Основные показатели, характеризующие качество работы плодоуборочной машины,— полнота съема плодов, потери и повреждаемость плодов и деревьев — зависят от многих факторов как биологического характера (степень зрелости плодов, размерно-массовые показатели плодов и деревьев, место расположения плодов, прочность связи плодов с деревом, масса плода, урожай на дереве, особенности кроны н др.), так и от конструктивных и кинематических параметров рабочих органов (тип захватного устройства и его покрытие рабочей поверхности, тип улавливающего устройства, частота и амплитуда колебаний вибратора, время колебания, давление на кору дерева от подушек захвата, фиксация закрытого положения захватного устройства, маневренность машины, микрорельеф местности и др.).
Полнота съема плодов является одним из основных показателей, определяющих эффективность механизированного способа уборки. При постоянной амплитуде и прочих равных условиях полнота съема плодов увеличивается с повышением частоты колебаний (рис. 96). Характер кривых по количеству снятых плодов на всех изученных плодовых породах получен одинаковым, оптимальные же частотные и амплитудные режимы работы плодоуборочной машины, при которых обеспечивается максимальная полнота съема плодов, различны для разных плодовых пород.
Рис. 96. Влияние частоты n и амплитуды a колебаний на полноту Q съема плодов:
а — сливы, t = 3 c (10 сортов); б — абрикосы, t = 3 c (2 сорта); в — вишня, t = 6 c (12 сортов); г — миндаль, t = 5 c (2 сорта); д — яблоки, t = 3 c (8 сортов); е — черешня, t = 6 c (12 сортов)
Так, для обеспечения полноты съема плодов в пределах агротехнических требований (95% и более) оптимальной частотой колебаний при уборке слив, абрикосов и миндаля является частота в пределах 650 – 900 циклов в минуту и амплитуда 20 – 30 мм, при уборке вишни и черешни — в пределах 900 – 1200 циклов в минуту и амплитуда 15 – 20 мм, при уборке яблок — в пределах 500 – 600 циклов в минуту и амплитуда 20 – 25 мм. Эти режимы работы вибратора плодоуборочной машины обеспечивают необходимые режимы колебаний точки подвеса плода для его отрыва.
Экспериментальные исследования подтвердили правильность теоретически найденных режимов колебаний точки подвеса плода для его отрыва. Совпадение по частоте для всех изученных сортов получилось почти полное. Что же касается амплитуды колебаний, то меньшие в 1,5 – 2 раза заданные амплитуды вибратора обеспечивают необходимые амплитудные колебания точки подвеса плода вследствие волнового движения частей дерева при колебании его за штамб (ствол).
Полнота съема плодов зависит от расстояния места захвата ствола до земли или расстояния захвата ветви от места крепления к стволу.
Экспериментальные исследования влияния высоты места захвата ствола на полноту съема плодов проводили при уборке различных плодов, но наиболее полно — при уборке слив 15 сортов. Режимы работы вибрационной машины соответствовали оптимальным. На основании этих исследований построены кривые (рис. 97), из которых видно, что чем больше высота места захвата ствола, тем меньше количество снятых плодов.
Время колебания деревьев, влияющее на полноту съема плодов, сравнительно невелико для всех плодовых пород и в среднем составляет для слив 1,5 – 3,1 с; вишни 3 – 6 с, черешни 5 – 8 с; миндаля и абрикосов 2 – 3,5 с; яблонь 2,5 – 5 с; фундука 4 – 7 с. Время колебания деревьев имеет самую тесную связь с особенностями кроны.
Многолетние исследования и работа плодоуборочных машин в хозяйственных условиях показывают, что деревья, не приспособленные к механизированной уборке, отрясаются хуже. На деревьях с расположением плодов внутри кроны наблюдаются большие повреждения плодов при проходе через крону за счет соударения с нижерасположенными ветвями. Деревья с расположением плодов по периферии кроны имеют минимальные повреждения плодов в кроне при машинной уборке.
Степень зрелости плодов влияет на полноту съема в незначительной мере, но сильно влияет на съем плодов с плодоножками и без них (особенно для слив, вишни и черешни).
