CC BY
49
УДК 631.35:634.17
ВИНОГРАДОВА ОЛЬГА АЛЕКСЕЕВНА, агроном, соискатель
Е-mail: ol916627@gmail.com
БАЛАБАНОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ, докт. техн. наук, профессор
Е-mail: vbalabanov@timacad.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ И АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ МЕХАНИЧЕСКОГО ВСТРЯХИВАТЕЛЯ НА ПОЛНОТУ СЪЕМА ПЛОДОВ БОЯРЫШНИКА СОРТА «ТИМИРЯЗЕВЕЦ»
Рассмотрен вопрос о механизации сбора плодов вводимой в культуру высокопродуктивной, крупноплодной формы боярышника, имеющей не только лекарственное, но и пищевое значение. Объектом исследований послужили шестилетние деревья боярышника сорта «Тимирязевец», полученного в РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. Исследования проведены на Плодовой опытной станции лаборатории плодоводства РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева в период 2013-2016 гг Изучено влияние частоты и амплитуды колебаний ветвей на полноту съема плодов путем применения механического устройства - пневматического встряхивателя. Установлено, что при частоте колебаний рабочего органа встряхивателя от 200 до 300 1/мин осыпаемость плодов с ветвей составляет от 80,5 до 94,8 процента, что указывает на высокую эффективность механических встряхивателей. Для сбора плодов с небольшого количества деревьев боярышника разработан встряхиватель с гребенчатым захватывающим рабочим органом, ускоряющим сбор урожая с нескольких ветвей отдельно стоящего дерева. В результате исследований установлено, что применение пневматического, в том числе предложенного гребенчатого встряхивателя, позволяет полностью механизировать один из самых трудоемких процессов его возделывания - сбор урожая.
Ключевые слова: боярышник, деревья, урожай, плоды, амплитуда колебаний, частота колебаний, встряхиватели плодов.
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК
Введение. Многочисленные исследования по использованию технических средств для сбора урожая плодовых культур показали, что основным, наиболее эффективным приемом является принцип встряхивания плодов [1-3]. При этом полнота их съема всецело зависит от частоты и амплитуды колебаний как самого механического устройства, так и ветви или всего дерева. Кроме того, большое значение имеют прочность прикрепления плодов к ветвям, средняя масса одного плода, степень их зрелости, продолжительность колебания надземных частей деревьев, упругость ветвей [4, 5].
Цель исследований - изучение возможности механизированного сбора плодов боярышника в связи с введением его в культуру.
Материалы и методы. Объектом исследований послужили шестилетние деревья боярышника сорта «Тимирязевец», полученного в РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. Исследования проведены на Плодовой опытной станции лаборатории плодоводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в период 2013-2016 гг.
Математическую обработку полученных результатов проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1983).
В качестве вибратора использовали механизм, разработанный в Научно-исследовательском зональном институте садоводства Нечерноземной полосы (НизисНп), работающего от сжатого воздуха.
Силу отрыва плодов в процессе их созревания измеряли при помощи динамометра со шкалой с делениями от 0 до 500 г.
Результаты и обсуждение. Сбор урожая в первые годы исследований проводили путем встряхивания плодов с каждой отдельной ветви вручную. Полнота их съема при этом зависела от длины ветви, диаметра древесины в ее центральной части и составляла в среднем от 50% до 80%. Чем больше был диаметр ствола ветви и чем больше была ее длина, тем меньше осыпалось с них плодов.
Связано это было, по нашему мнению, с уменьшением частоты колебаний из-за упругости ветвей и увеличением их амплитуды. Эти исследования
позволили сделать заключение о применимости технологии механизированного встряхивания плодов при сборе урожая с деревьев боярышника [4].
Изучили влияние частоты и амплитуды коле -баний ветвей на полноту съема плодов путем применения механических устройств. С этой целью был использован пневматический встряхиватель, разработанный лабораторией механизации Научно-исследовательского зонального института садоводства Нечерноземной полосы (НИЗИСНП) (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид пневматического встряхивателя: 1 - вилка;
2 - золотниковое устройство; 3 - корпус;
4 - ручка управления; 5 - шток
Работа встряхивателя осуществляется пневматически от воздушного компрессора, работающего от вала отбора мощности трактора.
