автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование транспортного агрегата для механизированного вывоза плодов из сада

На правах рукописи

Фомин Сергей Львович

Совершенствование транспортного агрегата для механизированного вывоза плодов из сада

Специальности 05.20.01 - «Технологии и средства механизации

сельского хозяйства» 05!20.03 - «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саранск 2003

Работа выполнена в Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени проф. П.А. Костычева

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор И.А.Успенский.

Научный консультант: доктор технических наук

В.И.Славкин.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Н.Н.Колчин;

доктор технических наук, профессор В.А.Мачнев.

Ведущая организация : Всероссийский селекционно-

технологический институт садоводства и питомниководства (ВСТИСП), г.Москва

Защита состоится «А/ » ¿¿ОЪЪ/Я 2003г. на заседании диссертационного совета Д 212.117.06. Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 430904, г. Саранск п. Ялга, ул. Российская, д. 5, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.117.06

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Мордовского государственного университета им. Н.П.Огарева.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор А.В.Котин

«/V»

Автореферат разослан « I Т » ОКУ&МЯ 2003 г.

г

2005-4 3

6304 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение продовольственной безопасности РФ является важной задачей, стоящей перед отечественными производителями сельскохозяйственной продукции, в том числе и плодово-ягодной. Это возможно, прежде всего, за счёт создания интенсивного садоводства, повышения сохранности и качества плодов, снижения потерь продукции на пути её следования от производителя до потребителя. Большое значение для решения этих задач имеет комплексная механизация трудоёмких процессов уборки и вывоза плодов из сада. Уровень механизации садоводства в России на сегодняшний день низок, имекУт место большие трудозатраты при уборке и вывозе урожая на плодопункт, в процессе транспортирования плодов наблюдаются многократные перевалки, ручная погрузка, разгрузка, простои и холостые пробеги машин. Это приводит к снижению производительности транспортных и погрузочных агрегатов, затягиваются агротехнические сроки уборки, теряется значительная часть урожая. Только при внутрихозяйственных перевозках потери от снижения товарных качеств плодов достигают 20...30%. Следует отметить, что используемые в хозяйствах транспортные агрегаты при работе на склонах в междурядьях сада своей ходовой частью могут повреждать корневую систему плодовых деревьев, что недопустимо.

Современная технология вывоза плодов из сада в контейнерах применяется в ограниченных масштабах, в том числе из-за отсутствия эффективного транспортного агрегата, способного эксплуатироваться в различных агроландшавтных условиях сада.

Цель исследований. Совершенствование технологии механизированного вывоза плодов из сада с различными агроландшавтными условиями на основе разработанного транспортного агрегата, обладающего повышенной производительностью и обеспечивающего минимальные уровни повреждения плодов и давления на почву в зоне корневой системы плодовых деревьев при работе на склонах.

Объект исследований. Технологии вывоза плодов из сада и транспортный агрегат полуприцеп-контейнеровоз на базе ВУК-ЗА (условное обозначение новой машины ВУК-ЗАМ) с устройствами для поперечного перемещения платформы и для разгрузки контейнеров, имеющих амортизирующий слой.

Методика исследования. Теоретические исследования выполнены на основе положений, законов и методов теоретической механики и математического анализа. Обоснование грузоподъемности, конструктивных параметров и расчет эксплуатационных показателей конструкции транспортного агрегата для машинной технологии вывоза плодов проводились с учетом основных требований по его эксплуатации как по известным, так и по разработанным оригинальным методикам. Экспериментальные исследования эксплуатационных показателей транспортного агрегата-випалнены с .исполь; по плану ПФЭ. Обраб

рванием теории планирования 'ЛЙ^^зулЬтЙ'ЙЙ деваний проведена методами

Л 5»зТг.>*урГ

ГН»;

математической статистики с использованием ЭВМ. Оценка качества плодов при транспортировании из сада была проведена с использованием нормативной документации испытаний на МИС.

Научная новизна. Обоснование рациональной грузоподъемности разработанной конструкции полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ с устройствами для поперечного перемещения платформы и разгрузки контейнеров, для машинной технологии механизированного вывоза плодов из сада с учетом минимальных приведенных затрат, технических возможностей трактора, дорожных условий в междурядьях, маневренности транспортного агрегата и обеспечения допустимого давления ходовой части нового полуприцепа-контейнеровоза на зону расположения корневой системы плодовых деревьев.

Получены аналитические зависимости, определяющие основные конструктивно-технологические параметры нового полуприцепа-контейнеровоза.

Практическая ценность работы. Разработана конструкция нового полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ для вывоза плодов из сада с устройствами для разгрузки контейнеров и поперечного перемещения платформы при работе на склонах и неровностях дороги (П.М. В 62 Б 37/04 №25723 от 20.10. 2002), обладающего повышенной производительностью, и обеспечивающего высокий уровень сохранности плодов и корневой системы плодовых деревьев. Новый транспортный агрегат в значительной степени повышает эффективность машинной технологии вывоза плодов из сада

Разработана конструкция контейнера с резиновым амортизирующим слоем, расположенным с внешней стороны днища, что обеспечивает снижение повреждений плодов при разгрузке.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы переданы и используются при модернизации серийного полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗА (новое название ВУК-ЗАМ) в ГСКБ по комплексам машин для механизации работ в садах, виноградниках, питомниках и ягодниках (г. Кишинев, Республика Молдова), а также ГУ НПП САДМАШ (Ленинский район, Московская область). Опытные образцы новых транспортных агрегатов, оборудованные устройствами для поперечного перемещения платформы и для разгрузки контейнеров, эксплуатируются в садоводческих хозяйствах Старожиловского и Чучковского районов Рязанской области.

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях в Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П. А. Костычева в 2000...2003 гг., в ГНУ ВСТИСП в 2001...2002 гг., в Мордовском государственном университете им. Н. П. Огарева в 2003г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных трудов, в том числе получено одно свидетельство на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 1,21 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 108 наименований, в том числе 29 на иностранных языках и 8 приложений. Работа изложена на 14 i страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 51 рисунок.

Для достижения поставленной цели работы решались следующие задачи исследования:

1.Провести анализ машинных технологий вывоза плодов из сада и условий работы с целью выбора наиболее эффективной из них и определить направление совершенствования на основе модернизации серийного транспортного агрегата ВУК-ЗА.

2.0босновать конструктивно-технологическую схему транспортного агрегата, обеспечивающего высокую производительность, минимальные повреждения плодов, допустимое давление на почву (корневую систему плодовых деревьев) и свободное маневрирование в междурядьях сада, имеющих уклон поверхности до 10°.

3. Разработать конструкцию транспортного агрегата и контейнера для эффективной эксплуатации по современным технологиям механизированного вывоза плодов в специфических условиях сада.

4. Провести обоснование основных параметров транспортного агрегата для работы в садах с различным агроландшафтом.

5. Провести анализ ходовой системы транспортного агрегата для вывоза плодов, исходя из специфики работы в садах и условий снижения повреждений продукции при движении агрегата по неровностям дороги сада.

6. Провести экспериментальные исследования и хозяйственную проверку разработанного транспортного агрегата, в том числе его надежности, в рамках машинной технологии вывоза плодов из сада.

7. Провести анализ экономической эффективности предложенной технологии вывоза плодов из сада и модернизированного транспортного агрегата с устройствами для поперечного перемещения платформы и разгрузки контейнеров.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность проблемы и сформулированы основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе, "Состояние вопроса и задачи исследования", проведен анализ состояния вопроса и определены задачи исследования.

В настоящее время для механизации работ в садах наиболее эффективным являются транспортные агрегаты, обеспечивающие погрузку-разгрузку и транспортировку контейнеров с плодами из сада. Зарубежные и отечественные специалисты считают, что применение контейнеров будет постоянно расти, ибо их преимущество перед малогабаритной тарой неоспоримо. Они позволяют сократить на 15...20% время уборки при вывозе плодов из сада, уменьшить расходы на хранение продукции до 30% и устранить ручной труд на погрузочно-разгрузочных операциях. Исследованиям процесса механизированного вывоза плодов из сада

посвящены работы И.Б.Беренштейна, И.М.Брутера, Г.П.Варламова,

A.И.Герасимова, М.Е.Демидко, Я.З.Жилицкого, В.И.Калашникова,

B.А.Мартынова, В.Г.Протасова, М.А.Ройтбурга, А.К.Сапулова, А.В.Четвертакова, В.А.Юшина, А.С.Ярового и ряда зарубежных авторов: Kraus R., Мс Donell P.F. и др.

