автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка технологии и технического средства выборочного сбора томата и огурца

На правах рукописи

сг>

— ЕЗЕПЧУК АНАТОЛИЙ ЛЕОНИДОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБОРОЧНОГО СБОРА ТОМАТА И ОГУРЦА

(на примере зоны Дальнего Востока )

Специальность 05.20.01 -механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1998

Работа выполнена в Дальневосточном научно-исследовательском институте сельского хозяйства и Бурятской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор, член-корреспондент РАСХН Л.С.Бакулев

Научный консультант - доктор технических наук,

профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, академик ААО И.П. Терских

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, Г.Я. Иванов

кандидат технических наук, B.C. Сурилов

Ведущее предприятие - Приморская овощная опытная

станция Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства

Защита состоится « /4 » ^¿с 1998 г. на заседании диссерта-

ционного Совета Д.020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 633128, Новосибирская область, пос. Краснообск, СибИМЭ.

Отзывы на реферат просим направлять в адрес диссертационного Совета. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан « Сслг-Л-С. иЯ- 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

Б.Д. Докин

Общая характеристика работы

Актуальность теш. Условия перехода к рыночным отношениям требуют развития инфраструктуры и производительных сил зоны Сибири и Дальнего Востока. В этих условиях ключевая проблема развития агропромышленного комплекса состоит в устойчивом наращивании продукции сельского хозяйства, удовлетворении спроса населения в продуктах питания, в основном за счет их производства в районах потребления.

Томат .и огурец - ценные овощные культуры. Для удовлетворения ими потребности населения Дальнего Востока их производство необходимо увеличить в 2...3 раза На уборку томата и огурца приходится 50... 70% от всех трудовых затрат при их производстве. Урожай убирают вручную выборочно. Уровень механизации составляет всего 5.9... 8.0%. Затраты труда при многоразовой уборке достигают 438... 520 чел. -ч/га, при обработке убранной продукции, сортировке, затаривании - 67...285 чел.-ч/га. Высокая трудоемкость возделывания, уборки и послеуборочной обработки томата и огурца затрудняют увеличение их производства. Недостаток рабочих и несовершенство уборочной техники приводит к несвоевременной уборке и потере от 15 до 50% выращенного урожая.

Для разработки механизированной уборки овощей необходимо иметь достаточное количество информации о размерно-массовых характеристиках плодов, их расположении на грядах, агробиологических условиях и микрорельефе поля, показателях трудоопераций сборщиков, возможностях средств механизации и т. д.

В связи с изложенным исследования, посвященные выявлению функциональных связей параметров технологического процесса многоразовой уборки плодов овощей и разработка на этой основе технического средства .для механизации уборочных работ и замены ручного труда являются актуальными и входят в разряд важных народнохозяйственных проблем.

Цель исследования. Механизировать выборочную уборку томата и огурца, повысить производительность уборочного агрегата, снизить трудовые затраты за счет совершенствования технологичности процесса сбора.

Рабочая гипотеза. ЛЬ литературным данным, предварительным поисковым экспериментам и опыту работы по сбору плодов овощэй можно заключить, что их размещение на поле носит случайный характер. При этом технологические параметры процесса выборочного сбора плодов могут быть изучены поэлементным хронометражным способом. Знание размерно-массовых характеристик и закономерностей размеадз-ния плодов по длине, ширине, высоте ленты растений, а такие законов их распределения, временных характеристик, взаимосвязей позволят обосновать параметры технологического процесса и конструкцию технического средства для механизированной выборочной уборки. Указанные закономерности й характеристики условий работы и технологического процесса изучены недостаточно.

Объект исследований - технологический процесс выборочного сбора плодов овощей и его агробиологические условия.

Предкет исследований - закономерности технологического процесса механизированного выборочного сбора томата и. огурца.

