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
Требования к содержанию
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



ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ОТДЕЛЕНИЯ ПЛОДОВ 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 основы технологического процесса отделения плодов томатов планетарными вальцами при механизированной многоразовой уборке.

Основание плода томата держится на плодоножке, которая, в свою очередь, прикреплена к стеблю. Для отделения плода необходимо, чтобы отрыв плодоножки происходил в месте присоединения ее к основанию плода. Разрыв обеспечивается при условии, что на плодоножку в поперечном направлении действует сила сжатия, в продольном – сила растяжения и переменный по направлению изгибающий момент. Сочетание указанных сил и момента наблюдается в работе планетарного плодоотделяющего аппарата. Усилие разрыва плодоножки при растяжении с изгибом уменьшается в 3–5 раз по сравнению с растяжением без изгиба.

На рисунке изображена схема действия на основание плода и плодоножку сил нормального давления N, трения Т и растяжения Р в том случае, если диаметры и рабочие поверхности парных вальцов одинаковы. При этом углы a охвата вальцов стеблем и плодом, силы N, Т и равнодействующие силы R для обоих вальцов одинаковы, изгиб плодоножки отсутствует, и разрыв ее чаще всего происходит в середине.

Диаметры и рабочие поверхности планетарных вальцов 3 и 4, находящихся в паре, в общем случае не одинаковы, поэтому , ,  и .

Для отделения плода необходимо выполнение условия:

,                                         (1)

где   и  – сумма проекций сил Т3 и Т4 и соответственно N3 и N4

на направление движения стебля.

 

 
Отделение плодов томатов планетарными вальцами

 

Процесс отделения плода от стебля планетарным вальцом состоит из двух этапов: растяжение плодоножки и ее двухсторонний изгиб. Рассмотрим первый этап.

В результате относительного перемещения вальцов 3 и 4 и воздействия на основание плода переменных сил R3 и R4 на плод оказывает влияние переменный по величине и направлению момент. Плодоножка при этом изгибается и растягивается так, что наибольшее напряжение испытывают крайние наружные или внутренние волокна в месте прикрепления плодоножки к плоду. Разрыв плодоножки произойдет, как только напряжения в месте соединения с плодом достигнут критических значений.

Примем, что плодоножка – гибкая нить, прикрепленная к середине основания плода, а сила Р направлена вдоль среднего волокна плодоножки, dп – диаметр плода;  – длина плодоножки на участке 5–6; m1 – угол между прямыми 5–6 и 5–7, определяющий направление силы Р, m2 – угол между прямыми 1–2 и О34, определяющий положение основания плода в рабочей щели.

Расчетами установлено, что . В результате проектирования сторон трапеций 1О356 и 2О456 на направления 5-6 и О3О4 и преобразований получим

,

,                                                    (2)

где m – разница радиусов смежных вальцов, ; n – разница между длиной плодоножки и m, .

Длина плодоножки l может быть принята равной

,                                               (3)

где rср – средний радиус вальцов, .

Из трапеции 1О356 следует:

.                                                            (4)

Если  и , то из уравнений моментов сил R3, R4 и Р относительно точек 1 и 2 имеем соответственно

,    ,                  (5)

где  Ми – момент сопротивления плодоножки изгибу, Ми = 0,04–0,07 Н×м.

Если  и , то

 .                 (6)

Примем, что e1 и e2 – углы между направлениями нормальных давлений N3 и N4 и скоростей V1 и V2 соответственно. Если скорости V1 и V2 направлены вне углов трения j3 и j4, т. е. e1 > j3 и e2 > j4, то вальцы 3 и 4 пробуксовывают по основанию плода, и направления векторов  и  определяются значениями углов j3 и j4, а модули R3 и R4 – по формулам (6). Если  e1 < j3 и e2 < j4, то направления векторов  и  совпадают с направлениями V1 и V2 соответственно. Тогда, определяя модули R3 и R4, в формулах (6) и (7) вместо j3 и j4 следует подставить значения e1 и e2 соответственно.

Итак, положение основания плода в начале соприкосновения его с вальцами определяется соотношением диаметров вальцов d3 и d4 и основания плода dп. В свою очередь величины и направления сил R3 и R4 зависят от положения основания плода в рабочей щели, а также от значений j3 и j4.

Если e1 > j3 и e2 > j4, то условия для незахвата плода вальцами 3 и 4 будут выглядеть так:

,    ,                                       (7)

где  и  – углы, заключенные между плоскостью основания

плода и направлением сил N3 и N4 соответственно.

Если e1 < j3 и e2 < j4, то условия для незахвата плода вальцами 3 и 4:

,    .                                   (8)

Время отделения плода от стебля планетарными вальцами t0 определено по формуле:

,                                            (9)

где  – относительное удлинение плодоножки;  – длина плодоножки;  – радиус начальной окружности перекатывания барабана 1 по барабану 2, , А – расстояние между центрами барабанов 1 и 2; Vст – скорость стебля.

Мощность, потребная для отделения плода от стебля вальцами двухбарабанного аппарата Wп, равна:

,                                 (10)

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

еп – среднее количество плодов на стебле;  и  – момент равнодейст-

вующих сил R3 и R4 относительно мгновенных осей вращения вальцов 3 и

4.

Мощность, расходуемая на отбрасывание плода вальцами Wq, определяется по формуле:

                  ,                         (11)

где q – масса одного плода.


 
© 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