотна пилы- 1„>0,53 м, скорости подачи ее - us е [0,003...0,027] м/с, а также определению значений факторов, ограничивающих процесс резания исследуемого материала (подача на зуб пилы, устойчивость пильного полотна, величина усилия подачи и др.).

Аналитическим путем установлены зависимости по расчету скоростей и ускорений звеньев механизма привода, возникающих сил инерции, напряжений в пильном полотне, затрат мощности на отделение отводков - NTe\50...197\ Вт и привод устройства -Nye [64...212] Вт. Обоснован радиус кривошипа -г=0,07м.

4. Экспериментальными исследованиями уточнены расчетные значения основных параметров устройства для отделения отводков от маточных кустов, обеспечивающие минимальную энергоемкость рабочего процесса: число оборотов вала кривошипа пкр е [153...172] мин'1; шаг зубьев пильного полотна t, е [4,2.. .5,2] мм; ход пилы - 0,14м; скорость подачи vs е [0,0047...0,0054] м/с.

5. Определена зависимость износа зубьев пилы от времени работы. Установлено, что через 3 часа работы радиус закругления зубьев пильного полотна достигает р=0,43... 0,47 мм против исходного р=0,08...0,12 мм и нуждается в восстановле-

нии путем заточки. Установлено среднее значение коэффициента наполнения почвой межзубной впадины А(/„=0,39.

6. Полевыми наблюдениями установлено, что предложенное устройство для отделения отводков от маточных кустов обеспечивает качественное выполнение процесса и обладает высокой надежностью. Доля отводков с дефектами зоны среза не превышает 2,4%.

Экономический эффект от применения устройства, образуемый за счет снижения себестоимости механизированных работ, составляет 64,1 тыс. руб. в год. При расчетной цене устройства в 14,8 тыс.руб., срок окупаемости дополнительных капиталовложений - 0,34 года (сезон).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Разработана и предлагается техническая документация на устройство для отделения отводков от маточных пней с электромеханическим приводом от генератора ОЕКЭ 25001Е-8/ННВА со следующими техническими характеристиками:

1 Частота вращения кривошипа...........153...172 мин"1

2. Радиус кривошипа.........................0,07 м

3. Длина полотна пилы.......................0,54 м

4. Шаг зубьев пилы...........................5 мм

5. Ход пилы....................................0,14 м

6. Скорость подачи пилы....................4,7...5,4 мм/с

7. Масса устройства...........................9,2 кг

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Публикации в научно-технических журналах, рекомендованных

ВАК России

1. Бидеева, И.Х. Способ отъема отводков от маточных кустов [Текст] / И.Х. Би-деева, J1.P. Гулуева, А.Б. Кудзаев, P.M. Тавасиев // Изв. ВУЗов Сев.-Кавк. регион. Технические науки. - Новочеркасск, 2006, №8. - С. 106-107-ISSN 0321-2653.

2. Бидеева, И.Х. Комплекс машин для ухода за посадочным материалом в условиях горной и предгорной зон Центрального Предкавказья [Текст] / И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, А.Б. Кудзаев, JI.P. Гулуева // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М., 2006, №11. - С. 10-11.- ISSN 0206 - 573Х.

3. Бидеева, И.Х. Параметры устройства для отьема отводков от маточных кустов [Текст] / И.Х. Бидеева, А.Б. Кудзаев, СИ. Бидеев //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М.,2008, №9. - С. 26-27. - ISSN 0206-573Х.

4. Кудзаев, АБ. Теоретические исследования процесса отделения отводков от маггочных

кустов [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева //Известия ФГОУ ВПО «ГорскогоГАУ».

Т.48.-Владикавказ: ГГАУ, 2011.- С.203-208. ISSN 2070 - 1047.

Патенты и авторские свидетельства на изобретения

5. Патент РФ 2321987. Способ отъема отводков от маточных кустов [Текст]/ И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, JI.P. Гулуева, В.А. Техова, Т.С. Абиева; заявл. 19.07.2006; опубл. 20.04.2008, Бюл. №11. - 3 с.

Статьи в других изданиях

6. Бидеева, И.Х. Анализ конструкции режущих аппаратов и их приводов [Текст] / И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, A.M. Агузаров // Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки: Материалы 1-й Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов 23-24 декабря 2004 г.-Владикавказ: ГГАУ, 2005.-С. 193 -195.

7. Бидеева, И.Х. Факторы, влияющие на работу режущих аппаратов [Текст]// Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки: Материалы 1-й Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов 23-24 декабря 2004г. -Владикавказ:ГГАУ,2005. -С.195-197.

8. Бидеева, И.Х. Обзор конструкции режущих аппаратов и их приводов [Текст] / С.И. Бвдеев, И.Х. Бидеева, A.M. Агузаров // Труды молодых ученых. Владикавказский научный центр РАН и Правительства РСО-Алания. - Владикавказ: Изд-во «Терек», 2006. -Вып.1. -С.54-56.

9. Кудзаев, А.Б. Разработка устройства для исследования процесса отъема отводков от маточных пней [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева // Труды молодых ученых. Владикавказский научный центр РАН и Правительства РСО-Алания. - Владикавказ: Изд-во «Терек», 2006. - Вып. 4. - С. 54-56.

