автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технологические и технические решения по повышению эффективности погрузочно-разгрузочных и транспортных процессов при уборке плодов, овощей и винограда

од

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВИМ)

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ УДК 631. 354. 2. 004. 68

ТЕМИРХАНОВ БАДИРИТДИН ЭЛЬДАРХАНОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ УБОРКЕ ПЛОДОВ, ОВОЩЕЙ И ВИНОГРАДА

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ - 05. 20. 01 -МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

КОНСУЛЬТАНТ - ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР КАЦЫГИН В.В.

МОСКВА - 1994

Работа выполнена-в. Дагестанском ордена Дружбы народов сельскохозяйственном институте (ДСХИ).

Официальные оппоненты: - Жалнин Э.В., доктор техн. наук,

профессор;

- Гобермак В.А., доктор техн. наук, профессор;

- Алиев H.A., доктор с.-х. наук, профессор.

Ведущее предприятие - Дагестанский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства (ДагМИСХ).

Защита состоится 1994г. в 10 час. на засе-

дании Специализированного совета Д.020.02.01. ВШ по защите докторских диссертаций по адресу: 109428, г.Москва, 1-й Институтский проезд, дом 5.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ВШ. Автореферат разослан Си&&>/4 1994г.

Отзывы на атореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю Специализированного совета ВШ.

Ученый секретарь Специализированного совета, , / ,

канд. техн. наук Л.В. Мамедова

ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Полное удовлетворение потребностей населения в винограде и плодоовощной продукции при минимально необходимых затратах труда на их производство - одна из важных за -дач развития сельского хозяйства страны.

В настоящее время в виноградарстве на погрузочно-разгрузоч-ные работы ежегодно тратится 1,8-3,1 млн.чел.-дней, а в промыл -ленном садоводстве 8-10 млн.чел.-дней, затраты на эти работы составляют около 40% стоимости сельскохозяйственной продукции. В результате многократных погрузочно-разгрузочных и транспортных- операций при доставке с плантаций в пункты переработки продукции наносятся значительные механические повреждения, достигающие 30-40$ и более. Это снижает ее товарные качества,делает невозможным длительное, хранение. На этом основании совершенствование технологии и механизации погрузочно-разгрузочных и транспортных процессов при уборке и внутрихозяйственных перевозках- плодоовощной продукции и винограда является актуальной проблемой.

Исследования, составившие основу диссертации, выполнены в соответствии с пятилетними планами НИР Дагестанского сельскохозяйственного института по проблеме 0.сх.104 на 1976-1985 гг., по за -даниям Дагестанского производственно-совхозного объединения "Даг-вино" (1978-1982 гг.), Специализированного производственного объединения "Плодопром" МСХ Дагестанской АССР (1983-1585 гг.), Да -гестанского агропромышленного объединения (1989-1.991 гг.), ГКПТ СССР и ВАСХША (1989-1991 гг.).

Цель работы - разработать систему технологических и техни -ческих решений, обеспечивающих снижение потерь плодов, овощей и винограда от их механических повреждений и повышение технико-экономической эффективности уборочно-транспортных процессов в системе "поле-завод".

Объекты исследований - технологические схемы процессов уборки винограда, плодов и овощей, экспериментальные и опытные образцы потереснижающих погрузочно-разгрузочных и транспортных средств, технологические и физико-механические свойства плодоовощной про-

дукции (яблоки, томаты, персики, картофель).

Методика исследований. При проведении теоретических и экспериментальных исследований использовали положения земледельческой механики и системного анализа. В теоретических исследованиях использованы методы теории массового обслуживания, случайных процессов и математической статистики. Реализацию разработанных математических моделей исследуемых процессов и статистическую обработку экспериментальных данных проводили на ЭВМ.

Аэродинамические исследования выполняли с применением стандартных приемников, вертикальных жидкостных манометров и анемо -метров. При испытаниях на плавность хода специализированного транспортного средства применяли измерительный комплекс: анализатор ГАММА и датчик вертикальных ускорений ВУУН 201. Статические и динамические нагрузки замеряли с использованием радиометрической информационно-измерительной аппаратуры "Радиоклубень".

Полевые эксперименты проводили в условиях хозяйств республики Дагестан на уборке и внутрихозяйственных перевозках плодов, овощей и винограда с соблюдением соответствующих ГОСТов и отраслевых стандартов.

Научную новизну представляют:

- обоснование технологических принципов совершенствования уборочно-транспортной системы: непрерывности, разблокирования операций и "гибкого" обслуживания уборочного процесса, позволя -ющих обеспечить условия сохранности плодоовощной продукции и винограда с учетом их биологических и физико-механических свойств;

- научные основы и методы расчета сохранности плодов в среде восходящего воздунного потока на внутрихозяйственных перевозках (математические модели, алгоритмы и прикладные программ к ПЭВМ для оценки и прогнозирования статических и динамических нагрузок на плоды);

- основы теории и методы расчета погрузочно-транспортных комплексов, технологического оборудования на линиях приема и обработки продукции,- базирующихся на принципах "жесткого" и "гиб -кого" обслуживания уборочного процесса при различных методах использования погрузочно-транспортных средств в широком диапазоне условий эксплуатации с учетом стохастического характера протекающих процессов;

- закономерности и принципы определения потерь биологического урожая и рациональных режимов работы погрузочно-транспортнъгх средств.

Достоверность разработанных полосе:-::-!!"., выводов и рекомендаций подтверждена статистически надежными экспериментальными данными лаборато'рно-полевых исследовании, испытаниями опытных конструкций ма-:ин е производственных условиях, высокими экономическими показателями разработанных опытных образцов погрузочпо-транспорт-ных средств на испытаниях и результатами внедренных технологий в условиях хозяйств Дагестана, а также демонстрацией образцов и технических материя нов на выставках и смотрах.

Практическую ценность представляют:

- технология внутрихозяйственных перевозок плодоовощной продукции, обеспечивающая ее повышенную сохранность;

- конструктивно-компоновочные схемы и параметры комплекса машин: навесной на трактор агрегат для накопления и разгрузки собранного урожая, специализированное транспортное средство для перевозки плодоовощной продукции в среде восходящего воздушного потока (ВВП), стационарный бункер накопитель для приема и подачи плодов на линию товарной обработки;

- рекомендации для частичной механизации уборочных работ, позволяющие рассчитать потребное количество рабочих-сборщиков, погрузочко-разгрузочных и транспортных средству внедрить отрядный метод организации работ в виноградарстве;

- метод расчета динамической нагруженности плодов в насыпном слое с обоснованием оптимальных параметров системы подвески улавливателя плодов и скоростей движения трансаорта;

- методы расчета параметров и режимов работы уборочно-транс-порткпй подсистемы "поле" в совокупности с технологическим оборудованием подсистемы "завод" (пункт переработки продукции) приме -нителько к внутрихозяйственным перевозкам плодоовощной продукции и винограда.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной ра -боты обсуждались на Всесоюзных научно-технических конференциях по комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ в сельском хозяйстве (Махачкала, 1979 г.), сельскохозяйственному транспорту (Москва, 1979 г.), разработке, изготовлению и внедрению новой техники для виноградарства (Кишинев, 1983 г.); заседаниях

ч

'координационного совета по проблеме транспорта в сельском хозяйстве (Воронеж, 1983 г. и Москва, 1985 г.).

Результаты работы по отдельным этапам доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях НТС Дагестанского производственно-совхозного объединения "Дагвино" (Махачкала, 1980 и 1982 гг.), Специа -лизированного производственного объединения "Плодопром" МСХ Да -гестанской АССР (Махачкала, 1985 г.), республиканской научно-практической конференции по совершенствованию экономического механизма хозяйствования в АПК (Махачкала, 1989 г.); Координационного НТС по проблеме хранения плодоягодной продукции (Мичуринск,. 1990 и 1991 гг.); НТС управления механизации сельского хозяйства МСХ и продовольствия Республики Дагестан (1992 г.). В полном объеме диссертация рассмотрена на объединенном заседании кафедры "Теоретическая механика" и ученого Совета факультета механизации сельскохозяйственного производства Дагестанского СХИ (1992 г.) и на секции НТС ВИМ (Москва, 1994 г.).

