Регистрационный номер НТЦ «Информрегистр» 0420900012
Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-32022
ISSN 1990-4665
  English
 Журнал
Главная
Свежий номер
Архив номеров
Разделы
О журнале
Этика научных публикаций
Статистика
География

 Авторам
Порядок рецензирования
Порядок публикации
Образцы документов
Оформление статей
Оформление ссылок
Статус публикаций
Авторские права
Наши авторы

 Редакция
Редакционный совет
Редколлегия
Объявления
Ссылки
Контакты

 Документы
Оформление и публикация (в одном файле)





Кто здесь?


CC BY  «Attribution» («Атрибуция»)
 Версия для печати
 Файл в формате pdf


УДК 631.35



ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРОЦЕССА ПРОКАТА СТЕБЛЕЙ ТОМАТОВ ПЛАНЕТАРНЫМИ ВАЛЬЦАМИ

 

Абликов В.А. – д. т. н., профессор

Вдовиченко М.Н. – аспирант

Тимофеев М.Н. – инженер

Кубанский государственный аграрный университет

 

В статье рассмотрены элементы теории процесса проката стеблей томатов планетарными вальцами при механизированной многоразовой уборке.

 

Несмотря на то, что некоторые хозяйства применяют томатоуборочные машины иностранного производства, такие как «Помак», «MF-5600» и др., проблема механизации уборки томатов остается очень острой и отечественная машина пока не создана.

В настоящее время назрела необходимость создания уборочной машины многоразового сбора плодов по мере их созревания. Это дает возможность увеличить продуктивность плантаций в 2–3 раза, сократить повреждаемость плодов, исключить ручной труд сборщиков.

В основу изготовления экспериментальной машины может быть положен планетарный многовальцовый плодоотделитель, который и стал предметом наших исследований. Разработаны одно- и двухбарабанные планетарные плодоотделители пиккерного типа, которые устанавливают под углом a к направлению движения машины. В передней части барабанов расположены активные стеблеподъемники.

В процессе теоретического анализа установлено, что кинематические параметры планетарного многовальцового плодоотделителя существенно влияют на технологические операции процесса плодоотделения. Во время перемещения плодоотделителя, расположенного под углом a к направлению движения, плодостебельная масса прокатывается вальцами. При этом процесс съема плодов осуществляется за счет двух видов деформации растения – теребления (колебания) стеблей куста и очесывания плодов. Отделяются только крупные плоды, размер которых больше зазора в рабочей щели. Плод будет отделен, если усилие воздействия вальца превысит силы связи с плодоножкой. Мелкие плоды, завязи и цветки остаются на растении в поле и продолжают расти.

Рассмотрим технологический процесс проката стеблей планетарным многовальцовым аппаратом (см. рис.). Количество вальцов на барабане планетарного аппарата Кт определяется по формуле для двухбарабанного аппарата:

,                                              (1)

где a – центральный угол, определяющий на стебле положение точек на-

чального и конечного касания вальца со стеблем;

с2 – отношение окружной скорости барабана 2 к скорости протягивания

стебля,

.                                                        (2)

Для однобарабанного аппарата

,                                                     (3)

где a и b – центральные углы на планетарном и цилиндрическом бараба-

нах, определяющие на стебле точки начального и конечного положения

вальца;

 – отношение скоростей вращения цилиндрического и планетарного барабанов.


 


Протягивание стеблей планетарными вальцами

Для двухбарабанного аппарата следует принимать Кт= 6¸9 шт., для однобарабанного –  и Кт = 6¸10 шт.

Если количество вальцов Кт принять большим, чем может быть получено по формулам (1) и (3), то это отношение будет называться коэффициентом перекрытия.

Из формул (1) и (3) угловые скорости планетарных барабанов:

для двухбарабанного аппарата

,                                      (4)

для однобарабанного аппарата

.                                         (5)

Условие проката стебля в рабочей щели

,                                      (6)

где Qc – усилие протягивания стеблей от движения машины; и  – суммы проекций на направление движения стеблей сил нормального давления со стороны вальцов 3 и 4, прокатывающих стебель, и сил трения.

,

.                                                 (7)

Для определения сил Nx3, Tx3, Nx4 и Tх4 используется предположение профессора И.В. Кравельского о равномерном распределении нормальных давлений q3 и q4 для точек контактов вальцов со стеблем, принятое им при изучении смятия лубяных культур.

Тогда элементарная сила (см. рис., а):

,

,                                               (8)

где r3 и r4 – радиусы окружностей вальцов 3 и 4; b3 и b4 – ширина площади соприкосновения стебля с вальцами.

Проекции элементарных сил на оси X и Y равны:

,      

,       .                         (9)

В ходе интегрирования выражений (8) и (9) по a в пределах от 0 до a3 и от 0 до a4 получим

,

;                               (10)

      ,

;                           (11)

где  и  – углы охвата вальцов стеблями,

,

m – коэффициент уменьшения углов a3 и a4, учитывающий смятие прокатываемого стебля перед вальцами вследствие его упругости, m = 0,76.

Из условия равновесия стебля  по оси Y и равенства :

.                                              (12)

Из трапеции О312О4, имея в виду выражение (12), после преобразований получим

 ,                                         (13)

где  Сm – расстояние между центрами вальцов 3 и 4,

 ,

 – толщина стебля, сжатого вальцами 3 и 4 на входе в рабочую щель, определяется в зависимости от диаметра стебля dc и отношения ; D – зазор между вальцами 3 и 4.

Подставляя  и  в выражения (10) и (11), после преобразования получим значения сил R3 и R4:

,

,                   (14)

где f3 и f4 – коэффициенты трения вальцов 3 и 4 по стеблям.

Точки приложения сил R3 и R4 определяются значениями углов и

;

.                 (15)

Если принять, что

 и ,                              (16)

то                                               и .

Так, по Н.М. Николаеву .

Моменты сил R3 и R4 относительно мгновенных осей вращения вальцов 3 и 4 будут равны:

,

.                                           (17)

где ρ5,  ρ6  – соответственно плечи сил Rи R4.

Значения r5 и r6  (см. рис.) определяются из треугольников П3О35 и П4О46:

,

.                            (18)

Мощность Wc,, потребная на прокат стеблей вальцами двухбарабанного аппарата:

,                          (19)

где ес – количество стеблей, находящихся одновременно в рабочей щели;

,                                          (20)

где L – средняя длина стебля; m – количество стеблей на 1 га; В – ширина захвата комбайна; Vк – скорость движения комбайна;Vс – скорость движения стеблей в рабочей щели; М3 и М4 – моменты соответствующих равнодействующих сил N и Т относительно мгновенной оси вращения.

 

Выводы. При рассмотрении процесса проката стеблей пасленовых овощей как проката упруго-пластичного материала получены зависимости, определяющие кинематические и энергетические параметры планетарных многовальцовых плодоотделителей.


 
© Кубанский государственный аграрный университет, 2003-2015
Разработка и поддержка сайта: ЦИТ КубГАУ

Регистрационный номер НТЦ «Информрегистр» 0420900012
Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-32022
ISSN 1990-4665