Одним из сдерживающих факторов широкого распространения контейнеров является отсутствие высокопроизводительной технологии для вывоза плодов из сада. Проведенный нами анализ технико-экономических показателей различных технологий показывает, что наиболее приемлемой, для отечественный условий является технология 4 (табл.1), при которой имеют место наименьшие затраты труда и удельные эксплуатационные затраты, при этом обеспечивается достаточно высокая производительность около 3,5 т/ч и более.

Таблица 1.

Технико-экономические показатели различных технологий вывоза плодов из сада (при расстоянии перевозки Зкм).

П/П Технологический комплекс машин Кол-во персонала, чел. Производитель ность за час эксплуатацион ного времени, т/ч Затраты труда, чел.ч/т Удельные эксплуатаци онные затраты, руб./т

1 2 3 4 5 6

1 ГАЭ-53 + ПВСВ-0,5 + ЭП-103 3 2,3 1,73 657,2

2 МТЗ-82 + 2ПТС-4+ + ПВСВ-0,5 + + ЭП-103 3 2,1 1,88 841,3

3 МТЗ-82 + 2ПТС-4 + JIA3-4030; МТЗ-82 + + 2ПТС-4 + ЭП-103 4 4,2 1,93 967,4

4 МТЗ-82 + ВУК-ЗА 2 3,5 0,87 377,3

5 МТЗ-82 + 5 тележек + ЭП-103 - 2 1,8 0,86 1093,6

Используемый в рамках технологии 4 (табл.1) полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗА для перевозки яблок не обеспечивает требуемой сохранности плодов и корневой системы плодовых деревьев, особенно это проявляется на склонах садов, уклон которых в Центрально-Черноземной зоны РФ достигает 10°. По результатам анализа технологий, нами рекомендуется следующая технологическая схема механизированного вывоза плодов из сада (рис.1), где используется универсальный модернизированный

агрегат ВУК-ЗА (условное обозначение нового полуприцепа ВУК-ЗАМ), способный загружать, разгружать контейнеры и транспортировать их на плодопункт.

Начало рабочего А цикла вьшоза плодов

У

Конец { рабочего цикла вывоза плодов

Рис. 1. Технологическая схема механизированного вывоза плодов из сада агрегатом МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ: А - погрузка пустых контейнеров; Б - транспортировка контейнеров в сад, В -расстановка контейнеров в междурядье; Г - погрузка заполненных контейнеров; Д -вывоз плодов в контейнерах из сада; Е - разгрузка контейнеров с плодами; 1 - трактор; 2 -погрузочное устройство; 3 - полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗАМ; 4 - контейнеры.

При движении агрегата вдоль склона в междурядьях сада нагрузка на левые и правые его колеса не одинакова. Расположенные ниже по склону колеса воспринимают большую нагрузку, как следствие, оказывают более высокое давление на почву и могут повреждать корни плодовых деревьев, расположенные в междурядьях. С целью устранения отмеченных недостатков, а также повышения производительности, сохранности и» качества плодов дня технологии 4 (табл.1) нами предлагается использовать модернизированный полуприцеп ВУК-ЗА (ВУК-ЗАМ) с конструктивно улучшенными контейнерами.

Полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗАМ (рис.2) состоит из рамы 1, ходовой части 2 в виде двухосной каретки, роликовой дорожки 3, устройства 4 и 5, соответственно, для разгрузки и погрузки контейнеров и устройства 6 для поперечного перемещения платформы.

Устройство 6 для поперечного перемещения платформы 7 состоит из гидромотора 9, посредством зубчатой передачи 10, винта 11, гаек 12 и направляющей 13 кинематически связанного с рамой 1. Тензодатчики 18 установлены на полуосях' 14, 15, 16, 17. Каждая из полуосей 14... 17, одним концом соединена со ступицей соответствующего колеса, другим с подшипниковыми узлами 19.

1 - рама;2 - ходовая часть; 3 - ролики; 4 - устройство для разгрузки контейнеров; 5 -устройство для погрузки контейнеров; 6 - устройство для поперечного перемещения платформы; 7 - платформа; 8 - сцепное устройство; 9 - гидромотор; 10 - зубчатая передача; 11 - винт; 12 - гайки; 13 - направляющая; 14, 15, 16, 17, - полуоси; 18 -тензодатчики; 19 - подшипниковые узлы.

Работает транспортный агрегат следующим образом. В садах, имеющих уклон, нагрузка на правые и левые колеса ходовой части 2 различна. Тензодатчики 18 измеряют изгибающий момент на полуосях 14, 15, 16, 17. Полученные данные поступают в блок управления (не показан), обрабатывается и подается сигнал на гидрораспределитель (не показан), который открывает соответствующие клапаны и запитывает гидромотор 9,который посредством зубчатой передачи 10, винта 11 и гаек 12, по направляющей 13 перемещает платформу 7 до того момента, пока нагрузка на более нагруженные колеса достигает допустимый уровень по давлению на

почву.

Для обоснования конструктивных и эксплуатационных параметров полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ, работающего по технологии 4 (табя.1) нами были проведены теоретические исследования.

Во второй главе, "Теоретические исследования параметров транспортного агрегата для вывоза плодов в контейнерах из сада", обоснованы основные параметры полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ с учетом технологии механизированного вывоза плодов из сада и агроландшафтных условий и характеристик полотна дороги в междурядьях.

Грузоподъемность является основной технической характеристикой транспортных агрегатов. Она определяет их эффективность, что крайне важно в современных рыночных отношениях. Поэтому был проведен анализ изменения удельных приведенных затрат при эксплуатации модернизированного полуприцепа-контейнеровоза при различной его грузоподъемности и дальности перевозок.

На основе известной методики, с учетом конструктивных особенностей ВУК-ЗАМ нами получена зависимость, определяющая изменения удельных затрат:

jwsrt« у Г---VQnr-Ql+

■пр V 100 } [_ g- cos о(в^ггач+1(2(Нт-tgoCr ДН)+0п)

%r'KtT (ат + агг \ Hnr'VQnr /Чг + »пгт ., \ ^ „ ч

+ —tT"' Г15Г" +E" }+-£--+E«J + Ъ +т>пВ)рв+

lu

+ 4t<vnh+-~~(st + sra,)) -rex

где: Hnp, НПг - стоимость изготовления 1кг массы, соответственно, полуприцепа и погрузочного устройства, руб/кг; tnp, tnr. tT - годовая загрузка, соответственно, полуприцепа, погрузочного устройства, трактора, ч; ат, апр, апг - годовые отчисления на содержание и капитальный ремонт, соответственно, трактора, полуприцепа, погрузочного устройства, %; Ен - нормативный коэффициент капитальных вложений в технический фонд; атт, апрт, апгт - годовые отчисления на техническое обслуживание, соответственно, трактора, полуприцепа, погрузочного устройства, %; Бот - заводская цена трактора, руб.; К,т - коэффициент, учитывающий затраты на доставку трактора в хозяйство; Ti, Т2 -часовая тарифная ставка тракториста и вспомогательного рабочего, руб/ч; пв - количество вспомогательных рабочих, чел.; рв - коэффициент доплат персоналу; Цт - комплексная цена горюче-смазочных материалов, руб/кг; gr - удельный расход ГСМ, с учетом затрат на поперечное перемещение платформы, кг/кВт ч; Nh - номинальная мощность двигателя, кВт; Зм - затраты на содержание 1м2 стоянки техники, руб/ч м2; Стех - коэффициент, учитывающий плотность расстановки техники на стоянке; St, Snp - площадь, занимаемая на стоянке, соответственно, трактором и полуприцепом, м2; а, - коэффициент пропорциональности между массой погрузчика и его грузоподъемностью; Qnr -грузоподъемность погрузочного устройства, кг; ДН - величина поперечного перемещение платформы; вп- ширина колеи полуприцепа; S - площадь контакта колеса с почвой, м2; рпоч - допустимое удельное давление на почву, не повреждающее корни плодовых деревьев, Па; , fno4 - коэффициент трения покоя резины о почву; Нт - высота расположения центра тяжести полуприцепа, м; g - ускорение свободного падения, м/с2.

Используя выражения (1), нами установлена область изменения удельных приведенных затрат при различной дальности перевозок и грузоподъемности агрегата (рис.3).

Рис. 3. Зависимость приведенных затрат на агрегат И от грузоподъемности О полуприцепа-контейнеровоза и дальности перевозки плодов Бп-РООООД - рациональная грузоподъемность транспортного агрегата МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ.

Как видно из графика (рис.3), рациональная грузоподъемность транспортного агрегата Он=3,2.. ,4,8т. при дальности перевозки плодов 8п=3...5км.

