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

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

Supplementary files