автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Теоретические и экспериментальные основы создания машин для уборки огурцов

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ (Ю СШШШЗЯЙСТВЕННОЩГ МАШИОСТРОШИЮ НПО висхом

На права* рукописи

ЕЫШН Борис Николаевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ

создания ыашин для уборки огущов

Специальность 06.20.0i - механизация

сельскохозяйственного производства

-----

Автореферат

.циссертеции на соискание ученой степени доктора технических наук

Яосква - 1592

Работа выполнена в Саратовском ордена "Знак Почета" институте механизаирш сельского хозяйства им.М.И.Калинина

Научштй консультант - доктор технически* наук, профессор

г.д.пегров

Офицяолыгыэ оппонзнти - доктор технических наук, профессор

В.П.НЕГЕСОВ

- доктор технических наук В.А. ХВОСТОВ

- доктор сельскохозлйстЕбтиш ггауя Ю.Л.КОЛЧИНСШ

Водущоо прздпиштио - ГС!(Б по махжшм для овссс-гсдстгз

(г, Москва)

Зг^тта состоится "28 " октябри 1992 года г, 10 часов па осседсння спвциплнгнровшшого сопата Д 132.02,01 с научло-прояссодстениом обгедг.генип г.о сельскохозяйственному моаниострос-1313 - ШЮ ВКСХОМ: 127247, Москва, Д-.ятросскоо соссс, 107.

С диссортацпей нсиш ознакомься р бмЗляотспо ШЮ Б'ЛОШ.

Автореферат разослан ___1922 г.

совета

Я 11~.02.0? дсг.чор тсияадскаур?» профессор

л.л.согсш

>:01 ¡гцсл

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем. Современный уровень производства, хранения и переработки овощей в няней стране не обеспечивает научно-обоснованную норму питания человека на ету продукциг. Не выполняется норма питания и по такому полезному продукту, как огурцы, при норме 12 кг/чел. в год и* (фактическое потребление не превы-вает б кг на одного человека. Рост объемов производства огурцов сопряжен со значительными трудностям* и возможен при ейроком внедрении технологий промышленного г*х>изво детва, препусматривагяэтх применение сортов и гмбридов с дружной плодоотдачей, а также пол-нув механизацию операций возделывания, уборки и послеуборочной обработки продукции. Особенно трудоемкой остается уборка урожая огурцов, <<а нее приходится 60...60/6 всех трудозатрат, что составляет ТОО...800 чел .-ч/га.

Из известных в мировой' практике способов уборки товарных огурцов при современном уровне развития селекции и технических средств вффехтивен комбинированный, предусматриваюсь два-три выборочных сбора и заключительную механизированную (комбайновуг) уборку. Специфические особенности плодов и растительной массы огурцов семенного назначения поэво. яет применять одноразовую механизированную уборку урожая.

Создание аффективных в работе отечественных огуречноубороч-иых комбайнов на начальном втапе их создания (60...70-е годы) Сдерживалось отсутствием теории рабочего процесса механизированной уборки, мал был я объем окспериментальных исследований. й«енно повтому первые образцы комбайнов выполняли процесс с низ-кшот показателями качества: количество поврежденных плодов -19,2...21,полнота сбора - 76,2...66,1%, содержание в ворохе

- г -

по^ы - 7,0., .19,0$.

Поэтому создание основ теории рабочих процессов мехамиейро-ванной уборки плодов о' урца, а на базе отого разработка новых рабочих органов высокопроизводительных огуречноуборочных комбайнов - научная проблема народнохозяйственного значения, решение которой rlecnev.вает рост производительности труда на уборке ог^ов и повышает полноту сбора выращенной продукции.

Исследования проведены в Саратовском ИЫСХ в соответствии о планами научно-исследовательских работ института, в в последующем - с выполнением постановления Государственного комитета по науке и технике от 27.01.87 г. й 9/10 по ревению научно-тезши -ческой проблемы 0.51.18 "Создать высокопродуктивные сорта и гибриды овевдгах, бахчевых культур, пригодные к механизированной

уборне и длительному хранению; разработать и внедрить вффекткв-ные технологические процессы производства и послеуборочной обработки с ощей в открытом и защипанном грунте", а также согласно плана" сотрудничества с Николаевским филиала ГСКБ по машинам для овощеводства и Киевским СПКВ РО "Укрсортсемовоц". Результаты исследования рабочих органов огуречноуборочных комбайнов получили отражение в "Системе машин для кокп-тксной механизации сельскохозяйственного произь детва на K8I-I990 гг. ( вкфри : F62.6I, Р65.09 ). .

Цель работы - повыше1ше производительности..труда и.сокращение. потерь урожая при уборке огурцов товарного и семенного назначений- путем создания теоретических основ я рекомендаций, по обоснованию параметров основных рабочих органов овурачноуборочных комбайнов, разработкой и внедрением технических средств дхя парс-пектявннх операций технологического процесса комбайновой уборки.

Поставленная в работе цель предусматривала решет ; основных ездач исследования:

- выявить закономерное: процесса механизированной уборки огурцов« как функций условий работы и типа рабочего органа;

- разработать влементы теории технологических процессов подбора плодов огурца и отделения их от вегетативной массы в огурэч-ноуборочном ноыбайне - создать математические модели движения плодов и пло.цоствбельной массы при подборе с поверхности .юлл и убранного огуречного вороха в зона отрн*а огурцов от стеблей при равжичння схемах процесса плодоо^делрния;

- экспериментально исследовать при различных агротехнических условиях процессы огуречноуборочного комбайна и выработать рекомендации для совершенствования его основных рабочих органов;

- создать перспективные подбирающие и плодоотделяющие меха-кпгдо, вшолняк^ие качественно технологический, процесс при разллч-ши агротехнических условий: уборки, провести их опытно-произво.ц-ствеинув проверку;

-- совместно с ведущими конструкторскими организациями по ма-сииам для овощеводства разработать и внедрить маягинн длл у<<орк" огурцов.товарного и селенного назначений.

Научную новизну составляет:

- обосновениэ зависимости выходных параметров рабочих органов комбайнов ка кадцом этапа технологическ го процесса от физико-иэ-гакячвегах саойста плодов, вегетативной массы и засоренности агро-фона;

- ыатеыатаческие модели операций технологического процесса комбайновой уворг1 огурцов: подбор с поверхности поля плоцосте -бальной массы к отдельных плодов рабочими элементами подбираюпулс мзханягаор, отрыв плодов от стеблей при различных схемах процес-

са пли.доот деления;

- способ и математическая модель процесса подбора и перемещения на подающий транспор;ор комбайна семенников огурца барабанным подборщиком с "активными"иглами;

- математическая модель процесса выведения плодов огурца ив листостебе;.ьного >.лоя в зоне, предшествующей плоцоотцелению; прж етом основу модели составляет положение о целесообразности взаимодействия плодов непосредственно с рабочими злементами плодоотдв-лителя;

- методика расчета рациональных параметров подбирающих бара-банно-игольчатых механизмов машин для уборки семенников огурца в режимах их сЛ}>ективного использования.

На основании теоретических и окспериментальных исследований разработаны рабочие органы комбайнов, повывающие производитель -ность труда на уборке, с показателями качества, соответствуя»«« агротехническим требованиям (АТГ). На пятнадцать новых технических среиств получены (в соавторстве) авторские свидетельства.

Прь.;тическую ценность работы •••еют:

-обоснование технологических процессов к наборе высокопроизводительных маши для уборки огурцов продовольственного и семен-тго назначений;

- технологичес. лв и компоновочные схемы комбайнов для уборки продовотстченных и семенных огурцов;

- технологическая и компоновочная схема машины для уборки семенных огурцов на агрофонах с засоренностью вьше АТГ;

- рекомендации по выбору режимов и параметров работы бара -баняо-игольчатого и полотенно-пальцевого подборщиков, ленточного и вальцового плоцоотделителей с учетом состояния агрофона.

- ь -

Реализация научно-технических результатов работы.

Рекомендации по обоснованию кинематических л геометрических параметров игольчатого барабанного подборщика семенных огурцов использованы в Киевском СПКБ при разработке машины (навесная на комбайн СК-5) и в НФ ГСКБ - машин ЮУ-1.5С и МСО-1,5.

Предложенная в соавторстве конструкция машины для уборки плодов (а.с. 1142037) реализована при создании в НФ ГСКБ к Киевском СПКВ комбайна МУС-1,4, прошедшего государственные исггтасии и рекомендованного к серийному производству.

Работы автора по калибровке плодов огурца комбайновой уборки

испольп ваны при создании линии доработки огурцов ДЦО-3 з НФ ГСКБ.