Специализированное транспортное средство и накопитель плодов, описанные в диссертации, демонстрировались на ВДНХ СССР в 1988. г. и отмечены двумя серебряными медалями.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 43 работ, в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения (отдельная книга). Основной текст (без приложения) содержит ,280 стр.машинописного текста, 49 рисунков, 22 таблицы, список литературы, включающий 347 наименований, всего 23 стр. В приложение вынесены методика исследования, программы машинного решения, графики, фрагменты осциллограмм, материалы статистической обработки, расчет экономического э(|фекта, акты и справки внедрения и т.п.

Новизна и отечественный приоритет технологических решений подтверждены 5 авторскими свидетельствовами на изобретения СССР К 950563, I194375, 1299856, 1507245, I5I25I6.

Реализация результатов исследований. Разработаны и рекомендованы в производство:

- агрегат для накопления и разгрузки собранного урожая в транспортное средство и специализированное транспортное средство для перевозки сельскохозяйственных грузов с нежной кожицей в насыпном виде в среде восходящего воздушного потока;

- технология транспортировки сельскохозяйственных грузов с нежной кожицей в насыпном виде в среде восходящего воздушного потока (бестарный способ);

- рекомендации для частичной механизации и машинной уборки винограда.

Технологические схемы, методы расчета и проектирования убо-рочно-транспортной системы, конструктивные схемы и опытные разработки агрегатов и устройств используются в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов и на факультете повышения квалификации руководящих работников сельского хозяйства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ глава 1. состояние проблемы и задачи исследования

Исследованию физико-механических свойств и устойчивости плодов к внешним механическим воздействиям, влияющих на технологию и параметры погрузочно-разгрузочных транспортных средств, посвящены работы многих отечественных ученых и стран СНГ: А.С.Бакулева, И.Б.Беренштейна,И.М.Бруттера, Г.П.Варламова, В.А.Гудковского, С.Ю.Дженеева, М.Е.Демидко, В.С.Заводнова, В.Я.Зельцера, В.А.Ка -верина, Н.В.Клемма, А.А.Кулика, Ю.Х.Кульчиева, П.А.Лукашевича, М.С.Мартынова „ И.А.Стокмкина, Н.А.Салатинского, Е.П.Франчук, Х.А.Хачатряна, А.В.Четвертакова и др., а также зарубежных М.Махач,

Ю.Вгигг$, А.ВиЛкипаз, £ Рг'юк, Е.Е.Р1пггеу, З.Е.Но^, М.ЗигатоЪэ, Н.Н. Mah.sen.La, М.0'Вг1егг.

Установлено, что мякоть яблок обладает упругопластическими свойствами и многие плоды относятся к упруговязким телам. Максимальная деформация при динамических и статических нагрузках примерно одинакова. Некоторые авторы рассматривают яблоки при соударении как упругие тела при нагрузках менее 12 Н.

Получены типичные кривые зависимости сопротивляемости кожицы и мякоти плодов удару, на которых просматриваются в начале нагру-жения участки упругого сопротивления, где обеспечивается полная сохранность плодов от механических повреждений. Установлено, что при сжатии яблок нагрузкой до 12 Н остаточной деформации не на -блюдается.

Однако эти данные не могут быть использованы при опенке повреждаемости плодов при действии циклических нагрузок ею время их транспортировки ■/, в частности, колебаний кузова транспортного средства с различиями амплитудами и частотами. Кроме этого, до сих пор, нет н^дедных экспериментальные данных о сопротивлении плодов при сложном напряженном состоянии, что более характерно дл? реальных условий их перевозки.

Многими исследователями отмечается низкий уровень механизации уборочнс-транслортных процессов в виноградарстве, садоводстве и овощеводстве и наличие значительных-взаимных простоез техники на отдельных технологических операциях, достигающих до 40-60% рабочего времени смены. Это приводит к затягиванию уборки в 3-5 раз по сравнению с агросроками, резкому снижения продуктивности насаждений, товарных качеств продукции от их механических повреждений при внутрихозяйственных перевозках и росту потерь биологического урожая до 2С$ и более из-за нарушения агросрокоч уборки. В уборочно-транснортной системе на погрузсчно-разгрузочкые работы приходится 30-35% затрат труда, 36-40$ и более стоимости работ, связанных с производством винограда и плодоовощной продукции.

Таким образом, в виноградарстве, плодоводстве и овощееодст-Ее имеются значительные резервы повышения эффективности погру -зочно-разгрузочного и транспортного обслуживания уборочных работ путем совершенствования технологических операций, режимов работы и параметров мамин.

Необходима научная разработка новой, более эффективной технологии вывоза продукции с поля, обеспечивающей максимальную производительность уборсчно-тракспортного процесса с сохранением естественных качеств продукции. Это и стало целью данного исследования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить технологические процессы уборки винограда и выявить виды и источники потерь продукции в процессе уборки;

- разработать метод прогнозирования потерь биологического урожая;

- разработать математические модели, алгоритм и программы для проектирования убороч.чо-транспортной системы, обеспечивающей эффективный вывоз урокая с поля с сохранением товарных качеств ¡.родукции;

- исследовать эффективность аэродинамического воздействия восходящего воздушного потока на насыпной слой плодов;

- обосновать конструктивные и технологические параметры навесного на трактор агрегата и специализированного транспортного средства, позволяющих снизить механические повреждения плодов при внутрихозяйственных перевозках и повысить эффективность самих перевозок.

глава 2. разработка теоретических и технологических основ повышения эффективности уборочно-транспортных процессов в системе "поле - пункт переработки продукции (завод)"

Особенностью уборки плодоовощной продукции (фруктов, томатов и т.п.) и винограда является жесткая временная зависимость Есех уборочно-транспортньгх операций от функционирования пункта первичной переработки продукции. Б соответствии с этим рассмотрена уборка и перевозка продукции в целом как система: "поле-пункт переработки (завод)".

Подсистема "поле" представлена совокупностью функционально взаимосвязанных технологических звеньев: уборочная плантация с определенным начальным потоком урожая, отряд рабочих сборщиков, погрузочно-разгрузочные и транспортные операции.

Подсистема "завод" включает технологические звенья (посты): химического анализа винограда, взвешивания груженого транспортного средства, разгрузки продукции в приемные бункеры и взвеши -вания порожнего транспортного средства.

Разработана математическая модель функционирования подсистемы "уборочный отряд - погрузочно-разгрузочные средства-гранспор-т" в виде системы уравнений. В итоге получены характеристики взаимодействия отдельных технологических процессов:

где % > • 1г ~ коэффициенты полезного использования време-та цикла уборочного, погрузочно-разгрузочного и транспортного процессов; п , т , 2 - общее число отрядов рабочих-сборщиков,

погрузочно-разгрузочных и транспортшх единиц; пj , гг^, 2j - число работающих отрядов рабочих-сборщиков, погрузочно-разгрузочных и транспортных единиц; р , р^. - вероятности пребывания отрядов рабочих-сборщиков, погрузочно-разгрузочних и транспортных средств в стационарном режиме работы.

При интенсивностях Д сбора одной партии урожая 0,02 мин-^ и обслуживания транспортного средства и уборочного процесса 0,03 мин-^ (вывоз ковлей из междурядий с последующей их разгрузкой в транспортное средство) получены характеристики (I) при различных вариантах организации погрузочно-транспортного обслуживания уборочного процесса.

При"жесткой технологии" уборочный отряд - агрегат АВН-0,5 - транспорт коэффициенты , ^ и соответственно равны 0,43; 0,38 и 0,38. Для "гибкой технологии" уборочный отряд - агрегат АВН-0,5 - мобильный накопитель (компенсатор) - транспорт они соответственно составляют 0,66; 0,58; 0,72.

Использование "гибкой технологии" повышает производитель -ность сборщиков в 1,53 и транспортных средств в 1,87 раза. Выявлены значительные резервы в повышении эффективности уборочного процесса за счет ликвидации цикличности выполнения процессов сбора продукции.