Научная новизна : модель технологического процесса выборочной уборки томата и огурца как системы массового обслуживания (СМО); статистическая модель размещения растений и плодов томата и огурца на грядах с учетом агробиологических условий; карты-модели операций выборочного сбора плодов томата на основе теории микроэ-лешнтного нормирования с обоснованными нормативами движений сборщика и временем на сбор одного плода; модель декомпозиции вариантов уборки; закономерности и характеристики распределения параметров гряд, лент растений, плодов в них, а также потоков плодов, продолжительности времени обслуживания одного плода сборщиком; функция технологичности процесса выборочной уборки плодов с учетом качества работы.

Практическая-значимость. Обоснованы параметры рационального уборочно-транспортного агрегата (УТА) по скорости, клиренсу, ширине захвата, грузоподъемности и его конструктивно-технологическая схема. Определены показатели эксплуатационно-технологической оценки эталонного и рационального УТА. Разработаны дополнения к агротехническим требованиям на уборочно-сортировальный агрегат для сбора и сортирования томата и огурца, возделываемых на грядах. Результаты научных исследований переданы ГСКБ по маши-

нам для овощеводства (г. Москва), и заложены в конструкции убо-рочно-сортировального агрегата АУС-15 и платформы для выборочной уборки огурца АУС-1, включенных в систем машин для растениеводства на 1986. ..1995 годы (шифр Р 62.38 и Р 62.73).

Апробация. Производственная проверка разработанных рекомендаций и предложений осуществлялась в овощеводческих хозяйствах Тиморского края - совхозах "Искра", "Приморский" Октябрьского района, "Корсаковский" Уссурийского, "Артемовский" Артемовского района, Хабаровского края - в совхозах "Хабаровский", "Имени Ленина", опытно-производственного хозяйства ДальНИИСХ Хабаровского района, совхоза "Смидовичский" Еврейской автономной области.

Работа выполнялась с 1980 по 1996 годы в соответствии с планом решения научно-технической проблемы 0. 51.12.06. 02. Тб "Разработка и исследование механизированной технологии выборочной уборки томатов и огурцов, возделываемых на грядах в условиях Дальнего Востока" (номер гос.регистрации 77035811; и по планам НИР ДальНИИСХ на 1980... 1985, БГСХА на 1987...1996 ГГ.

Основные положения диссертации доложены и одобрены на конференциях молодых ученых Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства (ЕНИИ0), Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства (ДальНИИСХ), на научно-методических совещаниях ДальНИИСХ в 1980...1986 гг., на зональных совещаниях сотрудников научно-исследовательских учреждений Дальнего Востока в 1984... 1985 гг., на научной конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского аг-роуниверситета (С-П ГАУ) в 1991 г. и Иркутской ГОХА (1995. ..1996 гг.), на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Бурятской ГСХА. в 1987... 1996 гг.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 научных статьи и получено ,4 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пя-•ти глав, выводов, списка использованной литературы из 143 наименований и приложения. Она изложена на 250 страницах основного текста, содержит 71 таблицу, 65 рисунков.

Содержание работы

Во введении раскрыты актуальность темы, определена цель

иссле даваний.

В первой главе приведен обвор исследований, посвященных разработке технологии механизированной уборки плодов овощей, выявлены неизученные вопросы и определены задачи исследований.

Результаты многочисленных исследований по механизации уборки томата и огурца приведены в работах Б. IL Нетесова, А. Ф. Ульянова, JLC. Бакулева,- ЕЕ. Руденко, В.П. Шдведева, В.Я Ермолаева, В. К. Алексеева, В. Е Орлова, Л. С. Земляноаа, Е И. Провоторо-ва, В. Е Хлуднева, В. В. Чаленко, Г. И. Волкова, И.Е Майковского, Ю. В. Рейслера, Ю. Е Гурулева, В. В. Еремина, А. А. Храмешкина, Р. Хесслина, Ф. Лзккера, Г, Е. Топилина, Е Д. йващука, С. В. Давыдова, Б.Е Емелина, В. М. Богаткина, С. Е Ветрецова, Г. Т. Балакая, В. Н. Горшкова, Ф. Е Когородского, Д. Е Караполева, А. Е Исаева, JL К. Саыойленкр, В. В. Тарасенко и многих других.

Значительный вклад в теорию инженерного проектирования процессов уборки овощэй и аналогичных им внесен исследователями JIG. Бакулевым, Ю. А. Щербаковым, И. С. Исуповым, Е. М. Иоффе," Ф. С. Зава-лишиным, А. Д. Севастьяновым, Е Л- Лигским, И. Е. Колесниковым, к Каргером, Е. И. Ароном и многими другими.

фундаментальные исследования технологических процессов системными методами проведены в ВИМ, ВЖЖШ, ВНШО, СибИМЭ, БГАУ, Даль-НИЙСХ, ДальНИПГИИЭСХ, ПршНКИСХ, ПГСХА, ИГСХА, БГСХА и других НИИ и вузах.

На основе анализа литературных источников по существующим технологиям выборочной уборки плодов овощрй и конструкциям машин, применяемым для их реализации, выявлено, что наиболее распространенные технологии можно сгруппировать следующим образом:

1. С применением ЭТА со. сборочными транспортерами (сбор плодов при этом производится в мелкую тару: ведро, корзину и др. , переносимую сборщиком! Досле наполнения тары плоды высыпаются на ленту транспортера).

2. С применением УТА со сборочными транспортерами и индивидуальными плодоприемниками на них (плоды собирают в плодоприемники, а из них высыпают на ленту транспортера).

3. С применением УТА со сборочными транспортерами, индивидуальными плодоприемниками и сидениями для сборщиков (сбор проводится в плодоприемники с сидений, из плодоприемников плоды посту-

пают на ленту транспортера).

Поэлементное изучение указанных технологий, их агробиологических условий, выявление взаимосвязей показателей технологического процесса и его составляющие позволят обосновать параметры технического средства и технологии механизированного сбора плодов овощей.

Исходя из изложенного нами сформулированы следующие задачи исследований.

1. Выявить особенности расположения растений, размешэния плодов томата и огурца и соответствующие закономерности при возделывании на грядах (зоны Дальнего Востока).

2. Изучить трудовой процесс выборочного ручного сбора томата и огурца, обосновать основные эксплуатационно-технологические параметры уборочно-транспсртного агрегата.

3. Изготовить совместно с ГСКБ макетный образец агрегата и провести его экспериментальную проверку.

4. Определить экономическую эффективность технологического процесса с использованием УТЛ.

Во .второй главе на основе теории массового обслуживания (ТШ) дано обоснование и математическое описание моделей процесса выборочного сбора плодов томата и огурца с использованием уборочного агрегата. Приведена модель агробиологических условий уборки и представлено ее согласование с моделью процесса выборочного сбора. Рассмотрено моделирование операций на основе микроэдементного нормирования, позволяющее проанализировать существующие и перспективные варианты выборочной уборки. Рассмотрена структура продолжительности уборочного процесса и приведен баланс времени цикла операции. Показана взаимосвязь интенсивности выполнения работ при совершенствовании процесса и показателя его технологичности. Дано обоснование параметров функционирования . уборочного агрегата с использованием элементов ТШ.

Технологический процесс выборочного сбора плодов томата и огурца можно представить как систему массового обслуживания с потерями и накопителем (рис. 1), где зрелые плоды, подлежащие выборочной уборки сборником, расположенные лентой в рядке растений (рис. 2), являются входящим потоком требований на обслуживание. Скопление лл дав на ленте, размещенной на коротком отрезке рядка

в непосредственной близости места сбора, образует очередь требований. Отрезок рядка длиной 1 метр, находящейся в зоне досягаемости рук сборщика (рис. 3) и рабочего органа (приспособления) по приему и перемещению убранных плодов представляет собой накопитель .требований. Сборщик плодов - соответствующий канал. Продолжительность времени на сбор одного плода - время обслуживания требования. Возвратные потери неубранных плодов - выходящий поток необслуженных требований.

