Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Алатырев Алексей Сергеевич

Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна
<
Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Алатырев Алексей Сергеевич. Обоснование конструкции и параметров отгрузочного устройства капустоуборочного комбайна: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.20.01 / Алатырев Алексей Сергеевич;[Место защиты: ФГБОУ ВО Чувашская государственная сельскохозяйственная академия], 2016.- 165 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса и задачи исследований 14

1.1 Особенности белокочанной капусты как объекта механизированной уборки 14

1.2 Анализ развития конструкций отгрузочных устройств овощеуборочных машин 15

1.3 Обзор научных работ, связанных с исследованиями повреждаемости кочанов капусты при механизированной уборке 32

1.4 Выводы и задачи исследований 34

2 Теоретические предпосылки к обоснованию конструкции и параметров устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме 36

2.1 Основные задачи, решаемые при отгрузке кочанов капусты в кузов транспортного средства 36

2.2 Описание конструкции и принципа работы устройства для отгрузки кочанов капусты в кузов транспортного средства 39

2.3 Определение места отгрузки кочанов капусты на гибком упругом лотке 45

2.4 Потеря энергии кочанов капусты в первой фазе процесса отгрузки 49

2.5 Потеря энергии кочанов капусты во второй фазе процесса отгрузки 54

2.6 Потеря энергии кочанов капусты в третьей фазе процесса отгрузки 55

2.7 Возврат гибкого упругого лотка в исходное положение после отгрузки кочана капусты 58 2.8 Обоснование длины и ширины гибкого упругого прорезиненного лотка и фартука 62

3 Методика и оборудование экспериментального исследования 64

3.1 Программа экспериментального исследования 64

3.2 Приборы и приспособления для проведения исследований 3.3 Описание лабораторной установки, методики проведения опытов и обработки данных 66

3.4 Оборудование и методика полевых исследований 73

3.5 Методика производственных испытаний устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме в составе капустоуборочного комбайна МКК-1 78

4 Результаты экспериментальных исследований 84

4.1 Размерно-массовые характеристики кочанов капусты 84

4.2 Влияние параметров устройства для отгрузки кочанов капусты на качество функционирования 91

4.3 Результаты полевых исследований 97

5 Производственная проверка и экономическая оценка эффективности использования устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме в капустоуборочном комбайне 103

5.1 Определение показателей экономической эффективности 105

5.2 Перспективы дальнейшего развития темы исследования 110

Заключение 116

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность исследования. Овощеводство играет важную роль в обеспечении продовольственной безопасности страны, но является трудоемкой отраслью сельского хозяйства. В этой связи во многих странах мира обращают пристальное внимание на ее техническое вооружение. В то же время в связи с внедрением механизированной технологии в производстве и уборке овощей, в частности белокочанной капусты, остро стала проблема сохранения исходного качества продукции из-за механических повреждений. При закладке на хранение поврежденной продукции ее потери могут возрастать до 50 %.

Основные повреждения кочаны капусты получают при отгрузке капустоуборочной машиной в тару или кузов транспортного средства. Поэтому встает задача разработки специального устройства к капустоуборочной машине, позволяющего производить отгрузку кочанов капусты в кузов или тару в щадящем режиме.

Степень разработанности темы. В настоящее время, как показывает проведенный анализ, процесс отгрузки овощной продукции в тару и кузов транспортного средства частично изучен отечественными и зарубежными учеными. Предложены технические решения, направленные на снижение повреждаемости кочанов капусты и других овощей при отгрузке. Однако в существующих конструкциях и известных работах не найдены решения на практическом уровне, которые можно было бы реализовать в капустоуборочном комбайне с максимальной результативностью для существенного снижения степени повреждаемости продукции. В связи с этим возникает необходимость в дальнейшей проработке вопросов по снижению повреждаемости кочанов капусты при машинной уборке.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования «Чувашская государственная

сельскохозяйственная академия» в рамках отраслевой программы РАСХН
«Разработать новое поколение экологически безопасных, ресурсосберегающих
машинных технологий, создать комплекс конкурентоспособных технических
средств и высокоэффективных агротехнических и биологических приемов для
устойчивого производства овощной продукции в открытом грунте,

адаптированных к основным природным зонам товарного производства овощей» при финансовой поддержке «Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» на основании Гранта «Участник молодежного научно-инновационного конкурса «УМНИК» согласно договору №4240ГУ1/2014 от 16 декабря 2014 г.

