ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛОДОВ, ВИНОГРАДНИКОВ И КОРМОВЫХ КУЛЬТУР

Вопросы

1.  Физико-механические свойства яблок, груш и приборы для их изучения.

1.1.  Размерно-массовые показатели.

1.2.  Сопротивление яблок статическому сжатию.

1.3.  Сопротивление яблок динамическому воздействию, допустимая ударная нагрузка.

1.4.  Сопротивление плодов циклическим нагрузкам.

1.5.  Коэффициент трения скольжения и качения.

1.6.  Прочность связи плода с веткой и плодоножкой.

2.  Физико-механические свойства сливы.

3.  Физико-механические свойства вишни и черешни.

4.  Физико-механические свойства кормовых культур, сена, силоса, соломы.

5.  Зеленые гидропонные корма (ЗКГ).

6.  Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств.

 

1. Физико-механические свойства плодов

1.1.Размерно-массовые показатели

По форме плоды классифицируют на:

·  плоские;

·  округлые;

·  удлиненные.

В зависимости от отношения

,

Где Д – максимальный диаметр;

Н – высота;

Плоские К›1

Округлые К1

Удлиненные К‹1

Разница между max и min диаметром повышается с увеличением размера плода (П).

Связь между средней массой и его максимальным диаметром

Где А и П – коэффициенты для каждого сорта

Ренет Симиренко А=0,00026 П=3,13

Ренет шампанский А=0,00026 П=3,07

Антоновка А=0,00037 П=3

Плотность: Симиренко – 0,816 г/см3

Антоновка – 0,792 г/см3

Насыпной вес 617…650 кг/м3.

Удельный вес яблок – 0,74…0,98 г/см3

Груш – 1,17…0,96 г/см3

Вишни – 0,78…1,43 г/см3

1.2. Сопротивление плодов статическому сжатию (плунжер размером 8 мм)

Усилие прокола кожицы: на боку – 0,086 кг/мм2

У основания – 0,1 кг/мм2

У вершины – 0,094 кг/мм2

Ударные нагрузки – маятниковым копром или сбрасыванием:

Энергия – … Дж.

Связь между площадью ушиба и величиной кинетической энергии соударения

Где Т – кинетическая энергия соударения, Дж

S – площадь ушиба на плоде, см2

Т0 – кинетическая энергия, без следов ушиба.

Где К=4,5…4,6;

Т0 = 4,0…5,4

Допустимая высота падения на жесткую поверхность 3…3,5 см, при которой не остается следов ушиба – Антоновка – 7…9.

На резину – 20…40 см

На яблоки – 5…7 см.

Коэффициент восстановления – К0

При ударе о неподвижную поверхность

Где Vо – скорость в начале удара;

Vконеч – скорость в конце удара.

К0 – для яблока: деревянная поверхность – 0,20…0,27;

яблоко – яблоко – 0,32;

яблоко – слой стружки в 1 см - 0,27…0,34.

1.4. Сопротивление циклическим нагрузкам

После 10 тыс. циклов воздействия ударяющим телом упругие свойства плодов утрачиваются, глубина проникновения в мякоть почти равна эксцентриситету шатуна (А-1,2 мм, частота υ=35 Гц). Площадь нажима 1 см2 достигается у Антоновки при 2500 циклов.

1.5. Коэффициент трения качения Fk Определяется в плоскости наибольшего поперечного диаметра

Где Rn – радиус качения плода;

– угол наклона плоскости, при которой начинается качение.

С помощью линейки Желиговского определяют угол качения и коэффициент трения скольжения

Материал	Угол качения	Коэффициент скольжения	Угол качения
По алюминию	-24°…31°	0,443…0,60	4°…7°
По стали	-21°…45°	0,38…1,00	5°…7°
Брезенту	-21°…27°	0,38…0,51	6°
Дереву	-20°…23°	0,36…0,51	7°
Яблоку	-36°…40°	0,721…1,00	–

1.6. Прочность связи с плодухой при влажности 86…89%, диаметр плода 52…69 мм, диаметр плодоножки 1,1…2,7 мм; усилие отрыва от 8 до 36Н (0,8…3,6 кг) – размер кроны – 5 м, схема посадки 5х5 м.

Для машинного сбора высоту штамба лучше делать не менее 100 см.

Обрезанные деревья имеют компактную шаровидную форму, под механизированный сбор. У деревьев без обрезки ярусов нет, ветви сгибаются под урожаем, требуют подпора, это затрудняет уборку с помощью комбайнов.

2.Слива

Плоды сливы имеют форму:

У ренклодов – круглые (индекс длины – 0,92…1,01)

У венгерок – продолговатые (индекс – 1,05…1,28)

Вес отдельных плодов – 7,6 …43 г

Удельный вес – 1,003-1,150 кг/м3

Насыпной вес – 670…719 кг/м3

Диаметр плодоножки-1,1…1,6;

Длина – 48…59 мм.

Прочность связи – усилие отрыва, кг (Н):

Плода от плодоножки – 0,22 (2,2…11,4Н) …1,14 кг;

Плодоножки от ветки 0,54…1,14 кг (5,4…11,4Н)

Твердость прокола кожицы – 0,087…0,101 кг/мм2

–  0,87…1,01 Н/мм2

Сжатие плодов по толщине – 2,24…4,42 кг – ренклоды;

5,08…11,0 кг – венгерки.