Линия ДЦО-3 (шифр по СМ Р.62.62) в 1965 г. прошла государствен -ные испытания, по результатам которых решением Госагропрома и

Минсельхозмаша технологическое оборудование линии следовало пос -

тавить на серийное производство.

Апробация работы. Материалы диссертации заслушаны и сдобрены на расширенном заседании кафедры с.-х. машин СИМСХ в 1992 году; отдельные результаты исследования докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Саратовского ШСХ с 1977 по 1992 г.г.; сделаны доклады и проведено обсуждение материалов .диссертации на Всесоюзной конференции "Проблемы развития мехенязеции я сокращение затрат русого труда с.-х. производстве" (г. Запорожье, 1982 г.); на республиканской научно-технической конференции "Индустриальная технология - основа дальнейшего повьшения вффективности овощеводства" (г. Тирасполь, 1987 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Земледельческая иоханяка и программирование урожая" (г. Волгоград, 1990 г.). Автор принимал непосредственное учве-ие в работе НТС НФ ГСКБ и СПКВ РО "Укрсортсемовоц" при обсуждении вопросов организации ис-

следования и конструкторских работ по созданию огуречноуборочных машин.

Машины для уборки огурцов МОИ-1,4, МСО-1,5 в 1982, 1983 г.г. .г^монстрировались на ВД1Х, за участие в иг создании автор награжден серебряной медалью отой выставки.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 46 научные работ. Основные технические решения защищены 15 авторскими свидетельствами на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка литературы из 231 наименования (в том числе 19 на иностранных языках) и приложений. Общий объем - 41' стр., в том числе 29 приложений; в работе 109 рисунков и 29 таблитт.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В г „дение. Описана краткая характеристика проблемы. Отмечается вклад отечественных ученых в создание машин для уборочных работ в овощеводстве.

Вопросы теории, конструкции и расчета подбирающих механизмов огуречноуборочных комбайнов отражены в трудах А.Ф.Ульянова, Л.С.Бакулева, В.П.Нетесова, Г.А.Федорова, В.Н.Горшкова, В.П.Медведева, Л.В.Павлова, И.Ф.Савченко, В.В.Кушнарева, Б.М.Македона и др Технологический пропесс отделения плоцов от стеблей при протягивании растений между вращающимися вальиами получили теоретическое обоснование в работах В.В.Деревенко, П.П.Карпуши, М.С.Саб-ликова, Г.Д.Петрова, Н.И.Кленина, И.А.Долгова,'В.Н.Дорошева, В.И.Особова, В.А.Абликова и др., связанных с уборкой с.-х. культур, В.Г.Удовина, В.Н.Хлуденева, Д.Н.Листопада, А.М.Гриня - для огуречноуборочных машин.

I. Состояние проблемы, постановка цели и задач истедования

Произведен аналитический обзор научно-иесле:;овательских работ, выполненных по машинам для уборки огурцов в нашей стране и аа рубежом.

Отечественный и зарубежный опыт создания огуречноуборочных машин показывает, что в реальных условиях они на обеспечивают требуемых по АТТ показателей качества и имеют ниэкую производительность. Рабочие органы втмх комбайнов недостаточно изучены, н'учно не обоснованы параметры их рабочих элементов и расположение п технологической схеме уборочной машины.

Отечественная и зарубежная практика сельскохозяйственного машиностроения до начала 70-х годов не имела опыта создания и производства машин, выполняющих уборку семенников огурца. Поэтому впервкч, при отсутствии прототипов в серийном производстве, предстояло разработать технологический процесс и обосновать параметры рабочих органон для механизированного сбора семенных огурцоп.

В результате широкое внедрение промышленных технологий производства огурцов сдерживается отсутствием аффективных высокопроизводительных уборочных малин. Это требует проведения научно-исследовательских работ, направленных на разработку терспективных технологических процессов уборки и технических средств для ее осуществления.

2. Обоснование технологического процесса машин для одноразовой уборки огурцоп

При разработке конструкций уборочных машин следовало выявить максимально возможное число технических решений для последующего выбора из них оптимального, что предусматривает использование методики морфологического анализа (Н.И.Моисеева, 1980; В.А.Хвостов, 1988), Это сопряяено с построением морфологической матрицы паря-

антоъ осуществления функций комбайном для одноразовой уборки огурцов (рио. I).

На основании функци~пальной модели объектами исследования признаны две основные функции: Fi - подбор вегетативной маосн и транспортировка ее к плодоотделителю, /у - отделение плодов от лиотостебе"ьной кассы.

Функционирование огуречноуборочного комбайна отнооится к категории случайных процессов, который определяется как случайная функция времени X ( ^ ) неслучайного аргумента ( ~t ). Учитывая сказанное, огуречноуборочный. агрегат можно выразить как динамическую систему, состоящую из пяти функциональных элементов (рио.2).

Условие работоспособности комбайна через числовые характеристики выходного показателя можно выразить неравенством i J J jon , где | !/i |доп - допустимая по ATT числовая характеристика для данного показателя.

КомСЛн будет работоспособен, если управление его блоками и в целом агрегатом через входное воздействие А1 к сопровождается системой неравенств:

+ Hho.osq,, S !/'атг

У*П ft J * - ♦ Щ i ¡/¡лгг Узп (*)* УзтМ-Ъ <п

\ IV ' fyr (*•) sJiVr ¡An); 4с /¿J *Уз ¿у/лгг Ь „ (-L) <■ (ij -- - У„с (4J

у to IV * Ум (i) -- ^rc (t) >' » У ГАТТ

где УIbxi и •Kj'aTT ~ показатели агротехнических требований на

выходные параметры блоков комбайна и входной - блока П.

Величина параметров входа а ...а определена вгротребова-

Основ ная Функция

Там! в бер/пи-кальн. пл-сти Вертикальном дис-коеым ноком Р Ьартикальн.сегмент. . г . .ноеом Риз Комбикирозаникм . целителем

/>. -Укладка /ВМ1 /го ширине захвата маш. Рт Ротором с активными пальцами Ротором с пассивными пальцами ... Рцл Транспортером с эластичными пальцами ..

Р.,-отделение от корневой с истечь/ Рг31 Пасс:!Б)йгл! комки °иг Активными ножами

Раи Пл. л а пес Ршг СкоЕой е Спарен ными дисками Р.,,, Колее-. -чей-сх плс. гиН, Й... сегмента ми пссл ьиами К,,, Ллоскоре-Л а. п а О.

"о -лод'еп(вм) с плодами С /гоберкнасги л о л в к падающему транс- Риг Раз дель нь/й

•О4* ьЪ '81 Р,,,, 5ара-г,п баноп С иг/! а -ми Р„13 Лисхом Вер/пи кал. г Ра;* с лор -терссми Р Сабогн- г'г< /ты/-/ „ гсфрирооан. транспортером палЧ!ами и лрутх. ТАанс-ром Низ ""цебим и лент. Транс - портер-ми. Пело-тенко-паеьув. транспор. терем

Я-1 ~ глалслорти 'роена (¿м;+ плодо$ Р'гг< ЭЛ е а а./па ро г-1 "г ТО у/у. транспортером

Р ленточно-1гг< скре£-нм /груг*гое/>/ м 1

?? Ры - 6»/бе демие •"плв/оя из (йп) Рц{ Цепочно - лрут-транслор-ом Рзч пер<рэри.ро6а//н*т транспорте-р*м с зсскууммоб камерой

- отделение лло аго£ от (8/~г) Рз21 мнего ва.~* /^eцтovн6/м, ленго<'чо - прз/тк. отделителями

^ з г гс & а. /1 ^г л? и Рла лентой и пруткапц трансп-ра Рци 8а/1ьцех.ми

Рц,, лентами транспортеров Р лснгои* ""•г^ыи.

£-отделение " растит, остатков ■«'ч -енгои Р„.еа1ица. л лг вот поток 32 души, потоком

Л. .,-отд. лочв • примесей, ''РАкеп. плодов Р31Г Прутковым элеватором Игольч. сепаратор. р111 Пруткова элеватором

-у -затаривание п/тодов л—----/=><{< й г п v

ч" ьулкер| Ъгх Кузов трансп.ссёц-вг. \Рчц }Ь,ики| Кузов г]. е з от •"Нспост.сгегсЕа

Ру'дбчхение агрегата & ¿о а. <го т с „ —--С Н е о ; е т V ч * с к к м с. п 3 0 м

тч <пакторо;..( РжЛерн.кыб&гг-г Трактором

Рис.1. Морфологическая матриц:, вариантов осуществления основных функций ко:.;байна

- ю -

нияьи к сортам и гибридам для механизированной уборки и условиями работы комбайна. Качественные показатели технологического процесса исследуемой машины - выходные переменные содержатся в

тС 9 С

АТГ, показатели i/JC, Учс также определены в исходных требованиях на линию доработки огурцов.