На полноту съема плодов с дерева оказывает влияние масса отдельного плода — чем больше масса, тем легче и быстрее плод отрывается от места прикрепления за счет значительных инерционных сил, возникающих при его колебании.
Значительное влияние на полноту съема плодов оказывает диаметр ветви, к которой прикреплена плодоножка. При диаметрах ветвей 5 мм и менее полнота съема крайне незначительная (рис. 98). Наиболее стабильные результаты отмечаются при снятии плодов, плодоножки которых прикреплены к ветвям диаметром 15 – 20 мм.
Рис. 97. Влияние высоты На места захвата ствола от земли (ветви от места прикрепления) на полноту Q съема плодов: 1 — вишня Шпанка поздняя; 2 — вишня Владимирская; 3 — слива Кирке; 4 — яблоки Антоновка; 5 — яблоки Джонатан; 6 — абрикосы Краснощекий ранний; 7 — абрикосы Краснощекий поздний; 8 — слива Венгерка молдавская; 9 — черешня Сеянец 30; 10 — Миндаль горький; 11 — черешня Суслена; 12 — Миндаль сладкий
Рис. 98. Зависимость полноты Q съема плодов от диаметра d ветви в месте прикрепления плодоножки (при оптимальных режимах работы-вибратора и захвате ствола на высоте 0,8 – 1,2 м от земли или ветви на 1/3 длины от места ее крепления к стволу):
1 — вишня и черешня, t=6 с (12 сортов); 2 — абрикосы, t=3 с (2 сорта); 3 — сливы, t=3 с (10 сортов); 4 — миндаль,t=5 с (2 сорта); 5 — яблоки,t=3 с (8 сортов)
При снятии плодов с дерева с помощью машины получается ворох, в состав которого входят здоровые и поврежденные плоды, снятые с плодоножками и без них, гнилые плоды (естественный брак), сбитые плодушки и плодовые образования и листья.
Качество снятых плодов в значительной степени определяется их качеством на дереве. Машина лишена избирательного принципа уборки плодов, поэтому при колебании дерева опадают все плоды, в том числе и гнилые, больные, зеленые и щуплые, которые в конечном итоге отбраковываются,, на что затрачивается дополнительная рабочая сила.
Количество поврежденных плодов зависит от размеров и конструкции улавливающего приспособления, степени зрелости плодов в период уборки, урожая на дереве, массы отдельного плода, особенностей кроны, размеров дерева и режимов работы вибратора плодоуборочной машины.
Рассматривая основы теории удара плодов о ветви деревьев, различные части улавливающих устройств и друг о друга, можно установить общую взаимосвязь /между физико-механическими свойствами плодов и ударяемой поверхностью, а также установить общие закономерности для разработки оптимальных типов улавливающих устройств, обеспечивающих минимальные повреждения плодов.
С. П. Тимошенко, Р. Б. Фридли и Б. С. Хорсфильд, развив контактную теорию упругости Герца, показали, что сближение α1 двух ударяющихся сферических тел в точке максимального сжатия может быть подсчитано по формуле
где ϑсбл — относительная скорость сближения сферических тел;
здесь m1 и m2 — масса первого и второго сферического тела; R1, R2 — радиус первого и второго сферического тела;
где ϑп1, ϑп2 — коэффициент Пуассона для первого и второго тела; Е1 и Е2 — модуль упругости первого и второго тела.
Сближение α двух сферических тел через давление и радиус площади контакта может быть подсчитано по выражению
где ро — давление в центре площади контакта; ак — радиус поверхности контакта двух сферических тел, который может быть определен из уравнения
Решив это уравнение относительно р0, подставив затем его значение в предыдущее уравнение и решив последнее относительно α, получим
Если m1»m2, то относительная скорость сближения сферических тел (скорость удара) ϑсбл и член n1 в уравнении могут быть заменены соответственно высотой падения h и весом тела G. При этом скорость удара и вес сферического тела рассчитывают по известным формулам.
