Расчётная схема нагружения связана с реальными условиями следующими соотношениями: n угол наклона оси лозы в точке [pic]
[pic];
n угол наклона силы [pic]
[pic], где [pic] - угол наклона оси лозы в месте выхода из земли к вертикали;
[pic] - угол наклона оси деформированной лозы в точке [pic] к вертикали.
По принятой расчётной схеме (рис. 12) определялись координаты места взаимодействия рабочего органа с лозой:
[pic]
[pic], (22) где [pic] - длина деформированного участка лозы;
[pic] и [pic] - безразмерные упругие параметры отображения точки О;
[pic] - коэффициент подобия;
[pic] - жёсткость изгиба лозы. На длине деформируемого участка
01 (S) она постоянна.
Для удобства дальнейших расчётов численные результаты проведенного исследования представлены графиком (рис. 13), где в за- висимости от отношения [pic] приведены значения [pic] при различных углах наклона [pic] недеформированной оси лозы, а также величи- на [pic].
Безразмерные упругие параметры отображения точки О [pic]и [pic]для расчётных условий нагружения, при величине коэффициента подобия, связанного с безразмерными упругими параметрами [pic] и
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Рис. 13. Графическое отображение результатов проведенных исследований уравнений (22) [pic][pic] зависимостями [pic] (при [pic]) и [pic] (при [pic]), представлены графически (рис. 14), где угол [pic] характеризует степень деформации оси лозы. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Рис. 14. Графическое изображение упругих параметров
С использованием приведенных графиков определение параметров различных процессов взаимодействия рабочего органа лозоукладчика с лозой не вызывает серьёзных трудностей. Например, при заданной высоте [pic] и различных расстояниях [pic] подсчитываются отношения [pic] и при известном угле [pic] находят величину [pic] и [pic]. Это позволяет определить длину [pic] деформированного участка лозы при различных положениях лозоукладчика, а также усилие взаимодействия рабочего органа лозоукладчика с лозой [pic] по жёсткости [pic]. Жёсткость[pic] при этом определяется через момент [pic], замеренный специально разработанным прибором, по формуле
(23) где [pic];
[pic] - координаты точки [pic].
Применение нелинейной статики тонких стержней (Е.П.Попов, 1986) оказалось эффективным в качестве теоретической основы для разработки различных измерительных приборов. Так, на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны принципиально новые конструкции приборов ДЛ-3, ДТ-1, ПТЛ-1 и ПУВЛ [32, 41, 68]. В приборе ДЛ-3 реализуется схема консольного изгиба черенков исследуемой кроны длиной 400 мм с измерением изгибающего момента [pic] в месте крепления черенка (форма 2, рис. 11). При работе достаточно закрепить один конец черенка в соответствующее отверстие прибора, а свободный его конец последовательно устанавливать перед каждым из упоров, чтобы получить по показаниям встроенного в прибор динамометра типа ДПУ-0,01-2 величины момента [pic].Для удобства работы с прибором значения [pic] (23) вычислены с помощью нелинейной статики и проставлены у соответствующих упоров прибора. По величине [pic] в месте крепления черенка определяется приведенное значение нормальных напряжений лозы
[pic],
(24) где [pic] - момент сопротивления сечения лозы.
По жёсткости изгиба [pic] находится приведенный модуль продольной упругости лозы
(25) где для круглого сечения момент инерции сечения лозы [pic], а для округлого с сердцевиной (например, в черенке малины)
[pic].
Прибор ДЛ-3 проходил испытания на однолетней виноградной лозе с параметрами сечения [pic]= 8,5 ... 8,9мм; [pic]= 7,3 ... 8,0 мм; [pic] = 2,5 ... 3,9 мм; [pic] = 0,049 ... 0,062 [pic]; [pic] = 0,0187 ... 0,0251 [pic].
Данные испытания приведены в табл. 11.