Уточнение допустимой грузоподъемности нового полуприцепа-контейнеровоза было проведено по основным ограничивающим факторам: по маневренности агрегата (ОсвХ по мощности двигателя трактора (Ом), по сцеплению ведущих колес трактора с дорогой (0^) и по удельному давлению колес полуприцепа на почву (Опоч)-

Обоснования допустимой грузоподъемности агрегата при его маневренности в междурядьях сада (рис. 4) были проведены со следующими допущениями. Поворот рассматривался как движение плоской системы на горизонтальной плоскости; колеса катятся без продольного и бокового скольжения и увода; разворот происходит при максимальном угле поворота переднего управляемого колеса трактора с постоянным радиусом качения; ширина колеи задних колес равна колее полуприцепа.

Учитывая габаритные размеры полуприцепа, его грузоподъемность, удельную массу плодов - яблок, массу контейнеров КЯ-220, рассматривали случаи, когда поперечное перемещение платформы максимально, и используя схему поворота агрегата, было получено выражение:

0св^(%+п1п)1к"%' ---Т~

1 »к'О- «* <*к) ) у)

где: 1пр - длина полуприцепа, м; тц - масса контейнера, кг; ш„ - масса плодов в контейнере, кг; ак - ширина контейнера, м; ¡к, пя - соответственно, количество рядов и ярусов контейнеров на полуприцепе, шт.; Ь - ширина поворотной полосы в саду, м; вш -ширина покрышки колеса, м; «¿к - УГ0Л поворота управляемых колес трактора;' К„р -радиус крон плодовых деревьев, м; ДНщ - зазор между шиной и рамой полуприцепа, м; вт - ширина платформы, м; 1-ш - длина тяги полуприцепа, м; 1р - ширина погрузочного устройства, м.

!

Рис. 4. Кинематика поворота трактора в агрегате с полуприцепом: 1 - трактор; 2 - тракторная тяга; 3 - полуприцеп; 4 - погрузочное устройство; 5 -

плодовые деревья.

А - ширина колеи агрегата при развороте, м; - скорость транспортного агрегата, км/ч; 1Т - расстояние от оси управляемых колес трактора до точки присоединения полуприцепа, м; вг, в„- ширина колеи, соответственно, трактора и полуприцепа при повороте, м; впр -максимальная ширина полуприцепа, м; вс, - ширина междурядий в саду, м; Ит - радиус, описываемый управляемым колесом трактора, м; Яп - радиус описываемый крайней точкой платформы полуприцепа, м.

При определении и приняты следующие допущения: агрегат движется на подъем с уклоном 10°, по прямой линии со скоростью 15 км/ч без пробуксовки, трение в сцепном устройстве не учитывалось, поверхность дороги ровная и имеет одинаковые физико-механические свойства по всей поверхности. Учитывалась мощность двигателя трактора, затрачиваемая на перемещение агрегата, на сцепление ведущих колес трактора с дорогой, на поперечное перемещение платформы 7 полуприцепа относительно рамы (Рис. 2), а также силы инерции и силы сопротивления движения агрегата.

Были получены следующие теоретические зависимости, определяющие величину ограничивающих факторов Ом и О^:

Ои<

^Л-аг- (ОД' ^я^+ё'ГГ'С08^^8*11

УП

ао+1

ао+1

^¿(ОД5м "(Г"сое+ яп(¿8)) а2 1У&[ргИ,- Г со8о(е+8!по(е]-0,1-5м-Д ё соэоС-Нап (/е-р2' Д)+0Д5М }

<Эпг

(3)

агОпг

(4)

¡9111.

где N>77 - мощность двигателя, затрачиваемая на поперечное перемещсюи: платформы, Вт; Р4н - номинальная мощность двигателя, Вт; g - ускорение свободною падения, м/с2; ао - коэффициент пропорциональности между грузоподъемностью и массой полуприцепа; а2 - коэффициент пропорциональности между массой трактора и номинальной мощностью двигателя кг/Вт; рь р2 коэффициенты, определяющие, соответственно, часть массы трактора и массы полуприцепа с погрузочным устройством и с плодами, нагружающие ведущие колеса; игр - скорость движения агрегата с грузом, м/с, т)уп - КПД гидропривода устройства для поперечного перемещения платформы; г| - КПД трансмиссии трактора; 5М - коэффициент приведения масс; ') - ускорение прямолинейного движения агрегата, м/с2; Г - коэффициент сопротивления перекатывания агрегата; С^ -уклон поверхности дороги, град; О - масса транспортируемого груза (плодов), кг; ц -коэффициент сцепления ведущих колес трактора с дорогой.

Допустимые величины грузоподъемности получены на основе зависимостей (3) и (4), т. е. по мощности двигателя и по сцеплению ведущих колес с почвой для серийного полуприцепа ВУК-ЗА и модернизированного ВУК-ЗАМ (рис.5).

При определении допустимой максимальной грузоподъемности полуприцепа-контейнеровоза по удельному давлению его колес на почву дополнительно принято, что агрегат движется вдоль склона с уклоном 10° без сползания.

Нагрузка на почву, создаваемая колесами ходовой части полуприцепа, определялась по предельному допустимому статистическому давлению, обеспечивающему сохранность корневой системы плодовых деревьев, боковая деформация колеса не учитывалась. Было получено выражение:

Опот^

ао+1

®'Рпоч А g ■eosoCe [2(НТ• ДН)

1+4,

с+1

щ <2пг

.(5)

Результаты исследований допустимой грузоподъемности агрегата показаны на рис. 5.

Во всех четырех случаях исследования с целью определения допустимой величины грузоподъемности Осв, Оы, 01ЮЧ, в качестве источника энергии принимался трактор МТЗ-82 с соответствующими техническими и конструктивными характеристиками. Было принято, что перевозки плодов осуществлялись по грунтовой дороге. Сравнение

модернизированного полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ проводилось с серийной машиной ВУК-ЗА.

Грузоподъемность агрегата из условия свободного маневрирования в саду.Оо,

Грузоподъемность агрегата по мощности двигателя,О

серийны:

АГРЕГАТ

разработанньг АГРЕГАТ

Грузоподъемность агрегата по сцеплению ведущих колес трактора с дорожным полотном

■ ¡£¿5

серийный ' разработанный АГРЕГАТ АГРЕГАТ

Грузоподъемность агрегата из

условия допустимого давления на

почву, 0„ом

Г.Л^■■ ....

серийный разработанный ' серийный разработанный АГРЕГАТ АГРЕГАТ АГРЕГАТ АГРЕГАТ

Рис. 5. Результаты определения величины допустимой грузоподъемности

агрегатов

_ МТЗ-82 + ВУК-ЗА и МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ:

Г___1 при работе на склоне о( g = 10°;

1 1 при работе на ровной поверхности дороги. В ходе теоретических исследований факторов, определяющих допустимую грузоподъемность транспортных агрегатов МТЗ-82 + ВУК-ЗА и МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ установлено, что для работы в садах, имеющих уклон полотна дороги порядка 10° предпочтительно за основу брать фактор Опоч,

поскольку в этом случае модернизированный полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗАМ способен перевозить контейнеры с плодами общей массой 4,72т, что в 1,1 раза больше, чем у серийной машины. Именно сохранность корневой системы плодовых деревьев позволяет эксплуатировать сад продолжительное время без потерь урожая, что дает дополнительный экономический эффект за счет уменьшения негативного воздействия ходовой части агрегата на почву.

Практика перевозки плодов показывает, что их повреждение возникает при переезде неровностей (рис.6) и попадании колес полуприцепа ВУК-ЗАМ в колею (рис. 7).

Рис. 6. Расчетная схема ходовой каретки полуприцепа при наезде на

выступ. Оп>

Рис. 7. Расчетная схема ходовой каретки при съезде полуприцепа

в колею.

Принимая допущения, что колеса при движении не деформируются, вертикальные колебания и пробуксовка отсутствуют, неровность имеет синусоидальный профиль:

где: Цпи,) - максимальная величина неровности, м; - радиус колеса, м; со, -угловая скорость колеса, рад/с; I - время движения по неровности, с.

Находим вторую производную по времени, т.е. ускорение из

выражения (6) для точки А (Рис. 6):

Максимальное ускорение точки А: Я8 г-ЗЬ.Гиммй *1)п>

^ошо тл2

* . (8) где: Dk - диаметр колеса, м.

Так как вертикальные перемещения точки С, где крепится рама, равно hH/2, а точки А равно h„ (Рис. 6) и ускорение аА = 2 Яс Таким образом динамические нагрузки в полуприцепе ВУК-ЗАМ при его движении по дорогам уменьшаются в 2 раза по сравнению с тракторным одноосным и двуосным прицепами.

