Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
BBK 30 Техника и технические науки в целом
When harvesting cabbage by machine, the heads of cabbage are severely injured. Mechanically damaged heads of cabbage are poorly stored. Therefore, the machine technology of cabbage harvesting should provide protection of heads of cabbage from mechanical damage. The purpose of the research is to study the qualitative indicators of the operation of a multivariate cabbage harvester with various harvesting technological schemes. The considered technological schemes for harvesting cabbage include: careful shipment of heads in bulk of a universal vehicle (Scheme 1); careful point shipment of heads of cabbage into containers installed in the back of a vehicle (diagram 2); shipment of heads of cabbage on a flexible flooring installed in the vehicle, with their subsequent careful transfer to containers manually (Scheme 3); stowing heads of cabbage into containers on an accompanying trailer manually (Scheme 4). During the production check, under conditions typical for the main regions of mass marketable production of cabbage, the multivariate cabbage harvester steadily performed the technological process. At the same time, its quality indicators met the established agrotechnical requirements. Combine operation according to schemes 3 and 4 ensured the preservation of product quality to the maximum extent: damage to heads of cabbage did not exceed 5 ... 6%, the completeness of cabbage leaves removal was 95 ... 100%. Therefore, its use according to schemes 1 and 2 is recommended mainly when harvesting cabbage for short-term and medium-term storage, according to schemes 3 and 4 - when harvesting heads of cabbage intended for long-term storage
technologies for machine harvesting of cabbage, gentle mode of operation
При традиционном способе машинной уборки капусты, когда кочаны загружают в кузов транспортного средства элеватором навалом [1] и закладывают их на хранение в буртах, трудно обеспечить сохранность исходного качества капусты, так как кочаны при этом сильно травмируются [2]. В результате потери при длительном хранении могут достигать 50% [3]. Поэтому, предназначенную для таких целей капусту, в большинстве случаев, убирают вручную, загружая в контейнеры [4], с последующим хранением в этой таре [6]. Однако процесс ручной уборки капусты весьма трудоемок [5], затраты труда при этом достигают 250…300 чел·ч/га [6]. К тому же капусту убирают поздней осенью, зачастую в сложных погодных условиях, характеризующихся повышенной влажностью почвы и низкой температурой окружающей среды. Поэтому механизация уборки капусты остается актуальной [7] во многих странах мира [8].
Цель исследований – изучение качественных показателей работы многовариантного капустоуборочного комбайна при его работе по разным технологическим схемам.
Условия, материалы и методы исследований. Многовариантный капустоуборочный комбайн [9] имеет блочную конструкцию, что позволяет комплектовать его в двух вариантах (рисунок 1): с элеватором или с продольным транспортером. При этом блок элеватора и блок продольного транспортера соединяются с блоком транспортера-обрезчика с помощью одного и того же болтового соединения, то есть могут легко взаимозаменяться.
Кроме того, комбайн снабжен специальным устройством для бережной точечной отгрузки кочанов капусты [10]. Оно содержит основание
1 (рисунок 2), жестко закрепленное к элеватору 2 со скребками 3, упругий лоток 4 и фартук 5. Такое устройство позволяет отгружать кочаны, например, в контейнер 6 с ограниченными размерами.
Капустоуборочный комбайн со специальным отгрузочным устройством можно использовать в зависимости от хозяйственных и агротехнических условий для уборки по четырем технологическим схемам:
с отгрузкой кочанов навалом в кузов универсального транспортного средства;
с точечной отгрузкой кочанов в контейнеры, установленные в кузове транспортного средства;
для длительного хранения с отгрузкой кочанов на гибкий настил, установленный в кузове транспортного средства, и последующей перекладкой их в контейнеры вручную;
с укладкой кочанов вручную в контейнеры на сопровождающем прицепе.
Технологический процесс комбайновой уборки капусты по первой схеме протекает следующим образом (рисунок 3). Срезанные кочаны направляются на транспортер-обрезчик 2, где обслуживающий персонал выделяет кочаны с длинными кочерыжками и вставляет их в специальные отверстия для повторной обрезки, отделяющиеся при этом от кочанов розеточные листья в последующем отсеиваются на элеваторе [11].