Техн^логич jкий процесс обработки плодостебельной массы блокам;; комбайна заключается в перераспределении плодов, вегетативной массы и примесей между функционально определенными рабочими органами и транспортировке выходных компонентов за пределы машины. При этом выходные компоненты - показатели качества работы комбайна. Поэтому математическая модель его технологического процесса должна обеспечить возможность поиска оптимальных параметров рабочих органов при заданных входных векторах; и качественных показателях лавины - выходных векторах. Анализ оценочного отбора позволил установить функциональные связи между ними

Угп.го { bfa.bWl

-■ -Так хак на выходные параметры разрабатываемого комплекса машин имеют влияние входные переменные ^, ^ ... ^ , то на следующее втапе исследования предстояло экспериментально изучить в совокупности технологические свойства плодов огурца и их вегетативной массы, получить числовые значения исследуемых параметров и выяснить закономерности их изменения.

Главными по влиянию на выходные параметры разрабатываемых огуречноуборочных комбайнов следует ситать - соотношение вегета-

I

Рис. 2. Структурная схема функционирования комбайна для одноразовой уборки огурцсв: % ~ coo'гнoшeKI'', вегетативной массы и плодов, секундная подача плодов, их урожайность,

сила связи плодов со стеблем, ь^соренность поля,размеры плоцоз и элементов^растения, влажнс:ть почвы, прочностные показатели плодов\ ^^Лл^'~ ЕМУТРЫСЕ,С факторы, характеризуете параметры и режимы подборщика: скорость комбайна, показатель кинематического режима, С-^зор почва-подбор-сук, расположение элементов подборцика;^,^,. - параметры подавшего транспортера: скорость пс..от-ка, параметры скребков~ параметры плоцоо.делителя: длина переча' .чного участка, скорость рабочего элемента, табочхй зазор, конструктивниП размер¡Р^Р^/зл>~ параметры цоочкстителя: линейная скорость вальцов, рабочИ! зазор, динамическое давление воздушного потока;^ ,ргс - параметры сепарирующего транспортера: скорость пруткового полотна, зазор ыевду прутками.

тайной массы и плодов ( ё ), силу отрыва плодов от плодоножки (Р, К), размеры плодов элемеятов вегетативной массы, сила сцепления семенных плодов с ..глами ( Р , Н), массу плоцов семенкиков

сц

огурца ( т ,/сг), сопротивление плодов ударным нагрузкам (кв -коэффициент восстановления и 1>'цОП ~ допустимая скорость соударения плодов с поверхностями из различных материалов), момент сопротивления повороту плода огурца (Мс , Н'м).

Работы проф. А.С.Болотских и каш исследования показывают, что рекомендуемые для механизированной уборки сорта (Харьковский, Кустовой, Конкурент) имеют вегетативную массу до 30 т/га при следующих значениях Ш : Харьковский, Кустовой (]?.»« 0,7...1,2), Конкурент (Ш * 2,2...2,4), гибрид Садко (Е ш 3,6...3,7).

Сила отрыва плодов огурца от плодоножки преимущественно зависит от сортовых особенностей культуры и от размеров плодов. Для уровня значимости 0,05 получены интервалы силы Р: сорт Кустовой -16...54 Н, Конкурент - 14,0,..41,2 Н, Харьковский - 12,0...34,4 Н (продое^льствекные огурцы). У семенных огурцов эти показатели следующие: Чежинский - II...35 Н, Урожайный - 15...35 Н, Успех 221 -- 14...33 Н.

Математическое ожидание длины плодов изучаемых сортов я гибрида:. Харьковский - 99 мм. Кусковой - 89 мм, Конкурент - 98 мм, Садко - 104 мм; их диаметр соответственно - 26,2; 42,0; 25,2 и 40,0 мм.

Силы сцепления /Ссц исследованы при радиальном и параллельной внедрении двух игл диаметром 0,006 и в плод с последующим их разведением. В варианте радиального расположения игл (сорт Урожайный) сила Р сц (Ы » 29,36 Н, <о в 5,71 Н) в 1,4. ..1,6 раза ыеяьвв, чем у игл, изменяющих взаимное положение после прокола плода.

Масса плодов семенных огурцов ( т , кг ) установлена для плодов сортов Нежинский, Урожайный, Конкурент, Успех 221 ( - 0,304 кг ; т^ш 0,332 к* ; т^ы 0,474 кг ; т^. 0,296кг ).

Для оценки силы удара плода при взаимодействии с элементами рабочих органов комбайна определили с использованием специальной установки и киносъемки значения коэффициентов восстановления: по сталя К в » 0,22; по прорезиненной ленте Л" >• 0,13.

Наибольшей деформации (погибу) з процессе отделения гло, д от стебля подвергается плодоножка, что требует эныгия момента сопротивления, возникающего в ней при повороте огурца. Исследования позволили получить зависимость /7 -А'-/ггП1 > К ' коэффици-

ент пропорциональности, К - 0,2243 Н'м/кг (при коэффициенте корреляции 2 ш 0,7517; ошибке 5г « 0,1269; критерии существегеюгти

^г - 5,92); ^пл~ масса плода. Из сравнения фактическо: > ¿г и теоретического т - критерия Стьвдента ( £ »• 2,01) сделан вывод о существенности корреляционной связи ( ¿г >

3. Теоретическое исследование процессов механизированной одноразовой уборки огурцов

Как отмечалось выше, качественные показатели огурвчпоубороч-иого комбайна преимущественно определяют функции Рг , /\з , выполняемые блоками П и 0. Блок поцбира дах механизмов с учетом различий в физико-механических свойствах плодов и растений продовольственного.и семенного огурца предложен в пяти вариантах (рис.3). Подборщик барабанмо-пальцевого типа (рис.3,а) подробно изучен, применительно к уборке семенных огурцов с развитой вегетативной массой, в работах к.т.н. В.А.Федорова и В.Н.Горпкола.

Поисковые огтчты с несколькими вариантами подборщиков на уборке товарных огурцов (барабанно-пальцевый, барабанмо-лланчатый, б л-

777— д.

Рис.3. Схемы подбирающих механизмов, предложенных в альтернативных вариантах исполнения комбайна: а-барабанно-пальце-вый; б-полотешю-пальцевый; в-барабашю-иголъчатый (I вариант) ; г-барабашю-игольча-тыЯ (II вариант); д-барабанный с "активными" иглами

рабашшй с пружинными пальцами) позволили приоритетные считать по-лотенно-пальцевый механизм (рис.З.л). Анализ кинограмм процесса подбора плодов, наличие на н.:х травм о особыми признаками (потер-тооти, вкрапления почвы) показали необходимость обоснования кинематического режима полотенно-пальцевого подборщика.

Ворох огурцов заключительного обора включает преимущественно плода крупных фракций (корнишоны и, зеленцы - до 78%), которые вследотвие значительного момента инерции, выводятся при иод-боре из лиотоотебельного слоя о последующим движением за отеблем, перемещаемым пальцами механизма оо скоростью (рио. 4,а).

Для предотвращения травмирования плода V" Тр должна быть такой, чтобы плод, отклоняясь к вертикали со отеблем, одновременно перемещался вверх и не входил в контакт о почвой.

Исг, ;льзуем дифференциальное уравнение вращения плода относительно оои о', после преобразований и решения которого, находим выражение для определения времени поворота плода на угол

/а —ага1п *' Р., (3) и р <*> _^ ^ ,

где р - круговая чаотота колебаьлй, р {/^/<2 ', £ -¿¿г * О - угловая скс"ость плода, и) = т/ АЙ/./^?-/) >

„.[(-^га.^, * « (

■ При этом у = (90° - £ ), где £ - геометрический параметр .наклонного учаотка подборщика.

Из условия перемещения плода в процеоое подбора о учетом движения агрегата согласно охеме*(рио. 4,6) получено выражение для определения величины укорачивания стебля

& е, * ег -- А • 5у (ц г- Щг-* у)] * ^ •а- и { Ил (г- д у; . и >

Рис.4. Моцель движения плода огурца (а) и схема его перемещения (б) в процессе подбора Используя выражение (4) и начальные условия: f « 45°, fl « 0,J9 м, оптимум X и переменные ду, ах- —^р— графически построены.траектории движения плодов, распол кение которых относительно почвы позволяет сделать заключение о правильности выбора режима подборщика.

Для подачи вегетативной массы с огурцами к плодоот,делителю подборщик оснащается гори зональным подапщим транспортером 3 (рис.3,6), общую длину которого X следует рассчитывать, согла-суг ее с l^p и максимальной длиной стебля L

£ м*к

где Ы. шаге <eS .При *0»45°, *0 . 0,05 м.,

Н -0,25 м., - 0,68... 1,12 м/с X - 1,099...1,152 м.

Сбор семенников огурца, если засоренность посевов соответствует АТТ, выполняют подборщики барабанно-игольчатого типа

(рио.З,в,г). Оки отличаются расположением и размерами "абочих зон (оекторов) прокола плодов, их подъема и съема. Е обоих вариантах подборщиков иглы жестко закреплены на поверхности барабана, поэтому здеоь и шике они названы "пасоивными".

Первый вариант подбирающего механизма (рис. 3,в) иооледован под руководством автора к.т.н. В.М. Македоном. Этот подборщик имеет чрезмерно большой сектор подъема плодов, что обооновано фронтальным расположением отводящего транопортера I, плаотинчатого съемника 2 и барабана 3 относительно энергетического средотва (зерноуборочный комбайн СК-5 ). Увеличенный сектор подъема плодов - не-доотато" подборщик так как возриотает вероятность потепь оемен-1шх плодов из-за того, что барабан на 1/2 внешней поверхности может быть загружен плодоотебельной массой,- а это вызывает технологические отказы в работе оъемшша.

Второй вариант подбирающего механизма (рис.3,г) не имеет названных недоотатков, он длисывается в конструкцию прицепной машины о правосторонним расположением относительно энергетическое оредотва. Здеоь плодостебельная масса пвремещается иглами барабана I к съемнику 2, который направляет ее к подъемному транопорте-ру 4. Для онятия о плаотин оъемника растительных остатков подборщик оснащен цепочно-планчатым очистителем 3.

Оптимальную покупательную скорость движения подборщика следует согласовывать о такой частотой его вращения, когда плод под действием центробежной силы инерции преждевременно не сходит о игл в секторе подъема о центральным углом V/ (рис.5). Учитывая возможные варианты взаимодейотвия плодов о иглами: прокалывание 1...3 иглами;частичное прокалывание 2...3 иглами, а такжо варьирование размерно-массовой характеристики плодов при теоретическом анализе приняли экстремальные условия работы: плод проколот

Рис.б. Схема к определению конструктивных параметров подборщика только одной иглой, осевая линия иглы совпадает с центром тяжести плода (т.О), игла погружена в плод по диаметру его поперечного сечения. На плод в плоскости осп иглы действуют силы: тяжести плода - тд , трения - £тр » нормальная сила реакции иглы - ^ е Корис.тиса - 2тсох и центробежная

Дифференциальное уравнение двпжв!ип плода ё проекции ка ОХ переносной системы координат ЖОУ имеет вид

61 --JffS¿r)У, + (6)

Получено линейное дифференциальное уравнение движения с постоянными коеффяцяентами и правой частью. В результате его решения имеем

л я С^е +сге ' + +

* 4ь>*/г] (7)

Для нахождения скорости относительного движения плода по игле взята производная

Х(*С<е - Сл э (ГХ ' л

¿¿¿¿од ¿¿п. V*

4)* * * и)*/ а ]

(8)

Постоянные коэффициенты я С^ в уравнениях (7,6'

определены пэ начальных условий: » 0; К » 0; х'т 0.

В тэхнологачаском процесса подборщика плод должен сходить с игл между точкам А и В. Наименьшее расстояние от подборщика до транспортера 3 определяется горизонтальной проекцией полета плода Н^ и перемещением агрегата

ЛА г ----(9

Радиус барабана подборщика с названными параметрам транс портярук?вго устройства рассчитывается из выражения

л ехгл, (И,

- С»з У,

- 20 -

Форма пластин съемника плодов существенно влияет на надежность технологического процесса, сопряженного с аащемлением плодов между иглами и пластинами. Для обоснования их формы использовано понятие об изогональных траекториях и тогда уравнение кривой

¡Р/хв

пластины съемника запишется как Rg - Р* • € , где f - угловой коэффициент, у - ( >i+c- 90°; - ig4„ ; oin - угол вацемле-нил, ( # ) ; ¡Р(- угол трения иглы по внутренней части плода, !Рг - угол трения плода по пластине съемника. При начальных условиях: » у/12 рад., «■<„ ■ 60°, К, - 1,73 уравнение кривой

У/й 7J

пластин съемника Судет fig щ 216,5 С . По табличным данным, приведенным в диссертации, рекомендуется строить кривую пластин съемника плодов.

На огрофоне, где засоренность превыпает A IT, для подбора семенников огурца предложен механизм с "активными"иглами (рис.З.д).

Разработанная конструкция обеспечивает меньшее травмирование плодов .три их проколе иглами и одновременно позволяет получить надежное сцепление игл с плодами в процессе подъема последних с поверхности поля. Технологический процесс подборщика (рис.6) включает последовательно осуществляемые операции при движении ига по секторам А , 6 , С , 3 , £ , взаямссвязанных с углом поворота кокуха барабана радиусом Rg. Взаимное расположение игл и их положение относительно кожуха барабана определяется координата, ли рабочего конца игл (F) г точки ее пересечения с кожухом м.

В секторе В угол отклонения осп иглы от радиального положения равен у>4 г ei-cjig , а величина выхода иглы из кожуха л tij % • ioig) . Уравнения движения конца иглы и точки

h относительно центра вращения барабана имеют виц:

К-9,) , Угт оГв ■ cej Ы-^-Jie), '

*S sin Ы ~ Умв " *S ~ П>

I

го

Рис.6. К определение уравнений движения игл в рабочих секторах подборщика

где пс _aha • tin fet-ui«}_

' tin Urc i<t <«

В процессе накола плода двумя иглами проекция отрезка НМВ на горизонталь увеличивается. При этом иглы вызывают деформацию () коры и внутренних тканей плода, величина которой определяется ив вы; гжения

-<M(«t-| )J , (12)

где Л - угол, соответствующий контакту иглы с плодом.

Зная допустимую величину деформации ( " Ь...8 мм) иа выражения (12) находим

{1-яп£к>+т • аз)

где р - угол взаимного расположения пары игл, установлен при лучении физико-механических свойств плодов как Т mf ^сц ^'

В секторе / иглы располагаются параллельно и под углом f0 я горизонтали, что исключает преждевременный сход плода с игл под действием центробежной силы инерции ( __^

Рашеры рабочих секторов выражены величинами соответствующих углов: сектор £-*te ad , сектор J>~ ЫвшЫ. i сектор Б-

Скоростной режим подборщика определен показателем кинематического режима

я - + (15)

где d- угол поворота кожуха барабана, при котором происходит

1

отрыв плода от поверхности поля, via - are ( I - -—--);

* U * L

среднее значение высоты »якронеровкостей; Д - высота постановки игл барабана нцд почвой.

Как отмечалось выше, вторая по значимости среди основных функций - , предусматривающая отделение плодов от вегетативной массы с применением в структурной схеме (рио.2) блоха 0. Впервые исследования процесса плодоотделения в огуречноуборочном комбайне были выполнены под руководством проф. Ульянова А.О. в Саратовском ИМСХ к.т.н. Удовиным В.Г. В последующем наши исследования с применением киносъемки, визуальные наблюдения в лабораторных и полевых условиях позволяли выявить сложность и многовариантность процесса отделения плодов от вегетативной массы. Его эффективность определяется как значениями входных переменных ^ , ^ , ' > так и конструктивно-кинематическими параметрами отделяющего механизма.

Изучение технологических свойств листостобельной массы (рас*

предолеиие плотности по высоте слоя), киносъемка процесса ее д*ге~ яеняя на передаточном участке (рис.7) показали, что здесь

происходит рподолеию вороха на два слоя и Мг '• слой Н< -легкая фракция лястостебельной массы, слой Нж - преимущественно плоды. В связи с выздемзоинш первыЛ вортент оч'вчественнэго огурочноуборешого комбайна 1С0У-1,'" (1980 г.) Си л оснацсн плодо-отдоянтеяен с ппльцодг разного диаметра. Расчот дкямзтра порлгагз вальцъ пыполгая» с учетом стабильного Я£»тяпп1шг:;п плг лястоста-беяьной маесн толстой г

( Н* - а/

-з- /

~== (16)

гдо - кооффтцпгнт трогая слог лястостебельной массы по иатеряаяу вальца.

Рис.7. Функциональная схема ллоцоотпвлителя с вальцами разного ципметра

вариантах исполнения огуречноуборочного комбайна

Диаметр нижнего вальиа рассчитывали ив условия незатягивания плодов с определенным диаметром носка Ын между слоем Н* я поверхность«) нижнего вальца

а -- , (17)

¿л

ГЦв ¡^ - угол трения плода по материалу вальца.

На этапе создания перспективных плоцчотделителей была выдвинута гипотеза о возможности эффективного и надежного выполнения технологического процесса отделения плодов при соблюдения условий:

- конструкция обеспечивает предварительное уплотнение растительного слоя до толщины, захват и протягивание которого устраняет забивание механизма;

- плодоотдвлитель имеет высокую протягивающую способность (в вальцовых механизмах необходимая сила протягивания растений достигается чрезмерно большим усилием прижатия верхних вальцов, что сопряжено с травмированием плодов и появлением дополнительных технологических отказов в работе).

Наэппнные услория учтены в конструкции ленточного плодоотде-лителя с регулируемой зоной захвата (рис.8,а). Здесь за счет поворота двухвальцовых блоков 6 вокруг осей 5 можно регулировать размер зоны Н при постоянном угле втягивания. Рассмотрев схему сил, действующих на листостебельный слой в рабочих зонах пяо-доотцелителя, получили выражение для определения силы протягивания

+ «в)

где Р^ - суммарная сила сжатия пружин блоков; (т^ - сила тяжести верхнего блока; ¡р , ^ - углы трения листостебельного

слоя, соответственно, в зонах захвата и плоскопараллельного протягивания; о( - угол отклонения лент в рабочих зонах от вертикали.

В уравнении (18) произведение (Рсш + &1 * ')

обеспечивает дополнительную силу благодаря зоне плоскопараллельного протягивания, что исключается в вальцовых механизмах.

Применяя теоремы об изменении количества движения ( - ) и момента количества движения, а также решив систему уравнений, получили выражения для расчета сил натяжения плодоножки при центральном и косом ударах-плода о нижний валец плодоотделителя

где - угол наклона плодоножки к горизонту в момент удара

Ы ■*■ £

плода о валец блока, V г аре "¿д ——; "С ^ - время действия

« * 3 Б

ударного импульса, по данным В.П.Медведева - 3 (10 .. . 10 )с;

- коэффициент трения плода огурца о ленту плодоотделителя; Ыпл , Спл - размеры плода; , , - плечя сил,

действующих На плод в момент удара; , \У"пр - скорости поворо-

та плода и протягивания листостебельноЯ масс;;.

Ударные силы при центральном и косом ударах будут

Я-1-—- +П>пл -«о •

Удар в процессе отделения плодов от стойле!! мокот привести

к трцвкировани» огурцов. 0дновром°нно он вызывает н&тлкскно плодоножки с силой $ » которая для условия отделения плодов до.та-иа Сыть 6> > • »ааение уравнений (19,20,21,22) для средняя

Еначснкй:

тПА д - 1,о н , ш 0,07 и, г,, - 0,004 с,

¡/^ в 46° п ^ « 0,57 показывает, что при косом ударе г

а сита удара Исходя из этого, следует отдать "рец -

почтение косому удару.

С целью снижения потерь и травмирования плодов предложено устройство (рис.В,б), позволяющее до процесса плодоот.деления выводить огурцы за пределы листостебельного слоя.

В исследовании этот процесс рассмотрен состоящим из двух этапов: свободное движение плода после схода с п' -.ающего транспортера I со скоростью и поворот плода относительно точки крепления к стеблю под действием силы тяжести. В качестве критерия оценки процесса принято время его продолжительности С Выполнив анализ процесса схода плода с транспортера с учетом длины листового стебля I» и зазора Н (между подающим транспортером и перфорированной лентой 2) получено уравнение для нахождения продолжительности ( первого этапа процесса

+ ? К •*«/,<*• £ ла*1зН* Я*

+ 1Гг лй\рЦ( (23)

Для определения полного времени провисания плода следует установить время: поворота плода при распрямлении листового стебля ( ) п перемещения плода к вертикальному положению ( ).

Прт нахождении использовано дифференциальное уравнение движения плода при повороте с начальной угловой скоростью

2> -^Г" - Мс , (24)

где У0 - момент инерции плода, как оллипсоида вращения; У - те-пуг^й угол поворота; Мс - момент сопротивления повороту плода» После разделения переменных и интегрирования получены выражения для нахождения и ^

[* , ** __,г(28)

J /1ч(<»*/г чкМч ♦ 2С*1

{ -

•хУ П-2</(Сг»к +е»)сочг)/ч -гл-сУ^«^ ,(26) где £ ■ п + ) , X - угол, характеризующий максималь-

ное отклонение ллоца при возвышении. Решение уравнения (23) и вычисление определенных интегралов (25,26) произведено при реализации специальной программы на ЭВМ. Полученные графические зависимости * « / ) при «Х- - 10°, 0° и 10°; ¿-У (Ч;) при Р - 0°, 25° и 50° показали, что минимум времени "¿""ш 0,22 с. происходит при о* - 5...10°, / - 10...25° и 2,5...3,4 м/с. Это позволило для » 3,3 м/с установить длину рабочего участка I* - 0,726 м.

Для обоснования минимальной величины радиуса плоцоотцеляющего вальца ( 2 в) рассмотрены два варианта его взаимодействия со стеблем: при параллельном ( 2 'ъ) и перпендикулярном ( *в) расположении продольных осей вальца и стебля. При етом установлено: »» </ст (< * с*згу<)-<х ' » Ыет - а /РНч

где £^ст- диаметр стебля; % - угол трения стебля по материалу перфорированного полотна. Анализ графических зависимостей

и « 4 (показывает необходимость выбора мииимального диамет-

в * ст

ра вальца для варианта, где оси стебля и вальца перпендикулярны.

4. Экспериментальные исследования механизированной уборки огурцов

Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с разработанными программой и методикой, согласованной с ОСТ 70.8.7-83. Они позволили выявить влияние отдельных факторов, их сово -купности на количественную оценку показателей качества уборочного процесса. С целью реа.г'эацйл намеченной программы были изготовлены лабораторно-полевыв установки, предусматривающие выполнение основных технологических регулировок исследуемых механизмов.

В результат 1 сравнительных исследований барабанного с

пружинными пальцами, барабанного с убирающимися пальцами и г.эло-тенно-пальцевого подбородков установлено, что меньие травмирование плодов и их потери имеет подбирающий механизм полотенно-паль-цового тапа. Кроме того, объединение в одном узле подбирающего п транспортирующего елементов упрощает конструкцию п сникает материалоемкость комбайна.

При етом установлено, что потеря плодов (.Л) преимущественно Бависят от реянмных параметров этого подборщика ( Л, Ь^, ) п аппроксимируются выражениями

ПП - 4,3 + 3.276 Я + 2,6 КГ1 А*. (29)

ПП - 3,25 - 3,54 + 7,29 «Л* . (30).

Сравнения теоретической (4) и экспериментальной моделей процесса подбора плодов пояотвнно-пельцевнм механизмом позволили установить оптимальные значения факторов: скорость транспортера -1,0 м/с, показатель кинематического режима Я » 1,25, расположение пальцев относительно почвы А.„ » 0...0.09 н„

Рекомендованные для уборки плодов семенных огурцов барабшшо-игольчатые подбиреп^е механизмы на агрофонах, соответствующих АТГ, обеспечивают необходимые показателя качества. При втом боль-глй еффект. имеют подборщики с укороченным сектором подъема плодов я с "антпиакя" пглада. Первый из них на оптимальной скорости движения ^ в 1,2 м/с ( X « 0,65...0,9) тлел потеря плодов менее 5,0$, а в бункерном ворохе содержи sin примесей составляло 0,Э7...0,72£.

В связи с той, что в реальных условиях уборки семенных огурцов содержание сорняков в несколько раз прзвыяает допустимое (4 т/га, в Hsctrx опытах 12,8 я 28,4 т/га), то следовало выявить влияние названного показателя АТГ на показателя качества уборки.

Испытания подборщика выполняли на одной скоростном режиме, который соответствовал рекомендациям МИС ( t^ » 1,7 м/с), при А ■ ■ 0,98...1,47. В варианте Л - 1,06 потери плодов были наименьшие ( тп ш 12,856, б1 - V - I0,7£, р - 3,7$), что более, чем в 2,5 раза превыпают допустимые по агротехническим требованиям.

Для снижения потерь плодов при подббре в такой ситуации проведены исследования комбинированного агрегата, оснащенного косилкой-измельчителем и барабанным подборщиком с "активными" игла)/и. Урсжяйность плодов в период уборки - 16,0 т/га, содержание сорной растительности - 60,0 шт/м^, ее масса - 28,4 т/га, то есть в 7,1 раза выше АТГ. Изменяя высоту среза И т 0,1... 0,3 м установили, что наибольшее значение полноты сбора ■ - 96,% получено npi г/'« 0,15 м. Засоренность вороха растительными и почвенными пргмесями £ с увеличением возрастает ( £ - 0,2...3,1%), pmt2 0,2...0,4% получено для N'- 0,10... 0,15 м.