ПШ60Р

049 РРДЬ, НАКОПИ ГЕЛЬ (|ШП)

ВЩЩШ ШИОЙ О ШРШОВШЦЙ /ГХ^У г\ (

ооооРкох1

О РЛ°«АА

вышрщп поши

нодадии шиши тт с0(р

ПЛОДОВ

-о о

'ож.

потери

ПЛОДОВ

р.

Рис. 1 Операция "выборочный сбор" - система массового обслуживания (СМО) с потерями

Л - интенсивность патока плодов, А ^ ¿и ; ¿и - параметр процесса, являющийся производительностью сборщика, ус = ^ ; - приведенная интенсивность потока плодов, - Л ■ ; р - параметр ожидания обслуживания, р - ; I*«. - математическое ожидание (м. о.) времени пребывания плода б системе; Л - очередь плодов, Л >, 1; Р - объем накопите ля,}) 4 8; ±с£с - математическое ожидание времени обслуживания; п - количество сборщиков; к - количество сборщиков, занятых сбором; Р0 - вероятность того, что сборщик не загружен; Рсгк - вероятность возвратных потерь зрелых плодов.

Рис. 2 Модель ленты плодов томата и огурца

£>„ - ширина ленты плодов; Н„ -высота ленты плодов; ^„ - координата высоты; ё„А - координата ширины (влево от оси рядка); ё'„„ - координата ширины (вправо от оси рядка); , - ко-

ординаты длины; Иг ~ высота гряды.

Рис. 3 К модели процесса выборочного сбора плодов. Согласование модели ленты плодов и оптимальных гон досягаемости рук сборщика без участия движения корпуса (заштрихованы оптимальные места расположений рабочих органов)

На основе наблюдений и опыта работы, а также предварительных поисковых исследований можно констатировать, что наиболее вероятными распределениями размерно-массовых параметров, размещения (по высоте, ширине, длине ленты растений и на грядах) зрелых плодов томата и огурца являются экспоненциальное, Пуассона и нормальное. Они описываются широко известными выражениями.

Так, например, функция времени "обслуживания" сборщиком одного зрелого плода, подчиняющегасяпоказательному закону распределения, имеет вид:

г су* {- (1)

Пользуясь основными положениями ТМО можно установить зависимость между характером потока требований (плодов), производительностью отдельного прибора (сборщика) и эффективностью обслуживания. Эффективность обслуживания (надежность и качество процесса)

харакгеризуется вероятностью потерь зрелых плодов во время уборки и того, что сборщик не загружен. Зная производительность сборщика можно определить рациональную интенсивность потока зрелых плодов. Вероятность потерь зрелых плодов подсчитывается по выражению:

р - ^ ' 1 * Р" (2)

Вероятность того, что сборщик не загружен определяется по формуле:

(обозначения в (2), (3) приняты по рис. 1).

Результаты расчетов позволяют выявить зависимости РОТк и Р<, от интенсивности потока, а затем определить рациональный скоростной режим процесса. Баланс времени модно представить следующим уравнением (обозначения элементов в уравнении приняты согласно системы микроэлементных нормативов ШМ-1, рис. 4):

(4)

'* V+ ^ *- с. - с

■+

где Т - суммарная продолжительность времени полного цикла процесса выборочного сбора. ,

Подготовительный, основной и заключительный этапы были приняты на основе условного расчленения декомпозиции процесса, рис. 4.

прда вшитой mm

е

ГГ)

2 т

годготовшмм)! [ основам.

Ш

ё

ж

£Т

М

Ц

и.