Частота колебаний его рабочего органа зависит от давления подаваемого воздуха на поршень встряхивателя. В свою очередь амплитуда колебаний устанавливается изменением длины штока, на котором закреплено устройство, захватывающее ветвь. В связи с этим уже при частоте 200 мин-1 осыпаемость урожая составила 80,5%, а при увеличении частоты колебаний до 250 мин-1 полнота съема была на уровне 93,3%. При этом амплитуда ко -лебаний была достаточной на уровне 25 мм (табл.). Практически полностью плоды боярышника с ветвей деревьев осыпались при увеличении частоты колебаний до 300 мин-1 (рис. 2). Это дает основание говорить о возможности применения механических плодоуборочных комбайнов на сборе урожая этой культуры. При этом для сбора плодов с небольшого количества деревьев боярышника был разработан встряхиватель с гребенчатым захватывающим рабочим органом, ускоряющим сбор урожая с нескольких ветвей отдельно стоящего дерева.
Встряхиватель выполнен в виде гребенки (планки с зубьями), совершающей поперечные колебания с регулируемой амплитудой и изменяемой частотой, и устанавливается на штанге мототриммера вместо режущего аппарата (рис. 3). Привод механизма, сообщающего гребенке колебания, осуществляется от двигателя внутреннего сгорания мототриммера через гибкий вал [6].
Задача изобретения - упростить уборку плодов и повысить производительность труда в условиях небольших хозяйств, расширить функциональные возможности распространенного моторизованного ручного инструмента (мототриммера) и в конечном счёте снизить себестоимость уборочных работ.
Осыпаемость плодов боярышника в зависимости от частоты колебаний рабочего органа пневматического встряхивателя, 2015 г.
Частота колебаний, мин-1 Осыпаемость плодов, %
50 20,0
100 42,2
150 63,3
200 80,5
250 93,3
300 94,8
Рис. 2. Влияние частоты колебаний ветвей боярышника на полноту съема его плодов при амплитуде 25 мм
Устройство работает следующим образом. При вращении вала 6 приводится во вращение эксцентриковый диск 7, боковая поверхность которого постоянно соприкасается с боковой поверхностью ролика 9. Пружина 11 обеспечивает постоянное касание наружных поверхностей эксцентрикового диска 7 и ролика 9. Через стойку 8 усилие передается на гребенку 2. При вращении эксцентрикового диска 7 ролик 9 вместе со стойкой 8 и гребенкой 2 перемещается в направляющей 1 на величину эксцентриситета, сжимая при этом пружину 11. При дальнейшем вращении эксцентрикового диска 7 пружина 11, воздействуя на упор 10, возвращает рейку 2 назад, прижимая ролик 9 к диску 7. Колебания рейки 2 посредством закрепленных на ней пальцев 3 передаются ветвям.
Переставляя приводной вал 6 по пазу диска 7, изменяют эксцентриситет, а следовательно, амплитуду колебаний рейки 2. Частоту колебаний рейки изменяют частотой вращения приводного вала 6 путем изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания мототриммера.
Основными недостатками применяемых ранее аналогичных устройств являются значительная стоимость, высокая энергоёмкость, низкая производительность труда, быстрая утомляемость рабочих, невозможность рационального использования
устройств в небольших хозяйствах, невозможность работы на плантациях с бессистемным и (или) плотным размещением плодовых растений (т.к. не обеспечивается проходимость трактора в междурядьях сада или ягодника).
Рис. 3. Встряхиватель плодов с гребенчатым захватывающим рабочим органом
Выводы
Применение как ранее разработанных плодоубо-рочных машин, так и пневматических встряхивателей, в том числе предложенного гребенчатого встряхива-теля, является вполне применяемым для механизации сбора плодов боярышника как с отдельно стоящих его деревьев, так и с промышленных их насаждений.
Библиографический список
1. Варламов Г.П., Четвертаков А.В. Механизация уборки и товарной обработки фруктов. М.: Ко -лос, 1984. 287 с.
2. Варламов Г. П. Машины для уборки фруктов. М.: Машиностроение, 1978. 216 с.
3. Гусина Г.Б., Камнева З.П., Широкоград П.К. Использование машин вибрационного типа для
уборки плодов // Консервная и овощесушительная промышленность. 1975. № 5. С. 33-35.
4. Стрелец В.Д., Никиточкин Д.Н., Виноградова О.А. Крупноплодный боярышник (Crataequs aestivalis L.) - перспективная плодовая культура для Нечерноземной зоны России // Известия ТСХА.
2014. Вып 4. С. 119-124.
5. Стрелец В.Д., Балабанов В.И., Виноградова О.А. Перспективы введения боярышника в промышленную плодовую культуру: Сетевое издание // Научный альманах стран Причерноморья.
