РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗКРИТТЯ КОРЕНЕВОЇ СИСТЕМИ МАТОЧНИХ РОСЛИН
2.1. Опис технологічного процесу розкриття кореневої системи маточних рослин
Враховуючи агротехнічні вимоги при розкритті кореневої системи вегетативних
підщеп, а також реальні умови вирощування маточних рослин клонових підщеп у
маточнику, до технологічного процесу, який виконується пристроєм, що
розробляється, поставлені наступні вимоги [73], що запропоновані нами і
затверджені вченою радою Інституту садівництва та Українською академією
аграрних наук:
* винос ґрунту з рядка рослин повинен бути не менше 90%;
* пошкодження кореневої системи і відсадків не повинно перевищувати 3%;
* винесений ґрунт повинен бути розташований вздовж рядка в суміжних міжряддях;
* надійність та безпечність в роботі, а також зручність в експлуатації та
обслуговуванні.
На підставі аналізу стану механізації процесу розкриття та засобів для
виконання цієї операції нами запропонована технологічна схема комбінованого
пристрою для розкриття кореневої системи маточних рослин (рис. 2.1).
Комбінований пристрій для розкриття кореневої системи маточних рослин поєднує
два пристрої: дисковий – для попереднього розкриття, і щітковий – для видалення
ґрунту безпосередньо із зони біля рослин.
Відповідно до схеми комбінованого пристрою технологічний процес відбувається
наступним чином. Пристрій рухається зі швидкістю хa вздовж ряду рослин, які
вкриті валком ґрунту з шириною при основі Ао і висотою Н. Спочатку частка
ґрунту валка відгортається в міжряддя сферичними дисками 1 діаметром Dд,
встановленими під кутом бд до напрямку руху пристрою, залишаючи після себе
валок шириною Вд, яка дорівнює проходу між дисками.
За дисками ідуть циліндричні щітки 2 з вертикальною віссю обертання та гнучким
ворсом, сформованим рядами, радіусом Rщ. Щітки обертаються назустріч одна одній
з кутовою швидкістю щ. Вони також видаляють ґрунт валка безпосередньо із зони
росту рослин в міжряддя, залишаючи після себе смужку шириною В1, яка є
своєрідною захисною зоною і гарантує відсутність механічних пошкодження
кореневої системи. Технологічними параметрами, які характеризують умови роботи
щітки, також є відстань до від осі обертання до бічної поверхні валка ґрунту,
що обробляється, та товщина шару ґрунту h, що видаляється щіткою з валка.
Загальними параметрами комбінованого пристрою є:
ширина захвату – 1 ряд;
поступальна швидкість – ха, м/с;
ступінь розкриття кореневої системи, %.
Основними параметрами щіткового пристрою є:
кількість щіток – 2 шт.;
відстань між центрами щіток – Ащ, м;
кутова швидкість обертання щіток – щ, с-1;
геометричні параметри щітки:
радіус щітки – Rщ, м;
довжина прутка ворсу – l, м;
кількість прутків ворсу в одній поперечній площині (одному ярусі) – z, шт.;
розмір прямокутного поперечного перерізу прутка ворсу (товщина і ширина) – a x
b, мм;
діаметр маточини щітки – dм, м;
висота щітки – Hщ, м;
ширина захвату щітки – h, м.
Рис. 2.1. Технологічна схема пристрою для розкриття кореневої системи маточних
рослин
Ширина захвату кожного з дисків визначається з умов повного видалення ґрунту
зовнішньої зони напіввалка. Під шириною зовнішньої зони напіввалка
припускається ширина зони валка, видалення ґрунту з якої пасивними робочими
органами дискового типу гарантує виключення механічного пошкодження рослин. З
урахуванням цього ширина захвату диска визначається як:
, (2.1)
де А, bк – середні значення відповідно ширини основи ґрунтового валка на висоті
розміщення кореневих голівок маточних рослин та ширини куща маточних рослин на
рівні вершини валка ґрунту, м;
уо, ук – середньоквадратичне відхилення відповідно ширини ґрунтового валка на
висоті розміщення кореневих голівок маточних рослин та ширини куща маточних
рослин на рівні вершини валка ґрунту, м;
Дзах – ширина захисної смуги, м.
, (2.2)
де mр, mагр – середнє значення відповідно відхилення маточних рослин і
траєкторії руху агрегату від осі ряду, м;
ур, уагр – середньоквадратичне відхилення відповідно маточних рослин та
агрегату від осі ряду, м.
Рівняння (2.1) дає змогу визначити необхідну ширину захвату з врахуванням
розмірних характеристик маточних рослин.
Враховуючи рекомендації [47, 50, 51] для кращого кришення ґрунту з метою
полегшення укриття маточних рослин на зиму прийнято бд в межах 45...55°. Нами
застосовано стандартні диски, що випускаються промисловістю, діаметром 450 мм,
кутом атаки бд = 50° та кутом вертикального нахилу вд = 15°. Ширина захвату
диска становить 127 мм.
2.2. Аналіз роботи щітки та обґрунтування параметрів і режимів її роботи
2.2.1. Кінематика щітки без урахування прогину прутків ворсу. Ширина захвату
щітки визначається як:
, (2.3)
де Вд = А – 2bд,
а ширина валка ґрунту, який залишається після проходу щіток дорівнює:
. (2.4)
При проведенні досліджень нами прийняті наступні гіпотези.
Для підвищення повноти видалення ґрунту з валка і мінімізації механічних
пошкоджень рослин необхідно прутки ворсу на поверхні щіток розмістити радіально
і рівномірно в шаховому порядку з раціональною щільністю.
Підвищення повноти видалення ґрунту забезпечується при робочому режимі, коли
ширина валка, що залишається після проходу щіток, дорівнює мінімальній відстані
кінцями прутків суміжних щіток.
В процесі роботи щітка бере участь у двох типах руху: обертальному навколо
своєї вертикальної осі з коловою швидкістю u (відносний рух) і поступальному
разом з пристроєм зі швидкістю ха (переносний рух). Розглянемо ситуацію коли
вона поступово переміщується з положення І в положення ІІІ (рис. 2.2),
видаляючи шар ґрунту з максимально можливою товщиною h, яка відповідає радіусу
щітки. Для виведення рівняння руху кінця прутка
- Київ+380960830922