Mi, 2

ЗШШШШЫШЙ

(Я

М f

eg 53 ss

5 а

а

<=as

? Wi

И/

Ль

if

Мб

У йЭ «с

да

то

TL*

МЛ

Щ

тм

ПК

а

i-Z и СП аа

щ

I = i| » A

C3 S Ш & ae e •x. ft

Рис. 4. Декомпозиция процесса выборочной уборки томата и огурца ТСрс ~ время на движение "отнести пустое ведро от агрегата к месту сбора"; - "опустить-.пустое, ведро"; 71°с/ -- "повернуть.кор-

пус на 90

"переместить взгляд при поискеплодов; Ъг

"всмотреться"; rs -"низко' нагнуться"; Тцс -"протянуть руку к зрелому плоду"; Т&/!л -"взять плод"; Тле -"оторвать плод"; ТМАп -"переместить плод к ведру (плодоприемнику); Т^п -"опусткт.ь плод";. -"переместить руку к дужке ведра"; T6/ig.-"вэять ведро за дужку"; r/s -"встать из положения "низко нагнуться""; TWPa -"перенести частично наполненное ведро к следующей группе плодов"; TgLg -"опустить ведро"; ^«-"отнести наполненное ведро к агрегату по.борозде"; Т^ле' ."поднять полное Бедро на уровень сборочного транспортера"; т^ -"повернуть (опрокинуть) на 135" полное ведро (плодоприемник)";

TVV'-"повернуть пустое ведро а-исходное положение", T°Jg -"опустить пустое ведро:'; тП01 -"повернуть корпус на 180* .

Для поэлементного исследования технологических операций сбора плодов в соответствии с методикой декомпозиции весь объем выполненных работ расчленяется на составные части, а интервал времени (0,Т) - на подинтервалы (0,t, ),(t, ,t2 ) ... ,t k ),

рис. 5.

Рис. б. Трудонап-ряженность уборочных работ (дифференциальная и интегральная функции

технологичности) объ"

емы выполняемых отдельных операций; -текущее время операций; продолжительность

— Гк ~ нарастающий объем работ; отдельных операций.

Каждый прямоугольник представляет вектор-диагональ, а линии, составленные из них, характеризуют интенсивность нарастания объемов работ и служат для оценки технологичности процесса. Функция технологичности выборочной уборки овощей может быть аппроксимирована ЭКСП0Н9НТ0Й:

р = / - е

~кт

(Б)

в ввде разложенного многочлена-

(кЫ1 (к Т;)* (к Г-)

г!

или линейной функцией:

3 1

Р = кТ

А!

(6)

(7),

где к - коэффициент технологичности;' Т - текущее время выполнения операции.

Изложенную модель процесса выборочного сбора.плодов овощей необходимо было проверить экспериментально и определить ее количественные характеристики и взаимосвязи составляющих.

Етретьей главе наложены общие и частные методики экспериментальных исследований, которые предусматривали: измерения агробиологических параметров гряд и плодов овощей; хронометражные наблюдения эа работой сборщиков и агрегата; поэлементное нормирование

операций технологического процесса; испытания лабораторной установки и макетного образца по существующим ОСТам, ГОСТам и методике ВИСХОМа.

Геометрические параметры размещения растений и плодов на грядах длиной отрезка 5 м, шириной основания 1.4 м замеряли в 3-х кратной повторности по диагонали опытных участков в течение всего уборочного периода.на 4-х районированных сортах томата, 3-х сортах огурца. Плотность потоков изучалась на делянках длиной гряды до 24 м. Измерения проводили через 3... 4 дня.

При изучении проектирования трудовых процессов использовали методику микроэлементного нормирования МТМ-1. На первом этапе моделировали набор элементов операции эталонного технологического процесса. Затем составляли второй и третий наборы элементов операций, отказываясь от нерациональных и трудоемких движений сборщика, заменяя их средствами механизации. Так, во втором и третьем вариантах предложены и изучены приемники плодов, размещенные на уСорочно-транспортном агрегате и сиденья для сборщиков. Конструкция плодоприемников защищена авторским свидетельством N 665841. Для поэлементных исследований процесса использовали кинокамеру и дешифратор. Ш полученным микроэлементным нормативам 'времени на движения сборщиков составляли таблицу в виде карт исследованных вариантов операции уборки.

