CC BY
67
Сравнительная характеристика серийной и усовершенствованной ДМ «Фрегат» при работе на сложном рельефе
Показатель ДМ «Фрегат»
серийная усовершенствованная
Давление на гидранте, МПа 0,60.0,65 0,60.0,65
Расход воды, л/с:
на выровненном участке 70 70
на уклоновом участке 85 72
Средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,72 0,44
Коэффициент эффективного полива:
на уклоне 0 0,72 0,72
на уклоне 0,05 0,46 0,71
Величина поверхностного стока в начале,
середине и концевой частях машины, %:
на уклоне 0 3; 7; 15 3; 5; 12
на уклоне 0,05 5; 17; 35 5; 10; 17
Глубина колеи от колес 1, 8, 16 тележек
ДМ, м:
на уклоне 0 0,06; 0,05; 0,08 0,06; 0,05; 0,08
на уклоне 0,05 0,06; 0,05; 0,29 0,06 0,08; 0,085
Коэффициент использования сменного 0,74 0,93
времени
Коэффициент эксплуатационной надеж- 0,78 0,98
ности
машин «Фрегат» при работе на склоновых участках (см. таблицу) показывает, что модернизация ее водопроводящего пояса обеспечивает достижение ряда важных агротехнических и эксплуатационных показателей.
Результаты исследований, приведенные в работе, использованы на сельскохозяйственных предприятиях агропромышленного комплекса, применяющих для орошения площадей со сложным
рельефом многоопорные широкозахватные дождевальные машины кругового действия.
Список литературы
1. Ерхов, Н.С. Энергетическое обоснование формулы для определения эрозионно-допустимых поливных норм при дождевании / Н.С. Ерхов // В сб.: «Предотвращение ирригационной эрозии почв Средней Сибири». — Красноярск, 1982. — С. 34-42.
2. Лебедев, Б.М. Дождевальные машины / Б.М. Лебедев. — М.: Машиностроение, 1977. — 245 с.
3. Сидоренко, А.М. Разработка методики расчета и исследование основных параметров многоопорных дождевальных машин, работающих в движении по кругу: дис. ... канд. техн. наук / А.М. Сидоренко. — Киев, 1978.
4. Патент на полезную модель № 34846 РФ, МКИ А. 01G 25/09. Многоопорная дождевальная машина кругового действия / А.И. Рязанцев, Н.Я. Кириленко, А.В. Шереметьев (РФ); заявл. 09.10.2003; опубл. 20.12.2003, Бюл. № 35.
5. Пат. 43728 РФ, МКИ А. 01G 25/09. Многоопорная дождевальная машина кругового действия / А.И. Рязан-
цев, Н.Я. Кириленко, А.В. Шереметьев; заявл. 18.11.2004; опубл. 10.02.2005, Бюл. № 4.
6. Пат. 2279121 РФ, МКИ G 05 D 16/06. Регулятор рас-ходно-напорных характеристик / А.И. Рязанцев, Н.Я. Кириленко, А.В. Шереметьев; заявл. 22.04.2005; опубл. 27.06.2006, Бюл. № 18.
7. Пат. 55161 РФ, МКИ G 05 D 16/06. Регулятор расход-но-напорных характеристик / А.И. Рязанцев, Н.Я. Кириленко, А.В. Шереметьев; заявл. 04.04.2006; опубл. 27.07.2006, Бюл. № 21.
УДК 631.356.4
Н.В. Аникин, канд. техн. наук, ст. преподаватель Г.Д. Кокорев, канд. техн. наук, доцент Г.К. Рембалович, канд. техн. наук, доцент И.А. Успенский, доктор техн. наук, профессор И.А. Юхин, студент
ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»
повышение качества перевозки картофеля, плодов и фруктов совершенствованием подвески транспортного средства
Картофель является одной из важнейших продовольственных и сырьевых культур. Его производство связано с большими энерго- и трудозатратами. Одной из главных операций технологического процесса уборки картофеля (60...70 % общих за-
трат) является вывоз выращенного продукта с поля (10.12 % общих затрат). Для вывоза картофеля используют грузовые автомобили, тракторные прицепы и полуприцепы общего назначения. На внутрихозяйственных перевозках до 46 % грузов перевозят
Техника и технологии агропромышленного комплекса
тракторными транспортными агрегатами по плохим дорогам, а зачастую и при полном отсутствии твердых ровных покрытий. В результате возникают значительные (до 3,5^) вертикальные ускорения, приводящие к нарушению сохранности груза.
