Введение к работе
Актуальность проблемы.Яблоки являются важнейшими продуктами питания, они содержат активные вещества-витамины и микроэлементы. В течение года потребности организма человека в плодах должна быта равномерной.В то же время при недостаточном производстве яблок е стране потери их при существующих технологиях выращивания,подготовке и хранении достигают до 40 %.Эффективность этих технологий в конечном итоге зависит от качества закладывемых на хранение и поступающих в торговуп сеть плодов.Поэтому возникает необходимость переработки их до закладки на хранение и перед реализацией. Для продления сроков хранения плода обрабатывают защитными препаратами. Эффективность этого способа обработки может быть повышена за счет проведения товарной обработки перед закладкой на гранение при совмещении двух процессов:заполнения тары плодами (упаковка) и обработки их защитными препаратами.Однако процесс упаковки яблок трудоемкий, так как в существующих линиях товарной обработки он выполняется вручную,на которую приходится около 75 7. ручного труда на линиях обработки. Плоды на них укладывают в различные еиды тары:деревянные ящики,картонную тару и другие,как системной (пряыорядной,диагональной,шахматной ) так и бессистемными укладками.
Известные устройства для заполнения тары сильно повреждают плоды и имеют низкую производительность.К началу выполнения предсталенной работы теоретических и экспериментальных данных по созданию подобных устройств было недостаточно. Анализ известных видов тары и схем укладки плодов показывает,что возможно механи-
зировать процесе заполнения тары плодами в линиях при бессистемной укладке в тару и системной-в тару с ячеистыми прокладками.
В России почти отсутствуют такие виды тары для плодов, как потребительская: сетки, мешочки, пакеты, лотки, а также машины и линии для их фасовки.
Поэтому создание основ теории рабочих процессов механизации бессистемной укладки плодов в ящичную тару и системной в картонную тару с ячеистыми прокладками^ на этой базе разработка новых рабочих органов высокопроизводительных малин для заполнения тары плодами в линиях обработки - научная проблема народохоэяйственно-го значения,решение которой обеспечит рост производительности труда на линиях обработки, что позволит своевременно проводить обработку плодов.В результате повысится сохранность яблок при хранении и транспортировке перед реализацией в торговую сеть.
Работа явилась составной частью отраслевого тематического плана ОСХ-60 комплексной программы 03.03., межведомственной программы "Плоды и ягоды" по постановлению ГКНТ от 28.10.86 N 461,в рамках раздела 03.03.0, "Разработать комплекс машин для транспортировки и товарной обработки".
Цель работы. Повышение производительности труда на линиях обработки плодов яблок,уменьшение потерь продукции при хранении и транспортировке путем создания теоретических основ и рекомендаций по обоснованию рабочих органов машин для заполнения тары плодами в линиях,разработкой технических средств для перспективных операций вышеуказанного процесса при разных схемах укладки.
Объект исследований. Физико-механические свойства плодов яблок, технологические процессы,рабочие органы, макетные и опытные образцы машин для заполнения тары, в том числе для упаковки яб-
ЛОК.
Методы исследований. В процессе исследований использованы методы теоретической механики, теории вероятности и сопротивления материалов. Проводилось математическое моделирование процессов системной и бессистемной укладок плодов в тару формирование дозы плодов для укладки в тару в зависимости от их потока поступления. Для проведения экспериментальных исследовании использовались специально изготовленные лабораторные установки,стенды,макетные образцы,серийные машины и установки. Научнуи новизну составляют:
-математическая модель оптимизации технологического процесса механизированной укладки плодов в линиях обработки,исходя из необходимости разделения поступающего на них потока яблок;
-способы и математические модели операций технологического процесса укладки плодов в тару-.формирования дозы, управляемый спуск и распределение ее в таре при системной и бессистемной укладках-,
-схемы процесса укладки яблок, включающие контролируемое их накопление,перегрузку в тару или промежуточной емкость. Практическая значимость работы:
-математическая модель по определению возможных схем организации механизированной упаковки плодов в тару на линиях товарной обработки;
-результаты исследований по определению углов трения скольжения и качения по различным материалам,углов естественного откоса ПЛОДОВ И ДРУГИе;
-обоснование технологических процессов и набора машин для механизированной упаковки плодов системной и бессистемной укладки
в разные виды тары;
-технологическая и компоновочная схема машин для системной и бессистемной укладок плодов в деревянные ящики и картонную тару с учетом сохранности качества плодов и производительности машин;
-компоновочные схемы механизированной системы упаковки с линией товарной обработки.