функции технологичности и качества процесса проверялись на макетном образце УТА по специально разработанной методике. Статистическую оценку и регрессионный анализ данных по надежности функционирования процесса сбора плодов проводили известными из теории вероятности и математической статистики методами. Адекватность теоретических и экспериментальных закономерностей проверяли по критериям Пирсона и Колмогорова. Для массовой обработки статистических рядов, подбора эмпирических зависимостей, определения коэффициентов уравнений регрессий использованы ЭВМ "IBM PC 1NTEL-80486". Программное обеспечение осуществлялось пакетом прикладных программ "Statgrachics", программами, разработанными на кафедрах ЭМГП и кибернетики ИГСХА, СХЫ С-П ГАУ.

В четвертой главе приведены результаты исследований. Установлено, что гряды имеют полнопрофильную форму с шириной основания 14Q+4.99 см, шириной полотна 54.39+7.92 см, высотой 22.20+4.01 см,

гдубиной борозды с колеей 25.68+4.:56 см. Средняя ширина ленты . растений томата равна 89.49 см, огурца - 140 см; высота ленты томата - 44.74 см, огурца -21.92 см. Ленты растений томата смещены эксцентрично на 16.21, а ленты-плодов - на 9.24 см. При этом часть растений размещена на откосе гряды и в борозде. . Плоды по высоте, ширине и длине ленты растений расположены неравномерно и их распределение характеризуется законом экспоненциального вида, . рис. 6.

Распределение расстояний между плодами по высоте ленты растений имеет математическое ожидание для томата 3. 04 см, стандартное отклонение - 2.93; по ширине, соответственно: для томата - 10.34 и 10.44 см, огурца - 26. 78 и 26.84 см; по длине: для томата -15.24 и 19.63 см, огурца - 51.56 и 61.66 см. Пюды имеют значи-. тельные колебания по размерам и массе. Диаметр плода томата имеет . размер 5.50+0.90 см, огурца - 4.10+0.91 см, высота томата -440+0.21 см, длина огурца -10.87+2.73 см. Величина массы плода плата составляет 93.16+9.84 г, огурца - 81.09+7.70 г. Потоки плотностью до 8 плодов на метр.встречаются чаще и имеют распределение' Пуассона, а плотностью более 8 - нормальное, табл. 1, рис.7.

Из трех изученных вариантов- технологии наиболее- рационален второй. Он позволяет снизить затраты времени на операции сбора шодов в 1. 6 раза, рис. 8.

Результаты проверки функциональной надежности процесса, в . частности вероятностей потерь плодов и незанятости сборщика .показаны на рис.' 9. Расчетные значения коэффициента технологичности . рационального варианта равны 2.44 (эталона -1.74), а экспериментального соответственно - 2.09 и 1.. 67. Полученные при исследованиях данные позволили обосновать конструкцию и параметры работы УСА,.рис. 10. Выявленные скоростные режимы от 0.202 до 1.012 км/ч при работе УСА обеспечивают, при реальных плотностях потоков, и времени обслуживания (2.82 сек/плод), допустимый по агротребова-шм уровень воавратимых потерь Нормированную скорость агрегата 0.6 км/ч можно повысить за счет применения плодоприемника и ходоуменьшителя до 0.756 км/ч при плотности потока плодов 1 шд/мин. Результаты исследований были использованы ГСКБ по машинам для овощеводства (г. Москва) при создании уборочно-сортиро-вального агрегата АУС-16.

Рис. 6 Распределение плодов томата :

1-сорт Волгоградский раннеспелый 323; 2-Хабаровский розовый 308; 3-Кубанский штамбовый 220; 5-Утро; 4 - суммарный график; а) по высоте ленты; б) по ширине; в) по длине.