Оценку эффективности функционирования уборочно-транспортной системы в целом проводили по продолжительности выполнения уборочных работ в установленные оптимальные агросроки при минимально допустимом комплексе машин и максимуме перевозимого урожая.

Максимальное количество продукции (винограда) может быть получено при уборке всей площади под конкретный сорт на поливных плантациях за 5-7 и на богарных за 3-5 календарных дней.

Для оценки биологических потерь (недобора урожая) на конкретном участке или по хозяйству в случае несоблюдения оптимальных сроков уборки урожая получена аналитическая зависимость:

А=д = ае • +а, (2)

где й , С > Ь э й ~ параметры функции, значения которых определены по разработанному алгоритму; 1 - продолжительность уборочного периода, дни.

Для составления оптимального графика уборки урожая разра -ботаны математическая модель и алгоритм решения, удовлетворяющие

следующим естественным требованиям: за N дней-должен быть убран весь урожай; бригады рабочих-сбор;циков (уборочные маиины) должны работать без простоев; прибыль, полученная за уборочный сезон, должна быть наибольшая.

В алгоритме модели была максимизирована целевая функция

где С-(х', .- выражает величину дохода, получаемого от единицы продукции XJ , убранной с конкретного участка за смену.

Предложенная математическая модель целевой функции использована при составлении оптимизационных задач для проектирования оптимального уборочного процесса и прогнозирования биологических потерь продукции на поле из-за несоблюдения оптимальных агротехнических сроков уборки урожая. Предложен многоцелевой алгоритм оптимизации графика уборки, который позволяет корректировать состав транспортных средств. При каждом выходе из текущего графика (что нередко бывает по погодным условиям или "техническим" причинам) представляется возможным пересчитать график с новыми исходными данными, провести оперативный анализ производственной ситуации, оценить отклонения реального уборочного процесса от оптимального и рассчитать фактические потери.

На уборке винограда наиболее "узким" местом являются операции по обслуживанию транспортных средств на предприятиях приема продукции, сопровождаемые значительными их взаимными простоями.

При интенсивностях Л поступления потока транспортных средств на перерабатывающий завод 18-31 малина в час плотность распределения потока транспортных средств, появившихся в 5-ми -нутном интервале на обслуживание в 1-фазу ( 1= 1,2,3,... п ). и выходящий поток после нее с вероятностью « 0,99 подчиняются распределению Пуассона, а плотности интервалов между моментами появления транспорта на обслуживание и время их обслуживания -показательному распределению.

Установлено, что при Л = 27...31 мац/ч у "завода" образуется очередь транспортных средств в ожидании обслуживания на посту химического анализа винограда в результате его блокировки с постом взвешивания и разгрузки, что приводит к нарушению плана уборочного процесса, простоям рабочих-сборщиков и погрузочно-разгрузочных средств на поле в ожидании транспорта. Поэтому раз-

(3)

блокирование постов химакализа (первая фаза) и взвешивания с последуощей разгрузкой транспортных средств (вторая и третья фазы является значительным резервом в повышении эффективности системы "поле-завод".

Д^я удовлетворения ежедневных плановых сборов винограда при выборе потребного количества т. транспортных средств и количества П технологического оборудования "завода" нами рекомендовано потребное количество транспорта определять из необходимого и достаточного условия:

П1»МТч/Тем> (4)

где N - необходимое ежедневное плановое число ездок транспорта на "завод"; 1 - среднее время рейса транспортной единицы, ч;

Тсм - продолжительность рабочей смены, ч.

Среднее вречя рейса определяется следующим образом:

где г , ^ц п- среднее время движения транспорта с грузом и без нёго, ч; £Л0ус. , Т. - общее среднее время обс-

луживания и ожидания транспортных средств на постах технологи -ческого обслуживания (флзах) линии "завода", ч.

Выполнение плановых перевозок винограда при П. „уд достигнуто путем созерленствования организации и управления технологическим обслуживанием "завода", позволив«им сократить время ожидания обслуживания транспорта на заводе до

Потребное количество технологического оборудования на соответствующих ДБух последовательных фазах обслуживания линии "зэ -вода" определяли из условия:

(К+Лж и., >] /

1+1

(6)

где \= ^ - требуемая интенсивность потока транспортных средств для заданных условий функционирования завода, мая/ч;

Iй I > Ры " параметры обслуживания, характеризующие интенсив -ность обслуживания 1-й 1+ I - фаз линий, маш/ч; -

среднее время ожидания транспортных средств на I + 1 — фазе линии, ч.

Для определения на I - или 11-1— фазах обслуживания при и г\- С I = 1,2,..., п ) получена формула:

т!

где Р0 - вероятность простоя технологического оборудования "завода".

Выбранное число п на соответствующей фазе обслуживания оценивали с помощью функции суммарных стоимостных потерь у (п ):

^К'Н (1сж. + 10Я1иО Мсм(сто.п1+сто(иогг.1м)-

где Ст , Сто - величина стоимостных потерь в единицу времени от простоя соответственно одного транспортного средства и одного обслуживающего технологического оборудования на I - фазе линии "завода" ( 1= 1,2,3,...), руб.

Выбранные значения г при ^(п^.^использовали для определения по уравнению (5) для расчета количества транспортных средств т. по формуле (4), обеспечивающих ежедневные плановые перевозки винограда в режиме пиковых нагрузок "завода". При этом удовлетворяется условие (6), т.е. средняя очередь на первой фазе обслуживания не достигает величины т-Г , (где г - суммарное число обслуживаемых транспортных средств и находящихся на обслуживании) .

Установлено, что при равенстве производительности двух смежных фаз обслуживания ( или = ^(¡. + 1) ) Для °ченки их функционирования в режиме пиковых нагрузок "завода" следует принять у\тси= /з , а выбор количественного состава технологического оборудования для оптимального варианта компоновки со -

седних фаз обслуживания производить по ^ Если

. ож гпьп

> 2/3 . то между ними следует предусматривать накопитель для транспортных средств, что обеспечит разблокировку соответствующих фаз обслуживания.

глава 3. разработка теоретических основ системы обеспечения сохранности плодов при погрузочно-разгрузочных и транспортных работах

До настоящего времени не изучена возможность использования аэродинамического воздействия восходящего воздушного потока на загруженную в емкость массу плодов и овощей с целью сохранности их товарного качества при перевозке. Нами исследован неподвижный слой плодов, находящийся под воздействием восходящего воздушного потока, нагнетаемый в кузов транспортного средства.

Рассмотрен наиболее неблагоприятный случай контактирования плодов с дном (стенкой) кузова, где из-за относительно небольшой площади соприкосновения даже незначительная нагрузка верхних слоев насыпи плодов может вызвать вмятину или перфорацию кожицы.

Потери напора в неподвижном слое зависят от физических свойств слоя плодов (удельной массы, размеров и формы плодов). Для упрощения приняли, что плоды имеют сферическую форму и одинаковые диаметры, а потери (перепад) давления дР пропорциональны высоте слоя Н, среднее значение порозности £ = const по высоте Н. Тогда условие неповреждаемости плодов примет вид:

- Ft dP-gdM , О)

о

где Fc - площадь сечения плодов, м ; д - ускорение свободного падения, м/с^; М - эффективная масса слбя плодов, кг.

Интегрируя выражение (9) по высоте слоя плодов и сделав соответствующие преобразования, получим:

L? =У(!-«)Н; (Ю)

гДе ]Г - удельный вес плодов, Н/ы3-

Зная насыпной вес плодоовощной продукции у1 = у (1- £) и высоту неподвижного слоя Н, получим предельную нагрузку, удовлетворяющую условиям предотвращения повреждений мякоти плода:

(П)

где I"1 Рй Н - нагрузка на самый нижний слой- плодов, лежащих на дне кузова, Н; Р — давление (полный напор) воздуха на входе в слой, Па.

Из (II) определяем допускаемую высоту Н, рациональную форму и размеры кузова транспортного средства и необходимое давление Р. По давлению производим подбор необходимого вентилятора.