По результатам экспериментальных исследований принята высота неровности h„ = 220 мм, и условие:

яа(ти) ; ®с(В1Ы)< g, (9)

rae:g - ускорение свободного падения, м/с; "

при котором повреждения плодов не происходят. Находим из выражения с учетом неравенства (9) допустимую для ВУК-ЗАМ скорость транспортирования плодов равную 24,1 км/ч. Для одно- и двуосных тракторных прицепов допустимая скорость вывоза плодов составляет 16,9 км/ч.

При съезде полуприцепа в колею (Рис. 7) принимаем, что она имеет прямоугольную форму. Глубина колеи h„ = 105 мм. Также делаем допущение, что максимальное ускорение точки С не должно превышать ускорение свободного падения с целью предупреждения повреждения плодов:

в _

8 j (10) где: h» — глубина колеи, м.

Преобразовав выражение (10), получаем условия ограничения по скорости движения:

- для одноосных и двухосных тракторных прицепов:

K^WS-JD^. (П)

- для полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ:

(12)

где: 0Гр- максимально допустимая скорость движения транспортного агрегата в случае преодоления колеи глубиной h, = 105 мм при условии не повреждения плодов, м/с.

Определено, что допустимая скорость движения полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ на 42% больше, чем у тракторных прицепов, т.е. соответственно, 15,1 км/ч и 8,7 км/ч. Это позволяет повысить производительность агрегата при вывозе плодов и как следствие, уменьшить

удельные приведенные затраты.

Полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗАМ с учетом особенностей агроландшафта сада и характеристик полотна дороги целесообразно агрегатировать с трактором тягового класса 1,4 кН, например, как в нашем

Были проведены теоретические исследования устройства 6 для поперечного перемещения

платформы 7 (рис. 2). £

Схема силовых факторов при работе устройства для поперечного перемещения платформы дана на рис. 8.

Рис. 8. Силовые факторы при работе транспортного агрегата, оборудованного

устройством для поперечного перемещения платформы: 1 - платформа; 2 - рама; 3 - ходовая часть; 4 - контейнеры; 5 - почва (междурядье сада); Р'пь Г^сц - силы сцепления левого и правого колеса с дорогой, Н; вп - вес полуприцепа, погрузчика и плодов, Н; АН - величина поперечного перемещения платформы относительно рамы полуприцепа, м; N1, N2 - нормальные реакции почвы на левые и правые колеса полуприцепа, Н; Нт - высота расположения центра тяжести полуприцепа,м.

Принималось, что агрегат равномерно движется по ровной поверхности дороги с уклоном = 10°, без пробуксовки и сползания, физико-механические свойства дороги по всей поверхности одинаковы.

Из системы уравнений равновесия полуприцепа при движении по склону (рис. 8), имеем

= Оп- апс<8 -Р'д, - =0;

Г = ^ + N2 - Оп-сойо^К = 0;

гмА = оп-а»о(в-(0/2 + дН) - ап-нгапс£е - ы2-0 = о ^

Было получено:

ДН=НтПв<^& (14)

Для дороги имеющей уклон о^ =10°, с учетом конструктивных характеристик полуприцепа-контейнеровоза (Нт= 1,25м), установлено ДНмах=0,21м. Значение данного конструктивного параметра было принято при изготовлении опытных образцов транспортных агрегатов ВУК-ЗАМ с устройством для поперечного перемещения платформы.

В третьей главе, "Экспериментальные исследования модернизированного транспортного агрегата", содержатся программа и методика исследований и испытаний. Программа экспериментальных

случае с трактором МТЗ-82.

/ X

ЧЙГхл

Ж сц

Нт\

1Р А,

исследований предполагала решение следующих задач: определение показателей, характеризующих условия работы в саду, в том числе наличие и величину неровностей и кйнав в междурядьях, а также урожайность; исследование производительности погрузочных устройств консольного типа ПГХ-0,5, ЛАЗ 4030 и серийного погрузочного устройства ВУК-ЗА; исследование устройства конвейерного типа для разгрузки усовершенствованных контейнеров, имеющих амортизирующий слой; определение технико-экономических показателей агрегата в производственных условиях.

В качестве объекта для исследований нами был разработан и изготовлен опытный макетный образец полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ, с устройством для поперечного перемещения платформы (рис. 2).

Исследования урожайности и условий работы агрегата выполнялись в 1999... 2000 гг. в садоводческих хозяйствах СПК Рязанские сады Старожиловского района и СПК Садовод Чучковского района Рязанской области. Данные, полученные в ходе этих исследований, использовались при теоретическом анализе грузоподъемности, в том числе урожайность у = 9,29... 10 т/га, ширина свободного прохода в междурядьях всв - 2,4...3,2 м, ширина поворотной полосы агрегата L = 8... 16 м, удаленность границ сада от плодопункта Sn = 1,85 ...6,46 км, высота штамба и радиус кроны дерева, соответственно, Ьш = 0,38...0,72 м и Rrp = 3,5... 5,6 м и другие.

Экспериментальные исследования опытного образца полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ проводились в 2001...2002 гг. в СПК Садовод Чучковского района Рязанской области. Так как транспортный агрегат для выбранной технологии вывоза плодов из сада (рис. 1) должен быть оборудован погрузчиком, нами были оценены 3 устройства консольного типа: ЛАЗ 4030, ПГХ-0,5 и серийный погрузчик для ВУК-ЗА. Было определено, что наиболее подходящий вариант - это серийный погрузчик, устанавливаемый на ВУК-ЗАМ, который имеет максимальную производительность до 35 т/ч.

При разгрузке контейнеров используется скатное устройство 4 (Рис. 2) установленное на полуприцепе-контейнеровозе ВУК-ЗАМ. Работает устройство для разгрузки контейнеров следующим образом: навеской трактора поднимается передняя часть полуприцепа и контейнеры по устройству 4 скатываются на поверхность дороги (Рис. 2). Чтобы предотвратить повреждения плодов, нами предложено оснастить контейнеры амортизирующим резиновым слоем толщиной 10 мм, прикрепленным с внешней стороны его днища.

Для исследования процесса скатывания модернизированных контейнеров нами была изготовлена лабораторная установка с роликовыми дорожками и скатными поверхностями длиной 1 = 1300 мм. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Установлено, что роликовая дорожка 080 наиболее предпочтительна для предложенной технологии разгрузки контейнеров, имеющих прорезиненный слой. Минимальный угол скатывания составляет 8°, при этом

повреждения плодов составили не более 0,8%, что в 1,7 раза меньше, чем при использовании стандартного контейнера.

Таблица 2.

Скорость контейнера с плодами в конце скатной плоскости длиной 1,3 м, м/с

п/п Поверхности Угол наклона скатной плоскости, град.

5 10 15 20

1 2 3 4 5 6 7

2 || Дерево -/- -/- 1,36/0,67

3 3 а Полистирол -/- -/- 1,46/- 1,52/0,71

4 § с ° Металл -/- 2,05/0,85 2,60/1,39

3 из Ы? & 40 мм -/- 1,12/0,61 1,84/0,8 2,60/1,6

6 1 II ; 5 о о о О. К — 0 80 мм -/- 1,49/0,72 2,38/0,79 2,91/1,55

7 0 120 мм 0,77/0,54 1,96/0,88 2,54/1,48 5^7 /1,63

- - скатывание контейнера не происходило; * - возможно опрокидывание контейнера.

В числителе - результаты исследований стандартных контейнеров КЯ-220, в знаменателе - контейнеры с резиновой подушкой толщиной 10 мм.

С целью определения допустимой скорости транспортирования плодов яблок в СПК Садовод Чучковского района Рязанской области в 2001 году был проведен полнофакторный эксперимент по плану 23. В качестве переменных факторов были приняты: Хгуклон поверхности дороги, по которой транспортируются плоды, град.; хг-скорость движения полуприцепа-контейнеровоза, км/ч; Хз-глубина колеи, мм. Выходной параметр: упп -повреждение плодов, %.

Основные уровни и интервалы варьирования факторов представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Уровни и интервалы варьирования факторов при исследовании режимов _работы полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ_

№ Факторы II Основной уровень Интервал варьирования Верхний уровень Нижний уровень

[ Натуральное значение Кодированное значение Натуральное значение Натуральное значение Кодированное значение Натуральное значение Кодированное значение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 X, 5 0 5 10 +1 0 -1

2 х2 км/ч 13 0 5 18 +1 8 -1

3 Х3 мм 80 0 25 105 +1 55 -1

После определения коэффициентов регрессии и проверки их на значимость по {-критерию Стьюдента, при /у=16, было получено уравнение регрессии:

упп =3,9575 + 0,125Х] - 0,85х2 - 0,65х3 - 0,0175х,х3 - 0,2075х2х3 -- 0,025 х, хгх3. (15)

Оценочные расчеты по критерию Кохрена подтвердили адекватность модели.