Приняв, что коэффициент Пуассона равен 0,49 для сферического тела и поверхности соударения, можно получить выражения для радиуса поверхности контакта (в см) и давления в центре площади контакта (в кгс/см2), при которых будут отсутствовать повреждения плодов:
Для удара о гладкую поверхность (R2 и Е2 велики по сравнению с R1 и Е1,) модуль упругости ударяющего сферического тела (плода) может быть определен по формуле
где R — радиус сферического тела, ударяющего по ровной поверхности, см.
Эксперименты позволили установить, что для предотвращения повреждения плодов предпочтительнее применять на улавливающем устройстве материал с невысоким модулем упругости, чем сокращать высоту падения плодов (уменьшать энергию удара). При этом крайне нежелателен удар плода радиусом R1 о твердую поверхность с меньшим радиусом R2, так как будут наблюдаться значительные повреждения плодов. Кроме того, установлено, что трудно определить повреждения плода, падающего на твердую поверхность, используя для расчетов одни данные об энергии удара, так как даже небольшие изменения модуля упругости плода оказывают большее влияние на внутренний сдвиг, чем изменение энергии удара.
Немаловажное значение при определении повреждаемости плодов имеет вероятность их встречи друг с другом (при условии, что плоды, упавшие на улавливающую поверхность, не повреждаются). На плоских горизонтальных улавливателях, исходя из принятого выше допущения, вероятность повреждения падающего плода
где d — диаметр плода; Dyл — диаметр улавливающей поверхности.
Вероятность встречи плодов возрастает в арифметической прогрессии и для всего дерева может быть определена из выражения
Это выражение может быть упрощено, если положить n — 1 ~ n (при большом количестве плодов на дереве это допущение вполне оправдано) и считать, что оба соударяющихся плода повредились. В этом случае можно записать
Уменьшение повреждения плодов на улавливателе достигается наклоном улавливающих поверхностей или применением активных поверхностей в сочетании с гасителями энергии падающих плодов.
Б. X. Кульчиев установил, что вероятность повреждаемости плодов на наклонных улавливающих поверхностях и на транспортерных улавливателях
где t — среднее время скатывания плода; Тк — общее время колебания дерева.
Для исключения повреждения плодов, падающих на пассивную приемную поверхность, необходимо, чтобы вся кинетическая энергия плода То полностью переходила в энергию деформации улавливающей поверхности Uд.
Коэффициент передачи энергии ηул улавливателю ударившимся о него яблоком И. М. Федотов предложил определять по следующим формулам:
для твердой, неподвижной, горизонтальной поверхности и движущейся наклонной транспортерной ленты
для натянутого горизонтального полотна
где К — коэффициент восстановления; mя, mул — масса яблока и улавливателя; С — коэффициент жесткости; δД — динамическое перемещение соударяемой поверхности.
Влияние каждого отдельного фактора на количество поврежденных плодов при механизированной уборке учесть трудно так как только их совокупность дает полное представление о качестве работы плодоуборочной машины. Однако установлено, что отдельные факторы оказывают самое существенное влияние на количество поврежденных плодов.
Так в частности, особенности формирования кроны оказывают заметное влияние на качество убираемых яблок (рис. 99).
Рис. 99 Повреждаемость плодов в зависимости от формирования кроны
Степень спелости плодов и их масса существенно влияют на количество поврежденных плодов — чем спелее и крупнее плоды, тем они больше повреждаются. Эта закономерность наблюдается при уборке любых плодов.
Увеличение амплитуды колебаний дерева приводит к увеличению разброса плодов за пределы улавливающего приспособления, а это повышает количество поврежденных плодов.
На количество поврежденных плодов при механизированной уборке значительное влияние оказывает тип приемной поверхности улавливателя (активная,пассивная).
На рис. 100, а — г приведены усредненные основные качественные показатели работы плодоуборочных машин ВСО-2о и ПСМ-55 при уборке различных плодов, оптимальных режимах работы машин и использовании улавливающих устройств с пассивной (машина ВСО-25) и активной (машина ПСМ-55) приемными поверхностями. Качественные показатели работы машины при уборке миндаля и фундука не приводятся, так как повреждения плодов этих культур отсутствуют даже при падении на землю.