УЯулуТТУЛ г

|<Чччч ч ччччС

Рис.1 Схема разгрузки плодов из контейнера в специализированное транспортное средство: I -улавливатель, 2 - перфорированная перегородка ,

3 - верхняя камера,

4 - нижняя камера,

5 - контейнер

На рис.1 условно показана схема кузова и процесс разгрузки плодов. Разгрузка (падение) плодов на улавливатель I происходит в среде восходящего воздушного потока, и каждый плод испытывает внешние силы - силу тяже.сти и аэродинамическое воздействие.

За счет аэродинамического воздействия скорость падения плодов на улавливатель I уменьшается на величину

. АЬгМЗ^ (12

где Гп » Те -¡удельный вес плода и воздуха, Н/м3; (1 - диаметр плода, мм; - вязкость воздуха, Па-с.

Внешняя сила, приложенная к плоду при свободном падении в среде восходящего воздушного потока, будет:

где т - масса плода, кг; к - коэффициент лобового сопротивления; £ - миделево сечение плода, мм*"; 1Гв , \Гп - скорость возданного потока и движения плода,

Сила приходится на деформирование плодов и упругой системы подвески улавливателя. Последняя под действием С, перемещается на некоторое расстояние X. Со стороны улавливателя силе С, противодействует линейная восстанавливающая сила СХ, где С - жесткость подвески, прямо пропорциональная смещению X и действующая в направлении уменьиения смещения.

В момент соударения плодов в зоне их контакта начнут действовать сжимающие силы Р = С, - СХ, которые изменяют и скорость сближения плодов.

Для изучения механизма образования повреждений плодоовощной продукции разработана модель плода (рис.2).

Она представлена в виде двух последовательно соединенных безынерционных пружин I и 2, а также безынерционного портя 3, перемещающегося с зазором в цилиндре 4, наполненном вязкой жидкостью 5, плотность которой не учитывается. Пружина 2 (мяко ть плода), обладающая жесткостью Сп , прикреплена одним концом к поршню 3, а другим - к неподвижному дну цилиндра 4. Пружина I (кожица плода) жесткости 6 сжимается силой Р, воздействуя с той же силой на поршень 3.

Получена аналитическая зависимость для определения силы, вызывающей внутреннее разруление (мякоти плода):

р=пЛ£_ + , (14)

где Т , П. - физические константы; г^кк. и

|1)8 - коэффициент вязкого сопротивления перемещения поршня в цилиндре; 1Г - скорость деформирования, мм/с; t - время внутреннего разрушения, с.

"Разрушение" пружины 2 не произойдет, если будет выполняться условие Р4 г Р , где Р4 - предельное усилие разрушения пружины 2, и скорость деформирования Г достаточно мала. При достаточно большой скорости, напротив, всегда будет иметь место разрушение пружины I (разрупение кожицы).

Получены аналитические зависимости для определения расстояния сближения плодов в момент максимальной деформации сжатия

5 Гг V15 <*„„, = ( ТГТГ- > (15)

та* I 4 гг п,

где П=2,65[Е

f - скорость сближения перед моментом столкновения плодов, м/с; Я, , - радиусы плодов, мм; Е - модуль упругости со -ударяющихся плодов, Па; Уп,, Ш1 - массы порции плодов, разгружаемых на улавливатель и находящихся на нем ( 1Т1( ^ |Т1( + 1Т12), кг.

Максимальное сжимающее усилие, возникающее между плодами в процессе удара, равно

Чг

Ртах=Г1°^« • (16)

Радиус поверхности контакта в процессе удара

а =110б[р^1кг/(я1+р1)-Е]'/! (17)

Продолжительность столкновения двух плодов

Ч -2.9А (¿/(г). (18)

Формулы (II), (14), (16), (17) позволяют обосновать энергетические параметры вентиляторной установки и характеристики системы подвески улавливателя, обеспечивающие снижение механических воздействий на плоды.

Для исследования вибронагруженности плодов в различных точках кузова транспортного средства, движущегося по дорогам со случайными неровностями, разработана четырехмассовая модель подрессоренной системы двухосного транспорта для перевозки плодо -овощной продукции в среде восходящего воздушного потока (рис.3).

Рис.3. Схема модели специализированного транспортного средства

Транспортная система представляет собой диссипативную ме -ханическую систему, для которой колебательный процесс рассматривается при единичном воздействии (наезде на отдельный выступ дороги) и описывается уравнением Лагранжа второго рода.

Вычислены значения кинетической энергии системы для малых вер -тикальных и продольных колебаний кузова с тарой (улавливателя плодов), когда профиль дороги под правыми и левыми колесами считается одинаковым, а подвеска кузова симметричной.

Потенциальная энергия системы получена с учетом деформации шин, рессор и пружин системы улавливателя плодов и функции рассеяния. Для определения шести обобщенных координат ( 2,

-т ' » ^ '

выведены уравнения:

0, , ? , 7 ) в зависимости от времени

N 1 С

мк-гк=-2Ср(2гк-2Гг1)-4ст(г1С-гт)-2^(2гк^)-21); (к»

эк- 8к=-2СрЬ(г0к1-2,+1г)-АСт1г(бк-8т)-2^Ь (28, )

где у. - коэффициент сухого трения подвески;

2т » 2К - вертикальные перемещения центра масс тары (улавливателя плодов) и кузова от положения статического равновесия АВ и А В ,мм; 9К , 8Т - повороты тары (улавливателя плодов) и кузова вокруг поперечной оси, проходящей через центр их масс параллельно оси ОУ , град; , Ъг - вертикальные перемещения передней и задней оси колес от положения статического равновесия, мм; гп - масса одного колеса (здесь предполагается, что транспортное средство имеет четыре одинаковых колеса) с учетом половины массы оси, приходящейся на него, кг; Мк »

Мт - массы кузова и нагруженной тары (улавливателя плодов), кг; , - моменты инерции кузова и нагруженной тары (улавливателя плодов) относительно поперечной оси, проходящей через центр их массы, кг>м^; Ь - база транспортного средства, м;

р , - плотность и скорость поддуваемого воздуха, кг/м3, м/с; N5 , оС - число слоев и коэффициент пористости массы

,'плодов; - площадь основания тары, иг ; Сш , Ср - коэффициенты жесткости шны и рессор, приведенные к осям колес, Ц/м;

Ст - эквивалентная жесткость пружин, на которых установлена тара (улавливатель плодов), Н/м.

Вертикальная составляющая скорости центра масс колеса в момент удара получена из выражения:

(20)

где £ - коэффициент восстановления, характеризующий упругие свойства соударяющихся тел; 1Г( - скорость центра масс колеса до удара, м/с; й - радиус колеса, к.

Начальные условия для системы (19) с учетом (20) запишутся

так:

гт(0) =0-, 4(0) =0 •»

г, (о)=К> г. ЮМ 1+0

¿Т(0М);

гк(о)=о;

2г(0) = 0 у; Ср-К.)

Вт(0)=0 5 0т(о)-о' ВД0)=0; ёк(оИ ¿2(0)=0;

(21)

Производя соответствующие преобразования систем уравнений (19) и (21), получим

1

У8 >

(22)

V"íHVh«V- I m O

№ °*Г(У5-УЛЛ)+

с начальными условиями

У,(0) = 0; Дь(0)»0> \(0) = 0',

Уг(0) = 05 У3(0)-0; %(Ü)=Q¡

yt(0)-0-, y7(0)=0i У,(0)=0; yJP)'0 >

(23)

У9(°)" V» ^(ги-к,).

Системы (22) и (23) представляют собой задачу Коши, и ее решение дает возможность определить динамические воздействия дна кузова на перевозимую в нем продукцию.

Наиболее типичный микропрофиль внутрихозяйственных дорог описывается выражением

h(t}= eh- símCqD + K^ ,

(24)

где б^ - среднеквадратичное отклонение (15,2 cu); 2 - частота колебаний микропрофиля дороги (20Ve); К^, - среднее значение высоты неровности дороги (16 см).

При этом сама транспортная система характеризуется следу -ющими параметрами: Ст = II0C0 Н/м; Зт - 3240 кг.и^;

900 кг-м* Сш = 1000 Ц/м; Ср = 11000 Ц/ы; m - 100 кг; Мт = 4000 кг; высота тары (улавливателя плодов) - hr ■ 1,0 ы; усредненная длина тары QT = 3 м; ширина тары ■ 1,7 и; суммарная площадь отверстий тары (площадь перфорации) S^» 0,3 i/

расстояние между осями колес 21. = 3 ы; р = 1,164 кг/м3; Мк = 1200 кг; = 0,5 м; 6 = 0,05; Ы.* 0,34.