Цель исследования. Обоснование конструкции и параметров устройства для отгрузки кочанов капусты, позволяющего снизить повреждаемость их при машинной уборке.

Объект исследования. Технологический процесс и устройство для отгрузки кочанов капусты к капустоуборочному комбайну.

Предмет исследования – закономерности функционирования устройства для отгрузки кочанов капусты в тару и кузов транспортного средства.

Научная новизна. Разработана конструктивно-технологическая схема устройства для отгрузки кочанов капусты к капустоуборочному комбайну в щадящем режиме, техническая новизна которого подтверждена патентами РФ на изобретение №2527025, №2565718.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлены закономерности процесса взаимодействия кочанов капусты с элементами предложенного устройства для их отгрузки, выявлены характер и степень влияния основных параметров устройства на качество его функционирования и на повреждаемость продукции при отгрузке. На их основе определены рациональные параметры устройства для отгрузки кочанов капусты к капустоуборочному комбайну в щадящем режиме.

Достоверность основных выводов подтверждена результатами

экспериментальных исследований и положительными результатами

производственных испытаний разработанного устройства в составе

капустоуборочного комбайна МКК-1.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическую значимость в работе представляют совокупность сформулированных научных положений, математические модели и результаты экспериментальных исследований по обоснованию и разработке устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме. Для практики существенное значение имеет разработанный опытный образец названного устройства, а также его внедрение в конструкции серийно выпускаемого капустоуборочного комбайна МКК-1.

Реализация результатов исследования. Результаты теоретических и
экспериментальных исследований и техническая документация (чертежи,
техническое описание и руководство по эксплуатации), разработанная на
устройство для отгрузки кочанов капусты, переданы Крестьянскому

(фермерскому) хозяйству «СЕЛИФОНТОВО» (Республика Беларусь), ЗАО «Внешнеторговая фирма «Текстильмаш» и ООО «Производственный комплекс «ТехноЭнергоСервис» для использования на основе хозяйственных договоров.

Устройство для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме внедрено в конструкции капустоуборочного комбайна МКК-1, серийно выпускаемого в ЗАО «ТЕХМА» группы компаний «Техмашхолдинг».

Разработанное устройство для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме испытано в составе капустоуборочного комбайна МКК-1 в агрофирме «Лаишевские овощи» (Ульяновской обл.) и в ИП Малыхин Н.Н. (Челябинской обл.).

Методология и методы исследований. Приведенные в работе
теоретические исследования выполнялись с использованием методов прикладной
механики и математики. В экспериментальных исследованиях нашли применение
методы математической статистики и теории планирования многофакторного
эксперимента. Лабораторные и полевые исследования проводились в
соответствии с действующими ОСТ 70.10.8 – 84 «Испытания

сельскохозяйственной техники. Программа и методы испытаний», ОСТ 70.8.7-83

«Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки овощных и бахчевых культур. Программа и методы испытаний», а также по частным методикам. Обработка результатов исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием прикладной программы STATYSTYCA V.10.

Положения, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема устройства к капустоуборочному
комбайну для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме;

- аналитические и экспериментальные зависимости, описывающие
взаимодействие кочанов капусты с элементами предложенного устройства,
выявляющие характер и степень влияния основных параметров устройства на
качество его функционирования и на повреждаемость продукции;

- рациональные конструктивно-технологические параметры
предложенного устройства;

- результаты производственных испытаний разработанного устройства и
технико-экономические показатели.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены на Международной научной конференции «Аграрный сектор России в
условиях международных санкций: вызовы и ответы» (г. Москва, 10-11 декабря
2014 г.); Международной научно-практической конференции