Так как исследуемый механизм обеспечивает большую силу сцепления плодов с иглами в секторе подъема плодов, то также было выявл^о влияние глубгкы прокола плодов к на показатели и

^ . Имеющиеся в диссертации графики (?C*/(A'J и показывают рост Qc с уменьшением А' , достигающий 96,1$ при ' А' в 0,01 м. Не рекомендуется и чрезмерно уменьвать А' (до минусового значения), так заметен рост g до 2,556 и уменьпеиие

n0 (часть плодов разругается кохсухом барабана). Полученные в опытах параметр подборщика были ревизованы при создании машины для уборки семенников огурга на полях с сильно еасореиным агрофоном.

Проверку теоретических выводов и расчетных Парамонов наполняли в реальных полевых уоловиях для разработанных плодоот-делителей (рис. 8,а,б).

Оптимальные геометрические'и технологические параметры ленточного плодоотделителя (рио.8,а) выполняли на режнмних показателях - = 0,57 м/с, = 1,2 м/с, что согласуется с АТТ по производительности комбайна. При этом перемет...е параметры - S* (длина передаточного участка), угли отклонения лент плодоотделителя ( ) и зазор рабочей щели ( «■ ). Наилучшие агротехнические показатели ( тп = 3% к полнота захвата растений (ПЗР) = = 97%) получены для Sy = 0,20...О,25 м. Анализ зависимости т„ = 1,47- а. - 0,94 дал возможность выявить величины п>п в диапазоне & = 2. ..5 мм. Изучение кинограмм скоростей киносъемки, полученных при а. = 2...5 мм, о сопоставлением т„ позволили установить наилучшую величину рабочего зазора - а = 2 мм.

Исследование плодоотдолителя (рис.8,6) предусматривало получение математической модели, сочетающей оптимум изучаемых факторов - Xfr , , и fi , при обеспечении мшшмума времени ( i ) на выведение плода из вегетативного слоя. Предварительное изучение названного процесса показало, что вышеперечисленные факторы влияют во взаимосвязи на критериальную оценку - i Поэтому было признано рациональным проведение факторного эксперимента по некомпозициошому плану типа Бокса-Бенкина ( 8 )„ Реализация серии экспериментов в соответствии с принятым планом и расчет коэффициентов регрессии позволили получить адекватную модель процесса:

У = 0,227-0,0136x1-0,0352x2-0,075x3-0,0629x4+0,095xf + +0,1007X2+0,072Х§+0,I26Эх|-13,В•I O^XjXg^ ,27-10~2Х1Х3+ +2,7.I02XIX4-3,5-I0~3X2X3+2,77-I0~2X2X4+4,I5-I0~2X3X4 # (31)

где • • • - кодированные значения факторов, определяйте соответственно скорости , Ру. и углы наклона лент плодоот-

делителя ( ) и подающего транспортера ( уЗ ). Для проверки гипотезы об адекватности математического описания опытных данных оценивалось отклонение предсказанной полученным уравнением регрессии величины отклика от результатов наблюдений в одних и тех же точках факторного пространства. Адекватность модели с 96$ вероятностью подтверждена значениями табличного ( » 1,837) и расчетного { ^»»«у4« 1,739) критериев Фииара, так как После перехода от кодированных значений факторов к натуральным величинам получили уравнение регрессии (32) в раскодированном виде:

^ -0,64026-5,8 КГ2»? -1,39 КГ3«* -0,4641^ -3,03 КГ3/ + +8,3 10"31^+г,5 КГ5 '+0,22961^+5 10'^* +2,25 10~2£-£+ +16 Ю"6^-/ +28 Ю-6*./ +14,8 Ю*3 (32)

Анализ двумерных сечений поверхности отклика позволил определить интервалы изменения изучаемых факторов: » 1,0... 1,2 м/с; / - 17...27°; - 2,7...3,5 м/с; . Б..Л00, при которых £ достаточно близка к оптимуму '0,2239 с).

Реализация научных разработок и Анализ хозяйственной ..эффективности результатов исследований

Комплекс исследований, выполненных автором данной работы, использован конструкторскими к научно-исследовательскими организациями при разработке новых тчпов огуречноуборочных комбайнов. Так, рекомендации г э вноору оптимальных параметров основных рабочих органов уборочных ма&ян реализованы в работах Николаевского филиала ГСКБ по малинам для овощеводства и Киевском СПКБ РО

"Укрсортсемовощ". Сюда слодует отнести разработки: шести вариантов машин для уборки семенников огурца (навесная на СК-5 "Нива", КОИ-1,4, МОИ-1,4, К0У-1,5С, МСО-1,5, МУС-1,4); комбайнов для уборки огурцов (КЭУ-1,5, КОП-1,5, Н0П-1,5Л). Кроме того, на кафедре с.-х. машин СИМСХ было изготовлено четыре экспериментальных огуречноуборочных комбайна с несколькими вариантами рабочих органов.

Технология уборки плодов с использованием огуречноуборочных комбайнов предусматривает доработку убранного урожая на стационарной линии ЛДО-3 (шифр СМ Р. 62.62). Результаты научных разработок автора по калибровщику огурцов этой линии были внедрены в НФ ГСКБ, что позволило повысить точность калибровки плодов с 61,98 до 73,00% (по длине) и 96,7% - по диаметру. По результатам госиспытаний решением Госагропрома и Минсельхозмаша технологическое оборудование линии ЛДО-3 рекомендовано к серийному производству.

Комплекс агротехнических приемов технологии производства товарных огурцов включает: уборку (комбайны КОП-1,5, К0П-1,5М , К0П-1.5Л), транспортировку (МТЗ-80 + 2ПТС-4М) и послеуборочную доработку (линия ЛДО-3). Показатели экономической эффективности механизированного одноразового сбора в сравнении с агрегатом АУС-1 приведены в таблице I.

Таблица I

! П 1 п/п1, I )Агрегат } АУС-1 ! Комплекс машин

Показатели . По с.-х.операциям|

I ! 1 1 1 1 ¡коп- !мтз-8ох!лдо-!,нсвг° |-1,5 ¡42ПТС-4{-3 {

I Г 2 1 3 1 4 ! 5 ! 6 ? 7

I. Затрата труда, челгч/т 23,67 0,41 0,84 1,52 2,77 х'данные доктора технических наук Бакулева Л.С. (НГОЮХ)

Продолжение табл. I

I |_2 | 3 | 4 j б j 6 | 7

2. Эксплуатационные затраты,

руб/Т 14,26 3,62 2,06 2,78 8,46

3. Удельные капвложения,руб/т 9,77 11,60 4,64 8,05 24,29

4. Приведенные ватраты, руб/т 15,71 5,36 2,76 3,99 12,11

Результаты исследований автора по подбирающим механизмам .. игольчатого типа, в том числе опытный образец подборщика, были использованы в НФ ГСКБ и Киевском СПКБ при разработке, ведомственных и государстве!«ных испытаниях машины для уборки семенников огурца МУС-1,4 (рис.9), которая рекомендована к серийному производству (шифр СМ Р. 65.09). Применение МУС-1,4 снижает затраты труда: по сравнению с агрегатом АУС-I с 35,71 до 2,50 чел.ч/га, с ручной ; Зоркой, еще часто встречающейся на полях нааих Хозяйств, в 53,3 раза.

Кроме того,,в некоторых хозяйствах страны о учетом рекомендаций, опубликованных автором в центральной печати, были изготовлены машины для уборки семенников огурца, где в качестве внергетическо-го средства использован зерноуборочный комбайн. Так в хозяйствах Краснодгрского края получили применение машины ООУМ-З, имеющие сме!шую производительность 8,0 га при годовом окономичасхом эффекте 124 тыс.руб. на одну машину (1988 г.).

Исследования технологии механизированной уборки семенников ог.рца в различных регионах страны показали, что хозяйства на данном втапе развития cper-тв уничтожения сорной растительности не могут обеспечить требуемый в соответствии с АТТ по засоренности егрофон. Поэтому в ближайвие годы на уборке семенников огурца

Ряс,9. Схема мвшиы ,цля уборки семенников огурца МУС-1,4! I-делитель; 2-нож дясковый; 3-подборщяк; 4-сгекняя; 6-очкстптель съемшка; 6,7-транспортери; 8-плодоотдоллтель; 9-рама; 10-ходовая часть

огурца на сально .чсорегамж агрофоне: 1-рака; 2-плодоотде-лятелъ; 3-гвдроцялкччр; 4-ось; 5-вентплятор; б-хсдовая часть; 7-транспортар; З-псдборвдак; 9-ягла; 10-пнек; 21-аппарат режущпй

целесообразно применение машины (рис.10), качественные показатели работы которой не зависят от засоренности агрофона. Предлагаемая на перспективу конструкция имеет существенные преимущества в сравнении с известными образцами уборочных машин:

- большую полноту подбора плодов, так как конструкция подборщика обеспечивает бо'льшую силу сцепления плодов с иглами;

- меньшую засоренность почвой вороха огурцов, так как иглы подбирающего механизма в момент прокола плодов не имеют контакта с почвой, Машина обеспечивает на агрофоне с засоренностью выше АТТ полноту сбора 95,7$ плодов при рабочей скорости движения агрегата 6,0...7,0 км/ч.

