РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ
ПАРАМЕТРІВ ПЛОДОЗНІМАЛЬНОГО АГРЕГАТУ
2.1. Обґрунтування робочого процесу знімання плодів
Під час механізованого знімання плодів, як відомо [22], необхідно виконати наступні послідовні елементарні операції: відокремлення плодів від гілочки, їх уловлювання і внутрішньомашинне транспортування, очищення і затарювання та додаткові - подачу агрегату до місця роботи (позиціювання). Сукупність цих операцій визначає середню тривалість знімання плодів з одного дерева (час циклу). Якщо основні елементарні операції виконуються безпосередньо при струшуванні плодів і їх тривалість регламентована самим процесом, то зменшити час на виконання додаткових операцій можна удосконаливши позациклові переїзди агрегату і його позиціювання у міжрядді саду. Власне тривалість позациклових операцій може визначити зміст і послідовність виконання основних операцій. Визначення серед них ефективного варіанту лежить в основі обґрунтування даного робочого процесу.
Під час позиціювання плодознімального агрегату у міжрядді саду можливі два варіанти знімання плодів: 1) плодознімальний агрегат зупиняється на середині міжряддя таким чином, що віброзбурювач коливань знаходиться навпроти двох дерев, що підлягають струшуванню, і почергово знявши з них врожай переїжджає до іншої пари; 2) плодознімальний агрегат зупиняється у міжрядді саду таким чином, щоб осьова лінія віброзбурювача коливань знаходилась на перетині діагоналей прямокутника, вершини якого співпадають з повздовжніми осями стовбурів чотирьох дерев двох суміжних рядів та почергово знявши з них врожай переїжджає до інших чотирьох.
Реалізувати перший варіант можна тросовим струшувачем, агрегатованим з тракторами класів 0,6 та 1,4. Якщо робочий процес виконувати за другим варіантом, то енергетичним засобом може виступати трактор Т-25А, оскільки габарити тракторів класу 1,4 й обмежений кут повороту віброзбурювача коливань струшувача на платформі не дозволяють з'єднувати його зі штамбом дерева за допомогою троса.
Згідно запропонованих варіантів середня тривалість знімання врожаю з одного дерева Тз1 визначається з умови
, (2.1)
де Тпз - час переїзду і зупинки агрегату, год;
Тц - тривалість безпосереднього знімання плодів з одного дерева, год;
п - кількість дерев, плоди з яких знімаються з однієї позиції і без переміщення плодознімального засобу, шт.
Ефективність використання плодознімальних агрегатів за різних схем позиціювання можна визначити на підставі встановлення середньої тривалості циклу знімання плодів з одного дерева Тз(1). Очевидно, що якщо з однієї позиції струшуються два дерева, то Тз(2) є більшим, ніж аналогічний час, за якого з однієї позиції струшуються чотири дерева Тз(4), тобто:
, (2.2)
де п1, п2 - відповідно кількість дерев, плоди з яких знімаються з однієї позиції і без переміщення плодознімального засобу, шт.
Згідно з (2.2):
, (2.3)
Оскільки п1 = 2, а п2 = 4, то:
, (2.4)
а отже, Тз(2) › Тз(4).
Таким чином, позиціювання плодознімального агрегату біля чотирьох дерев уможливлює скорочення тривалості позациклових операцій, а отже підвищується ефективність його використання. Така схема застосування струшувача має обґрунтовані переваги і у зменшенні енерговитрат, через агрегатування його з тракторами класу 0,6 та є головною підставою для розроблення системи акумулювання енергії, яка дає змогу узгодити роботу насоса роздільно-агрегатної гідросистеми трактора і гідродвигуна приводу віброзбурювача коливань з врахуванням характеристик багаторічних насаджень і тривалості безпосереднього відокремлення плодів.
2.2. Обґрунтування структурної схеми плодознімального агрегату
Відомий засіб механізованого знімання плодів струшуванням [16, 22, 50, 73] містить ексцентриковий віброзбурювач з ударним механізмом, з'єднаний за допомогою троса з петлею-захватом; агрегатується з енергетичними засобами класу 1,4, насоси роздільно-агрегатної системи яких за продуктивністю і частотою обертання узгоджені з гідродвигуном приводу струшувача. Для агрегатування з тракторами нижчих класів або самохідними шасі більш раціонально в напірну магістраль, що з'єднує насос роздільно-агрегатної системи енергетичного засобу та гідродвигун приводу віброзбурювача коливань струшувача, включити пеневмогідроакумулятор [56]. Враховуючи короткочасність роботи струшувача ПГА під час переїзду від одного дерева до іншого заряджаються, а в процесі відокремлення плодів розряджаються і, таким чином, короткочасно підвищується потужність приводу. В результаті - розширюються технологічні можливості струшувачів, що полягають у забезпеченні знімання урожаю з широким діапазоном зміни розмірно-масових показників, зокрема, діаметра й висоти штамбів та розширенні можливостей їх агрегатування з мобільними енергетичними засобами різних класів.
Розроблений (рис 2.1) плодознімальний агрегат [39, 85, 90] містить енер-
гетичний засіб 1, до складу якого входять двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) 2 і гідравлічна система 3, складовою якої є система акумулювання енергії (САЕ) 4 з гідророзподільником 12, пневмогідравлічними акумуляторами 14, регульованим дроселем 13, зворотним клапаном 15 та ачеплений на нього тросовий віброударний струшувач 5, що включає віброзбурювач коливань (ЗК) 6 та петлю-захват (ПЗ) 7, сполучені гнучким елементом 8. Віброзбурювач коливань 6 динамічно з'єднаний через ланцюгову муфту 9 із привідним гідродвигуном 10, зв'язок якого з гідравлічною системою 3 трактора або самохідного шасі 1 здійснено за допомогою запірної арматури, зокрема з'єднувальних муфт 11.
Для енергетичних засобів класу 0,6 привід вимагає узгодження частоти обертання гідромашин з різним робочим об'ємом, а саме насоса НШ-10-Е та гідродвигуна ГМШ-32, що зумовлюється оптимальним частотним ре