«Продовольственная безопасность и устойчивость развития АПК (г.Чебоксары,
20-21 октября 2015 г.); на конкурсе по отбору проектов «УМНИК» Фонда
содействия инновации (г.Чебоксары, 4 декабря 2014 г.); IX Всероссийской
научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов
«Молодежь и инновации» (г. Чебоксары, апрель 2013 г.); X Всероссийской
научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов
«Молодежь и инновации» (г. Чебоксары, 2-3 апреля 2014 г.); Всероссийской
научно-практической конференции, посвященной 50-летию создания кафедры
«Ремонт машин и технология конструкционных материалов» (Чебоксары, 20-21
ноября 2014 г.); XI Всероссийской научно-практической конференции молодых
ученых, аспирантов, студентов «Молодежь и инновации» (г. Чебоксары, 9-10
апреля 2015 г.); XII Всероссийской научно-практической конференции молодых
ученых, аспирантов и студентов «Молодежь и инновации», посвященной 85-
летию Чувашской государственной сельскохозяйственной академии
(г.Чебоксары, 6-7 апреля 2016 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 15 печатных работах, из них 3 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 3 патента на изобретение. Две статьи и одно изобретение представлены без соавторов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Материалы диссертации изложены на 165 страницах машинописного текста и включают 10 таблиц, 69 рисунков, 18 приложений. Список использованной литературы состоит из 128 наименований, из которых 15 - на иностранных языках.

Обзор научных работ, связанных с исследованиями повреждаемости кочанов капусты при механизированной уборке

Трудности обеспечения сохранности кочанов при механизированной уборке капусты объясняются, прежде всего, сложностью процесса, а также специфичностью особенностей геометрических и механических параметров растения капусты. Поэтому вопросам исследования процесса механизированной уборки белокочанной капусты посвящены труды многих ученых [22, 24, 37, 41, 42, 44, 45, 50, 54, 71, 72, 78, 80, 81, 82, 85, 94, 100, 102, 111, 112]. Однако заметим, эти исследования в основном посвящены повышению технологической надежности выполнения рабочего процесса механизированной уборки капусты. При этом к вопросам снижения повреждаемости продукции при механизированной уборке обращали внимание в недостаточной степени, теоретические и экспериментальные исследования по вопросам обеспечения сохранности продукции имеют ограниченный характер.

Вместе с тем задача снижения повреждаемости кочанов при механизированной уборке является актуальной, беспокоит многих ученных и производственников-овощеводов. Изучение этого вопроса нашло отражение в исследованиях Тихонова Н.И. [97, 99], Романовского Н.Н. и Исаева Г.Е. [74], Свирина С.Н. [84] и др.

Ряд работ ученных направлены также на изучение размерно-массовых и механических характеристик кочанов капусты, как объекта механизированной уборки. В настоящее время материалы этих исследований нашли отражение в научно-технической и справочной литературе [28, 33, 47, 55, 57, 61, 73, 87, 88, 101].

Однако следует заметить, что в последние годы сорта кочанной капусты существенно обновляются. Традиционные сорта капусты все чаще заменяются новыми, преимущественно гибридами.

Капуста достаточно нежный овощ. Так, по мнению докторов технических наук Хвостова В.А., Рейнгарта Э.С. и Колчина Н.Н. [108] допустимая высота падения кочана на твердую поверхность в среднем составляет 0,5 м и на слой капусты - 0,9 м. Однако она сильно зависит от массы кочанов. Так, с увеличением массы кочанов с 1 до 6 кг допустимая высота падения кочанов на стальную поверхность снижается с 0,6…0,7 м до 0,15…0,19 м.

Кочаны капусты весьма чувствительны скоростям соударения. По данным названных выше ученных критическая скорость соударения кочанов составляет лишь 1,7… 3,4 м/с в зависимости от массы кочанов.

При механизированной уборке кочаны часто подвергаются сжатию между рабочими поверхностями. Допустимая сила сжатия между твердыми поверхностями кочанов капусты не превышает 400 Н [108].

В капустоуборочных машинах существенные повреждения получают кочаны при отгрузке в кузов сопровождающего транспортного средства. По мнению Хвостова В.А. и Ларюшина Н.П. [107] скребковые погрузочные транспортеры, применяемые в отечественных и зарубежных капустоуборочных машинах, приводят к травмированию кочанов в значительной степени из-за большей скорости в конце падения, которая определяется по формуле: v = 2gh + D3B + D + vT2pl + D/D3B2, где д - ускорение свободного падения; h - высота скребка; D3B - диаметр делительной окружности звездочки на сходе транспортера; D - диаметр кочана; 17тр - скорость полотна транспортера.