В качестве характерных величин для образования размерных параметров использовано: Ь, = Зм; Мо = 4000 кг; = 3600 с.

Динамическую реакцию, которую испытывает \ - слой плодов, находящихся в улавливателе, определяем из уравнения:

где р - вес одного плода; Р « 1,2 Н; - число слоев плодов в таре (улавливателе), причем

6 - предел прочности плода ( - 19 Н); d « 60 мм.

Численное решение системы дифференциальных уравнений (22) с начальными условиями (23) при указанных выше параметрах и с учетом (24), (25) реализовано методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности на микро ЭВМ IBM PC/AT на языке Фортран-77. По результатам вычислений для различных режимов перевозок плодов (при поддуве и традиционным способом - без поддува) получены серии графиков зависимости динамической нагрузки, воспринимаемой нижним слоем плодов, от времени при наезде на единичный выступ.

Р1Ъультаты вычислений свидетельствуют, что при перевозке плодов традиционным способом со скоростью 21,6 км/ч и наезде на выступ максимальные динамические нагрузки достигают 28,33 Н, что в 1,7-2,0 раза выше, чем при поддуве слоя восходящим воздушным потоком при жесткости улавлизателя 11000 Н/м.

Разработанный математический и программный аппарат позволил провести исследования по определению влияний различных параметров транспортных средств и микропрофиля дорог на сохранность продукции от механических повреждений при перевозках и выбрать опти -мальные параметры улавливателя и скорость движения транспорта.

R=P(V UV)+T(Ns-UI)-2T,

(25)

S/p , если б/р « kT/d, К,Id, если б/рг= kT/d;

глава 4. исследование потереснижающих погрузочно-разгрузочных и транспортных средств

Известные погрузочно-разгрузочные средства для частичной механизации уборки винограда имеют общий недостаток - это цикличность их работы, т.е. необходимость въезда и выезда из междурядий при выполнении технологических операций. Это приводит к простоям сборщиков урожая, транспорта в ожидании обслуживания, снижению потенциала плодородия почвы в междурядьях, вследствие многократного переуплотнения ее ходовыми системами агрегата и повреждению растений.

Для реализации технологии с непрерывным уборочным процессом, гибким обслуживанием транспортных средств и обеспечением сохранности плодов от механических повреждений на внутрихозяйственных перевозках разработаныагрегат для накопления и разгрузки собранного урожая в транспортные средства (а.с. № 1507245) и специализированное транспортное средство (а.с. № 950563).

) ? 1 .1

1 о -> ы ШМ'/Л э Ш л/ Ы ? <2 (Еэ) )/У/УА (¡¡зд] ///жл/м

ВГ'а й 'й^1

4

Рис.4. Схема агрегата УПН-800: а - накопление урожая; б - разгрузка урожая

Агрегат УПН-800 (рис.4) предназначен для накопления и последующей выгрузки винограда и плодоовощной продукции в транспортное средство, не выезжая из междурядий. Он состоит из двух кон-сольно-поворотных стрел I с устройством подъема и опускания 2 накопительных емкостей 3. Рабсная зона обслуживания агрегатом -от 6 до 12 рядов. Агрегат навешивается на трактор класса 1,4-3,0

и имеет следующие технические характеристики: грузоподъемность -800 кг; продолжительность цикла - 2 мин; производительность -25-27 т/ч; рабочая зона обслуживания - до 30 м; число сборщиков, обслуживаемых одним агрегатом,,- 60 человек.

При использовании агрегата производительность рабочих-сборщиков повысилась в 1,4-3 раза, транспортных средств - в 5 раз и более, продолжительность одного уборочного цикла снизилась в 1,3 раза.

- В лабораторных исследованиях транспортный процесс имитировали на стенде (рис.5). Экспериментальный контейнер разделен перфорированной перегородкой на две камеры - верхнюю и нижнюю. В нижнюю камеру подводится воздух от вентилятора для создания восходящего воздушного потока (ВВП) в верхней камере контейнера. Параметры верхней камеры: объем - 0,21 м3, высота емкости -1000 мм, размеры перфорированного днища - 570x370 мм. Как пока -

Рис.5. Стенд экспериментальный: I - контейнеры, 2 - коро -шсло, 3 - подвеска, 4 - поперечина, 5 - стойки, б и 8 - диффузоры, 7 - шланг, 9 - "ременная передача, 10 и 15 - электродвигатели, II - вентиляторы ВВД-9, 12 - шибер, 13 - шатун, 14 - кривошип, 16 - анемометр

зали исследования, выход I сорта плодов в экспериментальном контейнере в 3,92 раза больие, чем в ящиках с использованием упаковочной бумаги. На механические повреждения продукции пресблада -' ющее влияние оказывают увеличение частоты колебаний до 15-20 Гц, и свьше 20 Гц - увеличение амплитуды, а также площадь соприкосновения стенок тары с плодами.

Специализированный кузов имеет призматическую фо^му с па -раметрами: объем - 6,2 м3, площадь основания - 1,75м , площадь верхнего сечения загруженной массы плодоовощной продукции по еы-соте 1000 мм - 6,3 м2, полный напор потока воздуха - 2900 ... ... 5500 Па, потребная мощность -- до 18 кВт.

Рис.6. Специализированное транспортное средство СТС-6

Специализированное транспортное средство (рис.6) содержит съемный кузов, разделенный горизонтальной перфорированной перегородкой 3 на две камеры 2 и 4, и вентиляторную установку 5 для подвода воздуха в нижнюю камеру 4 и создания ВВП. В верхней камере кузова над перегородкой размещено гибкое сетноз полотно I для приема плодов и смягчения соударений при их затаривании.

Экспертная оценка качества продукции (яблок) показала, что при транспортировке без поддува воздухом травмированных и потерявших качество плодов оказалось около 36%, а в среде ВВП повреждения в виде натиров и следов нажима составили 5,6/5.

На глубине до 700 мм от верхнего слоя в первом случае 62% плодоз оставлены первым и вторым сортом, а остальная масса переведена в.нестандарт. Во втором случае - (при подцуве ВВП) только два-три слоя плодов (глубина 850-950 мм) переведены во второй сорт, что составило 5,8%, а вся остальная масса оставлена первым сортом.

Статическое давление воздуха распределяется неравномерно по периметру кузова и сечениям слоя плодов. С увеличением высоты последнего от 0 до 800 мм давление падает с 4160 + 960 Па до 95 + 10 Па. Определен разброс максимального статического давления над решеткой (Н = 0) с левого и правого бортов в сечениях, расположенных от переднего борта кузова на расстояниях 250 и 2250 мм, которые составили 5100-3240 Па и 4850-3900 Па соответственно .

С увеличением высоты слоя плодов, начиная с Н = 200 мм и выие, за счет перераспределения статического давления по сече -ниям кузова, где разброс составляет 250-85 Па, происходит постепенное выравнивание скорости ВВП, которая на высоте слоя Н = 900 им составила в среднем 4,1 + 0,1 м/с.

Разработаны рекомендации по выбору оптимального вентилятора для модернизации транспортного средства серийного выпуска.

При поддуве ВВП (расход воздуха 1,8 мэ/с) вертикальные ускорения клубней картофеля по высоте слоя от перфорированного дна кузова увеличиваются в 1,7-2,05 раза, что являются следствием аэродинамического воздействия ВВП и появления воздушной прослойки, отделяющей клубни друг от друга.

Характер распределения вертикальных ускорений на глубине 200 мм от верхней поверхности слоя продукции одинаков для всех режимов испытаний и с увеличением расстояния от источника вибраций (переднего борта кузова) уровень ускорений клубней уменьшается при подцуве от 2,04 до 1,06 ц/с*" и без поддува от 1,15 до 0,59 м/с2 у заднего борта кузова.