Рис. 100. Качество плодов, убранных машинами ВСО-25 и ПСМ-55
I — минимальное количество естественного брака; II — максимальное количество естественного брака: а — сливы, учтено 15 сортов, б — вишня и черешня, учтено по 10 сортов, в — абрикосы, учтено 3 сорта, г — яблоки, учтено 12 сортов.
Анализ качественных показателей работы машин позволяет сделать определенные выводы о возможности механизированной уборки различных плодовых культур.
Качественные показатели работы машины при уборке слив отвечают требованиям садоводческих хозяйств. При уборке слив машинами механизм отрыва плодов за счет колебания дерева существенно отличается от механизма отрыва плодов при ручной уборке. Исходя из практически постоянной связи плода с плодоножкой для данного сорта и степени спелости плодов и учитывая уменьшение связи плодоножки с ветвью при увеличении угла отклонения плода от вертикали, было выдвинуто предположение о том, что плоды должны в основном отрываться с плодоножками за счет касательных составляющих инерционных сил. Предположение об уменьшении прочности связи плодоножки с ветвью базировалось на экспериментальных данных (рис. 101), полученных при изучении физико-механических свойств плодов. Достоверность теоретических предпосылок полностью подтвердилась результатами проведенных экспериментов. Установлено, что подавляющее количество плодов слив при механизированной уборке снимается с плодоножками.
Рис. 101. Зависимость усилия Рcт отрыва плодоножки от угла φ отклонения плодоножки от вертикали:
1— яблоки (10 сортов); 2 — вишня и черешня, (20 сортов); 3 — слива (15 сортов)
Повреждения плодов вишни и черешни при машинной уборке в среднем составляют 3 – 5% общего количества снятых плодов. Эти показатели укладываются в агротехнические требования на съем данных плодов машиной.
Кроме обычных повреждений вишни и черешни в виде вмятин, разрывов кожицы и т. п. определяющее значение при оценке возможности их уборки механизированным способом имеют плоды, снятые без плодоножек. В одних случаях плодоножка от плода отрывается без повреждения кожицы в месте стыка, в других — плодоножка от плода отрывается с повреждением места стыка, т. е. получается открытая ранка, через которую из плодов вытекает сок. Оценивая по этому критерию возможность механизированной уборки вишни и черешни, в настоящее время можно поч¬ти безошибочно рекомендовать тот или иной сорт для машинной уборки. Наиболее приемлемыми сортами вишни для уборки машиной являются Любская, Институтская и Жуковская.
При съеме абрикосов машиной в период за 5 – 7 дней до технической (съемной) спелости поврежденных плодов практически нет, а без плодоножек снимается 5% плодов.
Особое место среди всех плодов занимают яблоки. До сих пор яблоки для закладки на хранение убирают при помощи ручного садового инвентаря, поэтому механизация уборки яблок является проблемой первостепенной важности.
Уборка яблок механизированным способом в настоящее время может осуществляться при условии немедленной передачи плодов на реализацию в свежем виде или на техническую переработку. При первичном сортировании яблок по качеству здоровые плоды можно закладывать на длительное хранение, а поврежденные отправлять на техническую переработку.
В процессе механизированной уборки плоды получают порой значительные повреждения при затаривании. Установлено, что для уменьшения повреждений плодов наиболее целесообразно снижать высоту падения или плавно опускать плоды. В последнем случае необходимы специальные устройства, которые не давали бы возможность плоду падать с большой высоты. Особенно необходимы подобные устройства при уборке плодов в контейнеры.
Все известные устройства для уменьшения повреждения плодов можно разделить на две группы. Устройства первой труппы не изменяют положения по высоте относительно транспортера, а по мере наполнения ящик или контейнер опускаются.
В устройствах второй группы постоянное положение занимает тара, а приспособление для спуска плодов поднимается по мере наполнения ящика или контейнера.
Количество сбитых плодовых образований зависит от режимов работы вибратора плодоуборочной машины и от биологических особенностей плодов и плодовой древесины (степени спелости плодов, прочности связи плодоножки с ветвью и плодом, урожая на дереве). Время колебания деревьев сильно влияет на количество сбитых плодовых образований всех видов, а это, в свою очередь, сказывается на дальнейшем плодоношении дерева.