Она может дойти до 4,5 м/с, превышая критическое значение vKр = По мнению Свирина С.Н. [84] основной причиной повреждаемости кочанов белокочанной капусты при отгрузке в контейнеры и кузов транспортного средства является их падение с высоты, значительно превышающей допустимой по условию прочности кочанов. Следует заметить, что оба приведенных мнения дополняют друг друга, т.к. скорость v и высота Н падения взаимосвязаны согласно выражению:

Описание конструкции и принципа работы устройства для отгрузки кочанов капусты в кузов транспортного средства

Вследствие удара кочана о лоток (внешнего воздействия), как отмечалось выше, возникает начальное отклонение его от положения устойчивого равновесия. После этого благодаря наличию внутренних упругих сил лоток стремится восстанавливать равновесие.

При этом на точки рассматриваемой системы кроме потенциальных сил упругости действуют еще силы внутреннего сопротивления (демпфирующие силы, которые выше не учитывались) и внешние силы сопротивления со стороны фартука, вызывающие рассеивание механической энергии системы.

Предположим, что силы сопротивления, действующие на каждую точку системы R, пропорциональны скоростям точек их приложения, т.е.: д. = -vtvt. Тогда для рассмотрения механической системы с одной степенью свободы (таковой могут являться в первом приближении гибкий упругий лоток с кочаном) обобщенную силу сопротивления определим по формуле [38]: дФ где Ф – функция рассеивания (диссипативная функция Рэлея); q – обобщенная координата системы. В качестве обобщенной координаты системы можно принять параметр, однозначно описывающий ее положение в любой момент времени после падения кочана на лоток, в частности динамическую деформацию лотка в зоне падения кочана, т.е. q = 6g.

Рассматриваемая механическая система идеализирована принятыми допущениями и представлена на рисунке 2.14.

Для получения дифференциального уравнения движения системы воспользуемся уравнением Лагранжа: обобщенная сила потенциальных сил системы; - обобщенная сила сопротивления системы.

Модель механической системы к описанию движения гибкого упругого лотка при динамическом взаимодействии с кочаном капусты Для системы с одной степенью свободы имеем [38]: 111 дП дФ Тл =-aq2;U=-cq2; Ф=-щ2; QP = -—=-cq; QR = — —Rq, 2 2 2 r c q it c q где a - инерционный коэффициент системы; с - обобщенный коэффициент жесткости системы; в - обобщенный коэффициент сопротивления системы. Подставляя эти значения в уравнение Лагранжа, получаем: aq = -cq - щ . (2.15) Введем обозначения: с в - = к2;-=2п. (2.16) а а Заметим, здесь коэффициент к характеризует упругие свойства системы, а коэффициент п - демпфирующие свойства системы. С учетом обозначений (2.16) уравнение (2.15) после преобразований примет вид: q + 2nq + k2q = 0. (2.17) Интегрирование этого уравнения производим по общему правилу интегрирования однородных линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

Составим характеристическое уравнение: z2 + 2nz + к2 = 0. Корни этого уравнения Я12 = -п± п2 -к2 = -п± к2, где введено новое обозначение для положительной величины Vn2 -к2 = к2.

В конструкции отгрузочного устройства, когда лоток выполнен из пятислойной резинотканевой транспортерной ленты типа ТК-400, как показали последующие экспериментальные исследования, силы сопротивления существенные. Поэтому рассмотрим случай, когда п к. В этом случае оба корня характеристического уравнения действительны и отрицательны. Следовательно, общее решение дифференциального уравнения (2.17) имеет вид: q = СіЄ + С2ел = e-nt(Cie + С2е-к , (2.18) где Cj и C2 - произвольные постоянные, которые можно определить по начальным условиям: t = 0;q = q0; q = q0.

Не выполняя этих вычислений, можно оценивать поведение отгрузочного устройства при взаимодействии с кочаном капусты, используя уравнение (2.18).