При стоянке специализированного транспортного средства (СТС) экспериментально проверено воздействие веса вышележащих слоев насыпи плодов на нижележащие (рис.7, а). Выявлено, что статическая нагрузка до глубины слоя плодов 350-450 мм от поверхности насыпи увеличивалась линейно, а затем линейность наруша -лась из-за трения о стенки кузова и бокового распора плодов в

насыпи. На глубине слоя 600-1000 мл нагрузка составила 4,6-5,3 и 9,2-10,94 Н соответственно при поддуве ВВП и без поддува слоя.

Ьбезпа Ш

а

Pt'f (н)- при г

200 «00 600 ВОО Н,мм

Рис.7. Воздействия статических (а) и динамических (б) нагрузок на "Радиоклубень" в зависимости от его располо -жения Н в насыпи слоя яблок от дна кузова; горизонталь С. 1 = 12,7 Н - граница допускаемых динамических нагрузок

Результаты обработки осциллограмм на ЭВМ по и опорным точкам ( п. = 4000...5000) с интервалом 0,1 с соответственно для различных высот слоя насыпи плодов при номинальной загрузке кузова СТС яблоками массой 4000 кг, высотой слоя 1000 мм и движении с установившейся скоростью 20 км/ч показали, что наиболее нагруженными были плоды, расположенные на поверхности насыпи и на глубине от 800 до 1000 мм. Так, статистические характеристики динамических нагрузок, действующих на самый нижний слой плодов (глубина слоя 1000 мм) без поддува слоя и с поддувом ВВП, составили соответственно: математическое ожидание - 13,98 и 5,72 Н; дисперсия - 0,247 и 0,091 Н^; среднеквадратичное отклонение -0,5 и 0,31 Н.

Таблица I

Показатели.динамической нагруженности _плодов яблок в насыпном слое

Расположение "Радиоклубня" по высоте слоя от дна кузова

Статистические характеристики пиковых нагрузок

Число случаев когда

MÍPjO,

И

ЗЗСР. н1

Коэффициент смягчения удара

Накопленная динамическая нагрузка, Н

удельная Ч/км

на

плечо перевозок 6 км

Н = С:без поддува

с поддувом

Н = 200мм: без поддува

с поддувом

Н = 400 мм:без поддува

с п'одцувом

Н = 1000 мм: без поддува

с поддувом

549 26,1 4,26 2,06 1 &¿ 5 14,3 0,94 0,97 '

3438,94 20633,6 17,16 102,96

58 19,4 0,77 0,88 2 17 270,05 1620,29

2 8,92 0,19 0,43 ' 4,28 25,69

12 14,32 0,12 0,35 4 1? 41,24 247,45

О 3,43 0,05 0,22 ' 0,82 4,94

6 15,2 0,16 0,4 j 79 21,89 131,33

О 8,47 0,07 0,26 ' 2,03 12,18

Значительно снизилась накопленная нагрузка на плоды в наиболее опасном слое насыпи при перевозке их в среде ВВП. В расчете на I км пути она составила 17,'15 Н, на всем пути - 102,96 Н, т.е. в 200 раз*Чшже по сравнению с перевозкой плодов без поддува воздухом.

Снижение действия динамических нагрузок в 1,8 раза на плоды в местах их соприкосновения с плоскостью дна кузова и между плодами на нижнем слое при аэродинамическом воздействии ВВП,в сравнении без поддува объясняется образованием воздушного изолирующего слоя, являющегося своеобразным амортизатором в передаче внешних нагрузок на плоды.

глава 5. результаты экспериментальной проверки и практическая реализация предложенных технологических и технических решений 110 повышению эффективности системы -поле - пункт переработки продукции"

В соответствии с полученными результатами исследований по повышению эффективности погрузочно-разгрузочных и транспортных процессов разработана альтернативная технология перевозок плодов, овощей и винограда, предусматривающая: непрерывность, разблокировку операций и "гибкость" обслуживания, снижение потерь продукции от механических повреждений при доставке ее в пункты хранения и переработки, применение более эффективных погрузочно-транспорткых средств.

Испытания проведены ка базе хозяйств Каякентского района, э совхозе "Маджалиский" и в других хозяйствах Республики Дагес-т тан.

Получена аналитическая зависимость для оценки и прогнозирования выработки сборщика в зависимости от урожайности и организации уборочного процесса:

М - А (1-е" )..

(26)

где А, С - параметры уравнения регрессии, А = 1300 кг и С = -0,02715 га/ц; В - урожайность участка, ц/га.

По результатам исследований для специалистов хозяйств разработаны и внедрены рекомендации по организации поточного метода уборки при частичной механизации производственных процессов. Предложены номограммы, позволяющие рассчитать потребное количество рабочих-сборщиков, погрузочно-разгрузочных и транспортных средстз.

Для случаев интенсивности поступления транспортных средств на "завод" 18-31 маш/ч разработаны рекомендации по перекомпоновке технологического оборудования и предложен рациональный вариант: установка двух пробоотборников на посту химического анализа, четырех погрузочно-разгрузочных устройств на посту погрузки винограда и накопителя для четырех транспортных средств.;

Внедрение этих предложений на винэаводах объединения "Дагвино" позволило сократить простои транспортных средств на "заводе" и повысить эффективность работы в 2-3 раза.

Производственная проверка и внедрение разработанных рекомендаций проводились совместно со специалистами объединения "Дагвино" в совхозах.им.Л.Алиева (Даг НИИ винпром), "Каякентский", "Каспий", "Рассвет" и "Усимикентский" (1978-1983 гг.). Результаты внедрения переданы Минсельхозу Дагестана, объединениям "Дагвино" и "Дагплод-проы".

Результаты исследований и конструкторская документация на агрегат для накопления и разгрузки собранного урожая в транспортное средство переданы в ЫСХ Республики Дагестан для использования при разработке и выпуске опытной партии погрузчика.

Сокращение потерь продукции от механических повреждений в уборочно-транспортной системе (до 10-12%) реализовано внедрением в производство новой технологии и специализированного транспортного сродства для перевозки сельскохозяйственных грузов с нежной кожицей в насыпном виде в среде восходящего воздушного потока (а.с. № 950563).

Прием и перевозка плодоовощной продукции в среде ВВП позволили использовать номинальную грузоподъемность и повысить производительность в 1,5-2 раза транспортного средства, свели потери до 5-10% и исключили повреждаемость плодов от механических воздействий во время загрузки и движения транспортного средства по всем типам дорог.

Рездоьтаты исследований по сокращению потерь продукции на внутрихозяйственных перевозках и соответствующая конструкторская документация переданы ДагАгропрому, ВНИИ садоводства им.И.В.Мичурина (г.Мичуринск Тамбовской обл.) и ЫСХ Республики Дагестан для использования при разработке и выпуске опытной партии специализированного транспортного средства.

Принципы повышения производительности погрузочно-разгрузоч-ных процессов на линиях товарной обработки и снижения потерь плодов от механических повревдений на этих операциях реализованы в конструктивной схеме накопителя плодов по а.с. № 1194375 (рис.8).

Накопитель плодов НП-12 содержит емкость, разделенную наклонной перфорированной перегородкой 4 на камеры 3 и 6, и вентиляторную установку 5 для подвода воздуха в нижнюю камеру 6 и соэ-

дания ВВП. 3 верхней камере 3 над перегородкой 4 с целью уменьшения повреждаемости плодов во время разгрузки и хранения в накопителе размещено подпружиненное сетное полотно I с возможностью вертикального перемещения и ковшовый элеватор 2 для подачи плодов на линию товарной обработки.

Ш

Рис.8. Накопитель плодов НП-12

Обобщенные результаты сравнительных испытаний базовой и предлагаемой технологий функционирования системы "поле-завод" показаны в таблице 2.

Внедрение разработанных рекомендаций в виноградарстве позволило увеличить сменную производительность рабочего-сборщнйа в 2-2,5 раза и транспортных средств в 5 раз, а приведенные затраты на погрузочно-разгрузочных и транспортных работах снизить на 27-55% по сравнению с существующими технологиями. Потери продукции (яблок) от механических повреждений при их транспортировке в среде ВВП снизились в 5-6 раз.

