Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства (стр. 11 из 22)

Рис. 10. Современное состояние технического уровня

виноградарства Краснодарского края в модульной и стадийной

значимостях (модульная последовательность согласно табл. 6)

Суммарные затраты по технологии состоят из 14,5 % стадии закладки, 53,1 % стадии воспитания и32,4 % стадии эксплуатации. То есть, менее всего механизирована стадия воспитания насаждения. При этом наиболее трудоёмкими являются крепление кордонов к шпалере, обрезка однолетнего прироста и уборка урожая. На параметры крепления кордонов, механизированную обрезку прироста и уборку урожая в сильной степени влияют качественные показатели конструкций шпалерных систем. Выявлена прямая связь между рабочими органами машин, архитектоникой куста, конструкцией шпалеры, способами обрезки прироста и уборки урожая [16, 19, 23, 26, 29, 30, 31, 38, 43, 44, 56, 60, 67, 68, 75].

5. Выбор рациональных параметров оптимизации

управления механизированными технологиями приоритетных направлений в многолетних насаждениях

Решение поставленной задачи осуществлялось через подбор критериев и создание приборов для оценки оптимизации сопряжения (стыка) компонентов системы среда - растение - средства ухода, что позволило упростить формализацию задачи. Отправной базой служила «Теория и расчёт гибких стержней» (Е.П.Попов, 1986).

5.1. Подбор критериев оптимизации стыка компонентов

системы среда - растение - средства ухода

В выбранных приоритетных направлениях (раздел 4) установлены шесть основных форм стыка (рис. 11).

В формах 1,3,4,5 (рис. 11) функционирует (явно 1,3 и неявно 4,5) поступательное в процессе изгиба перемещение вектора силы

параллельно самому себе.

В форме 2 (рис. 11) функционирует следящее перемещение вектора силы

в процессе изгиба, сохраняя неизменным угол с направлением упругой линии в точке приложения силы .

В форме 6 (рис. 11) значение внутренней энергии сопротивления изгибу находится в явной зависимости от величины растяжения вдоль оси

, пределом которой является предел упругой деформации материала формы 6.

Таким образом, по Е.П.Попову (1986) критериями оптимизации в приведенных формах (рис. 11) являются предельные значения упругой деформации элементов крон многолетних растений в точках перегиба (т.п.), точках сжатия (т.с.) и точках растяжения (т.р.), отображённых на упругих кривых их аналогов (формализованных). Отрезки

Рис. 11. Формы нагрузки элементов кроны

многолетних растений:

1) урожаем и массой плодообразующих темпоральных слоёв древесины [43, 60, 76, 94];

2) параметрами приёмной камеры комбайна, лозоукладчика и обтекателями машин [29, 30, 31, 44, 68, 124] ;

3) массой укрывного вала и гололёдом [18,19, 23, 24, 28];

4) формировкой скелета кроны в пределах параметров «закона золотого сечения» (раздел 2), [93, 125], (форма бесперегибного рода);

5) направленной одноразовой деформацией скелета кроны в пределах оптимальных параметров шпалеры и плодоношения [26, 56, 67, 75, 80, 82, 86, 111, 123, 116, 123];

6) разовой деформацией в пределах равновесия упругой линии и сопротивления внутренней энергии изгибу однолетнего прироста [38, 41, 82, 113].

О1(

) в формах 1 ... 6 являются главными ветвями этих аналогов, по которым ведётся расчёт оптимального стыка.

5.2. Разработка метрологических основ и создание

приборов для изучения взаимодействия частей крон

многолетних растений со средствами ухода

Установлено [31], что сопротивление пучка лоз при его укладке лозоукладчиком изменяется по закону показательной функции

, (21)

где

- длина плеча приложения силы ;

и - постоянные для данного горизонта приложения силы : - кг/см, - 1/cм [23].

Предполагалось, что до предела разрушения идёт развитие про-цессов взаимодействия элементов крон с другими рабочими органами средств ухода в точках т.п., т.с. и т.р. (рис. 11) по этому же закону. Исходя из этого, была поставлена задача найти общий научный подход в определении характера взаимодействия нагрузок с объектами нагружения. Работа выполнена совместно с ОФ НПО «Агроприбор». При этом учитывалось, что отдельная виноградная лоза или ветвь плодового растения являются чрезвычайно сложными системами, у которых связь между действующими усилиями, деформациями и напряжениями является существенно нелинейной. Расчёт деформаций и напряжений проводился по схеме нагружения деформируемого упругого стержня рабочим органом (форма 2, рис. 11).

Упругим стержнем являлся пучок лоз, укладываемый лозоукладчиком с постоянной (рис. 12) высотой контакта

, [68].

Рис. 12. К расчёту взаимодействия рабочего органа

лозоукладчика с лозой

Расчётная схема нагружения связана с реальными условиями следующими соотношениями:

- угол наклона оси лозы в точке

;

- угол наклона силы

,

где

- угол наклона оси лозы в месте выхода из земли к вертикали;

- угол наклона оси деформированной лозы в точке к вертикали.

По принятой расчётной схеме (рис. 12) определялись координаты места взаимодействия рабочего органа с лозой:

, (22)

где

- длина деформированного участка лозы;

и - безразмерные упругие параметры отображения точки О;

- коэффициент подобия;

- 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

приведены значения при различных углах наклона недеформированной оси лозы, а также величи-

на

.