Обґрунтування параметрів і режимів роботи інерційних лінійних струшувачів яблук - Автореферат

Аналіз їх роботи виявив низку недоліків, зокрема: пошкодження кори штамба дерева, вихитування його кореневої системи, неохоплення всього діапазону діаметрів штамбів плодових дерев, зокрема з діаметром понад 300 мм. Водночас для дерев з діаметром штамбу, близьким до граничного, має місце неповне зняття плодів за браком потужності. Відповідно до мети дослідження були поставлені такі завдання: визначити фізико-механічні властивості плодів і плодових дерев; розробити і дослідити аналітичні моделі "опорна поверхня - плодозбиральна машина - дерево" і "плодова гілочка-плодоніжка - плід"; розробити експериментальний стенд для генерування різних видів коливань для визначення параметрів відриву плода від плодової гілочки; дослідити передатні функції крони дерева за частотами та амплітудами коливань; визначити передатну функцію системи “опорна поверхня - плодозбиральна машина - дерево”; встановити передатну функцію “плодозбиральна машина - плід”; встановити залежності для визначення раціональних амплітудно-частотних режимів роботи при вібраційному, ударному і віброударному видах коливань; провести економічний аналіз механізації збирання плодів. Наукова новизна отриманих результатів полягає в: запропонованій аналітичній моделі системи “плодова гілочка-плодоніжка-плід” за умов вібраційного, ударного і віброударного коливань; дослідженні аналітичної моделі системи “енергетичний засіб-струшувач-дерево” як чотиримасової моделі з різними амплітудно-масовими характеристиками; визначенні передатної функції системи “опорна поверхня-плодозбиральна машина-дерево” при різних видах коливань; розробленні методики експерименту і отриманні результатів досліджень процесу відриву яблук від плодової гілочки. A; отримано залежності параметрів відриву плода від значень амплітуди і частоти коливань; запропоновано номограму для вибору оптимальних параметрів і режимів роботи струшувачів для заданої сорто-вікової групи; вдосконалено інерційний лінійний струшувач плодозбиральної машини ВУМ-15 з можливістю розширення діапазону знімання яблук з дерев діаметром до 280 мм; запропоновано модифіковані адаптивні накладки, завдяки низькому коефіцієнту внутрішнього тертя яких досягається рівномірний розподіл напружень у зоні охоплення, що підвищує більше ніж на 70% коефіцієнт корисної дії порівняно зі стандартними накладками ВУМ-15; розроблено і запропоновано до використання модульну автоматизовану систему керування частотою струшувача.У другому розділі наведено теоретичні дослідження аналітичних моделей систем "плодова гілочка-плодоніжка-плід" і "енергетичний засіб-струшувач-дерево" та обґрунтовано параметри і режими роботи струшувачів. Для вибору оптимального режиму роботи струшувача необхідно дослідити достатньо складну механічну систему взаємодії струшувача з плодовим деревом, передачу збурювального зусилля від місця захвату штамба (гілки) дерева до точки підвісу плода і коливання самого плода в процесі знімання. Це дало змогу встановити режими (частоту і амплітуду коливань) знімання плодів яблук для різних видів збурювальних зусиль: 1) при віброударних зусиллях збільшення часу віброудару в два рази призводить до дворазового зменшення сили відриву; збільшення частоти коливань в два рази спричиняє, відповідно, подвійне збільшення сили, дворазове збільшення амплітуди призводить до 25 % росту сили; 2) при ударному збуренні для збільшення сили відриву необхідно зменшувати тривалість удару і збільшувати амплітуду коливання точки підвісу плодоніжки плода; 3) при вібраційному збуренні збільшення частоти коливань від 5 до 15 Гц призводить до швидкого зростання сили від 28 до 275 Н, при збільшенні амплітуди коливань з 0,008 до 0,016 м сила відриву зростає від 25 до 322 Н. Систему “енергетичний засіб-струшувач-дерево” вигідно звести до чотиримасової моделі, де-маса рухомої частини струшувача, що звязана з деревом,-приведена маса дерева,-маса рами струшувача,-приведена маса енергетичного засобу. З метою доповнення та експериментальної перевірки теоретичних досліджень, і у звязку з тим, що деякі процеси не підлягають точному аналітичному описанню, програмою експериментальних досліджень поставлено задачу визначення об?ємно-вагових параметрів плодів, які характеризують умови роботи в саду та впливають на кінематичні параметри агрегату (ширина міжряддя, висота і діаметр штамба, кут нахилу штамба вздовж і впоперек ряду, ширина крони вздовж і впоперек ряду, відстань між нижніми гілками і поверхнею землі, зусилля відриву плода від гілки, довжина і діаметр плодоніжки, коефіцієнт передачі амплітуди і прискорення коливань кроною дерева) і на техніко-експлуатаційні параметри (амплітуда і частота коливання струшувача і штамба дерева залежно від маси довантаження струшувача, типу накладок, висоти захвату, повнота зняття, продуктивність, витрата палива, умови роботи оператора, тиск на штамб в зоні захвату, площа контакту в місці захвату, коефіцієнт корисної дії накладок за амплітудою).

2. Основний зміст роботи