содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49 

Глава VI.

МАШИНЫ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ УБОРКИ ПЛОДОВ - ЧАСТЬ 1

Тенденции развития и эффективность применения плодоуборочных машин в значительной степени зависят от способа возделывания садов.

В последние годы в нашей стране начался бурный рост пальметтных садов. Деревья в пальметтных садах имеют высоту до 3,2 м; их формируют так, чтобы ветви размещались ярусами в одной плоскости. Ширина междурядий в таких садах находится в пределах 3,5 м, расстояния между деревьями в ряду 2—3 м. При этом деревья в ряду практически смыкаются между собой и получается «плодовая стена» шириной 600—800 мм. Плодоношение в таких садах наступает «а четвертый год и бывает каждый год почти одинаковым, в то время как в обычных садах на седьмой—восьмой и даже двенадцатый годы. Такие сады, как правило, орошаемые.

Очевидность преимуществ пальметтных садов приводит у созданию в нашей стране крупных межколхозных промышленных садов и аграрно-промышленных комплексов с полностью законченным циклом.

Существующие плодоуборочные машины из-за неприспособленности к малым междурядьям и особенно малым расстояниям между деревьями в ряду практически не могут быть применены для уборки плодов в пальметтных садах. В настоящее время почти во всех странах с развитым садоводством разрабатываются принципиально новые машины — машины для непрерывной уборки плодов.

Работа машин для непрерывной уборки плодов основана на трех принципах: съем плодов с помощью потока воздуха высокого давления; съем плодов путем непосредственного воздействия на них рабочих органов; съем плодов вибрационным или любым другим способом, при этом машины способны пропускать через себя штамбы плодовых деревьев.

Машины для пневматической (бесконтактной) убор«и плодов действуют на крону плодового дерева пульсирующим или непрерывно изменяющимся по направлению воздушным потоком, в результате чего ветви плодового дерева

приходят в колебательное движение и плоды отрываются. Исследованиями установлено, что отрыв .плодов в целом происходит по тем же закономерностям, что и при механическом: колебании деревьев.

Создание воздушного потока, переменного по скорости ил» направлению, осуществляется машинами двух типов.

Машины первого типа оборудованы устройством, которое обеспечивает пульсирующий поток воздуха. При этом воздушный поток в течение определенного .промежутка времени беспрепятственно вытекает из выходного сопла вентилятора и направляется на крону дерева. Ветви, попавшие в зону действия потока воздуха, отклоняются от первоначального положения » сторону, противоположную направлению скорости воздушного потока. Затем выходное сопло вентилятора перекрывается специальным устройством (заслонкой, шибером, жалюзи и т. п.) и поступление воздуха прекращается. В этот период ветвь возвращается в .первоначальное положение. Процесс подачи пульсирующего воздушного потока (воздушных импульсов) многократно повторяется, в результате чего ветви входят в колебательный режим. При этом чем ближе собственная частота колебаний ветвей к частоте пульсаций воздушного потока, тем быстрее и с большей амплитудой происходит раскачивание ветвей, быстрее и полнее осуществляется съем плодов. Частота пульсаций воздушного потока составляет 1—3 Гц в зависимости от сорта плодов, подлежащих уборке.

Исследования подобных машин в полевых условиях показали, что они имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что в результате частых пульсаций воздушного потока значительно уменьшается его скорость, а это приводит, в свою очередь, к снижению КПД машины.
В машинах второго типа изменяется направление действие воздушного потока при сохранении его скорости постоянной

Принцип работы машин второго типа поясним на примере машины (рис. 108), предложенной американскими исследователями (пат. США № 3 310 231, кл. 230—274, 1971 г.).

На раме 1 с пневмоколесами 6 установлены два осевых вентилятора 2. Встречные воздушные потоки от вентилятора направляются в вертикально расположенный кожух 5, в выходном сопле которого установлен вал 4 с закрепленными на «ем под разными углами дисками 3. Вал 4 приводится во вращение от ВОМ трактора. Вместе с валом вращаются диски, за счет чего создается завихрение воздуха. Частота изменения направления воздушных струй зависит от частоты вращения вала. Механизм отрыва плодов такой же, как и в машинах первого, типа.