Рекомендованный к серийному производству огуречноуборочный комбайн КОП-1,5 выполняет процесс с показателями качества близкими к предельным при условии, что агрофон и размерно-массовая характеристика убираемой плодостебельной массы соответствует АТТ. В екстремальных по засоренности поля условиях предлагается к применению комбайн. К0П-1,5Л, оснащенный полотенно-пальцевым подборщиком и ленточным плодоотделителем (рис.П). Его применение снижает потери плодов при подборе на 1,1^, производительность комбайна на 60% выше, че>< у машины КОП-1,5.

С целью реализации аффективного способа отделения плодов огурца от стеблей, включающего выведение плодов из вегетативной массы, разработан перспективный образец огуречноуборочного комбайна (рис.12). Двухлетние испытания комбайна на полях специализированного овощеводческого хозяйства показали его вксплуатаци-онну» надежность на sawn мтельном сборе продовольственных огурцов.

Рис.П. Огуречноуборочный комбайн К0П-1.5Л: 1-нож дисковый; 2-ноя подрезающий; 3-гидроцилиндр; 4-полотеино-пальцевый подборщик; 5-палец; 6,8,9-транспортеры; 7-плодоотделитель; Ю-вентилятор; II-

Рис .12. Огуречноуборочный комбайн с опытным образцом плодоотделителя 1-нож дисковый; 2-нож подрезающий; 3-рама; 4-подборв5*к; Б,II-транспортеры; 6-боковина; 7-вентилятор; 8-шгодоотделителъ; 9,10-лотки скатные

- 38 -ОБЩИЕ вывода

1. Уборка плодов огурца - наиболее трудоемкая операция при производстве етой культуры, на нее приходится 50...80^ всех трудозатрат. Известные технические средства механизированного сбора огурцов не обеспечивают требуемых показателей качества уборочного процесса (потери плодов достигают 27...28^, засоренность вороз . огурцов почвой - до 7...1956).

2. Априорно на основании анализа состояния проблемы механизированной уборки плодов огурца обоснованы критерии ее оценки, что позволило разработать две функциональные модели комбайна - для уборки продовольственных и семенных огурцов, установлены и исследованы входные параметры полученных моделей: состояние плодостебельной массы, прочностные показатели плодов и их растительной части для сортов и гибридов, выращиваемое в различных почвенно-климатических оо-нах страны.

3. С учетом агробиологических характеристик плодов и стебельной массы.семенников огурца, их фиеико-механических свойств впервые предложен технологический процесс и технические средства его осуществления - барабанно-игольчатые подборщк я. Теоретически и експериментально обоснованы параметры такого подборщика: диаметр игл- 0,006 м, их длина- 0,12...О,14 м, схема расположения игл на поверхности барабана- 0,034x0,055 м, поступательная скорость движения- 1,7 м/с, показатель кинематического режима- 1,06.

4. Впервые предложен и теоретически обоснован технологический процесс подбора семенников огурца н" полях, где засоренность превышает допустимую по АТТ, "азри.отан оригинальный механизм для его осуществления, осиащет.ей "активными" иглами, обеспечивающий необходимую силу сцепления плодов с иглами я секторе их подъема над по-

верхностью поля, определены его оптимальные параметры:, рабочая скорость - до 1,8 м/с, показатель кинематического режима - 1,17...1,23, рабочий зазор между иглами и почвой - 10...15 мм, глубина прокола плода 0,54 его .диаметра, уг»л взаимного расположения игл внутри поднимаемого плода - 12°, высота среза сорняков - 0,10...О,15 м.

5. С использованием методики многофакторного эксперимента получены уравнения регрессии, выражающие зависимость основных качественных показателей процесса уборки от геометрических и кинематических параметров рабочих органов огуречноуборочных машин (барабанный подборщик с иглами, имеющими относительное движение, плодоотдели-тель с предварительным расслоением вегетативного слоя и выведением из него плодов огурцапозволившие установить оптимум их параметров, обеспечивающих заданную технологическую еффективность и качественные показатели убираемой продукции.

6. Получена математическая модель процесса подбора плодов огурца полотенно-пальцевым подборщиком и проведено его экспериментальное исследование, что позволило установить оптимальные параметры подборщика (рабочая скорость движения, показатель кинематического режима, расположение конструктивных элементов) при показателях качества, удовлетворяющих агротехническим требованиям: полнота сбора плодов 93,1%, наличие в ворохе огурцов примесей - растительных -до 2,0Í, почвенных - до 0,6%.

7. Улучиение агротехнических параметров и технологической надежности плодоотделительного механизма комбайна достигнуто за счет разработки принципиально новой конструкции - ленточного плодоотде-лятеля с регулируемой зоной захвата. Производственные испытания этого плодоотдолителя в сравнении с серийным трвхвальцовым механизмом показали его преимущества: повреждаемость плодов снизилась в два pasa, а полнота отделения возросла с 97,2% до 98,9%. За ^пет повы-

шения коэффициента технологической надежности плодоотделителя производительность огуречноуборочного комбайна увеличилась на 33,0%.

8. Впервые предложен и научно обоснован способ повышения эффективности отделения плодов огурца от стеблей, предусматривающий расслоение вегетативной массы - выведение из нее плодов, обеспечив им вертикальное положение к моменту взаимодействия с рабочим элементом (вальцом) отделителя, что позволило повысить с 1,51 до 2,0 кг/с подачу вороха огурцов и снизить его засоренность: растительными примесями - с 5,0 „до 4,4%, почвой - с 0,70 до 0,45%„

9. Для условий промышленного производства огурцов предлагается: на уборке семенных плодов - комбайны (на базе СК-5 "Нива", МОО-1,4 , МУС-1,4), оснащенные подбирающими механизмами игольчатого типа; на уборке продовольственного огурца - комбайны (КОУ-1,5 , КОП-1,5 , К0П-1.5Л), иметие оригинальные механизмы подбора плодов и отделения их от стеблей. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили создать с участием автора в Николаевском ГСКБ по машинам для овощеводства и Киевском СПКБ машину для уборки семенников огурца МУС-1,4, которая по результатам государственных испытаний рекомендована в серийное производство. Ее применение на полях с урожайностью и наличием сорной растительности, соответствуют, ;ми агротребованиям, обеспечивает уборку плодов с площади 0,86 га за один час основного времени (в 2,2 раза выше АТТ), при этом потери плодов составили 0,9%, что в 5,5 раза ниже названного показателя агротехнических -¿ребований.

10. Раэработвны и получили применение в уборочном комплексе машин для промышленной техгллогни производства товарных огурцов (комбайн КОП-1,5 и л"ния доработки огурцов ЛДЭ-3) высокоэффективные рабочие органы: подбирающий мехьлизм, плодоотделитель и очис-

тительно-калибрующее устройство. Комплекс рекомендован к серийному производству и включен в "Систему малин для комплексной механизации растениеводства на I98I-I990 годы", при его применении затраты труда снижаются с 23,67 до-2,77 чэлгч/т, а годовая вконония составляет 3798 руб.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИЯ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЩИХ РАБОТАХ

1. Малина для уборки огурцов-семенников/ Ульянов А.®., Вивлин В.Н., Скбильков А.Н. и др.// Заключит, отчет НИР» СЙМСХ, 9 ГР 76010757. Саратов.- 1975,- 38 с.

2. Приспособление к комбайну СК-5 для уборки семенных огурцов/ Ульянов A.ffl., В*влин Б.Н., Накедон В.М.// Промежут. отчет HHP, ШСХ, Я ГР 76010757. Саратов.- 1976. - 53 с.

3. Физико-механические свойства плодов и стеблей семенников огурца/Друды Всесоюзного НИЛ селекции и семеноводства овощных культур. - 1978. - С.46-49 (соавтор Павлов Л.В.).

4. Проект машины для уборки семенных огурцов / Ульянов А.З., В<влин Б.Н., Иакедон В.И. и др.// Заключит, отпет НИР, СИМСХ,

0 ГР 79055249. Саратов. - 1979. - 48

5. Нагана для уборки семенных огурцов// Техника в сельском хозяйстве. - 1981.-» 9.- С.61-62 (соавторы Ульянов А.®., Макадон В.Н., Богомаз Н.С.К

6. Цвхакяаецяя уборки товарных огурцов// Картофель н овое^?.-1982,- 9 7.- С.25-26.

7. Разработка, изготовление и испытания подборака к мегзтнв дая уборки с ем eins? ков огурца: (Промети отчет)/ Саратовский ШСХ;

Руководитель темы Б.Н.Емелкн. - N ГР 01629040723; инв. # 02830037160. - Саратов, 1982. - 34 с. (соавтор Македон В.У.).

8. Плодоотделяюадие устройства огурачноуборочных макин// Тракторы и сельхозмашины, - 1983. - Н, - С. 18-20 (соавтор Хлуденев В.Н.).

9. Разработка, изготовление и испытания поде"эротика к кашне для уборки семенников огурца МСО-1,4:"(заключ.отчет)/ Саратовский ИМСХ; Руководитель темы Б.Н.Емелин. - Н ГР 01829040723; Кнв. К1 02840006902. •- Саратов, 1983, - 25 с. (соавтор Македон В.М.).

10. Машина для уборки семенников огурца; Инф. листок $ 120.-Саратов: ЦНТИ. - 198-1. - 3 с. (соавторы Македон В.М., Нестер-чук В.И., Ледовский В.В., Симокенко Е.А.).

11. Силы отрыва плодов огурцов вальцовыми устройствами// Механизация и электрификация сельского хозяйства» - 1984. -И 10. - С.ЗО.

12. Изготовление н испытания машины для уборки семенников огурца: (Заключит, отчет)/ Саратовский ИМСХ; Руководитель темы Б.Н.Емелин. - Я ГР 01829040723; Инв. V 02Ш0047308. - Саратов, 1984. - 21 с. (соавтор Македон В.П.).

13. Подборок к огурвчноуборочному комбайну КОП-1,5: Икф. листок Я 259. - Саратов: ЦНТИ. - 1985. - 3 с. (соавтор Цуета-рзв В.В.).

14„ Исследование конструктивных и кинематических параметров подбородка «агииы для у борет сечеккикоп огурця. - Ы.: 12ЙЗ. -9 Со Дел. в ЦНКИТЭИт-;акторосельхо0маа 12.07.85,

15. Ыехсняглрок&нная уборка огурцов// Степные просторы. -1996. - V 6. - С.37-40 (соавтор Ветрокцев СЛ.).

16. Мавииа для уборкя семенников// Картофель и овощи. 1986. - » 4. - С.45-46 (соавторы Бут Ю.Г., Самсненко Е.Л., Иес-терчуя В.И., Лэдовский В.В.).

17. Изготовление я испытания машины для уборки семенных огурцов на базе комбайна КС-1,8 "Вихрь": (Заключит.отчет)/ Саратовский ШСХ; Руководитель темы Б.Н.Емелин. - !? ГР 0I8700047I9; »IB. 3 02870045752. - Саратов, 1986. - 44 с.(соавторы Ветрен-цев С.П., Давыдов C.B.).

18. Устройство для очистки и калибровки товарных огурцов: йчф. листок Я 14. - Саратов: ЦНТИ. - 1987. - 3 с. (соавтор Иатювзтн П.А.).

19. Машина для уборки семенных огурцов на базе комбайна КС-1,8 "Вихрь": Инф. листок » 128. - Саратов: ЦНТИ. - Î987. -4 с. (соавторы Ветренцев С.П., Давыдов C.B.).

20. Исследование средств механизации для уборки семенных я товарных огурцов, возделываемых по Астраханской технологии: (Заключит, отчет)/ Саратовский ШСХ; Руководитель темы Б.Н.ЕЬхе-ят. - U ГР 01680004136; Инв. »02680041331. - Саратов, 1987. -25 с. (соавторы Ветренцев С.П., Давыдов C.B.).

21. Комплекс мавян для уборки огурцов товарного и семенного иавначеняя// Tea, докл. Республ. научно-техн. конф. "Индустриальная технология - основа дальнейшего повшения эффективности овощеводства", 12-13 авг. 1987. - йпвннев: Б.И., 1987, - С,98-99.

22. Пепины для уборки огурцов// Картофель и oboeji. - 1987.3 4.- С.ЗЗ-Э&.

23. Пункт сортировкя товарных огурцов: Инф. листок № 505. -Саратов: ЦНТИ. - 1987. - 3 с. (соавторы Натпзт П.А., Каеа-

рт С.Н.).

24. Устройство для сортирования и очисти» огурцов// Пищевая промышленность. - 1988. - * 8. - С.65.

25. Машина для уборки семенных огурцов с активным игольчатым подборщиком: Инф. листок У 528. - Саратов: ЦНТИ. - 1969. -3 с. (соавтор Ветренцев С.П.)„

26. Механизация уборки семенных огурцов// с .-епные просторы.-1990. - » 6. - С.33-34 (соавтор Ветренцёв С.П.).

27. Теоретическое исследование процесса механизированного подбора огурца семейного назначения// Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. "Земледельческая механика и программирование урожая", 11-13 сент. 1990 г. - Волгоград: В.И., 1990. - C.I94-I95.

28. Машина для уборки продовольственного огурца с ленточно-вольцовым пневматическим плодоотделителем: Инф. листок № 464. -Саратов: ЦНТИ. - 1990. - 3 с. (соавтор Давыдов C.B.).

29. Разработка и внедрение технологии механизированной уборки продовольственного огурца, моркови к капусты: (Заключит, отчет)/ СератоЬский ИМСХ; Руководитель темы А.Г.Рыбалко. -

» ГР 01880026707; Инв. » 029I00068I5. - Саратов, 1990. - С.7-37 (соавтор Давыдов C.B.).

30. Предварительное расслоение растительной массы в плодо-от.делителе комбайна// Тракторы к сельхозмашин. - 1991. - Р II.-С.19-20 (соавтор Даввдов C.B.).

31. К обоснованию конструктивных параметров игольчатого подборщика плодов семенников огурца. - М.: 1992. Деп. в ЦНИИГЭИтракторосвльхозмаа, * I, с.Н (соавтор Богаткин В.П.).

32. A.c. 1007£72 (СССР). Подборпрк плодов. - 1983. - Вод. иаобр. Ш 12 (соавторы А.Ф.Ульянов, В.И.Македол).

33. A.c. 10I45II (СССР). Подборщик плодов. - 1983. - Бол. яаобр. V 16 (соавторы В.М.Ыакедон, В.Ы.Кананыхин, П.А.Матюшин).

34. A.c. 1069673 (CCCP>. Машина для уборки огурцОв. - 1984,-Епя. ивобр. 9 4.

35. A.c. 1071256 (СССР). Пашня для уборки огурцоч. - 1984.-Бюл. ивобр. !> 5 (соавторы В.Н.Х*упенвв, В.В.Кувнарчл, Ю.Г.Вут).

36. A.c. 1.142.037 (ОССГ). Млвииа для уборки плодов. -1966. - Bot. пэобр. 9 8 (соавторы В.В.Ледопский, В.И.Нвстврчук,

A.Н.Сокур, Ю.Г.Бут, Е.А.Симоненко).

37. A.c. 1165279 (СССР). Поцбореяк плодов. - 1985. - Бпл. пэобр. 9 25 (соавтор В.М.Наквдон).

38. A.c. I25835I (СССР). Делитель веленой массы плодоубороч-ноЯ uusnmi. - 1966. - Бил. и»обр. 9 35.

39. A.c. 1.264.861 (СОСР). Подборами плодов. - 1966. -Вал. изобр. # 39 (соавтор В.Н.Хлуденев).

40. A.c. I296I03 (СССР). Устройство для сортировки плодов в ововдЯ, - 1987. - Бел. язобр. 0 10 (соавтор П.А.Цаттегт).

41. A.c. I3230I8 (СССР). Устройство для отдаления плодов от ботви овоеяых культур. - 1987. - Бел. ивобр. 9 26 (соавторы

B.Н.Горвков, Р.А.Колгенов).

42. A.c. 1360685 (СССР). Подбор©»* стелюзтхся культур. -1987. - Вюл. ивобр. 9 47 (соанторы Ь.Н.Горпсов, В.А.Колгвнов).

43. A.c. 1464946 (СССР). Маячка для уборта плодов. - 1909. -Вюл. явпбр. » 10 (соавтор С.П.Ветрекцвв).

ФК A.c. 1535439 (СССР). Устройство для отделения плодов от ботвы овофодг культур. - 1990. - Бел. ивобр. 9 2 (соавторы В.Н.Горвков, В.А.Немцов, С.В.Давыдов).

4Ъ. A.c. 1618325 (СОСР). Мяшна для уборки плодоа огурцов.-1991. - Бел. ивобр. 9 I (тавторы В.Н.Гораков, С.В.Давндов, в.А.Немков).

45. А,о. 1.672.958 (СССР). Сепаратор дяа рааделиша вороха овсгршн культур. - ¡991. - Bas, weoöp, 0 32 {соавторы Даввдоа C.Ç., Houсов В.à,).