THE ESTIMATION OF CONSTRUCTION AND PARAMETERS FOR CAREFUL LOADING OF CABBAGE HEADS BY MACHINE-HARVESTING


Cite item

Abstract

When cabbage is traditionally machine-cleaned, its heads are mechanically damaged to a considerable extent, which reduces their shelf life during storage. The bulk of the damage is attributed to the processes of shipment of the heads to the body of the vehicle in bulk and unloading it when laying cabbage for storage in the coats. In existing designs and well-known works, no practical solutions were found, which could be realized with maximum efficiency in harvesting cabbage. In this regard, the aim of the study is to substantiate the design and basic parameters of the device for the careful shipment of cabbage heads during machine harvesting. For this purpose, a new method for machine harvesting cabbage is proposed (patent RF 2554403), where, unlike the traditional method, the head is first shipped in a sparing mode on a flexible trough-shaped flooring installed on a special rack above the detachable containers in the body of the accompanying vehicle. Then the heads from the flooring are gently transferred to containers for subsequent storage in them. The efficiency of the use of the proposed device and the degree of reduction of head damage in the process of shipment depends on its design and correct justification of the parameters. The nature of the flow of the process of shipment of heads is essentially dependent on the type of sagging curve of the trough-like form of the flooring. For the purpose of substantiating the design and parameters of the device for careful shipment of cabbage heads during machine cleaning, a mathematical model of the construction is proposed, using which the necessary parameters of the proposed device are determined.

Full Text

Введение При традиционной машинной уборке кочаны капусты механически повреждаются в значительной степени, что снижает их леж-кость при хранении [1]. Основная часть повреждений приходится на процессы отгрузки кочанов элеватором в кузов транспортного средства навалом и разгрузки его при закладке капусты на хранение в буртах. Цель исследования В настоящее время, как показывает проведенный анализ, процесс отгрузки овощной продукции при машинной уборке в кузов транспортного средства частично изучен отечественными [2] и зарубежными [3] учеными. Предложены технические решения [4], направленные на снижение повреждаемости овощей при машинной уборке. Однако в существующих конструкциях и известных работах не найдены решения на практическом уровне, которые можно было реализовать с максимальной результативностью на уборке белокочанной капусты. В этой связи цель исследования состоит в обосновании конструкции и основных параметров приспособления для бережной отгрузки кочанов капусты при машинной уборке. Материалы и методы исследования В рамках поставленной цели предложен новый способ машинной уборки капусты, позволяющий значительно снизить повреждаемость кочанов при отгрузке и закладке на хранение [5]. При этом в отличие от традиционного способа уборки кочаны сначала отгружают на гибкий настил корытообразной формы 1, установленный на специальной стойке 2 на платформе транспортного средства 3 над съемными контейнерами 4 (рис. 1). Одновременно рабочие, находясь на платформе, достают кочаны с поверхности настила и бережно укладывают в контейнеры 4, ориентируя кочерыгами в сторону бортов. После наполнения контейнеров кочанами капусты транспортное средство отправляют в хранилище, где с помощью вилочного погрузчика груженые контейнеры заменяют порожними, оставляя гибкий настил 1 со стойкой 2 на платформе для выполнения последующего цикла работы. Далее транспортное средство с порожними контейнерами и описанным выше приспособлением отправляется на поле для сопровождения капустоуборочного комбайна. Оставленные контейнеры с кочанами капусты устанавливают в хранилище в штабелях с помощью того же вилочного погрузчика. Эффективность использования приспособления и степень снижения повреждаемости кочанов в процессе отгрузки зависят от его конструктивного исполнения и корректного обоснования параметров. Так, в данном приспособлении края подвеса гибкого настила могут находиться как на одном (рис. 2, а), так и на разных уровнях (рис. 2, б). Из приведенных схем наиболее предпочтительной является схема на рисунке 2, б, когда край В находится ниже края А на величину h. В этом случае кочаны капусты после падения на настил скатываются вниз по наклонной по- верхности и занимают устойчивое положение на месте наибольшего провисания f у правого края настила. Этим исключается вероятность соударения кочанов между собой в процессе отгрузки. При этом, также кочаны накапливаются в том месте, откуда их легко доставать рабочим при перекладке в контейнеры. Характер протекания процесса отгрузки кочанов существенно зависит от вида кривой провисания настила. Для более полного представления о кривой провисания настила считаем его идеально гибким. Тогда, полагая растягивающие усилия в любом сечении настила касательными к кривой провисания, действующие в настиле усилия в точках крепления А и В равны реакциям RA и RB. 0; X FKZ Представляя реакции опор в виде горизонтальных ( RAZ, RBZ ) и вертикальных (RAY RBY) составляющих и рассматривая систему в статике (рис. 3), найдем: - RBY +ql = 0; ql2 ~RAZ +RBZ R X m( FK ) = RAzh - RAY1 + Y = 0, откуда R + R AZ (1) ql (2) h R R AY ql BY 2 AZ l Из рассмотрения равновесия части гибкого настила (рис. 3, б) находим: ql h 7 У (5) Решая совместно выражения (4) и (2), выразим уравнение кривой провисания настила в виде: 2Т2 (z) qz 2Tz (z) Результаты и их обсуждение Анализируя выражение (5), следует заметить, что кривая провисания настила имеет аналитическое выражение параболы. В этой кривой с точки зрения характера протекания процесса отгрузки кочанов капусты представляет интерес положение нижней точки кривой провисания С с координатами z = a , y = fmax . Положение точки С определим, исследуя функцию (5) на экстремум, т.е., приравняв нулю dy / dz: dy ql h qz 0, dz 2TZ (z) l Tz (z) Tz ( z ) = 0; M ( z) = -RAYz + RAZy R (3) (4) Для абсолютно гибкого настила M(z) 0. Тогда: AZ - TZ (Z); RAZY 2 RAYZ =0. 2 Из полученных выражений (1) и (3) видно, что во всех сечениях настила горизонтальная составляющая усилия одинаковая, т.е.: l_ 2 откуда (6) Tz (z)h ql Из выражения (6) видно, что положение точки С наибольшего провисания настила зависит от величины горизонтальной составл2 ющей его натяжение Tz (z). При Tz (z) = a l , т.е. положение наибольшего провисания совпадает с положением опоры В (рис. 4, а). В этом случае кочаны капусты, скатываясь по настилу, возможно будут перекатываться через борт края и падать в контейнеры, что нежелательно с точки зрения обеспечения сохранности продукции. а 6 Рис. 4. Характерные случаи расположения низшей точки кривой провисания настила низшая точка провисания находится в пределах пролета настила на расстоянии a = 41 от опоры А, что является наиболее предпочтительным условием для данного приспособления (рис. 4, 6), так как при этом кочаны капусты после отгрузки будут накапливаться в зоне расположения наибольшего провиса настила и удобно располагаться на нем для последующей бережной перекладки в контейнеры вручную. В этой связи рекомендуется обеспечивать в приспособлении натяжение настила на величину, равную ql2 J4h. Если выбрать в качестве материала для настила транспортерную ленту типа ТК-200-2 (q = 354 H/м при ширине пролета l = 1000 мм, длине пролета 3900 мм применительно для кузова тракторной тележки 2-ПТС-4,5) при h = 250 мм, Tz(z) = 354 H. При этом ширина ленты настила LAB (между точками А и В), вычисленная как длина кривой провисания согласно выражению (6), составляет 1075 мм. Заключение Предложена конструктивно-технологическая схема приспособления для бережной отгрузки кочанов капусты при машинной уборке и укладке их в контейнеры для последующей закладки на хранение. Предложенная математическая модель конструкции и найденные параметры могут быть приняты за основу при проектировании предложенного приспособления.
×