Товарные кочаны поступают в специальное отгрузочное устройство (см. рисунок 2), работу которого можно разделить на четыре фазы. Сначала кочаны падают на упругий лоток 4, который смягчает удар. Затем они скатываются в пространство между лотком 4 и фартуком 5. В результате перекатывания кочан теряет энергию, совершая работу и преодолевая сопротивление качению. Далее скорость движения кочана снижается при проскальзывании между фартуком и лотком. В четвертой фазе имеет место свободное падение кочана, поэтому следует уменьшить его высоту, регулируя положение элеватора относительно кузова транспортного средства (контейнера). Пройдя перечисленные фазы, кочаны капусты теряют кинетическую энергию (скорость перемещения) и укладываются в кузов транспортного средства в щадящем режиме (рисунок 4).
Комбайновая уборка капусты по схеме 2 отличается от предыдущей тем, что кочаны загружаются в овощные контейнеры, установленные заранее в кузове транспортного средства (рисунок 5). В этих же контейнерах капусту закладывают на хранение, минуя перевалки с использованием вилочного погрузчика. Это снижает степень повреждаемости и, следовательно, повышает лежкость капусты во время хранения.
При уборки по схеме 3 кочаны сначала отгружают на гибкий настил, смонтированный на стойках в кузове транспортного средства со съемными контейнерами (рисунок 6). Затем рабочие перекладывают их в контейнеры. После наполнения контейнеров транспортное средство направляется на место хранения, где проводится разгрузка контейнеров вилочным погрузчиком. При этом гибкий настил остается на платформе транспортного средства. При такой схеме уборки отгрузка капусты на гибкий настил корытообразной формы дополнительно гасит удары от падения, а также исключает соударение кочанов с острыми кромками контейнеров.
При уборке капусты по схеме 4 (рисунок 7), в отличие от предыдущих, поток кочанов и капустной листвы с полотна транспортера-обрезчика 2 поступает на продольный транспортер 3, который позволяет растянуть его вдоль платформы сопровождающего низкорамного прицепа 4 со съемными контейнерами 5. Здесь рабочие, находящиеся на специально оборудованной площадке 6, отбирают товарные кочаны для передачи рабочим, укладывающим их в контейнеры на сопровождающем транспортном средстве.
Остающиеся на полотне отходы (листва и незрелые кочаны) отгружаются на землю в конце транспортера 6. По мере наполнения контейнеров 5 кочанами капусты транспортный агрегат 4 направляется в пункт хранения. Его место занимает транспортное средство с порожними контейнерами. Этот способ уборки также успешно прошел производственную проверку (рисунок 8).
Предложенные технологические схемы машинной уборки капусты прошли производственную проверку в ряде хозяйств Чувашской Республики, Марий-Эл, а также Челябинской области. Условия испытаний были характерными для основных регионов массового товарного
производства кочанной капусты в целом по стране (табл. 1).
Анализ и обсуждение результатов исследований. В ходе испытаний зафиксировано устойчивое выполнение уборочного процесса по описанным технологическим схемам. При этом технологические операции протекали ритмично с соблюдением поточности прохождения технологического материала (кочанов капусты, капустной листвы и побочных отходов) в соответствующих блоках комбайна.
Качественные показатели работы комбайна соответствовали установленным агротехническим требованиям (табл. 2) При машинной уборке капусты по схемам 3 и 4 удается обеспечивать большую сохранность качества продукции, по сравнению с работой по схемам 1 и 2, так как в ходе их реализации осуществляется щадящая ручная укладка кочанов в контейнеры. Например, при уборке капусты по технологическим схемам 3 и 4 повреждаемость кочанов не превышала 5…6 %, полнота удаления капустых листьев составляла 95…100 %. В этой связи работу комбайна по схемам 1 и 2 следует считать предпочтительной при уборке капусты, предназначенной для краткосрочного хранения, схемы 3 и 4 подходят для закладки кочанов на более длительное хранение.
Выводы. Проведенные производственные испытания многовариантного капустоуборочного комбайна подтвердили возможность его адаптации к различным производственным условиям и соответствие качественных показателей работы установленным агротехническим требованиям.