Таблица 11
Результаты исследований виноградной лозы на приборе ДЛ-3
|Сорт |Иссле-|Единицы |Номера упоров | | |дуемые|измере- | | | |параме| | | | |- | | | | |тры |ния |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 | |Иза- |[pic] |[pic] |0,98 |4,9 |9,1 |13,0 |14,9 |15,9 |15,0 | |бел- |[pic] |[pic] |78,5 |210,0|262,0|283,0|267,0|244,0|205,0| |ла |[pic] |[pic][pic|4,2 |11,2 |14,0 |15,15|14,3 |13,0 |11,0 | | | |] | | | | | | | | | |[pic] |[pic] |19,2 |96,0 |178,0|255,0|292,0|312,0|299,0| | |[pic] |[pic] |2,04 |5,85 |9,56 |13,43|13,43|16,0 |- | |Али- |[pic] |[pic] |163,0|250,0|277,0|293,0|239,0|245,0|- | |готе |[pic] |[pic][pic|6,46 |10,0 |11,0 |11,67|9,5 |9,75 |- | | | |] | | | | | | | | | |[pic] |[pic] |33,0 |94,0 |154,0|217,0|215,0|258,0|- | | |[pic] |[pic] |3,1 |8,9 |14,0 |14,5 |- |- |- | |Кле- |[pic] |[pic] |248,0|380,0|419,0|317,0|- |- |- | |рет |[pic] |[pic][pic|11,1 |17,0 |18,7 |14,2 |- |- |- | | | |] | | | | | | | | | |[pic] |[pic] |56,4 |160,0|250,0|259,0|- |- |- |
Из табл. 11 следует, что жёсткость изгиба и модуль упругости виноградной лозы растут с увеличением степени деформации до определённого момента, а затем уменьшаются, что соответствует показательной функции (21). У виноградной лозы заметна разница в интенсивности наращивания жёсткости изгиба [pic] и модуля упругости [pic]. Наибольшая интенсивность наращивания и спада у сорта Клерет. Плавнее - у Изабеллы. Это говорит о том, что нельзя пользоваться усреднёнными данными о физико - механических свойствах виноградной лозы при создании рабочих органов машин. В машинах должны быть предусмотрены узлы настройки рабочих органов на допустимые резонансные параметры амплитуды и частоты обрабатываемого сорта.
Результаты испытаний прибора ДЛ-3 показали, что он обеспечивает высокую точность измерений и стабильность показаний на всём диапазоне нагрузок.
Прибор ДТ-1 (динамометр торсионный) предназначен для определения крутящего момента в черенке по шкале отсчёта угла закручивания оттарированной пружины. В приборе применена пружина диаметром Д = 80 мм с 6,75 витками стальной проволоки [pic]= 4 мм. Напряжение в сечении проволоки при передаче наибольшего крутящего момента равно
[pic], где [pic] и [pic] определялись прибором ДЛ-3.
Расчётная деформация пружины равна [pic].
В принципе прибор состоит из тормозной и нагрузочной головок, между которыми в специальные зажимы вставляется испытыва-емый черенок лозы диаметром от 5 до 20 мм и длиной от 200 до 500 мм. Испытания черенка на приборе заключаются в закручивании его с помощью нагрузочной головки в прямом и обратном направлениях. Осевые деформации образца при этом измеряются с помощью индикатора часового типа, связанного с валом нагрузочной головки через коническую поверхность. Величины нагрузочного момента и угла закручивания отсчитываются по специальным шкалам, а осевая деформация - по шкале индикатора.
Пределы измерения: крутящего момента [pic], угловой деформации [pic] и осевой деформации - не более 2 мм .
Точность измерения: крутящего момента [pic], угловой деформации [pic] и осевой деформации [pic] мм.
С помощью прибора ДТ-1 испытывалась виноградная лоза для определения предельных параметров в формах нагрузки 5 и 6 (рис. 11).
Прибор ПТЛ-1 предназначен для двухопорного изгиба черенков с индикацией на цифровых шкалах величин деформаций и усилий, возникающих при этом в черенке. Форма нагрузки 2 и 5 (рис. 11). Расстояние между опорами переменно с позициями 200, 250 и 300 мм. Величина деформации черенка измеряется от 0 до 200 мм с точностью [pic] мм. Усилие деформации - от 0 до 10 кг с точностью [pic] кг.
Прибор ПУВЛ предназначен для записи на диаграммной ленте усилий и деформаций, возникающих при нагружении образований в кроне по форме 1, 4, и 6 (рис. 11). Форма 1 аналогична консольному изгибу побегов в направлении штамба (развилок). Пределы измерений: усилия от 0,5 до 5 кг, деформации - до 150 мм. Точность измерения: усилия [pic] кг, деформации [pic] мм.