10. Кудзаев, А.Б. Результаты исследования размерных параметров отводков [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, Г.И. Мамити // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т. 1. - Владикавказ: ГГАУ, 2006. -С.57-58

11. Кудзаев, А.Б. Анализ технических средств для отъема отводков от маточных кустов [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, Г.И. Мамити // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т. 1.-Владикавказ: ГГАУ, 2006.-С.58-59.

12. Кудзаев, А.Б. Результаты экспериментальных исследований устройства для отъема отводков [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева, И.А. Коробейник, Т.Т. Уртаев // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т.44. 4.2. -Владикавказ: ГГАУ, 2007-С.157-159.

13. Бидеева, И.Х. Совершенствование механизации работ в плодовых питомниках горной и предгорной зонах юга России [Текст] / И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, J1.P. Гулуева, З.Х. Пораева // Изв. ВУЗов Сев.-Кавк. регион. Технические науки. - Новочеркасск, 2008, №4. - С. 146-147.- ISSN 0321-2653.

14. Бидеева, И.Х. Интенсивные технологии в плодовых питомниках Центрального Предкавказья [Текст] // Научные основы формирования устойчивых агроэкоси-стем и методы эффективного ведения агропромышленного производства в горных и предгорных регионах России на ландшафтной и ресурсосберегающей основе: Сб. науч. труд. - Владикавказ: РАСХ СКНИИГПСХ, 2009. - С.191-198.

15. А.Б. Кудзаев, А.Б. Состояние и проблемы механизации питомниководства [Текст] / А.Б. Кудзаев, С.М. Джибилов, И.Х. Бидеева, J1.P. Гулуева // Научные основы формирования устойчивых агроэкосистем и методы эффективного ведения агропромышленного производства в горных и предгорных регионах России на ланд-

шафтной и ресурсосберегающей основе: Сб. науч. труд. - Владикавказ: РАСХ СКНИИГПСХ, 2009. - С. 198-202.

16. Бидеева, И.Х. Обоснование способа отъема отводков от маточных кустов / И.Х. Бидеева, А.Б. Кудзаев, С.И.Бидеев, A.M. Агузаров, JI.P. Гулуева //Аграрная наука в XXI веке: проблемы, перспективы. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. - Саратов: Изд-во «Саратовский ГАУ» 2009. -С. 41-48.

17. Бидеева, И.Х. Исследование интенсивности износа зубьев режущего инструмента устройства для отъема отводков от маточных кустов [Текст] / И.Х. Бидеева, С.И. Бидеев, A.M. Агузаров // Известия ФГОУ ВПО «Оренбурского ГАУ». - Оренбург: ОГАУ, 2009. Т.З. (23). - С. 75-78. - ISSN 2073-0853.

18. Кудзаев, А.Б. Результаты исследования устройства для отделения отводков от маточных пней [Текст] / А.Б. Кудзаев, И.Х. Бидеева // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ». Т.46.,4.1-Владикавказ: ГГАУ, 2009 - С.81-85.

Лицензия: ЛР, № 020574 от 6 мая 1998 г. Подписано в печать 12.10.2011 г. Заказ 53. Объем 1,25 п.л. Тираж 100. Бумага типографская. Формат 60*90 362040, Владикавказ, ул. Кирова, 37 Типография ФГБОУ ВПО «Горский государственный университете

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА МЕХАНИЗАЦИИ ОТДЕЛЕНИЯ ОТВОДКОВ

ОТ МАТОЧНЫХ КУСТОВ. ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВНИЯ.

1.1 Способы отделения отводков от маточного куста.

1.2 Анализ технических средств для отделения отводков.

1.3 Обоснование способа и рациональной схемы устройства.

1.4 Выводы, цель и задачи исследования.

2 РАСПОЛОЖЕНИЕ МАТОЧНЫХ КУСТОВ И ИХ РАЗМЕРНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ.

2.1 Оценка отклонения маточных кустов в рядах.

2.2 Размерные показатели маточных кустов.

2.3 Характеристика отводков маточного куста.

2.4 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТДЕЛЕНИЯ

ОТВОДКОВ ОТ МАТОЧНЫХ ПНЕЙ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

3.1 Анализ работ по теории пиления растительных материалов.

3.2 Обоснование основных параметров режущей части устройства.

3.2.1 Уточнение параметров пилы предлагаемого устройства

3.2.2 Выбор рационального значения подачи в предлагаемом устройстве

3.3 Обоснование основных параметров механизма привода.

3.3.1 Кинематический и динамический анализы механизма привода.

3.4 Затраты мощности на осуществление процесса отделения отводков предлагаемым устройством

3.5 Выводы.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ ИХ

РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1 Определение потребной мощности устройства.

4.1.1 Методика проведения опытов и обработка их результатов.

4.1.2 Результаты экспериментов.

4.2 Исследование интенсивности износа зубьев пилы.

4.3 Заполнение почвой межзубных впадин.

4.4 Результаты полевых исследований устройства для отъема отводков

4.5 Выводы.