Внедрение. Работа выполнялась согласно плану научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских работ ВНИИ садоводства им.И.В.Мичурина и Мичуринской государственной сельскохозяйственной академии в 1974 - 1996 гг.
С учетом результатов исследований автора разработаны исходные требования на линию товарной обработки (система машин для комплексной механизации растениеводства ка 1936...1996 гг.) (позиция Р.71І89), линию фасования фруктов в пакеты (позиция Р.94.15), изготовлена установка для обработки плодов защитными препаратами УЗП-10А, которая выпущена опытной партией опытным производством Инженерного центра ВНИИС им.И.В.Мичурина.
Материалы настоящих исследований используются в учебном процессе сельскохозяйственных вузов РФ, в том числе Воронежского государственного агроуниверситета, Мичуринской государственной сельскохозяйственной академии,изложены в рекомендациях "Рабочие органы машин для заполнения тары плодами в линиях обработки" и переданы в АО ГСКБ по комплексам машин для садоводства (г. Кишинев) для использования при разработке уборочных машин и линий обработки.
На защиту выносятся:
- физико-механические свойства плодов яблок, необходимые для теоретических исследований технологических процессов товарной об-
- б -
работки;
-вероятностная математическая модель технологического процесса механизированного заполнения тары плодами в линиях обработки;
-теоретические и экспериментальные основы механизации процесса системной и бессистемной укладок в тару;
-математические модели операции технологического процесса укладки плодов в тару, формирования дозы, управляемый спуск и распределение ее в таре при системной и бессистемной укладках.
Апробация. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на Ученом Совете ВНИИ садоводства им.И.В.Мичурина (1975...1988 гг.),научно-технических конференциях Саратовского института механизации сельского хозяйства им.М.И.Калинина 1975, 1977 гг.,на Всероссийской конференции по проблемам механизации в садоводстве,ягодоводстве и виноградарстве (г.Москва, БИСХС4Л, 1975 г.) на второй Всесоюзной конференции молодых ученых по садоводству (г.Мичуринск, ВНИИ садоводства им.И.В.Мичурина, 1976г.) на научно-техническом совещании ГСКБ по комплексам машин для садов, виноградников, питомников и ягодников (г.Кишинев,1978, 1982 гг.) научной конференции, посвященной 125 годовщине со дня рождения И.В. Мичурина "Наука-производству" (г.Мичуринск, 1981 г.),на секции механизации Всесоюзной конференции молодых ученых "Проблемы повышения эффективности садоводства "(г.Мичуринск, 1982 г.), на областной научно-практической конференции "Сельскохозяйственное производство и высшая школа на переломном этапе реформирования" (г.Мичуринск, 1996 г.), научно-техническом Совете Минсельхозпрода РФ (г.Мичуринск, 1996 г.), материалы диссертации заслушаны и одобрены на расширенном заседании кафедры "Тракторы и сель-
скохозяиственкые машины" МГСХА в 1996 г. и заседании кафедры "Сельскохозяйственные машины" Саратовского ГАУ (1997г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 46 научных работы. Основные технические решения защищены 15 авторскими свидетельствами и патентом на изобретения. Общий объем публикаций, принадлежащих лично автору,составляет 13,1 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих еыводов, рекомендаций, списка литературы, приложений. Работа изложена на 203 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 142 рисунка, 70 страниц приложения, список литературы включает 268 наименований, в том числе на иностранных языках 32.