Машину второго типа более эффективны и экономичны ПО' сравнению с машинами первого типа. Непрерывный воздушный, поток глубже проникает в крону дерева, полнее используется

его энергия для раскачивания ветвей, что приводит к более полному съему ,плодов.

Созданию машин для пневматической уборки плодов предшествовала разработка теоретических основ пневматического съема плодов с ветвей, которая, в свою очередь, сопровождалась изучением некоторых физико-механических свойств плодов (массы, усилия отрыва, отношение массы плода к площади его проекции) с целью экспериментального исследования поведения, плода в вертикальном воздушном потоке.

Работа по установлению зависимости скорости воздушного потока  от массы  и площади  проекции плода для поддержания его во взвешенном состоянии после отрыва выполнена исследователями X. Э. Квакенбушем,
Б. А. Стаугом и С. К. Райсом (США) [49].
 

Рис. 108. Схема пневматической машины для уборки плодов

Если КПД осевого вентилятора равен 60%, то потребная мощность на валу будет приблизительно равна 54 л. с. на 1 м2 поперечного сечения трубы.
 

 Установлено, что при скорости потока воздуха, равной 33 м/с, сила удара при падении яблока массой 168—183 г и персиков массой 180—184 г с высоты 1,5 м снижалась до значения, эквивалентного силе удара при падении яблок в неподвижном воздухе с высоты 10,5 см, а персиков — с высоты 7,5 см. Для абрикосов массой 129 г при скорости воздушного потока 28 м/с удар от падения с высоты 1,5 м был эквивалентен удару от падения с высоты 4,5 см в неподвижном воздухе. Воздушный поток со скоростью 25 м/с делал силу удара слив массой 35 г, падающих с высоты 1,5 м, эквивалентной той, которая

получается при падении их в неподвижном воздухе с высоты 5 см.

Для значительного снижения силы удара необходимо иметь скорости воздушного потока, почти равные конечным скоростям падения плодов. Подсчитанные теоретически конечные скорости для крупных плодов (яблоки и персики) находятся в пределах 35— 42 м/с, а для более мелких (абрикосы, сливы) в пределах 17—35 м/с (49].

К подобным выводам пришли и другие ученые, в том числе проф. X. А. Хачатрян [27].

При пневматической уборке плодов используют горизонтальный поток или несколько отклоняющийся вниз [36].

 

В расчетные формулы для определения необходимой скорости воздушного потока целесообразно в дальнейшем вводить поправочные коэффициенты для учета сопротивления листьев, частично покрывающих висящие плоды.

Специалисты Саратовского института механизации сельского хозяйства им. М. И. Калинина, В. Д. Забросаев, В. И. Дмит-риенко и В. К. Полянин под руководством проф. А. Ф. Ульянова проводили исследования по обоснованию параметров машины для пневматического съема плодов [15]. При этом в отличие от известных схем пневматических машин эффект пульсирующего воздействия получается в результате подачи на крону дерева непрерывной воздушной струи при одновременном вращении сопла в вертикальной плоскости. Авторами установлено, что для получения оптимальных параметров пневматической машины должно быть больше одного вращающегося сопла, а скорость воздушного потока при выходе из сопла должна устанавливаться из выражения

Серийные машин для пневматической уборки плодов по^а нет. Однако имеются многочисленные полевые установки и макетные образцы машин, конструктивные решения которых представляют большой интерес.

Наиболее интенсивные разработки машин для пневматической уборки плодов ведутся в США и СССР.

В патенте США (№ 3 564 826, кл. 56—328, 1971 г.) предложено пневматическое плодоуборочное устройство (рис. 110), перемещаемое вручную. Устройство представляет собой насосную установку с расходящимися рукавами, каждый из которых раздваивается на конце. Каждое ответвление оборудовано наконечником для подвода плодов, отрыва и высыпания их в рукава. Каждый рукав подвешивают за спину сборщика и концы разветвлений прикрепляют ремнями к рукам около кисти так, чтобы он мог удерживать наконечники за рукоятки, оборудованные (кнопками пуска.

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49