2015. № 2. URL: http://science-almanac.ru.
6. Виноградова О.А., Окнин Б.С. и др. Решение о выдаче патента на полезную модель от 28.08.2015 г. (Роспатент) по заявке № 2015117402/13 (027008).
Статья поступила 16.08.2016
INFLUENCE OF FREQUENCY AND VIBRATION AMPLITUDE OF MECHANICAL SHAKER ON FRUIT REMOVAL COMPLETENESS OF THE HAWTHORN "TIMIRYAZEVETS"
OLGA A. VINOGRADOVA, agronomist applicant Е-mail: ol916627@gmail.com
VICTOR I. BALABANOV, DSc (Eng), Professor
Е-mail: vbalabanov@timacad.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The article discusses the mechanization of harvesting introduced in highly productive culture, laige-fruited forms of hawthorn, which has not only medical, but also nutritional value. The objects of the research were six years old hawthorn trees "Timiryazevets", selected in Russian Timiryazev State Agrarian University. The research was held at the Fruit experimental station in laboratory of productivity in Russian Timiryazev State Agrarian University during 2013-2016. Influence of frequency and vibration amplitude of mechanical shaker on fruit removal completeness was studied by using mechanical device - pneumatic shaker. It is stated, that using the frequency of vibrations of shaker of about 200-300 for 1 minute, the harvesting is about 80,5-94,8 percents, that showed high productivity of mechanical shakers. Shaker with comb capturing operating device was worked out to gather hawthorn from several trees, which fasters the harvesting from several brunches of one tree. As a result, it was stated that using pneumatic and suggested comb shaker allows to mechanize the most labour-consuming process - harvesting.
Key words: hawthorn, trees, harvest, fruits, vibration amplitude, frequency of vibration, fruit shakers.
References
1. Varlamov G.P., Chetvertakov A.V. Mekhanizat-siya uborki i tovarnoy obrabotki fruktov [The mechanization of harvesting and processing fruit commodity]. M.: Kolos, 1984. 287 p.
2. Varlamov G.P. Mashiny dlya uborki fruktov [Machines for harvesting fruits]. M.: Engineering, 1978. 216 p.
3. Gusin G.B., Kamneva Z.P., Shirokograd P.K. Ispol'zovanie mashin vibratsionnogo tipa dlya uborki plodov [The use of vibration-type machines for harvesting fruit] // Vegetable-drying Canning Industry, 1975. Issue 5. Pp. 33-35.
4. Strelets V.D., Nikitochkin D.N., Vinogrado-va O.A. Krupnoplodniy boyaryshnik (Crataequs aestivalis L.) - perspektivnaya plodovaya kul'tura dlya nechernozemnoy zony Rossii [Large fruited hawthorn
(Crataequs aestivalis L.) - a promising fruit crop for the non-chernozem zone of Russia]. Izvestia RSAU-MAA named after K.A. Timiryazev, Issue 4, 2014. Pp. 119-124.
5. Strelets VD., Balabanov V.I., Vinogradova O.A. Perspektivy vvedeniya boyaryshnika v promyshlen-nuyu plodovuyu kul'turu [Prospects for the introduction of hawthorn in commercial fruit crops]. 2015. Issue 2. URL: http://science-almanac.ru Network edition of "Science Almanac Black Sea countries."
6. Vinogradova O.A., Oknin B.S. and others. Re-shenie o vydache patenta na poleznuyu model ot 28.08.2015 [The decision to grant a patent for utility model of 08.28.2015]. (Rospatent) on the application number 2015117402/13 (027008).
Received on August 16, 2016
УДК 635.24:631.5
СТАРОВОЙТОВА ОКСАНА АНАТОЛЬЕВНА, канд. с.-х. наук1
E-mail: agronir2@mail.ru
СТАРОВОЙТОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ, докт. техн. наук1 E-mail: agronir1@mail.ru
МАНОХИНА АЛЕКСАНДРА АНАТОЛЬЕВНА, канд. с.-х. наук2
E-mail: alexman80@list.ru
всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха, ул. Лорха, 23, п. Красково, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация
^Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, г. Москва, 127550, Российская Федерация
ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТОПИНАМБУРА В ОРГАНИЧЕСКОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
В настоящее время топинамбур приобретает все большую популярность для промышленного использования. Соблюдение особенностей агрометодики выращивания топинамбура класса «Органик» позволяет выращивать качественную продукцию. Сформулированы условия выращивания органического топинамбура:
