Сборник статей
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

При измельчении виноградной лозы, обоснованная нами теоретическая форма лезвия ножа, а также энергетика процесса зависят от коэффициента трения по лезвию измельчителя [1, 2].

Динамический коэффициент трения в основном зависит от состояния лозы – её влажности, жёсткости и структуры; и от скорости резания.

Экспериментальные исследования проводились в лабораториях НИВиВ «Магарач» и ЮФ НУБиП Украины «КАТУ» с виноградной лозой сорта Каберне, широко распространённого в Крыму. Лоза сорта Каберне имеет плотную, упругую структуру, при разрушении которой затрачивается энергия, приближающаяся к максимальной по сравнению с другими известными сортами винограда.

Влажность лозы определялась по общепринятой методике [3].

Измерение жёсткости побегов лозы проводилось на приборе для определения жёсткости древесных побегов в соответствии с методикой, изложенной в работе [4].

Для получения достоверных данных была принята четырёхкратная повторность замеров, которая обеспечила точность опыта до 5%.

Жёсткость лозы определялась по следующей зависимости:

image001_1_3cd2bc1e1b92a8169d7609a4522e87d8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(1)

где: image002_1_8792a1b3cb3dad340997540786c41342 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– прикладываемая нагрузка;

image003_0_2ad7f81e771e8062e3026eab528973e6 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– расстояние от места закрепления лозы до точки приложения нагрузки;

image004_0_7bdbed59c52c2bd225d784f81bbfb373 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– стрела прогиба лозы.

Металлические поверхности трения перед экспериментом протирались. Так как температура воздуха оказывает влияние на результаты опытов, весь комплекс работ проводился при температуре воздуха в лабораториях image005_0_7066b97aff74d06119bace36c9be82c4 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Величина динамического коэффициента трения определялась по выражению:

image006_0_d813de58fac048ba6672d54377f32d5e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(2)

где: image007_0_1a40400bb118e71fc6e5e71a32412176 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– прикладываемая нагрузка;

image008_0_965190729d38957be379e2088891703b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– расстояние от места закрепления лозы до точки приложения нагрузки.

Для построения регрессивной модели изменения коэффициента трения в виде квадратного полинома нами был принят рототабельный центральный композиционный план (РКЦП) [5].

Согласно формуле, описывающей в общем виде изменения функции отклика image009_0_7e3406c80312485eebc1981c2d5072b8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя от независимых факторов image010_0_aa6b8341900afe84912014cc218cd709 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image011_0_982a4701fff896d87ad7cda0b22e1799 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(3)

где: image012_0_568003c8c56c9dcf41990e992857341c Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– скорость трения image013_0_7265edfee48cc2c83bd1ca46c6517b87 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

image014_0_6e8bda3670e75a484fbdc1f36a48e215 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– нормальное усилие image015_0_b94ba05f90330a5ed0445d899cccda4f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– влажность лозы image017_9fecefd51c41f21b9307d333430b0d50 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

image018_78a108b80e0ef3ce434859e4b6ef5bca Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя– жёсткость лозы image019_d4a8bbdc769bc0d1af4246da0e98cd34 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

В основу решения интерполяционных, аналитико-геометрических и оптимизационных задач, связанных с анализом получаемых результатов эксперимента, положена методика, изложенная в работе [6].

Обработка экспериментальных данных проводилась на ЭВМ с использованием программного обеспечения ANOVA и STEPR.

Таблица 1.1.

№ п/п

Независимые факторы

Код

Уровни варьирования

Звёздные точки

Интервал варьиро-вания

image020_a2032ba01626ea60a3a1f29353107e79 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

+1

0

-1

+L

-L

image021_bd960996d334fb091f98e779d05dc617 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

1

Скорость трения, image022_faf1a9dae28ad098bf9b0d58e635430a Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image023_0d92da9f91f712954addba6ef1682bc0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

28,5

24

19,5

33

15

4,5

2

Нормальное усилие, image024_0047a50a55d47d4ada5428baf3d84813 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image025_d18e2466644d5e0902893e883499d0b0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

4

3

2

5

1

1

3

Влажность лозы, image026_f4d1c7694e208e9a146412b0906b518e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

53

43

33

63

23

10

4

Жёсткость лозы, image027_c542189a19024c7162adcd7daa7a54f2 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image028_d00666fef69cc5002ba243c93759662f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

4,05

2,9

1,75

5,2

0,6

1,15

Исследование физико-механических свойств лозы показали, что величина коэффициента трения движения зависит в разной степени от влажности, жёсткости, нормального усилия и скорости скольжения.

В результате проведённых экспериментов получен ряд цифровых значений динамического коэффициента трения image029_93952a6677cb229d36e3af6d8526a6bd Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, обозначенного нами через image009_0_7e3406c80312485eebc1981c2d5072b8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

После проверки значимости коэффициентов уравнения регрессии и адекватности регрессионной модели процесса получена зависимость коэффициента трения лозы по лезвию от скорости скольжения image023_0d92da9f91f712954addba6ef1682bc0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, влажности лозы image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и жёсткости виноградных побегов image028_d00666fef69cc5002ba243c93759662f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя в виде:

image030_909e645f361adf3d81c67389595fc09b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(4)

Раскодировка переменных значений уравнения позволяет записать его в виде:

image031_d47b8cdb714d16832d7c397d4cc9d1a1 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(5)

Коэффициенты нормального усилия image004_0_7bdbed59c52c2bd225d784f81bbfb373 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, равные image032_8cc31f8410df1feee779a37e7273b69f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image033_f49e5c9d6e1b35d80576ca0047844150 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, а также коэффициенты взаимодействия с image025_d18e2466644d5e0902893e883499d0b0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при расчёте оказались незначительными, то есть влиянием нормального усилия image034_8d880d7b239421834ea3243fd0b20413 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя на величину коэффициента трения image035_dbde90ea206aa059da8d584f041e38a1 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя можно пренебречь.

Как отмечалось ранее, для обоснования рациональных параметров рабочих органов лозоизмельчителя необходимо проанализировать критерий оптимизации image009_0_7e3406c80312485eebc1981c2d5072b8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, решив для этого оптимизационные, аналитико-геометрические и интерполяционные задачи.

Оптимизационной задачей, поставленной в эксперименте, является нахождение такого сочетания факторов, которое обеспечивает максимальное значение выходного параметра image035_dbde90ea206aa059da8d584f041e38a1 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Для этого продифференцируем уравнение (4) последовательно по image036_24a62f3c3c348d873f713920480d1bbb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя:

image037_6f4a47f2771894a99027b9622607655d Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

 

image038_830e0532bb41d1d323119b9639e245ac Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

(6)

image039_9f25789f039927678ad71b09af321109 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

 

После соответствующих преобразований получаем следующие значения переменных:

image040_2f2cc15e590a7f9c4bbb7d84004fc524 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя; image041_31a65626c7026cb72ad07e870f3e2809 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя; image042_978f16ff6947cf0bea0f0fc0d42232af Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Подставляя полученные данные в уравнение регрессии, получим максимальную величину коэффициента трения, равную image043_78f62f19bddc124eb51137e9cc38860e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Значения скорости трения image013_0_7265edfee48cc2c83bd1ca46c6517b87 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, влажности image017_9fecefd51c41f21b9307d333430b0d50 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и жёсткости виноградных побегов, соответствующие image044_0ce76f3e377ddeb94c638a9a6ed8853d Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image028_d00666fef69cc5002ba243c93759662f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя определены следующим образом:

image045_f1b5aa2800ebdf6ca5038f5ce23765a0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image046_ba53243346dc85af3be43a35d44b1e8b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

image047_df32ad0b789e6f1f0de3a4c1aff9d3be Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя

Теоретический анализ выходного параметра image009_0_7e3406c80312485eebc1981c2d5072b8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя показал, что максимальная его величина получена при значениях image048_3ca61d12c152563e0f25f15a946a188d Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, выходящих за пределы эксперимента. Кроме того, значения жёсткости лозы получены с отрицательным знаком, что практически не выполнимо.

Согласно проведённым нами исследованиям, минимальная жёсткость лозы image049_232702c372538b9f5cd1f9c4aaee31d3 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя (при image050_892cbd08b0052a883b444af29e00c37b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя). Подставив реально возможные значения переменных факторов в уравнение регрессии, получим максимально возможное значение параметра оптимизации image051_55df9ce7df5952c31ccfc69059e6b1e7 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Решение интерполяционной задачи позволило нам графически представить характер изменения входного параметра при изменении какого-либо переменного фактора в пределах эксперимента от image052_33c7ed88c0e336d79f8a75048b08def8 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя до image053_9838bdd825d047829ea4c198abb1789e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при постоянном значении остальных факторов.