5 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1 Исходные данные и методика расчета.

5.2 Анализ результатов технико-экономической оценки.

Садоводство России как отрасль сельского хозяйства в последние годы претерпело значительные изменения. Существенно уменьшились площади под садами, нарушилось оптимальное соотношение молодых и плодоносящих насаждений.

Основная причина кризисного состояния садоводства - это экономические сложности большинства хозяйств - собственников садов. Наряду с зависимостью от погодных и климатических факторов, сложной и трудоемкой агротехникой, выращивать и реализовывать конкурентоспособную продукцию становится весьма непросто.

В результате, по сравнению с лучшим периодом развития этой отрасли, потребление фруктов и ягод на душу населения сократилось с 48.51 кг в 1981. 1985 гг. до 30 кг в 2002.2009 гг. Сравнивая эти данные с годовой нормой потребления фруктов 80. 139 кг, выходит, что среднестатистический гражданин России получает в 4 раза меньше определенных медицинскими нормами необходимых веществ и витаминов.

Согласно принятой программе «Развитие садоводства и питомниковод-ства в Российской Федерации на 2012 - 2014 годы с продолжением мероприятий до 2020 года», разработанной на базе «Концепции и стратегии развития садоводства России на период до 2020 года» необходимо обеспечить производство саженцев (млн. шт.): семечковых - более 40, косточковых - 30, земляники - 870, ягодных кустов - 200. Выполнение этой программы требует существенного повышения темпов развития питомниководства.

Питомниководство - специфическая отрасль, обслуживающая садоводство, поэтому реконструкция его должна начинаться именно с выращивания необходимого посадочного материала, который обеспечивает получение скороплодных, долголетних, высокоурожайных, с плодами высоких вкусовых и товарных качеств, удобных в эксплуатации, с возможностью широкой механизации технологических процессов, компактных, адаптивных к местным экологическим и рыночным условиям насаждений плодовых культур. Скоро-плодность и продуктивность дерева, а также товарные качества плодов в значительной мере зависят от агротехники и посадочного материала.

Размножение древесных растений отводками заключается в стимулировании образования корней на стебле до того, как его отделяют от материнского растения.

Процесс выращивания отводков завершается трудоемкой ручной операцией - отъема их от маточных кустов, поскольку существующие конструкции машин наносят значительные повреждения отделяемым отводкам и маточным кустам.

В связи с изложенным, поиск новых, более прогрессивных, конструкторских и технологических решений, позволяющих создать устройство для отделения отводков от маточных кустов с улучшенными эксплуатационно -технологическими параметрами, является актуальной задачей.

Целью настоящей работы является механизация работ в питомнико-водстве путем разработки устройства для отделения отводков от маточных кустов.

Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

- провести анализ существующих способов отделения отводков от маточных кустов и соответствующих технических средств и предложить рациональную конструктивную схему устройства;

- изучить размерные показатели маточных кустов и особенности их расположения в рядах питомников;

- теоретически и экспериментально исследовать процесс отделения отводков от маточных кустов и обосновать оптимальные значения параметров предложенного устройства;

- провести полевые испытания разработанного устройства и дать технико-экономическую оценку эффективности его применения.

Объекты исследования. Объектами исследования являлись: маточные кусты; технологический процесс отделения отводков и устройство для его осуществления.

Предмет исследования - взаимозависимости конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров устройства для отделения отводков от маточных кустов и закономерности его рабочего процесса.

Методы исследования. В ходе выполнения теоретических работ использовались положения теоретической механики, теории механизмов и машин, теории сельскохозяйственных машин.

При проведении экспериментальных исследований применялись: теория математического планирования эксперимента; тензометрирование; методы математической статистики и теории вероятностей.

Место исследования. Лабораторные исследования проводились на кафедре «Тракторы и сельскохозяйственные машины» Горского ГАУ, полевые - в плодопитомниках Северо - Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства (СКНИИГПСХ) и Горского ГАУ.

Научная новизна.

1. Обоснованы способ отделения отводков от маточных кустов и рациональная конструктивно-технологическая схема устройства для его осуществления.

2. Установлены размерные показатели маточных кустов и их отводков, а также их взаимное расположение.

3. Разработаны аналитические зависимости для определения рациональных значений основных параметров предложенного устройства.

4. Установлена зависимость потребной мощности устройства от его параметров и уточнены их оптимальные значения.

5. Получена математическая модель интенсивности износа зубьев пильного полотна, заполняемости межзубного пространства почвой и изучено качества среза отводков от его наработки.

Техническая новизна предложенного способа отделения отводков и износа зубьев полотна подтверждена патентами РФ на изобретение №2321987 от 20.04.2008 г.

Практическую значимость представляют предложенный способ отделения отводков от маточных пней и устройство для его осуществления, результаты исследования энергоемкости процесса отделения и износа зубьев пильного полотна.