Исходя из агротехнических требований по ограничению повреждения плодов не более 5%, имеем:

упп =3,9575 + 0,125х, - 0,85х2 - 0,65х3 - 0,0175Х1Х3 - 0,2075х2х3<5.(16) Принимаем самые неблагоприятные условия работы контейнеровоза Хг = +1 (т.е. угол уклона поверхности дорог 10°) и Х3 = +1 (глубина колеи 105 мм), было получено кодовое значение скорости движения: х2 < 0,462. Возвращаясь к натуральным значениям фактора: иГр< 15,3 км/ч., что подтверждает результаты, полученные при теоретических исследованиях, при которых из условий минимального уровня повреждений плодов максимальная скорость определена равной 15,1 км/ч. Расхождение составляет менее 2%.

Оценка технико-экономических показателей транспортных агрегатов представлена в табл.4.

Таблица 4.

Технико-экономические показатели транспортных агрегатов (дальность перевозки 7,2 км, сорт яблок "Антоновка обыкновенная")

Технико-экономические показатели Состав агрегата

Т-25 + КП-20 МТЗ-82 + ВУК-ЗА (серийный) МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ (модернизи рованный) М'ГЗ-82 + ПГХ-0,5 + ПК-6

1 2 3 4 5

Грузоподъемность, кг 2000 4200 4500 6000

Средняя скорость движения агрегата, км/ч с плодами 10,5 13,1 13,2 11,2

старой 18,1 21,2 21,2 19,0

Время цикла по некоторым операциям ,ч погрузка тары 0,1 0,2 0,2 0,4

транспортировка тары 0,19 0,17 0,16 0,18

погрузка плодов 0,2 0,4 0,4 0,5

транспортировка плодов 0,25 0,29 0,27 0,31

Количество рабочих 2 2 2 2

Производительность, т/ч 1,82 2,41 2,45 3,60

Повреждения плодов, % 3,7 3,2 3,0 2,7

Удельные производственные затраты, руб./т 434,8 424,3 421,5 482,3

полуприцепа ВУК-ЗАМ с устройством для поперечного перемещения платформы нами были рассмотрены различные транспортные агрегаты грузоподъемностью 2,0; 4,2; 4,5 и 6,0 т. Наклон рабочей поверхности дороги для исследований всех прицепов равнялся 10°.

Как видно из табл. 4, производительность модернизированного полуприцепа ВУК-ЗАМ выше, а повреждения плодов ниже, чем у серийного ВУК-ЗА, а по удельным приведенным затратам, которые составляют 421,5руб/т, разработанный транспортный агрегат является наиболее предпочтительным из всех исследованных машин.

Данная оценка позволяет сделать вывод о перспективности модернизированного полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ, и в целом подтверждает результаты теоретических исследований.

В процессе экспериментальных исследований была апробирована работа устройства для поперечного перемещения платформы агрегата. Установлены его основные параметры: начало срабатывания на склоне - 1...20 и время перемещения ДНтах=210 мм - 3,8 с.

В четвертой главе, "Производственная проверка и экономическая эффективность модернизированного транспортного агрегата для вывоза плодов из сада", представлены результаты хозяйственных испытаний и оценка технико-экономической эффективности полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ.

Испытания транспортных агрегатов МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ проводились в садах плодоводческих хозяйств в СПК Рязанские сады Старожиловского района и СПК Садовод Чучковского района Рязанской области в период с 2001 по 2002 год.

Производственные испытания показали, что использование для вывоза плодов из сада полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ приводит к уменьшению количества повреждений плодов на 0,7 — 2,2% и на 0,2...1,1%, соответственно, по сравнению с тракторным прицепом 2ПТС-4 и серийной машиной ВУК-ЗА. Кроме того, в случае применения транспортного агрегата МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ повышается производительность на 0,4 т/ч, и на 0,1 т/ч, соответственно по сравнению с агрегатами МТЗ-82 + 2ПТС-4 и МТЗ-82 + ВУК-ЗА. Это позволяет сократить затраты труда и эксплуатационные затраты, соответственно на 53,4% и на 15,8%, по сравнению с тракторным прицепом 2ПТС-4, и соответственно, на 4,0% и на 2,4% с серийным полуприцепом-контейнеровозом ВУК-ЗА.

Исследования показателей надежности полуприцепа-контейнеровоза подтвердили, что разработанная конструкция ВУК-ЗАМ отвечает техническим требованиям, предъявляемым к транспортным агрегатам для вывоза плодов из сада. Установлено, что коэффициенты технической готовности и технического обслуживания для ВУК-ЗАМ составляют, соответственно 0,97 и 0,95.

Годовой экономический эффект от использования агрегата МТЗ-82 + ВУК-ЗАМ составил 26118 руб в ценах 2002 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технологий и средств механизации для вывоза плодов из сада показал, что различные машинные технологии используются в малых объемах. При этом имеют место значительные затраты труда и средств, прогрессивный вид тары - контейнеры используются редко. Потери плодов, в том числе от повреждений, достигают 25% и выше.

Транспортные агрегаты работающие в садах на склонах, в рамках рассмотренных технологий своей ходовой частью наносят повреждения корневой системе плодовых деревьев.

Вышеизложенное подтверждает актуальность работ по выбору перспективной машинной технологии вывоза плодов из сада, обоснованию и разработке более совершенного и эффективного транспортного агрегата для данной технологии.

2. На основе анализа:

2.1. Выбрана, для дальнейших исследований, перспективная технология механизированного вывоза плодов из сада на основе полуприцепа - контейнеровоза ВУК-ЗА. Установлено, что с целью повышения его эффективности целесообразно провести модернизацию данной машины, обеспечивающей повышение производительности, снижение повреждений плодов, уменьшение удельного давления ходовой части агрегата на почву при работе на склонах.

2 2. Разработана конструктивно-технологическая схема модернизированного полуприцепа-контейнеровоза (условное обозначение новой машины ВУК-ЗАМ), оборудованного оригинальными устройствами для разгрузки усовершенствованных контейнеров и для поперечного перемещения платформы при работе на склонах (свидетельство на полезную модель В 62 D 37/04 №25723 от 20.10.2002).

3. На основе теоретических исследований определена зона значений основного параметра - грузоподъемности агрегата ВУК-ЗАМ (3,2...4,8т) и уточнена ее допустимая величина по основным ограничивающим факторам:

- обеспечению маневренности агрегата в междурядьях сада QCb;

- мощности двигателя трактора QN;

- сцеплению ведущих колес трактора с дорогой Q^;

- удельному давлению колес агрегата на почву Опоч-

4. Принято, что из перечисленных выше факторов предпочтительным является Опоч- Допустимая грузоподъемность на склонах до 10° машины ВУК-ЗАМ составляет 4,75т, что в 1,1 раза выше по сравнению с серийным агрегатом.

Определено, что полуприцеп-контейнеровоз ВУК-ЗАМ агрегатируется с трактором, тяговый класс которого не менее 1,4 кН. Расчетная скорость данного транспортного агрегата при вывозе плодов по дорогам, имеющим колею глубиной до 105 мм, из условия ограничения повреждений плодов не должна превышать 15,1 км/ч. Обоснована величина максимального поперечного перемещения платформы ВУК-ЗАМ ДНтах=210 мм при её ширине #„„=2000 мм и длине полуприцепа 1„р=8200 мм.

5. В ходе экспериментальных исследований установлено, что наиболее эффективно при разгрузке контейнеров использовать роликовую дорожку длиной 1,3 м, с диаметром роликов 080 мм, при угле скатывания 8°. В качестве тары следует применять контейнеры, днище которых с внешней стороны снабжено резиновым слоем толщиной 10 мм.

Определена экспериментальным путём в ходе полнофакторного эксперимента по плану 2 допустимая скорость полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗАМ, которая для транспортирования яблок должна быть не более 15,3 км/ч, что имеет расхождение с теоретическими исследованиями в пределах 2%.

Определены основные параметры устройства для поперечного перемещения платформы: начало срабатывания - 1...20 (склон), время перемещения при ДНти=210 мм - 3,8 с.

6. Производственные испытания показали, что использование для механизированного вывоза плодов из сада полуприцепом-контейнеровозом ВУК-ЗАМ повышает производительность труда на 66,4%, снижает удельные затраты на эксплуатацию на 15,4%, по сравнению с тракторным прицепом. Экономический эффект за сезон составляет 26118 руб. в ценах 2002 года на один агрегат МТЗ-82+ВУК-ЗАМ.

Опытные образцы ВУК-ЗАМ применяются при вывозе плодов в садоводческих хозяйствах Рязанской области.