На рис.1 представлены зависимости коэффициента трения движения от скорости трения image054_19a1252ac3179a4ba9a0c88e4339fcb0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image055_6e3bbe9f2eb2641e3f61fe6135b7362a Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя; от жёсткости побегов image056_f67a72e27820b01f70a95fd351554fb5 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image057_026be2a7c8c5af7bea3b8b67434b1ede Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя; от влажности побегов image058_f4537ae666ba2e01c6427c557e594a8e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image059_dcee0f837d19d4e90074e37dc8d6ca0b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Из зависимости image054_19a1252ac3179a4ba9a0c88e4339fcb0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя видно, что при увеличении скорости трения от image060_8f73d13fde23bcf41a1ccd9ca4153c29 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя до image061_0324768e0c7ba78d03c3607ea6350f51 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя происходит увеличение коэффициента трения, причём при скоростях больших image062_589b5260810b08bd69c3128285109910 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя коэффициент трения увеличивается менее интенсивно, принимая значения близкие к максимальному.

Описание: Статья Бауков Бауков 1

 

Рис.1. Зависимость коэффициента трения image064_fa6dadfec6677541575037997424c704 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя от:

-  скорости трения image054_19a1252ac3179a4ba9a0c88e4339fcb0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image055_6e3bbe9f2eb2641e3f61fe6135b7362a Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

-  жёсткости побегов image056_f67a72e27820b01f70a95fd351554fb5 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image057_026be2a7c8c5af7bea3b8b67434b1ede Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

-  влажности побегов image058_f4537ae666ba2e01c6427c557e594a8e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при image059_dcee0f837d19d4e90074e37dc8d6ca0b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Наблюдаемая зависимость image065_c4479f94f6966360543fe35b75df7d45 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя объясняется быстрой сменой образующих и разрушающих фрикционных связей и обусловлена проявлением реологических процессов в деформационной зоне, изменяющих шероховатость поверхности и величину сопротивления.

Увеличение сил трения происходит за счёт вязкости фрикционного контакта, возрастающей за счёт увеличения площади контакта и сопротивлению деформированию микронеровностей виноградного побега.

При увеличении скорости более image062_589b5260810b08bd69c3128285109910 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя между трущимися поверхностями успевает образоваться гигроскопическая плёнка, которая снижает трение.

Согласно исследованиям [7] коэффициент трения упруго-пластических материалов, как правило, имеют возрастающие максимальные и убывающие значения с увеличением скорости.

Изменение коэффициента трения движения image058_f4537ae666ba2e01c6427c557e594a8e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя при увеличении влажности побегов имеет свой максимум при image066_d7dc07ce9e41100b22cb2ff3c90c9a67 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Увеличение сил трения при росте влажности побегов до image067_d8cfdab816d9dee7e361b8d5d66e4ab6 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя происходит за счёт волнообразования сформированных микронеровностей. В этом случае влаги ещё недостаточно для образования устойчивой смазочной плёнки. При дальнейшем увеличении влажности происходит снижение коэффициента трения, что объясняется образованием устойчивой гигроскопической влажной плёнки, между исследуемым образцом лозы и поверхностью трения.

Из зависимости image056_f67a72e27820b01f70a95fd351554fb5 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя видно, что с увеличением жёсткости исследуемых побегов виноградной лозы, сила трения уменьшается, что объясняется менее интенсивными деформациями микронеровностей и, следовательно, снижением энергозатрат на образование поверхности трения лозы.

Полученные зависимости не позволяют в полной мере проанализировать суммарное влияние переменных факторов на входящий параметр. Поэтому нами были построены двумерные сечения поверхности отклика. Для этого мы поочерёдно подставляем значения image048_3ca61d12c152563e0f25f15a946a188d Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, равные нулю в уравнение (4).

В результате получены уравнения, характеризующие влияния на величину коэффициента трения:

-  скорости трения image023_0d92da9f91f712954addba6ef1682bc0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, жёсткости побегов image028_d00666fef69cc5002ba243c93759662f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

-  скорости трения image023_0d92da9f91f712954addba6ef1682bc0 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, влажности побегов image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

-  влажности побегов image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, жёсткости побегов image028_d00666fef69cc5002ba243c93759662f Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

image068_0aedbfcbd4f0a3f8ad97496121b1b1d4 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

 

image069_8eba11866233efe3c02e3d09993aabe5 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

(7)

image070_4e08baa5d1be5acf1fe3f2283dd660c6 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

 