Опытами установлено, что количество сбитых плодовых образовании при механизированной уборке (рис. 102) несколько ниже, чем при ручной. Плодовые образования классифицировались следующим образом: плодушка — длина до 1,6; копьецо —1,5 – 5; плодовая веточка 5 – 10; плодовая ветка — более 10 см. При ручной уборке на сливах группы Ренклодов снимается 42 плодовых образования, на сливах группы Венгерок 26, на черешне 22, на вишне 10, на абрикосах 90, на яблонях у квалифицированных сборщиков 12 – 15, у неквалифицированных 50 – 55 плодовых образований.
Рис. 102. Влияние частоты n и амплитуды а колебаний на количество Q0 сбитых плодовых образований с одного дерева при машинной уборке (значения Q0 даны нарастающим итогом): 1 — абрикосы, t = 3 с; 2 — сливы группы Ренклодов, t = 3 с; 3 — яблони, t =3 с; 4 — сливы группы Венгерок, t = 3 с; 5 — черешня, t = 6 с
Особое место среди всех изученных сортов по количеству сбитых плодовых образований занимают абрикосы, которые обладают свойством дозревать вне дерева, поэтому их, как правило, начинают убирать за 7 – 10 дней до технической спелости. Это растягивает сроки уборки, резко сокращает затраты рабочей силы в напряженные периоды уборки, позволяет убранные плоды транспортировать на далекие расстояния и др.
При уборке абрикосов машиной за 5 – 7 дней до технической спелости с деревьев возрастом 10 лет обивается вместе с плодами около 130 плодовых образований. При ручной уборке в этот же период снимается плодовых образований в 1,5 раза меньше. Подобное положение объясняется биологическими особенностями абрикосов.
Древесина каждого плода, как правило, несет 2 – 3 плодушки поэтому при отрыве плодов часто отрывается и плодушка. Плодоножка у изученных сортов абрикосов очень короткая (5 – 8 мм) и крепко соединена с веточкой, древесина хрупкая, кора нежная. Все это приводит к тому, что много плодушек отрывается вместе с плодами. Однако пятилетние наблюдения над одними и теми же деревьями в Молдавии показали, что большой съем плодушек при уборке (механизированной и ручной) не оказывает существенного влияния на урожаи следующего года по сравнению с контрольными деревьями, урожай с которых убирался аккуратно без съема плодушек. Так, на 25 деревьях каждого сорта, с которых в течение 3 лет снимали урожай машиной, было 1600 – 1800 плодов ежегодно, а на контрольных деревьях соответственно 1680 – 1870 штук на дереве. Использование машины на уборке плодов при стадии спелости между технической и биологической показало, что в этом случае почти все плоды снимаются без повреждения плодушек (т, е. плодушки остаются на дереве).
Количество сбитых листьев зависит от режимов работы вибратора плодоуборочной машины, времени колебания дерева и прочности связи листьев с ветвью.
Для всех изученных сортов различных плодовых пород установлено, что количество листьев (рис. 103), опавших при механизированной уборке, столь незначительно (в среднем 0,1 кг на дерево или десятые доли процента от общего количества листового покрова на дереве), что не может служить фактором, сдерживающим широкое применение машинного способа уборки. Следует также отметить, что опавшие при механизированной уборке листья, как правило, больные или неполноценные, редко встречаются листья со здоровой плодоножкой.
Рис. 103. Влияние частоты n колебаний на количество Qл листьев, сбитых с дерева при машинной уборке:
1 — абрикосы (3 сорта); 2 — яблони (12 сортов); 3 — сливы (15 сортов); 4 — вишня, (10 сортов); 5 — черешня (11 сортов)
Повреждения коры деревьев в месте обхвата ствола при машинной уборке плодов имеют место до сих пор. Это зависит от конструкции захвата, положения захвата относительно ствола (штамба) или ветви, давления захвата на кору, свойств древесины и особенностей кроны, режимов работы вибратора и времени колебания деревьев, маневренности машины и микрорельефа местности. Повреждения коры происходят как при чрезмерно больших радиальных давлениях, так и при скольжении захватного устройства вдоль ствола (ветви).