Уровень повреждений — один из важнейших факторов, определяющих себестоимость продукции, а соответственно эффективность сельскохозяйственного производства. Известно, что стоимость поврежденного картофеля на 30...50 % меньше, чем неповрежденного. Кроме того, наличие в закладываемом на хранение картофеле поврежденных клубней приводит к потерям товарного картофеля. По данным ряда исследований, при хранении они могут достигать 50.60 % от общей массы клубней.
Вместе с тем высокая степень повреждений перевозимого продукта также сдерживает повышение производительности транспортного процесса. Транспортные средства вынуждены двигаться по полю с низкой скоростью (менее 10 км/ч), что увеличивает сроки проведения уборочных работ. В результате часть урожая может быть потеряна под воздействием неблагоприятных климатических условий. Поэтому снижение уровня повреждений и повышение производительности перевозок — основные факторы, повышающие эффективность производства картофеля.
На уровень повреждений перевозимой сельскохозяйственной продукции влияют в основном две составляющие:
• характеристика груза и транспортного средства (физико-механические свойства перевозимой продукции, способ ее затаривания и упаковки, тип кузова транспортного средства);
• показатели, характеризующие плавность хода транспортного средства (амплитуда, частота, скорость и ускорение колебаний грузовой платформы транспортного средства и груза). Проблемой перевозки сельскохозяйственных
грузов занимались А.З. Комаров и В.В. Поворожен-ко [1, 2], В.И. Борновский [3] и другие.
Установлено, что в 70 % случаев причиной порчи сельскохозяйственных грузов служат механические повреждения [1, 2]. К важнейшим физико-механическим свойствам, определяющим травмостой-кость, относят прочностные характеристики. Под травмостойкостью понимают способность плодов и овощей противостоять механическим повреждениям в результате различных воздействий, происходящих в ходе транспортного процесса [2]. Основной причиной механических повреждений перевозимой сельскохозяйственной продукции являются статические и динамические нагрузки, возникающие в процессе доставки сельскохозяйственной продукции к месту хранения; давление, испытываемое нижними слоями груза от верхних, и пр. Эти воздей-
ствия влияют не только на внешнюю целостность оболочки, вызывая трещины, нажимы и проколы, но и нарушают внутреннюю целостность плодов, клубней, проявляющуюся в виде размягчения тканей, раздавливания и т. д. У продукции с механическими повреждениями жизнедеятельные процессы протекают более активно, чем у здоровой. Кроме того, механические повреждения часто служат причиной возникновения вторичных заболеваний во время перевозки и хранения продукции. Следовательно, плоды и овощи, подготовленные к перевозке, должны быть без механических повреждений и других дефектов.
Значительный вклад в определение основных физико-механических свойств овощей и фруктов при их перевозке в условиях сельского хозяйства внес В.С. Заводнов [4]. Им было установлено, что при действии вертикальных колебаний на насыпной груз наблюдается передача силового воздействия от слоя к слою. В результате верхние плоды или клубни, не передавая этого воздействия другим, расходуют его полностью на подскок, который заканчивается при последующем падении ударом о нижележащий слой. Таким образом, в неблагоприятных условиях находятся верхний и нижний слои, так как нижний воспринимает полностью силовой импульс и при падении соударяется не с плодами, а с доской, имеющей значительно большую жесткость. Такие неодинаковые условия силовых воздействий и приводят при перевозках к большему повреждению плодов, лежащих на периферии. Лабораторные исследования по повреждаемости различных слоев плодов «Ренет Симиренко» на частотах колебаний 2,5, 6,7 и 10 Гц, амплитудах 3,5 и 44 мм, при высоте загрузки в 300 и 500 мм были проведены В.С. Заводновым Анализ результатов этих исследований указывает на то, что наименьший уровень повреждений наблюдается у второго снизу слоя, а повреждаемость нижнего слоя, как правило, меньшая, чем верхнего.
Влияние амплитудно-частотных характеристик колебаний на уровень повреждений перевозимой сельскохозяйственной продукции представлено в работах А.Т. Бурякова [5]. На степень повреждения клубней картофеля при вибрациях с частотой от 2 Гц и выше основное влияние оказывает скорость соударения клубней с вибрирующей поверхностью. В целом весь механизм влияния различных частот и амплитуд колебаний на сохранность перевозимой продукции изучен недостаточно.
Одним из факторов, в значительной мере влияющих на степень повреждений перевозимой продукции, является плавность хода транспортного средства, определяющаяся в основном амплитудой и частотой колебаний. В наиболее распространенном при движении диапазоне частот от 1 до 8 Гц для большинства легкоповреждаемых продуктов может
быть использована зависимость допустимой амплитуды А0 колебаний от частоты [4]:
Коэффициенты, определяющие допустимую амплитуду колебаний транспортного средства [4]
A0 =
P W P2 + 2ю2 H 2
где ю — частота колебаний, Гц; Р и Н — эмпирические коэффициенты (см. таблицу), см/с2.