Таблица г

Результаты согласования распределений плотности потоков

!-Г

"Г

¡Куль- Интервал Плот- Законы распределения

!п/п!тура ПЛОТНОСТИ потока ность потока плотности потоков 1

• **

1 1 томат 1<ш<2 1.60 = — ' * 7.12

1 2 2<ш<3 2.85 т т < 10.2

1 з 3<т<8 4.13 Р . т М ! 5. 08

1 4 8<т<10 • 8. 68 1 (т-г.и/Л Р Я - • О 4.19

1 б огурец ИК1 0. 70 р. «Г* е-*7 5.34

\ 6 1<ш<2 1.54 м т! 10. 25

1 1 7 2<пКЗ 2. 78 р _ Ы»т а 1.39

Параметры критериев согласия

' к !о>! Рх*

т

-1-171510. 214

Э|7|0.182 —1-1-

11|9|0. 888

9)6)0.653

-1-1-

€)3|0.156

816|0.119 -1-1-

91710. 985

__!_I_

"<£> 1 Ь ! /Г

0.0541122

0.037|156

0.0261 75

0.052 ) 50

0.04 ¡500

0. 015|706

0.02 1214

0. 596

0.458

0. 225

0.368

0.894

0. 868

0.958

1.000

0. 998

0.402

0.399

0.293

0.997

1.00

I

и

У

Рис. 8 Технологичность процессов Рис. 9 Изменение Ра и Ротк

выборочной уборки томата для * -1, Л = 8

1 и 3 - расчетный и экспериментальный вариант эталонного процесса, 2 и 4 - расчетный и экспериментальный варианты предлагаемого процесса.

Рис. 10 Схема убо-рочно-сортировального агрегата АУС-15:

I- платформа с ходовыми колесами; 2, 3,4 - транспортеры (соответственно): приемные, подъемные, сортировочные; 5-поворотные плодопри-емники; 6-площадки для сортировщиков; 7- разгрузочные устройства; 8- гидроцилиндры; 9- тросы-, 10- направляющие;

II- ящики.

В пятой главе приведены результаты апробации результатов исследований в,производство и их экономическая эффективность, которая составила 22 840000 руб.

Общие выводы и предложения

1. Функциональная надежность (качество) технологического процесса выборочного сбора томата и огурца зависит от большого количества факторов (природно-климатических, агробиологических,применяемых орудий труда и. т. д.). Для механизации уборочного процесса необходимы данные - закономерностей и взаимосвязей выборочной уборки томата и огурца, вероятностных характеристик распределения параметров гряд, лент растений и плодов, и их размерно-массовых характеристик. Исследований по данному вопросу недостаточно.

2. Процесс выборочной уборки плодов овощей можно представить как систему массового обслуживания, где убираемые плоды составляют поток заявок, а сборщики - каналы обслуживания, фи этом пре-дставлется возможным, используя математический аппарат теории

массового обслуживания, смоделировать технологический процесс и выявить взаимосвязи операций сбора и подачи плодов с технологи. ческиш и конструктивными параметрами рабочего органа для их приема и перемещения в зависимости от агробиологических условий уборки.

3. Распределение плодов на гряде в ленте растений носит экспоненциальный характер. Для томата математическое ожидание высоты ленты плодов равно 0.03м, ширины - 0.35м, расстояния между плодами вдоль ленты - 0.15м, смешения оси ленты от оси гряды - 0.16 м. Для огурца высота ленты плодов равна 0.00 м (плоды лежат на поверхности почвы), математическое ожидание ширины ленты равно по сортам-"Каскад"-0. 30м, "Дальневосточный-27"-1.00м, "Третий лист"-1.25м, расстояния- между плодами вдоль ленты-0. 52м, расстояния между плодами по ширине ленты - 0.27м. Математическое ожидание диаметра плода томата равно 5.50см, высоты - 4.40см, массы -93.1бг, огурца соответственно - 4.10см, 15.37см, ;' 81.0 г. Количество зрелых плодов на 1 метре длины гряды, 'характеризующее

■ плотность потоков для томата колеблется от 1.60 до 8.62, огурца -от 0.70 до 2. 78. Количество плодов на 1 метре длины гряды в потоках плотностью от 1 до 8 плодов/м подчиняется закону Пуассона, а от 8 до 10 - нормальному. Эти данные позволили определить функциональную надежность технологического процесса уборки плодов.

