книги из ГПНТБ / Диденко Н.Ф. Машины для уборки овощей

Частица все время будет находиться на решетке, если N ^ О при максимальном значении силы инерции. Этому состоянию частицы соответствует кинематический режим

А с о2 < g .

Наибольшее значение реакции поверхности будет в нижнем

в

делителя.

С момента отрыва частица летит как тело, брошенное вер­ тикально вверх со скоростью ц2 = cos coty.

Для определения момента і3 соударения частицы с решеткой решаем совместно уравнения их движения.

Уравнение движения решетки

х у= А sin cot;

уравнение движения частицы

х2 = А sin coty + Aco(t—/^cos cùty— i i t z l i L .

В момент t 3 Ху = х2. Следовательно,

sin Cùtз

(й/з = + Ctg Cùty + '/ ctg2 cùty—2 — 2

sin co t,

Решая это тригонометрическое уравнение, можно найти фа­ зу соударения м/з как функцию шЧ (рис. 145).

Динамическая эффективность режимов работы решетки оце­ нивается ударными импульсами при соударении частицы с ее поверхностью

S = m(u3 — ц3),

где ѵ"г — скорость частицы после соударения, которая равна

по величине и направлению скорости решетки в этот момент;

н3 — скорость частицы в момент соударения.

Подставив значение скоростей и проведя преобразование,

Отложив на графике по оси ординат S = 1,96 т , найдем, что такой импульс можно получить при А = 0,05 м и k —2.

Найдем условия неповреждаемости плодов томатов при вертикальных гармонических колебаниях рабочей поверхности плодоотделителя.

Чтобы плоды не повреждались при столкновении с планкой, ударный импульс должен быть меньше критического

5кр= т(1 + q)V2gH7P.

При соударении планки с плодом на плод будет действовать ударный импульс

S — т{ 1 + q)— (k cos (ùt3—kcos <в^ + at3—<0^). (û

Подставив в условие неповреждаемости плодов S < SKP соответствующие значения ударных импульсов, после преобра­ зований получим

Расчеты показывают, что кинематические режимы, необхо­ димые для отделения плодов, значительно ниже критических.

Как видно из рис. 146, ударный вертикальный импульс нарастает с увеличением амплитуды колебаний при одном и том же показателе кинематического режима. Исходя из этого, фирма

плитудой А = 0,065 м, а в задней качающийся вал, позволяющий увеличить вертикальную амплитуду до А = 0,075 м. Это позво­ ляет по мере продвижения материала к выходу из комбайна наносить по слою удары нарастающей силы, чтобы можно было оторвать плоды, имеющие прочную связь с кистью или неблагоприятно рас­ положенные относительно

плодоотделителя. Рассмотрений пример

с решеткой позволяет по­ нять процесс отделения томатов «а клавишном плодоотделителе, когда подброшенный куст при падении соударяется с подбросившей его клави­ шей. Различие только в том, что на клавишном плодоотделителе куст имеет еще и горизонталь­ ную скорость.

В кинематическом от­ ношении клавишный пло­ доотделитель томатоубо­ рочной машины аналоги­ чен пятиклавишному со­ ломотрясу зерноуборочно­ го комбайна, поэтому для

обоснования его режима можно пользоваться имеющимися в ли­ тературе результатами теоретических и экспериментальных ис­ следований по данному типу соломотрясов.

Динамическую эффективность типичных режимов при угле наклона клавиши к горизонтали а = 0 характеризуют графики изменения нормальной Sx и тангенциальной Sy составляющих импульса и средней силы удара (рис. 148), где А, В, С и D — типичные режимы работы плодоотделителя при допущениях, сделанных в начале анализа клавишного плодоотделителя.

Экспериментальными и теоретическими исследованиями рабочего процесса клавишных соломотрясов установлено, что соударение слоя материала с клавишей продолжается значи­ тельный промежуток времени и что слой отрывается от клавиш значительно позднее, чем это следует из формулы =

В связи с этим считается, что основным режимом работы соло­ мотряса будет режим типа D, т. е. при А = 0,05 м частота вра­ щения коленчатого вала должна быть п = 180 220 об/мин. Этот режим удовлетворяет также условию отрыва плодов без повреждений.