Отсутствие во многих случаях сельскохозяйственных дорог с твердым и ровным покрытием и тенденция к повышению производительности транспортных средств приводит к недостаточной плавности хода и негативно сказывается на сохранности перевозимой продукции. Низкая плавность хода транспортных средств связана с большим числом возмущающих воздействий, различающихся по своей природе, характеру действия и направлению. Эти силы обусловлены как внутренними (неуравновешенность деталей и неравномерность их вращения), так и внешними (неровная поверхность дороги, изменение скорости и направления движения транспортного средства и др.) причинами. По характеру действия внешние возмущающие силы делятся на единичные и постоянно действующие. Единичные возмущения возникают при повороте транспортных средств, тро-гании с места, при разгоне, а также вследствие случайных воздействий отдельных глубоких выбоин на дороге, порывов ветра, резких торможений. Непрерывно действующие возмущения, вызванные движением по дороге с неровной поверхностью, имеют, как правило, случайный характер, хотя иногда и действуют по закону, близкому к периодическому.
Для изменения амплитудно-частотной характеристики колебаний транспортного средства применяют различного типа подвески. Однако этот способ малоэффективен. Наиболее целесообразно использовать транспортные средства с системой подрес-соривания грузовой платформы [6, 7], что позволяет снизить скорость и ускорение ее колебаний, а соответственно груза.
Для уменьшения скорости колебаний грузовой платформы транспортного средства авторами предложен упругий элемент ее подвески, основными элементами которого служат две пружины, каждая из которых включается в работу при определенной степени использования грузоподъемности (патент на полезную модель № 47312 опубл. 27.08.2005) [8].
Для определения эффективности разработанного устройства на серийном транспортном средстве возникла необходимость выявления его потенциальных возможностей путем определения конструктивных параметров, обеспечивающих минимальный уровень повреждений клубней при максимальной производительности перевозки.
Чтобы определить степень виброзащиты картофеля при использовании системы подрессоривания грузовой платформы транспортного средства с раз-
Культура Эмпирические коэффициенты, см/с2
Н Р
Яблоки 30.142 503.522
Помидоры красные 283.430 546.570
Помидоры зеленые 424.700 570.616
Картофель свежеубранный 562.700 593.616
Дыни и тыквы 562.838 593.638
Слива 562.1114 593.683
Огурцы 838.1114 638.683
работанными упругими элементами, смоделирован процесс его колебаний.
Теоретически установлено, что максимальная скорость вертикальных колебаний грузовой платформы, при которой уровень повреждений не превышает 4 %, составляет 2,38 м/с для деревянных кузовов и 1,78 м/с для металлических. При этом скорость движения серийного тракторного прицепа в первом случае составляет 22,1 км/ч, во втором 18 км/ч; при использовании системы подрессори-вания с разработанными упругими элементами — 25,9 и 22,3 км/ч соответственно.
Исходя из условия отсутствия ударов грузовой платформы о раму тракторного прицепа, определена жесткость пружин упругих элементов, которая составила: для первой ступени (работа при частичной загрузке) — 29,6 кН/м, для второй ступени (работа при полной загрузке) — 59,4 кН/м.
Список литературы
1. Комаров, А.З. Совершенствование технических средств и организации перевозки скоропортящихся грузов / А.З. Комаров, В.В. Повороженко [и др.]. Тр. ИКТП. — М.: Транспорт, 1974. — 162 с.
2. Повороженко, В.В. Разработка методов оценки влияния различных факторов на сохранность перевозимых грузов / В.В. Повороженко: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М., 1980. — 27 с.
3. Борновский, В.И. Исследование качества перевозок грузов автомобильным транспортом и методов его повышения / В.И. Борновский: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М., 1980. — 17 с.
4. Заводнов, B.C. Исследование физико-механических свойств овощей и фруктов и условий их перевозки в сельском хозяйстве / B.C. Заводнов: дис. ... канд. техн. наук. — М., 1968. — 160 с.
5. Буряков, А.Т. Исследование процесса вибротранспортирования клубней картофеля / А.Т. Буряков: дис. ... канд. техн. наук. — М., 1965. — 223 с.
6. Ротенберг, Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / Р.В. Ротенберг. — М.: Машиностроение, 1972. — 329 с.
7. Яценко, Н.Н. Плавность хода грузовых автомобилей / Н.Н. Яценко, О.К. Прутчиков. — М.: Машиностроение, 1969. — 217 с.
8. Пат. № 47312 РФ МПК7 В 62 D 33/10. Подвеска кузова транспортного средства / Н.В. Аникин, В.Н. Чекмарев, И.А. Успенский; опубл. 25.08.2005.