Реализация результатов исследования. Результаты исследования реализованы в экспериментальном образце устройства для отъема отводков, прошедшем проверку в производственных условиях в 2003.2010 гг. Результаты исследования приняты к внедрению МСХ Республики Северной Осетии - Алания (приложение 1), научно-производственным предприятием «Наука» (приложение 2), Северо-Кавказским НИИ горного и предгорного сельского хозяйства (приложение 3), используются в учебном процессе Горского ГАУ (приложение 4)

Апробация работы. Основные положения работы докладывались: на ежегодных научно-практических конференциях Горского ГАУ и СевероКавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства 2004.2009 годов; на Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука производству» (Владикавказ, 2009); на Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2009).

Положения, выносимые на защиту:

- способ отделения отводков от маточных кустов и рациональная конструктивно - технологическая схема устройства для его осуществления;

- результаты исследования - основных размерных показателей маточных кустов и отводков, а также их размещение в рядах питомника;

- аналитические зависимости по определению рациональных значений основных параметров режущей части и привода устройства, подачи материала и мощности потребной для привода устройства;

- результаты экспериментального исследования процесса отделения отводков, позволившие уточнить значения основных его параметров.

Публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы изложены в 18 печатных работах, общим объемом 5,4 п.л., в том числе, четыре статьи в журналах, рекомендованных ВАКом. Новизна технических решений защищена патентом РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 186 страницах и содержит 21 таблицу, 50 рисунков и состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы из 116 наименований, в числе которых 11 иностранных источников, 11 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ способов и технических средств для отъема отводков от маточных кустов позволил установить, что существующие технические средства обладают недостатками, ограничивающими их применение. С учетом результатов анализа предложены способ и рациональная конструктивно - технологическая схема устройства для отделения отводков от маточных кустов, основанная на возвратно - поступательном движении режущего элемента (полотна).

2. Изучены некоторые размерные показатели маточных кустов и особенности их расположения в рядах питомников: отклонение маточных пней от оси ряда / е [190.180] мм; высота маточных пней к е [172.260] мм; диаметр маточных пней й е [120.240] мм; высота отводков к0 е [220.500] мм; диаметр отводков на уровне среза йо е [2. 11] мм; высота корневой системы отводков кКе [35.100] мм. По критерию согласия Пирсона подтверждена гипотеза о нормальном распределении плотности рядов этих величин, на основе которой определены параметры исследуемых характеристик. Полученные данные использованы при проектировании устройства для отделения отводков от маточных кустов плодовых деревьев.

3. В результате теоретического анализа процесса отделения отводков от маточных кустов получены аналитические зависимости по расчету длины полотна пилы (формула 1)), подачи материала (формулы (2), (5) и(8)) и скорости подачи (формула (4)). Расчетные значения составили: длины полотна 1„>0,53 м; скорости подачи [0,003.0,027] м/с.

4. Разработаны аналитические зависимости по расчету скоростей и ускорений звеньев механизма привода предлагаемого устройства, возникающих сил инерции, напряжений в пильном полотне, затрат мощности на срезание отводков (формула(Ю)) и привода устройства (формула (11)). По результатам расчетов радиус кривошипа предлагаемого устройства г=0,07 м, затраты мощности на отделение отводков УУге[50.197] Вт, затраты мощности на привод устройства Л^е [64.212] Вт.

5. Экспериментальными исследованиями процесса отделения отводков от маточных кустов определены оптимальные значения основных параметров предлагаемого устройства, обеспечивающие выполнение процесса отделения с минимальной энергоемкостью: число оборотов вала кривошипа пкр е [153. 172] мин1; шаг зубьев е [4,2.5,2] мм; скорость подачи е [0,0047.0,0054] м/с. Затраты мощности на осуществление процесса отделения составляют при этом 99. 102 Вт.

6. Экспериментально определена зависимость износа зубьев пилы от времени работы (формула 14)). Установлено, что через 3 часа работы радиус закругления зубьев пильного полотна достигает р=0,43.0,47 мм против исходного р=0,08.0,12 мм и нуждается в восстановлении путем заточки. Установлены значения коэффициента наполнения почвой межзубной впадины кУне [0,24. .0,52].

7. По результатам полевых испытаний установлено, что разработанное устройство для отделения отводков от маточных кустов обладает высокой надежностью и обеспечивает качественное выполнение процесса отделения. Доля отводков с дефектами в зоне среза не превышает 2,4%.

При этом экономический эффект от предлагаемого устройства, образуемый за счет снижения себестоимости механизированных работ, составляет 64,1 тыс. руб. в год. При расчетной цене устройства для отделения отводков от маточных пней в 14,8 тыс.руб., ее капитализированная стоимость составляет 212,1 тыс. руб., срок окупаемости дополнительных капиталовложений - 0,36 года (сезона).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Производству предлагается техническая документация на устройство для отделения отводков от маточных пней УОО-1 с электромеханическим приводом от генератора ОЕЮЗ 25001Е-8/ННВА и следующими техническими характеристиками:

1 Частота вращения кривошипа.153. 172 мин"1

2. Радиус кривошипа.0,07 м

3. Длина полотна пилы.0,54 м

4. Шаг зубьев пилы.5 мм

5. Ход пилы.0,14 м

6. Скорость подачи пилы.4,7.5,4 мм/с

7. Масса устройства.9,2 кг

1. Агапов, А.И. Анализ совершенствование процесса пиления древесины рамными пилами Текст. Автореферат дисс. на соискание степени доктора технических наук. Москва 1994. - 36с.

2. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента Текст. М.: Металлургия, 1969. - 168с.

3. Александров, A.B. Сопротивление материалов Текст. М.: Высшая школа, 2003.-397с.

4. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин Текст. М.: Наука, 1988. -640с.

5. Афанасьев, П.С. Конструирование и расчет деревообрабатывающего оборудования Текст. -М.: Машиностроение, 1970. 400с.

6. Ашкенази, Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов Текст. М.: Лесная промышленность, 1975. - 224с.

7. Баланский, В.А., Аникин, С.И., Сычев Ю.Я. и др. Рабочий орган машины для подрезания растений Текст. A.c. № 1147288 от 30.03.85.Бюл.№12.

8. Банников, A.A. Повышение точности пиления древесины на делительных ленточнопильных станках Текст.: Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Архангельск, 2007.-177с.

9. Барсуков, А.Ф., Еленев, A.B. Справочник по сельскохозяйственной технике Текст. М.: Колос, 1981. - 464с.

10. Беляев, Н.М. Сопротивление материалов Текст. М.: Издательство технико-теоретической литературы, 1965. - 385с.

11. Бершадский, А.Л., Цветкова, Н.И. Резание древесины Текст. М.: Высшая школа, 1975. - 303с.

12. Бершадский, А.Л., Цветкова, Н.И. Резание древесины Текст. -Минск: «Высшая школа», 1975. 326с.

13. Бидеев, С.И., Бидеева, И.Х., Агузаров, A.M. Обзор конструкции режущих аппаратов и их приводов Текст. / Труды молодых ученых// Владикавказский научный центр РАН и Правительства PCO-А, Владикавказ: Издательство «Терек», 2006.-Вып. 1.-С.54-56.

14. Бидеева, И.Х., Бидеев, С.И., Агузаров, А.М. Анализ факторов, влияющих на срезание стеблей Текст. / Труды молодых ученых// Владикавказский научный центр РАН и Правительства PCO-А. Владикавказ: Издательство «Терек», 2006. -Вып.1. - С. 193-195.

15. Бидеева, И.Х., Кудзаев, А.Б., Гулуева, JI.P. и др. Комплекс машин для ухода за посадочным материалом в горном садоводстве Текст. // Механизация и электрификация. М., 2006. - №10. - С. 10-11. ISSN 0206-572Х.

16. Бидеева, И.Х., Гулуева, JI.P., Кудзаев, А.Б. и др. Способ отъема отводков от маточных кустов Текст. // Изв. ВУЗов Северо-Кавказский регион. Технические науки. Новочеркасск, 2006. - №8. - С.106-107. ISSN 03212653.

17. Бидеева, И.Х., Бидеев, С.И., Гулуева, JI.P. и др. Способ отъема отводков от маточных кустов Текст. Патент РФ №2321987от 19.07.2006.

18. Бидеева, И.Х., Кудзаев, А.Б. Бидеев, С.И. Параметры устройства для отъема отводков от маточных кустов Текст.// Механизация и электрификация,- М.,2008. №9. - С.26-27. ISSN 0206-572Х.

19. Бидеева, И.Х., Бидеев, С.И. Совершенствование механизации работ в плодовых питомниках горной предгорной зонах Юга России Текст. // Известия ВУЗов. Северо Кавказский регион. Технические науки. - Новочеркасск, 2008-№4. - С. 146-147. ISSN 0321-2653.

20. Большев, J1.H., Смирнов, Н.В. Таблицы математической статистики Текст. М.: Наука,1965. - 362 с.

21. Бредун, М.И. Механизация работ в садах и виноградниках Текст. -М.: Высшая школа, 1967. 144с.

22. Брике, A.A. Резание металлов Текст. Санкт-Петербург, 1896. -106с.

23. Бычков, В.В., Берештейн, Д.И. Механизация обрезки кроны деревьев Текст. // Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии, 1981. № 10. -С 10-16.

24. Бычков, В.В., Цымбал, A.A. и др. Механизация обрезки кроны деревьев Текст. // Сб.н.т. «Плодоводство и ягодство России» М.: ВСТИСП, 1994. - 150-155с.

25. Василенко, И.Ф. Теория режущих аппаратов жатвенных машин Текст. Труды ВИСХОМ М - 1937. - 56с.

26. Веденяпин, В.Г. Общая методика экспериментального исследования и обработки данных Текст.- М.: Колос, 1973. 224с.

27. Венецкий, И.Г. Вариационные ряды и их характеристикаТекст. -М.: Наука, 1970. 189с.

28. Выращивание саженцев плодовоягодных культур Текст. / Радюк, А.Ф.,Самусь, В.А. и др.-2-е изд., перераб. и доп. Минск: Урожай, 1991. -254с.

29. Вознесенский, В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях Текст. М.: Статистика, 1974. -192с.

30. Воскресенский, С.А. Резание древесины Текст. -М.: Гослесбумиз-дат,1955,-200с.