Заметим, в зависимости от начальной обобщенной координаты системы q0 могут представляться три случая (рисунок 2.15). Возможный характер изменения обобщенной координаты q лотка отгрузочного устройства при взаимодействии с кочаном капусты при отгрузке При q0 0 функция q(t) в некоторое время возрастает до определенного максимума, а затем убывает, асимптотически приближаясь к нулю, так как lim oo q(f = 0 вследствие того, что показатели степени Л1 и Я2 отрицательны (кривая 1). При не очень больших по абсолютной величине значениях q0 может сразу начаться убывание q(t) (кривая 2). При больших по модулю значениях q0 функция q(t) убывая, может достичь нулевого значения, соответствующего положению равновесия лотка, стать отрицательной и, оставаясь отрицательной, асимптотически приближаться к нулю (кривая 3). Во всех этих случаях движение является апериодическим, т.е. колебательный процесс отсутствует. Таким образом, гибкий упругий резинотканевый лоток отгрузочного устройства восстанавливает свое положение устойчивого равновесия фактически за один период затухающего колебания: 2тг Т = к2 - п2 Так как кочаны капусты поступают на отгрузку поштучно интервалом времени (здесь р - шаг посадки растений в ряду, vM - рабочая скорость капустоуборочной машины), большим периода возврата лотка в положение устойчивого равновесия, т.е. при Т1 Т, то каждое последующее взаимодействие лотка с кочаном практически не зависит от предыдущего их взаимодействия. Данный факт подтвердился в последующем видеосъемкой процесса (подраздел 4.3).

Таким образом, представленные выше теоретические предпосылки, основанные на взаимодействии единичного кочана с элементами отгрузочного устройства могут быть вполне приемлемыми в данном случае для описания процесса отгрузки кочанов капусты в целом.

Методика производственных испытаний устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме в составе капустоуборочного комбайна МКК-1

Разработанное устройство для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме внедрено в конструкции капустоуборочного комбайна МКК-1, серийно выпускаемого в ЗАО «ТЕХМА» Группы компаний «Техмашхолдинг» (г. Чебоксары).

В период массовой уборки кочанной капусты 2014 и 2015 г. г. ЗАО «ТЕХМА» выставлял совместно с нами на производственные испытания капустоуборочный комбайн МКК-1 (рисунок 3.9) с устройством для отгрузки кочанов в щадящем режиме в различных регионах Российской Федерации, в частности в Чувашской и Марийской Республиках, Ульяновской и Челябинской областях (см. приложения П, Р, С; рисунок 3.10).

Испытания проводили в соответствии с ГОСТ Р 52778 – 2007 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки» [34].

Перед проведением уборочных работ с помощью комбайна МКК-1 делянки капусты разбивали на загоны (рисунок 3.11). Вдоль каждого загона с обеих сторон убирали капусту вручную, образуя полосы первого прохода шириной 1.

В качестве поворотных полос использовали соседние участки, так как к этому времени на этих участках уже были убраны сельскохозяйственные культуры.

Уборочный процесс организовали по схемам «всвал» (рисунок 3.11, а) и «вразвал» (рисунок 3.11, б).

Капустоуборочный комбайн МКК-1 с устройством для отгрузки кочанов в щадящем режиме работал по схеме укладки кочанов в контейнеры (рисунок 3.12) и в кузов транспортного средства навалом (рисунок 3.13). Рисунок 3.9 – Общий вид капустоуборочного комбайна МКК-1 с устройством для укладки кочанов в контейнеры и кузов транспортного средства Рисунок 3.10 - Производственные испытания капустоуборочного комбайна MKK-lc устройством для укладки кочанов капусты в щадящем режиме (слева - автор диссертационной работы) о

Схемы движения капустоуборочного агрегата (—) и транспортного средства ( ): а – «всвал»; б – «вразвал»: L длина участка; 3 – ширина загона; 1 - ширина полосы первого прохода; П - ширина поворотной полосы Рисунок 3.12 – Отгрузка кочанов капусты в контейнеры

Отгрузка кочанов капусты в кузов транспортного средства В период производственных испытаний условия работы в основном были характерными для названных регионов. Однако были и свои особенности. Так, уборка белокочанной капусты в Крестьянском (фермерском) хозяйстве В.Н. Семенова прошла в условиях переувлажненной почвы. В этой связи после уборочного агрегата образовывалась глубокая колея (рисунок 3.14).

Семенова В.Н. (Чувашская Республика) комбайном МКК-1 с устройством для отгрузки кочанов в щадящем режиме

При испытаниях капустоуборочного комбайна МКК-1с устройством для отгрузки кочанов в щадящем режиме в ИП Малыхина Н.Н. Челябинской области была зафиксирована существенная неоднородность кочанов капусты по размерам. Часто встречались кочаны капусты диаметром до 350 см.