7. Результаты работы по модернизации транспортного агрегата полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗА (условное обозначение нового агрегата ВУК-ЗАМ) приняты к использованию в ГУ НПП САДМАШ Ленинского района Московской области РФ и в АО ГСКБ по комплексам машин для механизации работ в садах, виноградниках, питомниках и ягодниках г. Кишинёв, Республика Молдова.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Бычков В.В., Фомин С.Л. Механизация погрузочно-разгрузочных и транспортных работ при уборке плодов. - Сб. Плодоводство и ягодоводство России, том - IX., Москва. 2002г., с. 389-395.

2. Свидетельство на полезную модель 7 В 62D 37/04 №25723, от 20.10.2002. Устройство для стабилизации движения транспортного средства. Авторы: Успенский И.А., Фомин С.Л., Лунин Е.В., Бышов Н.В., Борычев С.Н., Чекмарев В.Н.

3. Фомин С. Л. Результаты экспериментальных исследований транспортной машины при лабораторных и лабораторно-полевых испытаниях. - Сб.: Актуальные проблемы экологии и сельскохозяйственного производства на современном этапе, Выпуск 2, Рязань. 2003г,, с. 89-91.

4. Фомин С.Л. Транспортный агрегат для вывоза плодов в контейнерах из сада. Информационный листок. №61-082-03, Рязань ЦНТИ.2003.

5. Фомин С.Л. Анализ ходовой системы прицепа для плодовой продукции. - Сб.: Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства. Рязань, 2003г., с. 49-50.

6. Фомин С.Л. Анализ ходовой системы прицепа для плодоовощной продукции. Ж "Достижение науки и техники в АПК", №8,2003г., с. 22-23.

Подписано к печати 15.08.2003 Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 1.1. Тираж 100 экз. Заказ № 53. Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А.Костычева» 340044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1 Отпечатано в типографии РГСХА.

y.

//

РНБ Русский фонд

2005-4 6304

?е ьнт •»поз

\

4W

4 стр.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 .Характеристика условий работы транспортных агрегатов в садах.

1.2.Тара, применяемая для вывоза плодов из сада.

1.3.Основные особенности конструкции транспортных агрегатов.

1 АМеханизация погрузочно-разгрузочных и транспортных работ при уборке плодов.

1.5,Особенности технологий вывоза плодов в контейнерах из сада.

1 .б.Уборочно-транспортные комплексы для механизации работы в садах.

1.7.Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА ДЛЯ ВЫВОЗА ПЛОДОВ В

КОНТЕЙНЕРАХ ИЗ САДА.

2.1 .Анализ принципиальной схемы транспортных агрегатов.

2.1.1 .Обоснование конструктивной схемы агрегата.

2.1.2. Направление модернизации транспортного агрегата для вывоза плодов из сада.

2.2. Направление совершенствования технологии вывоза плодов из сада

2.3.Определение зоны рациональной грузоподъемности транспортного агрегата.

2.3.1.Обоснование габаритных параметров и грузоподъемности полуприцепа-контейнеровоза из условия свободного маневрирования в саду.

• 2.3.2.0боснование грузоподъемности полуприцепа-контейнеровоза по мощности двигателя трактора и сцеплению его ведущих колес с почвой.

2.3.3.Обоснование грузоподъемности полуприцепа-контейнеровоза по допустимому давлению на почву.

2.4.Анализ ходовой системы полуприцепа-контейнеровоза для вывоза плодов из сада.

2.5. Анализ тягового сопротивления транспортного агрегата и обоснование класса тяги трактора для его агрегатирования.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ТРАНСПОРТНОГО

АГРЕГАТА.

3.1 .Объекты исследования.

3.2.Программа исследования.

3.3.Методика исследования.

3 АРезультаты экспериментальных исследований.

3.4.1.Анализ показателей, характеризующих дорожные условия сада и урожайность.

3.4.2.Анализ процессов погрузки, разгрузки контейнеров при работе транспортного агрегата.

3.4.3.Обоснование допустимой скорости транспортирования плодов на полуприцепе-контейнеровозе ВУК-3 AM.

3.4.4. Определение технических характеристик устройства для поперечного перемещения платформы.

3.4.5.Исследования основных показателей использования модернизированного агрегата.

3.4.6.0ценка качества плодов после их вывоза из сада на модернизированном полуприцепе-контейнеровозе ВУК-3 AM.

ГЛАВА 4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ТРАНСПОРТНОГО

АГРЕГАТА ДЛЯ ВЫВОЗА ПЛОДОВ ИЗ САДА.

4.1 .Условия проведения испытаний транспортного агрегата.

4.2.Хозяйственная проверка технологического процесса вывоза плодов из сада транспортным агрегатом МТЗ-82+ВУК-ЗАМ.

4.3 .Результаты полевых испытаний транспортного агрегата.

4.4,Основные положения методики расчета параметров транспортного агрегата для вывоза плодов из сада.

Основным направлением развития экономики сельского хозяйства РФ является рост производительности труда, снижение себестоимости продукции и уменьшение количества ее потерь. Для бесперебойного обеспечения населения продуктами питания среднегодовое повышение объема производства сельского хозяйства должно быть не менее чем на 12 % [1]. Важное значение в общем объеме роста производства продуктов имеет плодово-ягодная продукция.

В настоящее время необходимы комплексные меры по улучшению снабжения населения плодово-ягодной продукцией за счет расширения и повышения интенсивности садоводства, повышения сохранности качества плодов и снижения потерь продукции на пути её следования от сада до потребителя. В связи с этим большое значение имеет широкое внедрение прогрессивных технологий уборки и вывоза плодов из сада [21,28,78].

Уровень механизации садоводства до настоящего времени сравнительно низок, велики затраты труда при уборке и вывозе урожая из сада. Сложившаяся организация работ в садоводстве России не в полной мере отвечает современным требованиям сельскохозяйственного производства. В процессе вывоза плодов из сада имеют место многократные перевалки, ручная погрузка, разгрузка, простои и холостые пробеги машин, что приводит к снижению производительности транспортных агрегатов и погрузочных средств[3]. И как результат этого - затягиваются агротехнические сроки уборки плодов и теряется значительная часть урожая. Только при внутрихозяйственных перевозках потери от снижения товарных качеств плодов достигают 25 % [47]. При работе на склонах, которые достигают в садах Центрально-Черноземной зоны России величины 10 град, возможны повреждения ходовой частью транспортных агрегатов корневой системы плодовых деревьев, что весьма не желательно.

Одним из прогрессивных направлений повышения уровня комплексной механизации работ в садах является широкое применение контейнеров. Однако на современном этапе широкое внедрение контейнерной технологии уборки и хранения плодов сдерживается отсутствием эффективных технических средств для уборки и вывоза плодов из сада, а также несовершенством конструкции контейнера.

В ряде зарубежных стран с развитым садоводством: США, Германии, Англия и др. наметилась тенденция к созданию специальных транспортных агрегатов для вывоза плодов из сада [61]. В нашей стране эти вопросы не получили должного научного обоснования. В связи с этим целью настоящей работы является совершенствование технологии механизированного вывоза плодов из сада с различными агроландшафтными условиями и обоснование модернизации транспортного агрегата для нее, обладающего высокой производительностью, обеспечивающего минимальный уровень повреждений плодов и корневой системы плодовых деревьев при работе на склоне.

На защиту выносится: исследования технологий механизированного вывоза плодов и конструктивно-технологической схемы и определение направлений модернизации агрегата ВУК-ЗА (условное новое название ВУК-ЗАМ), обладающего высокой производительностью при низком уровне повреждений как перевозимых плодов, так и корневой системы плодовых деревьев при работе на склонах с уклоном поверхности до 10 град., а также путей совершенствования конструкций контейнеров; методика расчета рациональных параметров транспортного агрегата ВУК-ЗАМ, в том числе рациональной грузоподъемности исходя из специфики работы в междурядьях сада с уклоном поверхности, технических возможностей трактора, а также габаритных размеров данного полуприцепа-контейнеровоза; анализ взаимодействия ходовой части транспортного агрегата с полотном дороги в междурядьях сада при движении с плодами; результаты экспериментальных исследований и хозяйственной работы транспортного агрегата ВУК-ЗАМ в рамках технологии вывоза плодов при работе на склонах до 10 град, в междурядьях сада; технико-экономическая оценка технологии вывоза плодов модернизированным агрегатом С устройством для поперечного перемещения платформы и разгрузки контейнеров, имеющих амортизирующий слой.

7. Результаты работы по модернизации транспортного агрегата полуприцепа-контейнеровоза ВУК-ЗА (условное обозначение нового агрегата ВУК-ЗАМ) приняты к использованию в ГУ 111 И1 САДМАШ Ленинского района Московской области РФ и в АО ГСКБ по комплексам машин для механизации работ в садах, виноградниках, питомниках и ягодниках г. Кишинёв, Республика Молдова. ц

132

1. Адронов М.Н. Перевозка плодово-ягодной продукции. М., ЦНИИТЭИ, 1879, С.32.37

2. Антышев Н.М., Бычков Н.И. Справочник по эксплуатации тракторов. Россельхозиздат, М., 1985, с. 10.21.

3. Антышев Н.М., Евтюшенков Н.Е., Сметнев С.Д. и другие. Концепция транспортно-технологического обслуживания сельского хозяйства до 2005 года, М. Издательство ВИМ., 1996, 93с.

4. Алексеев Е.Г., Алферов К.В. и др. Энциклопедический справочник. Машгиз, М., 1949, том 9, раздел 4, 863 с.

5. Антонов А.П. и др. Тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов. Россельхозиздат, М., 1979, 87 с.

6. Батищев И.И. Организация и механизация погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте. "Транспорт", М., 1978, с. 123.128.

7. Баранович Б.М. Транспортные средства в сельском хозяйстве. М., "Колос", 1979, с. 17.54.

8. Быков B.C., Кобец А.В. Чем транспортировать фрукты ? Ж.: "Сельские зори", №8, 1976, с. 56.S7.

9. Бранд С.Б. Тенденции развития конструкций машин для товарной обработки плодов. М., ЦНИИТЭИ, 1972, с70.73.

10. Брутер И.М. и др. Транспортные средства для перевозки плодов. Ж.: "Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии", №9, 1980, с. 59.

11. Брутер И.М. и др. Средства механизации погрузочно-разгрузочных работ в садоводстве. Ж.: "Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии", №3, 1980, с. 62.

12. Брутер И.М. и др. Модернизированный погрузчик ПВСВ-0,5. Ж.: "Техника в сельском хозяйстве", №1, 1980, с. 38.

13. Бернштейн И.Б. Применение механизации в интенсивных садах. Ж.: "Консервная и овощесушильная промышленность", №2, 1975, с. 30.

14. Бернштейн И.Б., Баккал И.И. Применение пакетов и контейнеров в хозяйствах Крыма. Ж.: "Садоводство", №8, 1975, с. 6.

15. Бернштейн И.Б. Некоторые вопросы организации уборки урожая плодов с применением контейнеров и пакетов. В кн.: "Пути повышения урожайности плодовых и овощных культур". Одесса, 1976, с. 36.40.

16. Болтинский В.Н. Разгон машинно-тракторных агрегатов на повышенных скоростях. Ж.: "Механизации и электрификация социалистического сельского хозяйства". 1961, №3, с. 1.8.

17. Болтинский В.Н. Научные основы повышения рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов. Труды ВИМ, т.66, М., 1974, с. 5.33.

18. Варламов Г.П., Четвертаков А.В. Механизация погрузочно-разгрузочных работ. Ж.: "Садоводство", №9, 1983, с. 14. 16.

19. Варламов Г.П. и др. Состояние и тенденции развития конструкций машин для погрузки и транспортировки плодов и тары, применяемой в садоводстве и виноградарстве. М., ЦНИИТЭИ, 1977, с. 5.39.

20. Временные рекомендации по ограничению уровня воздействия движителей сельскохозяйственной техники на почву. М., Агропромиздат, 1985, с. 11.14.

21. Варламов Г.П., Сычев Ю.Я. Комплекс машин для уборки плодов в садах. Ж.: "Тракторы и сельхозмашины", №5, 1980, с. 23.25.

22. Высоцкий А.А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. М., "Машиностроение", 1968, с. 258.271.

23. Виноградов К.Н. и др. Обоснование параметров и конструкции универсально-пропашного трактора повышенной эффективности. Воронеж, Изд. Воронежского университета, 1978, 32 с.

24. Валге А.М и др. Использование статистических методов для обработки экспериментальных данных при проведении научных исследований по механизации и электрификации с.-х. производства. Ленинград-Пушкин, НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, 1978, 12 с.

25. Веденяпин Г.В. и др. Эксплуатация машинно-тракторного парка. "Колос", М., 1968,24 с.

26. Вознесенский B.JI. Первичная обработка экспериментальных данных. Ленинград, "Наука", 1969, 83 с.

27. Вентцель Е.С. Исследование операций. М., Изд. Советское радио, 1972, с. 9.18.

28. Герасимов Н.И., Жилицкий ЯЗ. Технология уборки плодов и транспортировки их из сада. Сборник научных трудов ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина, Мичуринск, вып. 26, 1978, с. 113.

29. Дуброва П.Ф. и др. Экономика и организация промышленного садоводства. "Колос", М., 1986, 159 с.

30. Еникеев В.Г., Киселева А.А. Оптимизация структуры машинно-тракторного парка с учётом критериальных оценок. Ленинград-Пушкин, Труды ЛСХИ,т.235, 1973, с. 130.137.

31. Ерохин М.Н., Кари А.В. Проектирование и расчет подъемно транспортных машин сельскохозяйственного назначения. М., Колос, 1999, 285с.

32. Жукевич К.И. Методы экономической оценки сельскохозяйственных машин и технологий. Минск, "Урожай", 1994, с. 90.

33. Завалишин Ф.С. Основы расчета механизированных процессов в растениеводстве. "Колос", М., 1973, с. 41.49.

34. Завалишин Ф.С., Мацнев М.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М., "Колос", 1982, с. 12.97.

35. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М., "Колос", 1984, с. 103.119.

36. Коганович И.М. Организация территории сада. Ж.: "Садоводство", №8, 1979, с. 10.

37. Князьков В.В., Сычев Ю.Я. Сбор и транспортировка яблок. Ж.: "Садоводство", №7, 1974, с. 59.61.

38. Кормаков Л.Ф. Организация использования транспорта в сельском хозяйстве. "Колос", М., 1976, с. 40.50.

39. Краснодарова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений эксперимента. Ленинград, "Наука", 1970, с. 7.95.

40. Крутов A.M., Кашин В.И. Некоторые направления совершенствования техники для садоводства. Ж.: "Тракторы и сельхозмашины", №10, 1999, с. 24.26.

41. Ксеневич И.П., Гуськов В.В. и др. К прогнозированию машинно-тракторного парка. Ж.: "Тракторы и сельхозмашины", №12, 1979, с. 3.4.

42. Киртбая Ю.К. Резервы в использовании машинно-тракторного парка. "Колос", М., 1977, с. 17.29.

43. Кербер В.Н. Оптимизация параметров мобильного сельскохозяйственного агрегата. В кн.: Повышение эффективности технологических процессов и совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин. Ленинград, "Колос", 1982, с. 25.28.

44. Кербер В.Н. Динамический синтез мобильных сельскохозяйственных агрегатов. Реф. журнал: "Тракторы и сельскохозяйственные машины и орудия", М., ВИНИТИ, №9, 1981, с. 11.

45. Лебедев О.В., Шермухамедов А.А. Матмурадов Ф.М. Надежность транспортных средств при выгрузке. Журнал "Тракторы и сельскохозяйственные машины", №12, 2000, с. 36-37.

46. Мельников С.В. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Ленинград, "Колос", 1980, с. 5.50.

47. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М., Ж.: "Техника в сельском хозяйстве", №12, 1977, с. 79.85.

48. Мартынов В. А. Перевозка плодов внутри хозяйства. Ж.: "Садоводство", №8, 1975, с. 8.

49. Мартынов В. А. Планирование и использование тракторов, автомобилей на перевозке плодов в совхозе "Агроном" Липецкой области. Сб. науч. трудов ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина, Мичуринск, вып. 20, 1975, с. 252.256.

50. Маликов А.В. Обоснование грузоподъёмности универсального транспортного агрегата. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н, 1975, Воронеж, 189 с.

51. Никитин Б.М. Теоретическая механика. "Наука", М., 1977,187 с.

52. Нелюбова А.Н. и др. Техника для садов и виноградников (Парижский салон). Ж.: "Тракторы и сельхозмашины", №1, 1981, с. 32

53. Нифонтов Б. Механизация погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте. Ж.: "Техника в сельском хозяйстве", №4, 1976, с.91.

54. Народное хозяйство СССР. "Статистика", М., 1974.1987 гг.

55. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники. ЦНИИТЭИ, М., 1990, с. 135.140.

56. Отчёт о научно-исследовательской работе лаборатории транспортировки и товарной обработки плодов. Мичуринск, ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина, 1972.1980.