Использование многовариантного капустоуборочного комбайна по схемам 1 и 2 целесообразно при уборке капусты для краткосрочного и среднесрочного хранения, по схемам 3 и 4 – при уборке кочанов, предназначенных для длительного хранения.
1. Shamonin V.I., Sergeev A.V., Fedkin D.S. Improving the quality of vegetable products during mechanized harvesting in containers. [Povyshenie kachestva ovoschnoy produktsii pri mekhanizirovannoy uborke v konteynery]. // Molodoy uchenyy. - Young scientist. 2015. №23(103). P. 433-436.
2. Khvostov V.A., Reyngart E.S., Kolchin N.N. Spravochnik konstruktora mashin dlya uborki i posleuborochnoy obrabotki ovoschey i korneplodov. [Handbook of the constructor of machines for harvesting and post-harvest processing of vegetables and root crops]. Sankt-Peterburg-Pavlovsk: Izdatelstvo SZNIIMESKh, 1998. 200 p.
3. Svirin S.N. Parametry i rezhimy raboty transportera-zagruzchika konteynerov i transportnykh sredstv na punktakh posleuborochnoy obrabotki belokochannoy kapust: Avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk. (Parameters and operating modes of the conveyor-loader of containers and vehicles at the points of post-harvest processing of white cabbage: Author’s abstract of dissertation for a degree of Ph.D. of Technical sciences). Leningrad-Pushkin, 1986. 16 p.
4. Tikhonov N.I. Konteynernaya tekhnologiya uborki kapusty. //Tekhnologii i agropriemy vyraschivaniya i khraneniya ovoschnykh i bakhchevykh kultur: tezisy dokladov nauchno-metodicheskoy i koordinatsionnoy konferentsii “Resursosberegayuschie i ekologicheski bezopasnye tekhnologii i agropriemy vyraschivaniya i khraneniya ovoschnykh i bakhchevykh kultur” (23-24 marta 1999g.). (Container technology for cabbage harvesting. // Technologies and agricultural practices for growing and storing vegetables and melons: abstracts of the scientific-methodological and coordination conference “Resource-saving and environmentally friendly technologies and agricultural practices for growing and storing vegetable and melons” (March 23-24, 1999). M.: kooperativ “Poligraf”, 1999. P. 156-157.
5. Kanamitsy M., Yamamoto K. Development of Chinese cabbage harvester // Japan Agricultural Research Quarterly (JARQ). 1996. 30(1). P. 35-41.
6. Alatyreva I.S. Obosnovanie konstruktsii i parametrov separiruyuschego ustroystva kapustouborochnogo kombayna: dis. … kand. tekhn. nauk. (Justification of the design and parameters of the separating device of a cabbage harvester: dissertation for a degree of Ph.D. of Technical sciences). Cheboksary, 2009. 153 p.
7. Wang J., Du D.D., Hu J.B. Vegetable Mechanized Harvesting Technology and Its Development // Transactions of Chinese Society of Agricultural Machinery. 2014. 45(2). P. 81-87.
8. Design of cabbage pulling-out test beand parameter optimization test / C. Zhou, F. Luan, X. Fang // Chemical Engineering. Transactions.2017.Volumes 62. P. 1267-1272.
9. AlatyrevS.S., Mishin P.V., AlatyrevA.S. New cabbage harvester. [Novyy kapustouborochnyy kombayn]. // Vestnik Kazanskogo GAU. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2018. №1(48). P. 102-107.
10. Patent №2527025 RF. MPK A01D45/26. Otgruzochnoe ustroystvo kapustouborochnoy mashiny. [Unloading device of cabbage harvester]. /A.S. Alatyrev, A.O. Grigorev, V.V.Voronin and others. Applied 12.03.2013. Published 27.08.2014. Bulletin № 24.
11. Alatyrev A.S., Kornilova L.M., Kruchinkina I.S. and others. Optimization of the process of finalization of cabbage heads on a cabbage harvester. [Optimizatsiya protsessa dorabotki kochanov kapusty na kapustouborochnom kombayne]. // Vestnik Kazanskogo GAU. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2018. №2(49). P. 57-61.
