Введение к работе
Актуальность проблемы. Основными направлениями перспективного развития плодоводства в настоящее время является интенсификация производства на основе механизации трудоёмких процессов, химизации, внедрения новых высокоэффективных технологий и высокопродуктивных сортов в производство с одновременным улучшением экологических показателей. Одной из наиболее трудоёмких операций в интенсификации производства плодов является детальная обрезка. На её долю приходится до 24% всех трудозатрат. Своевременная и качественная обрезка плодовых деревьев имеет большое значение и является важным агротехническим приёмом. Эта операция до настоящего времени остаётся одной из самых трудоемких и немеханизированных работ.
В условиях горного и предгорного садоводства становится актуальным применение высокопроизводительных, энергосберегающих и лёгких в обращении приводов для обрезочных машин. Наиболее эффективным видом энергии является электричество. Переход на электрификацию оборудования применяемого при обрезке плодовых насаждений, в отличие от других видов энергии, позволяет повысить производительность труда, снизить потери. Использование электрифицированных инструментов позволяет конструировать механизмы для обрезки с лучшими условиями для обрезчика исходя из требований эргономики и системы «человек-машина». Согласно проводимых исследований, электрический привод признается наиболее прогрессивным. Так, по данным английских специалистов, при использовании электрических инструментов в садоводстве затраты ручного труда сокращаются на 90%.
Стремление повысить производительность и уменьшить долю ручного труда, ближе подойти к практическому решению проблемы внедрения высокоэффективных видов машин диктует направление исследований.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Северо-Кавказского научно-исследовательского института горного и предгорного садоводства «Почвозащитные адаптивно-ландшафтные системы горного и предгорного садоводства».
Цели и задачи исследования. Целью работы является обоснование параметров и разработка опытного экземпляра веткорез-ного агрегата для детальной обрезки плодовых деревьев. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
рассмотреть различные способы резания и обосновать многорезцовый инструмент;
исследовать высокочастотный электропривод;
установить силовые параметры при обрезке ветвей, вывести аналитические зависимости мощности резания и её составляющих;
теоретически обосновать конструктивные параметры обрезчика;
разработать экспериментально-лабораторный стенд для определения мощности и удельной работы резания;
разработать опытный образец обрезчика и провести его производственные испытания.
Объект и методы исследований. Основным объектом исследований является опытный веткорезный агрегат, плодовые деревья, экспериментально-лабораторный стенд.
Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. При выполнении теоретических исследований использовались положения теоретической механики, электротехники и теория резания.
Экспериментальная часть работы выполнялась по методу многофакторного планирования с применением законов математической статистики. Расчёты результатов по полученным данным выполнялись на ЭВМ, с использованием пакета Mathcad 2000.
Научная новизна. Впервые разработаны математическая и физическая модели высокочастотного, пониженного напряжения (200 Гц, 42 В.), универсального вегкорезного агрегата для детальной обрезки плодовых деревьев с набором электроинструментов, и обоснованы оптимальные параметры. Представлены математические модели и эмпирические формулы для определения удельной работы и мощности резания. Разработан стенд для определения мощности и удельной работы резания.
Практическая ценность. На основании теоретических положений и проведённых экспериментов, получена возможность определения мощности резания и подачи на зуб, что даёт исходный материал для расчётов и разработки на научной основе машин для обрезки плодовых деревьев и определения энергетических характеристик.
Создан и испытан веткорезный агрегат для обрезки плодовых деревьев на базе трактора Т - 25, установлены его работоспособность, высокая производительность, мобильность и универсальность.
Важным практическим результатом работы является возможность значительного сокращения доли ручного труда при детальной обрезке плодовых насаждений, что крайне важно при недостатке трудовых ресурсов и ярко выраженных сезонных колебаний потребности в рабочей силе в садоводстве.
Реализация результатов исследований. Материалы исследований используются СКНИИГПС (г.Нальчик) при разработке средств механизации трудоемких технологических процессов в горном и предгорном садоводстве.
Экспериментальный образец электроветкорзного агрегата применялся в 1994 - 99 г.г. для детальной обрезки плодовых насаждений на склонах, террасах и на равнине.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлены, доложены и одобрены на Республиканской научно-практической конференции СКНИИГПС (г.Нальчик, 1994 г.), Республиканской Выставке достижений народного хозяйства КБР (г.Нальчик, 1995 г.), «Почвозащитные адаптивные технологии горного и предгорного садоводства» (г.Нальчик, 1997), Многоотраслевой универсальной оптово-розничной выставке - ярмарке «Кабардино-Балкария - «Новое время» (г.Нальчик, 1997 г.), Научно-практическая конференция «Горные и склоновые земли России. Пути предотвращения загрязнения и восстановления их плодородия» (РСО-Алания, 1998 г.), Международной конференции молодых ученых «Современные проблемы научных исследований и развития садоводства, субтропического растениеводства и цветоводства» (г. Сочи, 1998 г.), на первой международной агропромышленной выставке-ярмарке (г.Ростов-на-Дону, 1998 г.), Международная практическая конфе-
ренция «Садоводство и виноградарство XXI век» (г. Краснодар, 1999 г.), Международная практическая конференция «Экологические безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI век» (г. Владикавказ, 2000 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Содержит 150 страниц основного текста, 21 таблицу, 6 приложений, 45 иллюстраций (21 схем, 17 графиков и 7 фотографий). В списке литературы приведено 167 наименований, в т. ч. иностранной -16.