Пользуясь теми же теоретическими предпосылками, были созданы приборы: навесной на трактор ПЛ-50-5 для исследования жёсткости изгиба пучка лоз на корню с записью на бумажной ленте механизмом, аналогичным механизму плотномера Ревякина; накидной МД-1 (матрица динамометрическая) для изучения жёсткости изгиба пучка лоз по его длине (форма 4, рис. 11) и модель лозы постоянной жёсткости при многократном нагружении по формам 1, 2, 3, 5 и 6 (рис. 11), предназначенной для изучения стыка рабочих органов с лозой в лабораторных условиях. Более подробно о методологии и приборах изложено в работах [31, 32, 38, 44, 56, 65, 67, 68, 94].
6. Создание и обоснование оптимальных параметров механизированных технологий, рабочих органов и машин для приоритетных направлений многолетних культур
Разработка морфологических матриц отличительных функций стыка параметров форм насаждений и средств ухода (табл. 1), вариантов исполнения основных функций архитектоники многолетних растений (табл. 3), ранговой иерархии ветвления крон (табл. 4) и обнаружение идентичности влияния на среду факторов природного (рис. 5) и антропогенного (табл. 5) происхождения в почвообрабатывающем, удобренческом , мелиоративном и защитном модулях даёт основание надеяться на выявление однообразных тенденций и в габитусном и в уборочном модулях.
Создание и обоснование
оптимальных параметров габитусного модуля
Установлено [16, 23, 26, 31, 37, 38, 41, 43, 44, 56, 60, 65, 67, 68, 79, 80, 83, 92, 94, 96], что в модуле объективен стык растения с почвой, растения со шпалерой, шпалеры с почвой и растения и шпалеры со средствами ухода. Этот набор стыкующихся пар возможен и в садоводстве и в виноградарстве. Поэтому, с целью рациональности рассмотрим наиболее вероятные стыки, использовав морфологию форм нагрузок (рис. 11).
Стык растения с почвой обусловлен природной связью корней, поэтому повреждение их в бесшпалерных формах насаждений на подвоях типа М9 приводит к опрокидыванию растений от нагрузок, создаваемых ветром, гололёдом, урожаем (формы 1 ... 4, рис. 11). Для сведения до минимума отрицательного влияния нагрузок потребовалось исключить повреждение корней при обработке почвы в приствольных полосах и при внесении удобрений в корнеобитаемый горизонт.
Проблема щадящей почвообработки решалась заменой режущих рабочих органов фрезы ФА-0,76А на молотковые, а у дисковых - заменой технологии подрезки сорняков на технологию окучивания и разокучивания, чередование которых должно начинаться с осеннего окучивания ряда и весеннего его разокучивания. В роли молотковых рабочих органов использовались цепные шлейфы, смонтированные на фланцах барабанов фрез по спиралям четырёхзаходной схемы с провисанием от центробежных сил по форме цепной линии в пределах внешних параметров фрезбарабанов. Спиральное закрепление цепных шлейфов позволило решить проблему управления движением в ряд или из ряда, сбивающегося до глубины 0,03 м цепями слоя почвы с прорастающими сорняками. Цепные рабочие органы на фрезах ФА-0,76А позволили распространить их внедрение на каменистых почвах [97]. Выносной нож на секции культиватора КСГ-5 заменён аналогичным имеющемуся у ФА-0,76А цепным фрезбарабаном с гидроприводом. Для внесения удобрений в корнеобитаемый горизонт (глубина 0,30 ... 0,50 м) рыхлящие рабочие органы заменены игольчатым колесом, а твёрдые удобрения - на жидкие минеральные [37, 40, 45, 47, 50, 52, 61, 63, 66]. При внесении растворов в зону ряда игольчатое колесо самоустанавливается по изоплоскостям твёрдости пахотного горизонта (рис. 15.1) [114], а при внесении в междурядьях игольчатое колесо устанавливается за рыхлящим рабочим органом глубже его хода на 0,20 ... 0,25 м между экранами, не допускающими контакта раствора с почвой пахотного горизонта (рис. 15.2) [110]. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