31. Глебов, И.Т. Расчет режимов резания древесины Текст. Монография. Екатеринбург: Урал.гос.лесотехн. ун-т, 2005. 156с.

32. Горячкин, В.П. Теория соломорезок и силосорезок. Теория конструкции и производство сельскохозяйственных машин Текст. М-Д.: Сель-хозГИЗ, 1936. т. 4. - 569с.

33. ГОСТ 23728-88 ГОСТ 23730-80 Техника сельскохозяйственная. Методы экспериментальной оценки Текст. - М.: Издательство стандартов, 1998.

34. Грубее, А.Э. Дереворежущий инструмент Текст. М.: Лесная промышленность, 1971. - 301с.

35. Гузенков, П.Г. Детали машин Текст. М.: Высшая школа, 1982. -351 с.

36. Гулуева, Л.Р., Джибилов, С.М., Бидеева, И.Х. и др. Малогабаритный агрегат окучник (КЧГ - О - 2,4) Текст. Патент РФ №2320107 от 27.03.2008.

37. Дешевой, М.А. Механическая технология дерева Текст. Издательство «Кубуч» Ч.1.- Л., 1934. 512с.

38. Доднев, В.И. Классификация кусторезов Текст. //Техника в сельском хозяйстве. Колос, 1973. 65 с.

39. Завирохин, И.Г. и др. Копирующее устройство ботвосрезающего аппарата Текст. A.c. СССР №1061739; Бюл. №47, 23.12.83.

40. Ивановский, Е.Г., Василевская, П.В. Паутнер, Э.М. Новые исследования резания древесины Текст. М.: Лесная промышленность, 1972. -202с.

41. Ивановский, Е.Г. Резание древесины Текст. М.: Лесная промышленность, 1975. - 200с.

42. Комаристов, В.Е., Дунай, Н.Ф. Сельскохозяйственные машины Текст. М.: Колос, 1984. - 478с.

43. Камашев, A.B. Исследование резания древесины кустарника ножом кустореза пассивного действия Текст.: Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М., 1965.

44. Карпенко, А.Н., Халанский, В.М. Сельскохозяйственные машины Текст. М.: Агропромиздат,1989. - 361с.

45. Кленин, Н.И. Сакун, В.А. Сельскохозяйственные машины Текст. -М.: Колос, 1994. 311с.

46. Кленин, Н.И., Егоров,В-Г. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины Текст. М.: Колос, 2004. - 463с.

47. Коваленко, И.Н., Филиппова, A.A. Теория вероятностей и математическая статистика Текст. М.: Высшая школа, 1973. - 202с.

48. Кривогов, Н.И. и др. Устройство для удаления ботвы корнеклубнеплодов на корню Текст. A.c. СССР№ 1128860, Бюл. №46, 15.12.84.

49. Кудзаев, А.Б., Бидеева, И.Х. Разработка устройства для отъема отводков от маточных пней Текст. // Сборник научных трудов. Владикавказский научный центр РАН и Правительства PCO-А, Владикавказ: Издательство «Терек», 2006. - Вып.4 - С. 176-178.

50. Кудзаев, А.Б., Бидеева, И.Х., Бидеев, С.И. и др. Анализ технических средств для отъема отводков от маточных кустов Текст. // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т. 43. Владикавказ: ГГАУ, 2006. - С.58-59.

51. Кудзаев, А.Б., Бидеева, И.Х., Мамити, Г.И. и др. Результаты исследования размерных параметров отводков Текст. // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т. 43. Владикавказ: ГГАУ, 2006. - С.57-58.

52. Кудзаев, А.Б., Бидеева, И.Х., Коробейник, И.А, Уртаев, Т.Т. Результаты экспериментальных исследовании устройства для отъема отводков Текст. // Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т.44. Владикавказ: ГГАУ, 2007 - С.65-78.

53. Кудзаев, А.Б., Бидеева, И.Х. Теоретические исследование процесса отделения отводков от маточных кустов Текст.// Известия ФГОУ ВПО «Горского ГАУ», Т.48. Владикавказ: ГГАУ, 2011,- С.203-208. ISSN 2070 - 1047.

54. Кудрявцев, Р.П. Обрезка плодовых деревьев и ягодных кустарников Текст. М.: Колос, 1998. - 367с.

55. Лео Арилахти (Финляндия). Устройство для срезания кустов смородины Текст. A.c. №1120914 от 02.10.84. Бюл.№39.

56. Летошнев, М.Н. Сельскохозяйственные машины Текст. М. -Л.: Сельхозиз, 1940. - 336с.

57. Листопад, А.И. Планирование эксперимента в исследованиях по механизации сельскохозяйственного производства Текст. М.: Агропромиздат, 1989.- 175с.

58. Любченко, В.И. Резание древесины и древесных материалов Текст. М.: Лесная промышленность, 1986. - 296с.

59. Манжос, Ф.М. Деревообрабатывающие станки Текст. М.: Лесная промышленность, 1974.-456с.

60. Математическая статистика Текст.: Учебник /Иванов, В.М., Калинина, В.Н., Нешумова, Л.А. и др. 2-у изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1981.-3 71с.