Таблица '<

Показатели сравнительной эффективности технологий

Показатель Технология

Базовая Предлагаемая

Средняя продолжительность простоя ТС в пункте переработки продукции, мин 7,5 1,3

Количество перевалок собранного урожая 6 3

Общие потери продукции (яблок) от механических повреждений на погруэочяо-транспортных операциях, % 36 о

Общие затраты труда, чел-ч/гг 53,16 46

Степень снижения затрат труда, % - 13,5

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Современные погрузочно-разгрузочные и транспортные средства, а также технологическое оборудование на пунктах приема, хранения и переработки плодоовощной продукции и винограда из-за несовершенства конструкции и "жесткости" их функционирования в уборочно-транспортной системе допускают большие потери продукции (30% и более). Не соблюдаются агротехнические сроки уборки, при внутрихозяйственных перевозках плодам наносятся значительные механические повреждения.

2. Обоснованы и внедрены четыре интенсивных принципа организации внутрихозяйственных перевозок продукции с "поля" до "завода": непрерывность, разблокирование операций, гибкость обслуживания технологических объектов, транспортировка плодов в среде восходящего воздушного потока, которые позволяют в 3-5 раз сок-

ратить простои транспорта и значительно повысить сффективность работы системы перевозок в целом.

3. Разработанные математическая модель, алгоритм и программное обеспечение для реализации на ЭШ позволяют оптимизировать убсрочнс-транспортныЯ процесс по минимуму потерь биологического урожая к прогнозировать его потери при нарушении агротехнических сроков уборки. Оптимальные сроки уборки винограда для поливных участков составляют 5-7 дней, а для богарных участков 3-5 дней.

4. Изменение сменной производительности рабочего-сборснка винограда при организации непрерывного уборочного процесса в -зависимости от урожайности подчиняется экспонециальной зависимости с предельным значением 1300 кг.

5. Разработаны номограммы, позволяющие рассчитать потребное количество сборщиков, погрузочно-разгрузочных и транспортных средств, пропускную способность пункта приема продукции и выработать организационные мероприятия по сокращения сроков уборки, снижению биологических потерь винограда.

о. Оптимальное аэродинамическое воздействие на плоды достигается при расходе воздуха 1,0-1,8 м3/с, статическом давлении от 10С0 дл БСОО Па, скорости воздуха 4-4,8 м/с над слоем насыпи продукций, высоте слоя не более 1000 мм. При этих режимах исключается псевдоожижение слоя плодов.

7. Предложенная динамическая модель транспортного средства с нагнетаемым воздушным потоком под перфорированное днище кузова позволяет рассчитать оптимальные параметры улавливателя плодов (жесткость II кН/м), режим работы вентилятора (расход воздуха 1,8 м3/с, статическое давление 4500 Па, скорость воздуха на выходе из слоя насыпи 4,1 м/с) и скорость движения (не более

20 км/ч).

8. При транспортировке плодов высотой слоя 1000 ш ударные нагрузки при поддуве восходящи/ воздушным потоком в среднем в 1,45 разя меньше допустимых, а без поддува превосходят допустимые в среднем в 1,48 раза. Действие динамических нагрузок на самый нижний слой плодов в .местах их соприкосновения с плоскостью дна кузоза и мезду собой при соударении при поддуве восходящим воздушным потоком в 1,8 раз меньше, чем без поддува. Статическая нагрузка на плоды от вышележащих слоев при поддуве восходящим воздушным "потоком з 1,95-2,1 раза меньше, чем без поддува.

Из общей массы плодов теряют товарные качества 8-10$ продукции и 12+16$ переводятся во второй сорт, тогда как без поддува -38$ плодов составляют нестандарт и только 18-22 и 40-44$ соответственно остаются первым и вторым сортом.

9. Для обеспечения непрерывности и гибкости уборочно-тран-спортных процессов разработаны устройство для погрузки ягод-УПН-800, специализированное средство - СТС-6, накопитель плодов НП-12 и обоснованы их параметры:

- устройство УПН-800 - грузоподъемность 800 кг, производительность за час сменного времени 25-27 т, рабочая зона обслуживания 30 м, высота подъема накопительного бункера 2-2,2 м, количество обслуживаемых рабочих 60 чел., агрегатирование с трактором класса 1,4-3,0;

- транспортное средство С'ГС-6 - объем кузова б м3, площадь основания (перфорированного дна) кузова 1,75 мг, площадь верхнего сечения 6,3 чГ, высота насыпного слоя продукции в кузове 1000 мм, потребляемая мощность 12-18 кВт (от ВОМ трактора);

- накопитель плодов НП-12 - объем 12 м3, грузовместимость

до 8 т, производительность выгрузки продукции 6 т/ч, потребляемая мощность 14-28 кВт.

10. Для пунктов переработки мощностью 100-200 т/ч приема продукции при интенсивности поступления транспортных средств 27-31 uaz/ч (пиковая нагрузка) с целью обеспечения их гибкого обслуживания рекомендован оптимальный вариант ксмпоковки технологического оборудования завода: два поста химического анализа и четыре разгрузочных устройства с соответствующим сокращением времени простоя транспорта на этих операциях с 10 мин до 0,7-0,9

и с 4,7 до 0,2-0,8 мин, что обеспечивает вероятность непрерывного функционирования подсистемы "завод", равную 0,57-0,76.

11. Совокупность предложенных технологических и технических решений по совершенствованию уборочно-транспортной системы позволила обосновать альтернативную технологию доставки собранного урожая на пункт переработки продукции.

Результаты внедрения показали, что средняя производительность рабочего-сборщика выросла в 2-2,5 раз, транспортных средств в 5 pas, потери плодов от механических повреждений при их транспортировке в среде восходящего воздушного потока снизились в 2-3,5 раза.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАЩЕ ДИССЕРТАЦИИ (ЛРАЖЕНО В СЛЕДУЮIlJiX РАБОТАХ:

1. Темирханов Б.Э. Математичоские методы при исследованиях комплексов машин. // Тез.докл.ШК. - Махачкала, 1972. - с.29.

2. Текнрханов Б.Э., Мурсалов Л.В. Определение продолжительности цикла крана-ттабелера. //Механизация и автоматизация производства. - 1976. - »II. - с.21-22.

3. Темирханов Б.Э., Гафуров И.Г., Магомедов Б.Р., Ыурзагилъ-диев A.M. Пути решения задачи комплексной механизации и автоматизации складских работ. //Проблемы и опыт внедрения АСУ и ВТ в народном хозяйстве ДАССР. - Махачкала, 1976» - с.15-17.

4. Темирханов Б.Э. Вероятностный метод оценки эффективности работы краков-штабелеров // Механизация и автоматизация производства. - 1977. - с.48-50.

5. Темирханов Б.Э. Пути комплексной механизации погрузочно-разгру-зочных н транспортах работ на уборка и перевозке винограда. //Пути решения комплексной механизации погрузочно-разгрузоч-ных работ в сельском хозяйстве: Тез. докл. Всесоюзн. научк. техн. конф. 29-31 мая 1979г.. - Махачкала, М., 1979, - с.37-38.

э. Измирханов Б.Э. Математический- подход к выбору технологии транспортных работ на перевозках винограда. //Проблемы комплексной механизации транспортных работ в сельском хозяйстве: Тез. Докл. Ш Всесоизн. научн. техн. конференции 27-29 ноября 1979г. г-Ы.., 1979.с. 47-48. . .

7. Темирханов Б; Э. Механизация уборки винограда. //Механизация и электрификация, сельского хозяйства.- - 1980. » №7. - с.8-9.

В. Тэмирханов Б.Э. Транспортное обслуживание технологического процесса уборки винограда. //Виноделие и виноградарство СССР,

- 1980. - № - с. 47-50.

Э. Темирханов Б.Э. Интенсификация погрузочно-разгрузочных работ при уборке винограда. //Виноделие и виноградарство СССР. - 1980.

- JJ6, - с.53-56.

0. Темирханов Б.Э., Аджиев A.M. Организационно-технологическая схема ртрядной уборки винограда. //Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии. - 1981. - №8. - с.30-34.