57. Окнин Б.С. Обоснование оптимальных параметров тракторных транспортных агрегатов. Ж.: "Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства", №6, 1971, с. 18

58. Описание и инструкции на акселерометры тензометрические «АТ». " ЦНИИЭП сельстроя", Апрелевка, 1971.

59. Павлов Л. Прогрессивные виды тары. Ж.: "Садоводство", №1, 1974, с.26-28.

60. Павлов В.А., Муханов С.А. Транспортные прицепы и полуприцепы. Воениздат, М., 1981, с. 21.67.

61. Перчаткин Ю.В. Состояние и направление развития прицепных тракторных средств сельскохозяйственного назначения, научные труды ВНИИ механизации сельского хозяйства, 2000, с. 178-182.

62. Пронин С.Н. Эффективность поточной технологии уборки плодов. Ж.: "Садоводство", №9, 1983, с. 2.4.

63. Рекомендации по эффективному использованию машинно-тракторного парка в сельском хозяйстве. "Реклама", Кишенев, 1982, с. 39.72.

64. Рогачев А.Ф. Динамический анализ и повышение эффективности гидрофункционирующих погрузочно-транспортных агрегатов стрелового типа. Изд-во Волгоградского

65. Руководство к полевому почвенному плотномеру конструкции Ревякина Ю.Ю. ТСХА, М., 1979.

66. Свидетельство на полезную модель 7 В62 D 37/04 №2572 Устройство для стабилизации движения транспортного агрегата. Авторы: Успенский И.А., Фомин С.Л., Лунин Е.В. и другие.

67. Сельскохозяйственная техника. Каталог, ч. 1, М., 1981, с. 113.121.

68. Серебряный М.И. Перевозка и подъёмно-транспортные средства в сельском хозяйстве. "Колос", М., 1978, с. 36.39.

69. Фомин С.А. Результаты экспериментальных исследований транспортной машины при лабораторных и лабораторно-полевых испытаниях.-Сб.: Актуальные проблемы экологии и сельскохозяйственного производства на современном этапе. Выпуск 2., Рязань, 2003.

70. Фомин С.Л. Транспортный агрегат для вывоза плодов в контейнерах из сада. Информационный листок. №61-082-03,Рязань ЦНТИ.2003.

71. Хрипин В. Инструкция по эксплуатации самоходной измерительной лаборатории. НАТИ, М., 1974.

72. Чудаков Д.А. Основы теории расчёта трактора и автомобиля. "Колос", М., 1972, с. 188.210.

73. Чумаченко В.К. Комплекс машин для интенсивного садоводства. Ж.: "Садоводство", №7, 1984, с. 7.9.

74. Четвертаков А.В., Юшин В.А. Анализ механизированных технологий вывозки плодов из сада. Ж.: "Садоводство", №8, 1977, с. 16.

75. Четвертаков А.В., Юшин В.А. О производительности вильчатого погрузчика на вывозке плодов из междурядий сада. Краткие тезисы доклада второй Всесоюзной конференции молодых ученых по садоводству. Мичуринск, 1976, с. 183.186.

76. Четвертаков А.В. и др. К методике оценки качественных показателей виброустановки для уплотнения плодов в контейнерах. Сборник научных работ ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина, выпуск 20, Мичуринск, 1975, с. 189.193.

77. Четвертаков А.В. и др. Машины для товарной обработки плодов. "Машиностроение", М., 1977, с. 8. 14.

78. Юшин В.А., Минаев J1.A. Установка для обработки плодоовощной продукции в таре защитными препаратами. Авторское свидетельство № 1683632, 1991.

79. Юшин В.А. Погрузчик. Авторское свидетельство № 26033. 1978.

80. Юшин В.А. Обоснование некоторых параметров устройства для погрузки контейнеров на прицеп. Краткие тезисы докладов второй Всесоюзной конференции молодых ученых по садоводству. Мичуринск, 1976, с. 187.190.

81. Юшин В.А. Саморазгружающийся прицеп для вывозки плодов в контейнерах из сада. Тамбовский ЦНТИ, №176, 1976.

82. Юшин В.А. Контейнеровоз для вывозки плодов из сада. Ж.: "Садоводство", №2, 1977, с. 20.

83. Юшин В.А. Выбор грузоподъёмности агрегатов для вывозки плодов в контейнерах. Ж.: "Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства",№8, 1978, с. 30.32.

84. Юшин В.А. Вывозка плодов в контейнерах из интенсивного сада. Ж.: "Садоводство и виноградарство Молдавии", №9, 1986, с. 51.

85. Юшин В.А. Быстрее в два раза. Ж.: "Сельские зори", №8, 1986, с. 54.56.

86. Яровой А.С. Совершенствование погрузки и вывозки плодов из седа. Ж.: "Садоводство", №9, 1983, с. 12.

87. AT HARVEST TIME. American Fruit Grower, Januaiy, 1984, Vol. 104, №.l,p. 49.

88. Bockatedte W. Vorbericht zur Fachausstellung am 16, u.17 Februar 1983 in Jork-Mitt. Obstbauversuch sprunges Alten Landes, 1983, 38, S. 34-49.

89. Bassi D. Evolusione della raccolta integrata: liaffermasione dei cassoni edei carri semoventi nella nuova frutticoltora intensiva. Inform, agr. (Verona), 1977, an.33, №27, p. 27079-27084,- Bibliogr. 23 ref.

90. Bader F. Platforma autodescarcatoare pentru fructe si legume. Prond. veget. Mecan. Agr., 1978, an.22, №9, p. 21.23.

91. By C.E.Hood, CM. Mc Hugh, T.R.Garrett. Orchard fruit handling system St. Joseph, Mich, 1978 - (Paper/Amer. soc. of agric. engineers, №78 -1540.

92. Bennet T.A., Wilmot A.H. Transportation and handlung of perishable horticultural products. Canad. Farm Econ., 1974, vol.9, №3, p. 23-30.

93. C. van de vrie Stapcitisten in cijfers. "De Fruittent", 1984, Bd.64, №16, p. 430-431.

94. Check these ORCHARD CARRLER machines for Greater Harveat Profit. American Fruit Grower, July, 1976, vol.96, №7, p. 55. .82.

95. Dispositif de correction d'assiette pour bennes de gros tonnage. Pat. France, В 60 P I 124,

96. Erntemaschine: Pat. Gemany

97. Elewatori meccanico idraulici in frutticoltura. "Macchine e motori agricole", 1975, №7, p. 33-36.

98. Erdmann R, Gatke R. Aussatellen von Grosskisten mit dem "rabo 240/245" bei der Apfelernte. Gartenbau, 1982, Jg.29. H.10, S. 309-311.

99. Friearich Konig. Die Grobkiste im Erwerbsobstbau. "Sesseres Ocst", 1975, V.20,№8, S. 138-141.

100. Greulich E. Zur Organisation des Transportes bei der Kernobst ernte. Dt. Gartnerpost, 1974, Jg. 26, №32 (Beil), s. 85-87.

101. Гараничев Б. Механизировано изнасяне на плодове и зеленчуци. -Механ. Електр. Стоп., 1975, г.25, бр.2, с. 18.21.

102. Grossmenn, B.Lange Hubgerat "rabo-1000" Mechanisierungsmittel fur die Apfelproduktion. - Cartenbau, 1979, Jg.26, H.l 1, S. 336-337.

103. Kenvorth offers new drivetrain component. Reflig Transp. 2001., №12, c. 40-43.

104. Kraus R. Bessere Nutzung betrieblicher Transportreser Ven.-Dt. Cartenban, 1980, 34, s. 1616-1625.105oning K. de Containers bij het transport van land bouw-produkten.-Landbouwk. Tijdschr. 1977, ig.89, №7, p. 226-232. -Bibliogr. 7 ref.

105. Krebs C. Erntemaetnoden mit Obst-Grosskisten. Scnweiz. Z. Obst-Weinbau, 1978, 114, s: 574-585.

106. Konig F. Transportprobleme in der Obstwirtschaft. "Besseres Obst", 1974, t.19 s. 20-23.

107. Klimpl В. К otazkam preprawy ovoce po sklizn.- Zahradnictvo, 1981, r.6, s. 437-439.

108. Landwirtscha ftliches Great. Pat. Germany AOI В 73/00, Deere Co., De Imas Jean, Demesmay David., 03.01.2002.

109. Mc Donald R. et al. A nodified fiberboard citrus box for conventional refrigerated trailers ana USDA experimental Van conteiner.- US Department Agriculture, 1979,1100:1-12.

110. Mc. Donnell P.F. Containers and handling eguipment for apple narvesting. Form Food Res., 1976, Vol.7, №4, p. 80-81.

111. Moser E. Transportverfahren im Obstban-haudtechnic, 1982, 37, 10; 446.448.