61. Машина для отъема отводков вегетативно размножаемых подвоев плодовых культур МРП-1 Текст. Рекламный проспект НПО «Корду». 1992.

62. Машина для отделения отводов МОО-1 http://www.vstisp.org.

63. Мельников, C.B., Алешкин, В.Р., Рощин, П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессах Текст. Л.: Колос, 1980.- 166с.

64. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники Текст. Часть II. Нормативно-справочный материал М.,1998. - 134с.

65. Методические рекомендации по планированию, учета и калькулированию себестоимости продукции (работ, услуг) в сельском хозяйстве Текст. Минсельхозпрод РФ, 1996. - 57с.

66. Мореев, В.П. Выбор и обоснование типа режущего аппарата для кусторезов с активным рабочим органом Текст.// Лесное хозяйство. -1967-№5. С.58-61.

67. Мохнатюк, А.И. Устройство для обрезки ботвы корнеплодов на корню Текст. A.c. СССР «1116999, Кл. А01 Д23/02 опубл. в Бюл. №37, 07.10.84.

68. Невенчанная, Т.О., Павловский, В.Е., Понамарева, Е.В. Концепция комплексного расчета механизмов: от расчетной схемы до вопросов прочности Текст. INTERNET: ИКТ. Портал-библиотека. Предпринт ИПМ им. Келдыша РАН 39. М, 2003.

69. ОСТ 10 2.18-2001. Стандарт отрасли. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки Текст. Минсельхоз России. -М., 2001.

70. Панченко, К.П. Русские ученые основоположники науки о резании металлов. Избранные труды. Текст. - М.: Машгиз, 1952. - 330с.

71. Пашков, В.К. Режимы пиления древесины в круглопильных станках и линиях Текст. Екатеринбург: УГЛТУ. 2007, 188с.

72. Переверзев, И.Н., Пронь, A.C. и др. Питомник плодовых, ягодных и орехоплодных культур Текст. Краснодар, 1992. - 307с.

73. Плодовый питомник Текст. Сокр. пер.с нем. Р.П.Кудрявцева. М.: Колос, 1978.-401 с.

74. Полетика, М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента Текст. -М.; Машиностроение, 1980. 148с.

75. Прокофьев, Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами Текст.: Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1992. - 36с.

76. Промышленное садоводство Текст. //Сенин В.И., Клочко П.В. и др. Киев: Урожай, 1987. - 209с.

77. Резник, Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов Текст. М.: Машиностроение, 1975. - 311с.

78. Рекомендация по применению методов математического планирования эксперимента механизации уборочных работ в садоводстве Текст. Ю.А.Уткин, И.А. Пиковски и др.- М.: Колос, 1987. 90с.

79. Свиридов, Л.Т., Максименков, А.И. Лесопильное ленточное оборудование: теория, конструкция, расчет Текст. Воронеж: ВГЛТА. 2007, 326с.

80. Сельскохозяйственная техника Текст. Каталог т. 1,2 Техника для растениеводства. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2005. - 292с.

81. Сельскохозяйственная техника и оборудование для фермерских хозяйств Текст. Каталог. Т.1 М.,1994. - 569с.

82. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины Текст. / Под общ. Ред. Г.Е. Листопада. М.: Колос, 1976. - 753с.

83. Сенников, В.В., Куракин, В.Н. Устройство для срезания кустарника. A.c. №1690613 от 15.11.91. Бюл.№42.

84. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин Текст. / Под ред. канд. техн. наук М.И. Клецкина. Т. 1. М.: Машиностроение, 1967.- 578с.

85. Тавасиев, P.M. Средства малой механизации для плодовых насаждений крестьянских (фермерских) хозяйств Текст.: Дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук. Владикавказ, 2009.

86. Тарвердян, А.П. Технико-технологические основы разработки режущих аппаратов уборочных машин и косилок Текст. Ереван: «Луйс», 1996,- 105с.

87. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики Текст.- 12-е изд.- М.: Высшая школа, 1998 407с.

88. Тенденция развития сельскохозяйственной техники за рубежом Текст. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2004 - 144с.

89. Тиме, И.А. Сопротивление металлов и дерева резанию Текст. М.: Машгиз, 1952. - 320с.

90. Торопов, A.C., Еремин, С.А. Исследование поперечного пиления самонастраивающимся механизмом резания с дисковой пилой Текст. Иошкар- Ола: Изд- во Марийск. Гос. техн. ун-та.2001, 80с.

91. Туриев, О.И. Разработка и обоснование основных параметров обрезчика ветвей для крестьянских (фермерских) хозяйств Текст.: Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Владикавказ, 1999.

92. Фишер, P.A. Статистические методы для исследователей Текст. -М.: Машиностроение, 1958.- 304с.

93. Фрышев, С.Г. и др. Устройство для отделения отводков от корней растений Текст. A.c. СССР 1191014, Кл. А 01 Д 23/02. Бюл. №42, 15.11.85.