В делянках капусты применялась в период формирования кочанов арычная система полива. Поэтому поверхность поля имела существенные макронеровности. Капустоуборочный комбайн МКК-1 с разработанным устройством прошел испытание на сортах капусты Юбилейная, Валентина и Подарок.

Перспективы дальнейшего развития темы исследования

Полевые исследования устройства для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме проходили в составе опытного капустоуборочного комбайна на полях Крестьянского (фермерского) хозяйства Семенова В.Н. (Чувашская Республика) и Агрофирмы «Лаишевские овощи» (Ульяновская область).

В Крестьянском (фермерском) хозяйстве Семенова В.Н. в основном оценивали визуально и видеосъемкой качество функционирования разработанного устройства в составе опытного капустоуборочного комбайна (рисунок 3.12).

В результате полевых исследований установлено, что технологический процесс уборки и отгрузки кочанов протекал устойчиво, без забиваний рабочих органов. Отгрузочное устройство также функционировало ритмично и безотказно.

Кочаны и свободные листья капусты перемещались на прутках верхней ветви элеватора к выгрузному концу. При этом часть свободных листьев капусты проваливалась на жесткий поддон. На выгрузном конце элеватора кочаны отрывались от скребков и падали на наклонную часть гибкого прорезиненного лотка (рисунок 4.15, а), удар смягчался его упругостью. Далее кочаны скатывались в клинообразную щель между лотком и фартуком (рисунок 4.15, б).

Под действием силы тяжести кочанов капусты фартук и лоток раздвигались, создавая при этом силы трения по боковым поверхностям кочанов. При прохождении щели клинообразной формы (рисунок 4.15, в) кочаны теряли кинетическую энергию на совершение работы деформации лотка, фартука и на работу сил трения. Поэтому в момент освобождения от отгрузочного устройства (рисунок 4.15, г) кочаны имели минимальную скорость. Следовательно, выгрузка кочанов в кузов транспортного средства проходила практически без повреждений.

Покадровая фиксация процесса отгрузки кочанов в кузов транспортного средства: а – поступление кочана на гибкий упругий прорезиненный лоток; б – проваливание кочана в клинообразную щель между лотком и фартуком; в – перемещение кочана в щели между лотком и фартуком; г – освобождение кочана от отгрузочного устройства

Заметим, оставшиеся на элеваторе листья капусты также падали на гибкий упругий прорезиненный лоток, но продолжали находиться на месте падения до тех пор, пока последующий скребок не затащит их на жесткий поддон. Далее свободные листья транспортировались скребками по жесткому поддону, выводились за пределы кузова транспортного средства и сбрасывались на землю.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяло не только избежать повреждений кочанов при отгрузке в кузов транспортного средства, но и отделять имеющиеся свободные листья от массы товарных кочанов.

В подразделе 2.7 были представлены результаты теоретических исследований движения гибкого упругого лотка в ходе отгрузки кочанов капусты. В результате пришли к выводу, что гибкий упругий прорезиненный лоток и фартук будут возвращаться в исходное положение, т.е. в положение устойчивого равновесия в течение однородного периода колебания лотка. Данный факт подтвердился экспериментально также путем покадрового анализа видеосъемки (рисунок 4.16).

Так, на рисунке 4.16,а показано положение отгрузочного устройства до взаимодействия с кочаном капусты, на рисунке 4.16,б – в период взаимодействия его с кочаном капусты, на рисунке 4.16,в – после взаимодействия его с кочаном капусты.

Сравнивая кадры 4.16,а и 4.16,в убеждаемся в том, что отгрузочное устройство практически вернулось в исходное положение в течение одного цикла отгрузки кочанов капусты, что в поной мере подтвердило результаты теоретических исследований, приведенных в подразделе 2.7.

Агротехническая оценка показателей качества работы комбайна с устройством для отгрузки кочанов капусты в щадящем режиме проведена на капустном поле агрофирмы «Лаишевские овощи» (приложение А).

Исследования проводили по методике, описанной в подразделе 3.4. Условия проведения опытов, как были отражены в этом же подразделе, оказались типичными для названой зоны.