4. Реализация модели технологического процесса с применением методов микроэлементного нормирования позволили разработать расчетные варианты операций выборочного сбора плодов томата. При этом обоснованы конструктивные параметры плодоприемника, его рациональное размещение на уборочной машине между сборщиком и "ядром" зрелых плодов, позволяющее сократить количество движений в цикле операций на 45%. Экспериментальная проверка показала, что применение предложенного плодоприемника позволило снизить затраты времени проведения цикла операции на 33% и увеличить производительность сборщика до 0.34 плода/сек. Время, затрачиваемое на сбор одного плода равно: для эталона (сбор в ведро) -3.36 с," а варианта с плодоприемником - 2.82 с.

5. Теоретическое обоснование и экспериментальные исследования позволили получить значения основных технологических и конструктивных параметров для создания уборочно-сортировального агрегата

с плодоприемникаш рациональной конструкции: дорожный просвет -не менее 700 мм, рабочая скорость движения - 0. 203... 1.012 км/ч в зависимости от плотности потока плодов, ширина захвата - 12. 6 м при ширине гряды 1.4 м, грузоподъемность - 2.0 т.

Расчетный коэффициент технологичности варианта процесса с применением плодоприемников равен Кп=2.44 по сравнению с Кв=1.74 (эталон). Экспериментальные их значения соотвегственно-2.09 и 1.67. ГСКБ по машинам для овощеводства (г.Москва) при участии автора, бш разработан уборочно-сортировальный агрегат АУС-15, который прошел государственные испытания на Дальневосточной машиноиспытательной станции. Испытания показали, что производительность Ai'S-15 эа час основного времени увеличивается в 1.40. ..1.81 раза по сравнению с эталоном УСА-2М. Затраты труда снижаются на 40.5% (прямые эксплуатационные затраты на 31.8%, приведенные - на 27,43%). Экономический аффект составил более 22 млн. руб. на один агрегат в год.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих печатные работах:

1. Езепчук А. Л. ', Гурулев Ю. И О работе уборочно-сортироваль-наго агрегата на уборке томатов и огурцов. Сб. науч. трудов,т. XXIV, ДааНШСХ, Хабаровск, 1978. С. 143.. .151.

2. Езепчук A.JL Обоснование технологических параметров убороч-но-сортировального агрегата для томатов и огурцов. Сб. статей молодых ученых и аспирантов овоирводства открытого и закрытого грунта, вып. 9, НШОХ.- М. ,1979. С. 24... 26.

3. Езепчук A. JL , Храмешкин А. Л.' Механизация выборочного сбора овощей. Картофель и овощи , N 11, 1983. 0.29...30.

4. Езепчук .A. JL Обоснование рационального скоростного режима процесса выборочной' уборки овощей. Сб. науч. трудов. Серия: Технические науки, вып. 2. Восточно-Сибирский гос. технологический университет, г.Улан-Удэ, 1995. С. 130. ..131.

5. Авторское свидетельство N 665841 ( СССР ). Устройство для ручной уборки овощей. Опубл. в Б. И. N 27, 1979 (в соавторстве с Храмепкиным А.В. и др. Всего 7 соавторов).

6. Авторское свидетельство N 852227 ( СССР ). Устройство для выгрузки овощей. Опубл. в В.И. N 27, 1979 (в соавторстве с Хра-

. мешкиным А. В. и др. Всего 7 соавторов).

7. Авторское свидетельства N 1005707 ( СССР ). Устройство для выгрузки овощэй. Опубл. в бюл. Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки , N11, ВНИИПИ, М. , 1983 (в соавторстве с Храмешкиным A.B. и др. Есего 8 соавторов).

8. Свидетельство. N 14756 на промышленный образец ( СССР ). Опубл. в бюлл. Промышленные образцы. Товарные знаки , N4, ВНИИПИ, М. , 1983 (в соавторстве с Храмешкиным А. В. и др. Всего 6 соавторов).