About the authors

S. S Alatyrev

Chuvash State Agricultural Academy

Email: if7@academy21.ru
DSc in Engineering

I. S Cruchinkina

Chuvash State Agricultural Academy

Email: if7@academy21.ru
PhD in Engineering

A. P Yurkin

Chuvash State Agricultural Academy

Email: if7@academy21.ru

A. S Alatyrev

Chuvash State Agricultural Academy

Email: if7@academy21.ru

References

  1. Алатырев С.С., Григорьев А.О., Алатырев А.С. Обоснование параметров устройства для отгрузки кочанов капусты в кузов транспортного средства // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 9. С. 11-14.
  2. Свирин С.Н. Параметры и режимы работы транспортера-загрузчика контейнеров и транспортных средств на пунктах послеуборочной обработки белокочанной капусты: автореф. дис.. канд. техн. наук. Ленинград - Пушкин, 1986. 16 с.
  3. Voss R., Gaede H. Neue kohlernte-maschine bei der Ernte Von Blumenkohl und Kolrabi erprobt // Feldwirschaft. 1983. Jg. 24. Nr. 11. P. 494-497.
  4. Шамонин В.И., Сергеев А.В., Федькин Д.С. Повышение качества овощной продукции при механизированной уборке в контейнеры // Молодой ученый. 2015. № 23 (103). С. 433-436.
  5. Алатырев С.С., Кручинкина И.С., Юркин А.П., Алатырев А.С. Новый способ уборки кочанной капусты // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 5. С. 18-20.

Copyright (c) 2017 Alatyrev S.S., Cruchinkina I.S., Yurkin A.P., Alatyrev A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies