Содержание к диссертации
Введение
I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА МЕХАНИЗАЦИИ УБОРКИ ПЛОДОВ БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 9
1.1. Краткая характеристика плодов бахчевых культур и применяемые технологии их уборки.. . 9
1.2. Обзор существующих средств механизации уборки плодов бахчевых культур 16
1.3. Краткий обзор конструкций экспериментальных образцов бахчеуборочных машин 24
1.4. Анализ работы экспериментальных подбирающих устройств 35
1.5. Обзор научно-исследовательских работ по механизации уборки плодов бахчевых культур 38
1.6. Выбор типа подбирающего устройства 43
Выводы и задачи исследований 46
II. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ПОДБИРАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА И ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛОДОВ АРБУЗОВ 47
2.1. Условия работы подбирающего устройства 48
2.2. Характеристика арбузного валка 50
2.3. Физико-механические свойства плодов арбузов.. 51
2.3.1. Методика проведения исследований и обработки результатов 51
2.3.2. Размерно-массовая характеристика плодов арбузов 51
2.3.3. Сопротивление плодов статическим нагрузкам. 53
2.3.4. Сопротивление плодов ударным нагрузкам 55
2.3.5. Сопротивление плодов перекатыванию и протаскиванию 57
2.3.6, Коэффициенты трения движения, углы скольжения
и качения плодов 59
Выводы по второй главе 62
III. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 63
3.1. Процесс подбора плодов из поливных борозд 63
3.2. Условия захвата плодов эластичными элементами. 64
3.3. Обоснование скорости перемещения плода 70
3.4. Обоснование соотношения скоростей подбирающего устройства 74
3.5. Определение силы воздействия на плод при подъеме 77
Выводы по третьей главе 82
ІV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 83
4.1. Программа экспериментальных исследований 83
4.2. Методика проведения и результаты экспериментальных исследований 83
4.2.1. Лабораторно-полевая установка 84
4.2.2. Оценка работы подбирающего устройства 88
4.2.3. Обоснование типа и параметров направителя... 89
4.2.4. Усилие воздействия эластичных элементов на плод 92
4.2.5. Диаметр барабана и соотношение скоростей... 98
4.2.6. Расстояние от нижней кромки барабана до дна поливной борозды 99
4.2.7. Оптимизация основных параметров и режима работы подбирающего устройства 100
4.2.8. Процесс перекатывания плодов эластичными элементами 104
4.2.9. Определение максимального давления на плод в процессе его подбора 105
Выводы по четвертой главе 108
V. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ПОДБОРЩИКА АРБУЗОВ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 109
5.1. Результаты испытаний макетного образца подборщика арбузов в производственных условиях 109
5.2. Экономическая эффективность примененияподборщика арбузов 113
Выводы по пятой главе 119
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 122
ПРИЛОЖЕНИЯ 130
- Краткая характеристика плодов бахчевых культур и применяемые технологии их уборки..
- Условия работы подбирающего устройства
- Процесс подбора плодов из поливных борозд
- Лабораторно-полевая установка
- Результаты испытаний макетного образца подборщика арбузов в производственных условиях
Краткая характеристика плодов бахчевых культур и применяемые технологии их уборки
Бахчевые культуры относятся к семейству тыквенных ( CucurBltaceae ) и в условиях полевой культуры представляет собой однолетние,стелющиеся травянистые растения,длина плетей которых,в среднем,составляет у дыни 2...3 м, арбуза 4...5 м,тыквы 8...10 м.Бахчевые культуры - теплолюбивые растения,широко распространены в США,Японии,Италии,Мексике,Испании,Египте,Югославии и др.
По посевным площадям ( около 600 тыс.га) и валовому сбору продукции бахчевых культур СССР занимает первое место в мире. Одной из основных зон товарного бахчеводства в СССР является Средняя Азия.Сейчас здесь под бахчевыми культурами занято свыше 120 тыс.га,что составляет более 1/4 общей площади продовольственной бахчи в СССР.Наибольший удельный вес среди бахчевых культур занимает дыня ( 70...80% ),значительно меньше высевается арбуз ( 20...25% ) и очень немного тыквы.
В связи с различными почвенно-климатическими условиями зон бахчеводства в СССР сложились две технологии возделывания,отличающиеся способами полива.
Первая технология применяется в Европейской зоне страны,где бахчевых культуры возделываются без орошения или с поливом дождеванием вторая - в Среднеазиатской зоне,где полив бахчевых культур производится по поливным бороздам.
Узбекистан занимает ведущее место в Средней Азии по посевным площадям ( 52 тыс.га ) и валовому сбору бахчевых ( свыше 600 тыс.т в год).
Средняя Азия является одним из центров происхождения культуры дыни,славящейся своими вкусовыми качествами.К сожалению, сейчас в бахчеводстве Средней Азии наблюдается тенденция увеличения посевов арбуза за счет сокращения посевов дыни/ 8,9,10 /.
Плоды бахчевых культур - многосеменная ложная ягода.Они самые крупные в растительном мире.Плоды арбузов могут достигать 30 кг, дыни - 40 кг, тыквы - 80 кг.Американскими селекционерами выращен плод арбуза массой 78 кг.
Плоды арбуза имеют кору,мякоть и семена.Кора состоит из ряда слоев (рис.I.I,а).Сверху расположен покрытий сплошной кутикулой однослойный эпидермис,под ним - хлорофиллоносная паренхима,состоящая из 8-Ю слоев клеток.Ниже клеток паренхимы находится механический панцирь,состоящий из толстостенных склеренхимных клеток. Механический панцирь(рис.1.1,6) может быть различного типа (прерывистым или сплошным,толстым или тонким) и обусловливает прочность и транспортабельность плода.
Условия работы подбирающего устройства
Участки,на которых проводились опыты,относятся к типичным для зоны орошаемого бахчеводства Средней Азии.Тип почвы - незасоленный серозем с глубоким залеганием грунтовых вод,по механическому составу сред-нетяжело-суглинистая,рельеф ровный,микрорельеф выровненный.Уклон не превышает 4-6%.Сорт арбузов Мраморный и Кузыбай.
Мраморный - среднеспелый,среднеурожайный,довольно лежкий сорт.Плоды шаровидные средних размеров,окраска светло-зеленая, рисунок в виде редких темно-зеленых и зеленых пятен.Мякоть малиновая, нежная, вкусовые качества высокие,сахаристость 8-8,5%.Семена яркокрасные.
Кузыбай - среднепоздний,пригодный для зимнего хранения,транспортабельный ,урожайный сорт.Плоды крупные,шаровидные,темно-зеленые,с неясными темными полосами.Мякоть розовая,сладкая,сахаристость 8,6-9,7%.Семена крупные,белые.Сорт относительно устойчив к засухе,мучнистой росе и фузариозному увяданию.
Описанные наиболее характерные сорта столовых арбузов резко отличаются друг от друга физико-механическими свойствами,которые приняты за основу при исследовании процесса механизации подбора плодов из поливных борозд (рис.2.I).
Профиль_поливной_борозды.Показатели качества работы подбирающего устройства в большой степени зависят от состояния поливной борозды,ее выровненности.Наличие больших неровностей в поливной борозде осложняют процесс подбора плодов.
Профиль поливной борозды и характеристика почвы в ней изучались в лабораторно-полевых условиях по существующим методикам ВИСХОМа и ГОСТу 20917-75.
После вегетационных поливов поливные борозды зарастают сорняками и плетями растений,глубина их доходит до 40 см,встречаются промоины.Поэтому необходимо проводить предуборочную культи-вацию,в процессе которой поливные борозды освобождаются от плетей и сорных растений,выравниваются и прикатываются катком.После предуборохшой культивации поливные борозды имеют однородный профиль шириной 60...70 см и глубиной по середине 10...15 см без крупных комков,что значительно облегчает подбор плодов из валков подборщиком.
Процесс подбора плодов из поливных борозд
Процесс подбора плодов из поливных борозд подбирающим устройством протекает следующим образом.При движении подборщика вдоль валка в поливной борозде барабан 1 эластичными элементами И накатывается на плоды 3 (рис.3.I),
Важное значение имеет место расположения барабана относительно подъемного транспортера (по высоте и горизонтали).Данные поисковых опытов показывают,что проекция оси барабана на поверхность подъемного транспортера (точка А) должна располагаться на одинаком расстоянии от нижнего 7 и верхнего 8 валов.При расположении ее ближе к нижнему валу ухудшается выталкивание плодов на приемную часть поперечного транспортера,а ближе к верхнему - ухудшает подъем их.
Предварительное натяжение ленты подъемного транспортера должно быть минимальным.
Рабочий процесс подбора можно разделить на три этапа:захват плодов,накатывание их по направляющим дугам и подъем к поперечному транспортеру.При этом наибольший интерес представляет захват плодов эластичными элементами.
Лабораторно-полевая установка
Для проведения лабораторно-полевых исследований в конструкторском отделе разработали,а на экспериментальном заводе САИМЭ изготовили лабораторно-полевую установку с экспериментальным подбирающим устройством.
Лабораторно-полевая установка (рис.4.I) навешивается на трактор МТЗ-50 и состоит из подбирающего устройства наклонного транспортера 2,рамы 3,механизма привода 4 и укладчика.
Для предотвращения протаскивания плодов по направляющим дугам и попадания их во внутрь барабана эластичные элементы обтянуты чехлом 10 из мелиоративной ткани.На валу барабана закреплена приводная звездочка II.Набор сменных переходников различной длины,а также разные по длине эластичные элементы позволяют менять как диаметр барабана,так и расстояние между эластичными элементами по периферии барабана.Высота установки барабана относительно дна поливной борозды регулируется перемещением его по вертикали.Регулировка частоты вращения барабана осуществляется путем смены приводных звездочек (см.рис.4.2) на валу барабана и изменением режима работы двигателя трактора.Контроль осуществляется тахометром.Привод рабочих органов лаборатор-но-полевой установки осуществляется от вала отбора мощности трактора при помощи карданной передачи через предохранительную муфту.Основные параметры установки и пределы их регулировок приведены в табл.4.I.
Экспериментальным исследованиям предшествовала обкатка и имитация технологического процесса подбора с алюминиевыми моделями арбузов и дынь.
Результаты испытаний макетного образца подборщика арбузов в производственных условиях
По оптимальным параметрам разработан и изготовлен на экспериментальном заводе САИМЭ макетный образец подборщика арбузов для проверки его работы в производственных условиях(рис.5.1).
Работу проводили на полях экспериментального хозяйства САИМЭ Янгиюльского района Ташкентской области и в совхозе "Ипакчилик" Сырдарьинской области на уборке арбузов в агротехнические сроки ( приложение 2 и 3 ).
Характеристику плодов (размерно-массовую) и поля (засоренность и урожайность) определяли в день испытаний.Параллельно осуществляли подготовительные работы по ОСТу 70.8.7-74 /64/. Для определения плотности валка на учетной делянке длиной 50 м вручную укладывали 50; 75; 100; 125; 150; 175; 200; 225 и 250 штук плодов.При этом плотность валка соответствовала 1;1,5;
Исследования проводили на одинаковой скорости движения агрегата, повторность опытов для каждого варианта - пятикратная.
Качество убранных плодов определяли на основе анализа среднего образца.Средний образец отбирали в процессе загрузки плодов на транспортный прицеп.При этом масса среднего образца - 10 кг при массе плодов на тракторном прицепе 200 кг, 20 кг при массе плодов до 500 кг, 30 кг при массе плодов до 1000 кг и 60 кг при массе плодов до 5000 кг.
На каждые 1000 кг свыше 5000 кг брали дополнительно 10 кг. Средний образец анализировали по всем показателям стандарта /78/.
Для определения внутренних повреждений разрезали 10$ плодов от массы взятого образца.Полученные результаты анализа среднего образца выражают в процентах и распространяют на всю партию.После определения качества плодов отобранные средние образцы присоединяют к исходной партии.