При погрузке больше 0,59 кг начинает вытекать сок у плодов без плодоножки, а при 2,24 кг – появляется трещина.

Допускаемая высота свободного падения – 20…40 см – на алюминий и фанеру; 70…80 см – на почву; 100 см – по дереву.

Таблица-Твердости плодов сливы

Сорт	Твердость (Н/мм2) при спелости
Сьемная	Биологическая
Ранняя синяя	1,38	1,01
Кирке	1,27	0,9
Ренклод Альтана	1,10	0,6

Из таблицы следует, что требуется вывести сорта созревающие одинаково.

3. Вишня и черешня

Средний вес черешни в зависимости от сорта – 2,02…7,65 г

Вишни – 2,2 …5,5 г

Прочность связи плода с плодоножкой

	От плодоножки	Плодоножка – ветка
Черешня	70…206 г	1257…1408 г.
Вишня	44…49 г	1280…1330 г

Твердость плодов, кг/мм2 – 0,024…0,066 – черешня

0,012…0,022 – вишня

Высота деревьев – 6 м – черешня, вишни – 6,4 м

Размер штамба – 15…18 см

Диаметр кроны – вдоль ряда 4,2…7,1 м, поперек – 5,2…6,8 м

4.Физико-механические свойства кормовых культур (силос, сено)

Объемные и массовые показатели силоса

	Насыпной вес, кг/м3	Угол естественного откоса
Кукурузы (молочно-восковая спелость)	200…250	50°…55°
Початки кукурузы	600…650	30°
Подсолнечник	250…300	50°…55°
Сорго	200	47°…49°
Суданская трава	170…190	49°…55°
Люмин	200	48°…50°
Вико-овсяная смесь	150…180	47°…49°
Клевер, люцерна	150	47°…50°

	Вес валка, кг/м	Объемный кг/м3	Влажность
Сено луговое	2,07…6,2	10,8…22,9	21…23%
			Урожай 6,2 т/га

Валки люцерны (Вл – 54%), расстояние между валками 20 м, вес валка – 8,4 кг/м, объемный вес 71,5 кг/м3.

Коэффициент трения разнотравья свежескошенное

Влажность – 58…83% – по стали 0,64…1,47

Бобовые (влажность – 64…71%) – по стали 0,83…1,29

Злаковые (влажность – 54…62%) – по стали 0,56-0,65.

Объемный вес прессованного сена, кг/м3, при влажности 22…26% – 377 кг/м3.

5.  Зеленые гидропонные корма (ЗКГ)

ЗГК – 10-дневные проростки культур (ячмень, овес, пшеницы, горох, и др. злаковых и бобовых культур). Их скашивают и всю массу вместе в корнями скармливают в качестве зеленой витаминной подкормки – зимой и ранней весной.

3…4 суток семена проращивают, а затем всходы на стеллажах в течение 7 суток освещают люминесцентными лампами при t-18°…20°С.

Плотность высева – 75…120 тыс. семян на 1 м2 (3…7 кг/м2 всхожих зерен), через 10 суток зеленного корма получают 30 кг/м2 (т. е. в 4…10 раз больше, чем в высеяно).

Полив строго дозирован.

Высота – кукурузы – 30…35 см

Пшеницы, овса, ячменя – 18…20 см

Влажность: 90…95% – в корнях

86…95% – в верхнем слое

Зеленый корм при скармливании имеет мало сухой массы (5…10%)

Коэффициент трения покоя – ячмень – по стали – 0,85…0,92

Коэффициент трения движения – 0,56…0,93.

6. Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств

Экстензометр – ЭТ-5

ДиНамограф-работомер ДР-100

Предназначен для измерения сопротивления растений резанию и изгибу.

Работа, затрачиваемая на деформацию образца и возникающие усилия устанавливаются из диаграмм. – запись прибора "путь – сила".

Максимальная сила сопротивления – 120 кг. Сменные пружины позволяют измерить силы 10, 30, 60, 100 и 120 кг.

Принцип, как и твердомер Ревякина, только бумага для записи вращается с барабана пропорционально перемещению (поступательному) рабочего органа.

Динамограф малых усилий Д-10.

Прибор для замера усилий сжатия-растяжения до 10 кг – 3 диапазона измерения:

I – 0,1-1,0 кг

II – 0,3-3 кг

III – 1-10 кг.

Дисковый прибор трения ДПТ – позволяет измерить силы трения от 50 до 1000 г

Прибор ПТСМ – для определения коэффициента трения сыпучих материалов.

Ротаметрический порционный пневмоклассификатор РПП-30. Предназначен для изучения аэродинамических свойств семян и разделения семенной смеси на компоненты, а также для оценки качества работы воздушных каналов зерноочистных машин. Вакуум создается вентилятором.

Литература

1.  Четвертаков А. В., Брутер И. М., С. Б. Бранд. Машины для товарной обработки плодов. – М.: Машиностроение, 1977.

2.  Методика изучения физико-механических свойств с.-х. растений. – М.: ВИСХОМ, 1960.

3.  Справочник конструктора с.-х. машин. Том 1. – М.: Машиностроение, 1967.

4.  Научные труды ученых университета.