11. Темирханов Б.Э. Исследование взаимодействия погрузоуно-разгру-зочных и транспортных средств при возделывании и уборке винограда: Отчет о ШР.' //Дагестанский сельхозинститут. - ЦШЙ, ВНШЦ; » Гр 78034863; Инв. № Б 960624. - M., 1961. - 36с.

12. ТЬыирханов Б.Э. Ганин А.П. Потребность хозяйств в транспортных средствах при машинной уборке винограда,. //Виноделие и виноградарство СССР. - 1982. - Р2. - с.40-42.

13. Темирханов Б.Э., Аджиев А.М., Музыченко Е.А. и др. Рекомендации по организации поточного метода уборки технических сортов винограда при частичной механизации производственных процессов. - Махачкала. - 1982. - 48с.

14. Темирханов Б.Э. Специализированный кузов для транспортировки сельскохозяйственных грузов с нежной тканью. //Информ. листок. Дагестанский ЦШИ. - 1982. - JP 120-82. - Зс.

15. Темирханов Б.Э. Разработка оптимального варианта взаимодействия погрузочно-трилспортных и технологических средств при перевозке и переработке винограда: Отчет о ШР./Дагестанский сельхозинститут. - ЦНИИ, ВНШЦ; № ГР 0182', 8.030950;

Инв. » 02830.076910. - M.» 1982 - 81с.

16. Темирханов Б.Э. и др. Малшнная уборка винограда. (Рекомендации): Ред. изд. совет ВЖИВиВ "Магарач". - Ялта, 1984. - 74с.

17. Темирханов Б.Э. Механизация погрузочно-разгрузочшх работ при уборке винограда. - Махачкала: Дат. кн. изд-во, 1985. - 67с.

18. Теыирханоа Б.Э. Предросылки создания съемного кузова для транспортировки плодоовощной продукции: Сб. научн. тр. ВШ. - Ы., 1985. - Т.1СБ. - с.59-63.

19. Темирханов Б.Э. Вероятностно-статистические принципы построения поточной технологии уборки винограда. //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 1985, - МО. - с.30-32.

20. Темирханов Б,Э., Расуяоа Н.К., Шихиев Ш.Б. Задача составлензш уплотненного расписания. - М.| 1985. - 26с. - Деп.ВИШТИ,

» 3325-85.

21. Темирханов Б,Э. Кузов для бестарной перевозки плодов. //Плодоовощное хозяйство - 1987. - »2. - с.53-54.

22. Темирханов Б.Э. Изыскание возможностей обеспечения сохранности плодов и других сельскохозяйственных грузов с нежной тканью при их транспортировке: Отчет о ШР. /Дагестанский сельхозинститут. - ЦШИ, ВШШ; № ГР 01.82 6.С30952;

Инв. № 02.87.068754. - 119с.

23. Темирханов Б.Э., Шихиев Ш.Б. Уплотненное расписание сезоннных работ. //Механизация и электрификация сельского хозяйства.

- 1987. - №10. - с. 12-13.

24. Темирханов Б.Э. Транспортное средство: Проспект. /ВДНХ СССР.

- Махачкала, 1988. - 2с.

¿5. Темирханов Б.Э. Накопитель плодов: Проспект. /ВДНХ СССР. - Махачкала, 1988 - 2с.

26. Темирханов Б.Э., Хованский Г.С., Амонуллаев А, Подъемно-транс-портнке машины. Методические указания по расчету ленточных конвейерных устройств. - Махачкала: Даг, кн. из-во, 1988.

- 42 с.

27. Темирханов Б.Э. Методологические основы эффективности эксплуатации погруэочно-транспортных средств. //Техника в сельском хозяйстве. - 1989. - №2. - с.59-60.

28. Темирханов Б.Э. Уборочно-транспортный комплекс и пути обеспечения сохранности плодоовощной продукции. //Совершенствование экономического механизма хозяйствования в АПК республики: Тез. докл. республ. НПК 30 декабря 1988г., Махачкала, 1938. -

с.45-47.

29. Темирханов Б.Э. Интенсификация процесса послеуборочной обработки картофеля. Там же. - с.54.

30. Темирханов Б.Э. Повышение эффективности процесса послеуборочной обработки плодоовощной продукции и корнеплодов: Сб. научн. тр. Ставропольского СХИ. - Ставрополь, IS89. - с.97-103..

31. Темирханов Б.Э. Теоретическое и техническое обоснование обеспечения сохранности плодоовощной продукции при погрузке и разгрузке.: Сб. научн. тр. BEJ, - М., 1989. - T.I2I. - с.121-132.

32. Темирханов Б.Э. Высокоэффективная уборочно-транспортная система для сокращения потерь продукции от ызханичасгаг повреждений: Проспект. /Госкомиздат. - Махачкала, 1990. - 2с.

33. Темирхднов Б.Э. Устройство для погрузки и наксачения ягод: Проспект. /Госкомиздат. - Махачкала, 1990. - 2с.

•34. Темирханов Б.Э. Транспортное средство: Проспект. /Госкомиздат.

- Махачкала, 1990. - 2с.

35. Темирханов Б.5. Накопитель плодов: Проспект. /Госкомиздат.

- Махачкала, 1990. - 2с.

36. Гридасов Г4Г., Темирханов Б.Э. 0 колебаниях насыпного груза

в транспортном средстве для перевозки сельхозпродукции. //Совершенствование технико-экономических показателей автомобильной техники: Сб. научн. тр. /ШШ. - 1991. - с.112-119.

37. Темирханов Б.Э., Аджиев A.M., Алиев М.Н., Умаров Р.Д. Устройство для,погрузки и накопления плодов. //Информ. листок. /Дагестанский ЦНШ. - 1992. - №92-2, - с.4.

38. Темирханов Б.Э. Умаров Р.Д., Бекеев А.Х., Адиньяев М.Д. Устройство для транспортировки плодоовощной продукции. //Информ. листок. /Дагестанский ЦНШ. - 1982. - №92-3. - с. 4.

39. Темирханов Б.Э., Аджиев A.M., Умаров Р.Д., Алиев М.Н. Устройство для накопления и выноса плодоовощной продукции из междурядий. //Информ. листок. /Дагестанский ЦНШ. - 1992. - №92-4. .

- с.4,.

40. Верещагин Н.И., Гречишкин H.A., Темирханов Б.Э. Специализированное транспортное средство для перевозки плодов и картофеля. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1992. - №6.

. - с„31-«2.

41. Темирханов Б.Э., Абдулгалимов A.M. 05 одной модели транспортного средства для сохранной перевозки сельскохозяйственной продукции с нежной кожицей. //Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1994. -,-№3. - с.22-23.

42. A.c. 950563" СССРj М.Кл.'В 60 РЗ/24. Транспортное средство. /В.В. Кацыгин, Темирханов Б.Э. (СССР). - 4:с;ил.

43. A.c. I194375 СССР, А 23 № 15/00. Накопитель плодов Б.Э. Темирханов (СССР).-4с : ил.

44. A.c. 1299856 СССР, В 60 Р 3/24. Транспортное средство. /Б.Э. Темирханов, Р.Д. Умаров, А.Х, Бекеев и М.Д. Адиньяев (СССР). - 4с : ил. .

э. A.c. 1507245 СССР, А 01 46/28. Устройство для погрузки и накопления ягод./A.M. Аджиев, Р.Д. Умаров, Б.Э. Темирханов и М.Н. Алиев (СССР) - 4с : ил.

э. A.c. I5I25I6 СССР, А 01 46/28. Устройство для накопления и выноса плодоовощной продукции из междурядий./A.M. Аджиев, Б.Э. Темирханов, Р.Д. Умаров и М.Н. Алиев (СССР) - 4с : ил.

7. Накопитель плодов.//Изобретения и рационализаторские предложения, разработанные на предприятиях и в организациях АПК и демонстрировавшиеся на ВДНХ СССР. Каталог. АгроНИИТЗИИТО. - М. - 1990. - с.97-98.

3. Транспортное средство. //Там же. - с.158-159.

Подписано к печати 15.04.94г. Объем 2,5 п.л. Заказ № 34

Типограф ЦОПКБ ВИМ

Тираж 100 экз.