Захват является одним из самых ответственных механизмов плодоуборочной машины. От его конструкции и покрытия рабочей поверхности эластичными материалами зависит повреждаемость деревьев (ветвей) в месте обхвата. Габаритные размеры захватов влияют на повреждаемость ветвей высших порядков во время подвода к ним захвата. Повреждение дерева (ветви) в месте обхвата зависит также от давления на кору при закрытом положении захвата и в значительной степени от устройства для фиксирования закрытого положения захвата.
Исследованиями автора установлено, что допускаемое давление на кору плодовых деревьев зависит от их диаметра, а также от направления приложенных усилий (рис. 104). Касательное направление приложенных усилий приводит к резкому уменьшению допускаемого давления. Это особенно важно помнить конструкторам, разрабатывающим инерционные штамбовые вибраторы с двумя неуравновешенными массами. Хотя эти вибраторы направленного действия и раскачивают дерево вправо (влево), однако обладают определенным разворачивающим действием, которое может вызвать сдвиг коры. В связи с этим в захваты таких вибраторов необходимо вводить дополнительные детали, например прорезиненный ремень между корой дерева и зажимом, компенсирующие (или совсем исключающие) (касательное направление усилий со стороны зажимов захвата на кору дерева.
Рис. 104. Зависимость допускаемого давления рдоп на кору плодовых деревьев от диаметра ветви (ствола):
1, 4 — вишня, черешня; 2, 5 — фундук, миндаль; 3, 6 — яблони, сливы, абрикосы, орехи; сплошная линия — радиальное направление приложенных усилий; прерывистая линия — касательное направление приложенных усилий
Создателям плодоуборочных машин необходимо также помнить, что захваты должны иметь блокировочное устройство, предупреждающее их раскрытие в процессе колебания дерева (ветви).
При отсутствии блокировочных устройств закрытого положения захват может в процессе работы раскрываться. В этом случае между подушками и деревом образуется зазор и колебание дерева (ветви) происходит за счет удара о подвижную И неподвижную части захвата. Подобная работа захвата приводит к закрытому повреждению коры в месте обхвата (отслоению коры от древесины). Такое повреждение места обхвата является одним из самых неприятных, так как его нельзя обнаружить визуально и принять меры по ликвидации последствий.
Автором были проведены изыскания гарантированного способа блокировки закрытого положения захвата. В отечественных плодоуборочных машинах для закрытия захвата применяют гидроцилиндры, поэтому блокировка закрытого положения захвата была осуществлена с помощью специального гидравлического замка (рис. 105), разработанного в ВИСХОМе им. В. П. Горячкина лабораторией гидравлических приводов. Небольшой по габаритам и простой по устройству, гидравлический замок обеспечивает необходимую фиксацию закрытого положения захвата.
Рис. 105. Механизм изменения длины вибрирующей штанги с гидравлическим
замком
Первый гидравлический замок введен в макетный образец плодоуборочной машины ВОС-4. Он является частью механизма изменения длины вибрирующей штанги, состоящего из выносного гидроцилиндра 1 от самоходного шасси Т-16, гидравлического замка 3 и двух трубопроводов 2 с переходными штудерами 11. В корпусе гидравлического замка размещен плунжер 4, два седла 5, уплотненные сальником 6, две пружины 8 и два шарика 7. В торцовые части корпуса ввернуты две пробки 10, уплотняющие корпус через резиновые прокладки 9. Пробки фигурными концами прижимают седло до упора, а при отжатом шарике пропускают масло в трубопровод. Трубопроводы 2 соединяют корпус замка с основным гидроцилиндром. К двум остальным штуцерам корпуса замка (на рис. 105 к ним не подведены трубопроводы) для выдвижения и втягивания штока гидроцилиндра присоединены трубопроводы от гидрораспределителя.