Рис. 147. Клавишный плодоотделитель томатоуборочного комбай­ на фирмы Блэкуелдер:

/ — клавиша; 2 — коленчатый вал; 3 — соединительная штанга; 4 — резиновые пальцы клавиш; 5 — задняя опора клавиш; 6' — качающийся вал с кронштей­ нами

При сравнении транспортерно-грохотного и клавишного плодоотделителей оказалось, что по пропускной способности и качеству работы при уборке томатов круглоплодных сортов типа VF = 145 оба плодоотделителя одинаковы. При этом зако­ номерность (138) справедлива и для клавишного плодоотде­

лителя.

Однако при уборке томатов сливовидных сортов типа Машин­ ный-1 клавишный плодоотделитель не полностью отделял плоды от стеблей, допуская потери до 14%. Для устранения этого недостатка над клавишами установили два пальцевых

техники возделывания и дальнейшее совершенствование рабо­

нарном пункте, но и при этом требуется ручной выбор красных плодов из всплывшей части вороха. Следовательно, при этом способе сортирования сохраняется ручной труд.

Для полной автоматизации процесса сортирования томатов по степени спелости необходимо устройство, различающее плоды по цвету — наиболее точному показателю их спелости. Таким устройством является фотоэлектронная сортировка.

Основными рабочими органами фотоэлектронной сортировки томатов по цвету являются сингулятор (дозирующий рабочий орган), фотоанализатор, исполнительный механизм.

Дозирующие рабочие органы применяют различных типов. Наиболее известными являются профилированный грохот и шнековый стол, на которые ровным слоем в один плод подаются томаты. Эти рабочие органы достаточно известны, поэтому их рассматривать не будем.

Наиболее важным рабочим органом сортировки является фотоанализатор (рис. 149), имеющий шестигранный корпус, на

каждой грани которого установлена система линз с интерфе­ ренционным фильтром и фотоприемником. В корпус вмонти­ рованы три осветителя с фокусирующими линзами.

Когда плод при падении проходит в камере освещения через место пересечения световых потоков трех источников, то от него отражаются лучи и попадают на собирающую линзу, проходят

Рис. 149. Схема фотоанализатора:

плод; 2 — осветители; 3 — камера освещения; 4 — лин­ зы; 5 — конденсаторы; 6 — фотоприемники; 7 — интерфе­

ренционные фильтры

конденсор, интерференционный светофильтр и, наконец, фокуси­ руются на светочувствительной поверхности фотоприемников. Интерференционные светофильтры пропускают излучения спек­ тра с длинами волн Хх = 570 нм и Х2 = 680 нм и шириной спек­ тра 10—14 нм, при которых коэффициенты отражаемости имеют наибольшее отклонение в зависимости от степени спелости пло­

дов (см. рис. 5).

Под действием этого отраженного излучения через фотопри­ емники протекает фототок. Как видно из рис. 5, отражаемость плодов разной степени спелости различна на участках спектра

ki = 550 Ч- 570 нм и À-2 = 680 нм, в зависимости от этого различ­ ны освещенность фотоэлемента и фототок.

Фототок, проходящий через фотодиод под действием посту­ пающего на него светового потока [1],

Опытами установлено, что даже при наличии интерференци­ онных светофильтров значение выходного электрического сиг­ нала зависит от размера, формы, блеска плодов и стабильности освещения.

Для устранения отрицательного влияния этих факторов применен дифференциальный метод замера фототоков, по кото­ рому выходной величиной является разность фототоков от отра­ женного светового потока плодов в двух выбранных участках спектра.

Если принять спектральную чувствительность фотоприемни­ ков S(k) одинаковой на обоих участках спектра, то

= І2—Л = ^(^Н^и —

где

р'■>1; 2

F;_1.0= 1р(^)р(А,)т(А,)о?Я— интенсивность монохроматического из-

участках спектра.

В данном случае значение выходного тока почти не зависит от размера, формы и блеска плодов, стабильности освещения, напряжения питания фотореле и наличия посторонней под­ светки.

Как видно из выражения (142), интенсивность отраженных от плода лучей прямо пропорциональна коэффициенту отра­ жаемости плодов р(Х).

Рассмотрим случай прохождения через фотоанализатор пло­ дов разной степени спелости. При прохождении красного или розового плода, отраженные от него излучения поступают на два соседних фотоприемника Ф\ и Фг одинаковой чувствительности.

Перед фотоприемником Ф\ стоит интерференционный свето­ фильтр, пропускающий лучи длиной волны Хі = 570 нм, а перед

ванное реле (например, РПС-5), где при достаточном значении преобладающий ток включает его в ту

Поляризованное реле имеет порог срабатывания и обладает определенной инерционностью, поэтому в фотоанализаторе необходимо создавать достаточную интенсивность отраженного