94. Фрышев, С.Г. и др. Устройство для отделения отводков от корней растений Текст. A.c. СССР №1521341, Кл. А01Д 23/02. Бюл. №42,15.11.89.

95. Фрышев, С.Г. и др. Устройство для отделения стеблей от корней Текст. A.c. СССР №1625393, Кл. А 01 Д 23/02. Бюл №5, 07.02.91.

96. Хикс, Ч.Р. Основные принципы планирования эксперимента Текст. -М.: Мир, 1967.- 154с.

97. Цаболов, Р.Г. Подбор и выведение новых подвоев семечковых культур, в связи с интенсификацией садоводства Дагестанской АССР Текст.: Дисс. на соиск. ученой степени доктора сельскохозяйственных наук. Буйнакск, 1985.

98. Чалаганидзе, Ш.И., Махароблидзе, P.M., Махароблидзе, З.К. Динамика процесса пиления растительных материалов Текст. Тракторы и с.-х. машины. 2002, №8, с.25-27.

99. Чистяков, В.П. Курс теории вероятностей Текст. М.: Глав. ред. физ. мат. лит.изд. Наука, 1978.- 224с.

100. Шекихачев, Ю.А. Обоснование основных параметров и разработка конструкции косилки для окашивания штамбов плодовых деревьев Текст.: Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.т.н. Владикавказ, 1995.

101. Шомахов, JI.A. Ручная пила для обрезки ветвей кустов и деревьев Текст. A.C. №1727699 от 22.12.1991.

102. Яблонский, A.A. Курс теоретической механики 4.2. Динамика Текст. Изд.3-е, доп. и перераб. М.: Высшая школа, 1966. - 426с.

103. Яблонский, А.П., Никифорова, В.М. Курс теоретической механики. 4.1.Статика. Кинематика Текст. Изд. 4, перераб. М.: Высшая школа, 1971. - 477с.

104. Dr. Н. Muller, H.-J. Albrecht. Плодовый питомник Текст. М.: Колос, 1978.- 309 с.

105. Gartenban /1 1990 grulich Е., Schlupfolgeningen ans den Enfahrunden rergangener yahre fur dtn obsndanmodmit. Садоводство (ГДР), 1990 №1.

106. Gartenban №7 1990.Prufbeicht der Pneumtischen Einhandschere SPN-2 (пер. с немецкого).

107. Gartenban 17.12.1987. Международная выставка садового инвентаря.

108. Gartenban 1990 №1 s20. pftzold G., Lebe R. Einlup der Sorten Unterlagen - Kombination beim Apfel anf dieMasse des anfallen Schnittholzes und die Anzahl Scheren und Sageschnitte.

109. Kliqer I. Robert, Nilsson Nils, Johansson Marie (Chalmers Univ. of Technoloqy Goteborq, Sweden). Результаты пиления под углом к направлению волокон. Pre twistinq durinq sawinq results in straiqft studs. Forest Prod. J.2006. 56,№2 c.61-65.

110. Surikova Anna, Zauskova Anna, Babic Milan. Расчет эффективности процессов пиления сырьевых древесных материалов. Current efficiency of sawmill processinq of raw wood material a model example. Acta Fac. xylol., Zvolen. 2000.42,c.

111. Swobs J.E. Commercial apple growing in British Columbia. Published by Autority of the Minister of Agriculture, Victoria, British Columbia, 1971Канада.

112. INTERNET, http://lk.com.ru/; http://www.ailita.ru/; http://www.intermin.ru/.115. 261779 AO 1 G 3/02, 1989. 21.4 Дюпон P. Патент Франции.116. 2631777 A 01 G3/02, 7/06 1.12.1983. Патент Франции.

113. МИПИС 11.РС1ВО СЕЛЬСКОЮ ХОЗЯИСВАИ ПРОДОВОЛЬС гвия РШГУЬЛИКИ С I ВЕРНАЯ ОСЕТ ИЯ-АЛАНЙЯ

114. Минсельхозпрод РСО-Алания)2000, РСО- Хллния г Впадикавка? уч Армянская 30.1 Iеле»р Владикавказ Минсельхснпрог !-таП тс\-1ьо-аййпы|1 ги

115. П РОИ Ч ВОДС'ТВ К. Н НО F. ВНЕДРЕНЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «НАУКА» J62015, PCO-Алании,г. Владикавказ v л. I р II б ос я (! и н, д. 15 I ел/факс: (8672)52-47-091. JsL "■^¿c?JJ£*L 200 го внедрении результатов научно-исследовательской работы

116. Результаты исследований соискателя Бидеевой И.Х. по теме «Разработка и обеспечение параметров устройства для отделения отводков оч маточных кусков плодовых деревьев» приняты ЗАО 11ПВ11 «Наука» и используются при коммерциализации.1. СПРАВКА1. Засеев С.З.

117. ОСУДАРСТВЕНЛОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНС I И I > I ГОРНОГО И ПРЕДГОРНОГО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОМЙСТВЕННЫХ НАУК

118. ГНУ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НИИГиПСХ РОССЕЛЬХОМКАДЕМИИ)3631 10 Россия. РСО-Алания, 1ел 73-04-20 факс 73-03-40 63

119. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