Гидравлический замок работает следующим образом. Масло по одному из трубопроводов подается в корпус замка. Под давлением масла шарик 7 открывает отверстие седла, сжимая пружину 8. Благодаря этому масло свободно проходит по прорези в пробке 10 и трубопроводу 2 в полость основного гидроцилиндра 1. Одновременно с этим поступившее масло давит на торец плунжера, который перемещается влево и отжимает второй шарик от седла до специально изготовленной выточки в пробке, пропуская при этом масло из второй полости основного гидрицилиндра в сливную магистраль. После прекращения нагнетания масла шарики возвращаются на свое место за счет упругой деформации пружин, плунжер при этом занимает нейтральное положение и гидравлический замок начинает работать как двусторонний запорный клапан.
Такой гидравлический замок был применен на серийной плодоуборочной машине ВСО-25 «Стрела».
В ряде плодоуборочных машин для фиксирования закрытого положения захвата применяют специальные запорные клапаны. Так, в машине МПУ-1 применен запорный клапан, выполняющий две функции: блокирующий привод вибратора, т.е. не дающий возможность включить вибратор, пока не будет зажато дерево, и фиксирующий закрытое положение захвата во время работы независимо от давления масла в системе.
По конструктивному исполнению все захваты могут быть разделены на три основных типа: с одной подвижной частью специальной формы (с подвижной частью сложной конфигурации); рогообразные (клещевидные); осевого зажима (струбционного типа).
Установлено, что лучшими являются захваты осевого зажима с шарнирно установленными подушками. Они обеспечивают высокую степень копирования места обхвата при незначительных повреждениях ветвей, не превышающих 2% и не влияющих в дальнейшем на жизнедеятельность и плодоношение деревьев.
С таким типом захвата выполнена машина КБП-1, венгерская машина ТФХ (рис. 106), машины фирм Голд, Шиплей, Перри Харвестер (США) и др.
Рис. 106. Общий вид захвата осевого зажима венгерской плодоуборочной машины ТФХ
В Германии запатентован захват осевого зажима, у которого рабочим элементом, соприкасающимся с деревом, является эластичная лента (рис. 107). Захват имеет вибрирующий шток 2, внутри которого проходит шток 1 гидроцилиндра для выдвижения подвижной части 3 захвата. К вибрирующему штоку прикреплена скоба 5 с неподвижной частью 4 захвата. Каждая подушка захвата имеет две пары шарнирно смонтированных пластин. Наружные края пластин снабжены металлическими опорными деталями, покрытыми эластичным материалом. На эластичный материал накладывается эластичная лента, имеющая возможность прогибаться и приспосабливаться к структуре обхватываемого дерева (ветви).
Рис. 107. Схема захвата осевого зажима с эластичными лентами
В инерционных и механических вибраторах для колебания штамбов плодовых деревьев в качестве элементов, соприкасающихся с деревом, наибольшее применение находят резиновые трубы различного диаметра в сочетании с прорезиненным ремнем Такое конструктивное решение осуществлено на отечественных машинах МПУ-1, ВУМ-15, в вибраторах для штамбов ВБ-250 и ВМ-140, а также в американской машине фирмы Перри Харвестер и в машинах других стран.
В ВИСХОМе им. В. П. Горячкина разработан гидравлический захват, техническое решение которого запатентовано в ряде стран, а том числе в ФРГ, Италии и др.
Как уже было указано, давление захвата оказывает существенное влияние на повреждаемость коры.
Автором проведены исследования по установлению действительных усилий сжатия ветви захватом плодоуборочной машины в статическом и динамическом состояниях. Для проведения эксперимента использовалась передвижная тензометрическая лаборатория. 3ная действительные усилия сжатия ветви и площадь контакта захватного устройства плодоуборочной машины, можно определить давление на кору дерева. Площадь соприкосновения захвата со стволом определяли путем окрашивания контактных поверхностей захвата и последующих замеров отпечатков на коре ствола.
Усилия (в кгс) в месте схватывания ствола
Рсж = σF,
где σ — действительные напряжения в месте обхвата ствола, кгс/см2; F — площадь соприкосновения захвата со стволом (ветвью), см2.
Давление на кору дерева определяли из выражения
рн.д. = Рсж /F