Координаты центров поверхностей откликов получим дифференцированием уравнений (7) и значения соответствующих коэффициентов:

image071_13ce20228278787504156b7b0c5b3fbc Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image072_8298963ed12ab684466a55fc295ae4f4 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя для image073_c1a7515144813c8b3061476270d2f4fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

image074_cc4f340c26dff8fbc7bb55b7187e3385 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image075_604d97a50cd7ba5fb27fb4b116c5a8da Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя для image076_3a365ee96d0c83ba25468778766bcf99 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

image077_574a6ba084c3a559a9d4202141909202 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image078_a015d8166c5e47c73b8aad5193fbb143 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя для image079_9e2e39bd8b12e0fccad049aa0a0af55b Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Подставляя эти коэффициенты в уравнения (7) получим: image080_aa89c2824a1eef79f647903dd60bda49 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, image081_c82c113717b355c24df09e18cc79c3f6 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, image082_91714059b69a55fa65cc5c99b646bb44 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и исходные уравнения в виде:

image083_9f4aa78f31b74ba9b93f8559ff85ac24 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

 

image084_edcd8b08d5efda98a984b3adeb5e4ed4 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

(8)

image085_203f54f18b6c2d8398f484766a88ba31 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

 

Построение контурных кривых, соответствующих уравнениям (8) производилось на ЭВМ с помощью программного продукта GRAF. В результате получено семейство сопряжённых эллипсов (линий равного значения коэффициента трения движения). После соответствующе расшифровки графиков получены двумерные сечения поверхности отклика, характеризующие коэффициент трения в исследуемом диапазоне.

Из этих графиков (Рис.2) установлено, что минимальное значение коэффициента трения движения в рассматриваемом сечении поверхности отклика при факторе image016_0_8d8b598fffbb69eeddc7756c6d0a3c40 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, взятом на нулевом уровне, равно image086_b805eb94220268fce24849ea27d11823 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и имеет место при скорости трения около image087_15b211d72177794fc5fa4d99f1061802 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и жёсткости побегов image088_0f30829efd96d4245700521fb04de739 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Максимальное значение image089_36f796441099c3cffb84510e75f0cd27 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя получено при image090_8bfa8c7c44dadcfbbfe67c1732cf86ba Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image049_232702c372538b9f5cd1f9c4aaee31d3 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Описание: Статья Бауков Бауков 2

Рис.2. Зависимость коэффициента трения image089_36f796441099c3cffb84510e75f0cd27 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя от изменения скорости трения image092_9f142e2a6b5d311532e77267fd4f2e7c Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и жёсткости побегов image093_d8385649e3f78f76730f41cb1e706b70 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

При постоянных значениях скорости трения наблюдается уменьшение значения image089_36f796441099c3cffb84510e75f0cd27 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя с увеличением жёсткости побегов, причём наиболее интенсивное изменение происходит при скорости image094_0acb7afd5fe91e92f5943c85c74bb37e Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

При постоянных значениях жёсткости побегов с увеличением скорости трения наблюдается рост коэффициентов трения. Наиболее интенсивное изменение коэффициента трения происходит при малой жёсткости. Это позволяет сделать вывод о неравномерности изменения коэффициента трения при изменении скорости трения и жёсткости побегов. Всё зависит от степени влияния того или иного фактора на его величину в конкретно выбранном случае. Возможно три варианта:

-  влияние жёсткости побегов доминирует над влиянием скорости трения, в этом случае произойдёт снижение image089_36f796441099c3cffb84510e75f0cd27 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя;

-  влияние жёсткости побегов и скорости трения приблизительно равно, в этом случае значение image089_36f796441099c3cffb84510e75f0cd27 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя остаётся неизменным;

-  влияние скорости трения доминирует над влиянием жёсткости побегов – произойдёт увеличение image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Из наших исследований следует, что наименьшее значение image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя имеет при скорости трения image087_15b211d72177794fc5fa4d99f1061802 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и влажности побегов image096_64e700e1de58dd9b4519edf0c4cc6a48 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, а наибольшее, соответственно, при image090_8bfa8c7c44dadcfbbfe67c1732cf86ba Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image097_49e1a74f586b947adbfce24315903421 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. При постоянных значениях скорости трения увеличение image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя наблюдается при росте влажности до image098_0252646396864791ae6209b50bc7dc43 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Дальнейшее увеличение влажности побегов снижает силы трения по причинам, описанным ранее. Возрастание скорости трения при любой влажности побегов приводит к росту значения image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Изменение сил трения зависит от степени влияния image013_0_7265edfee48cc2c83bd1ca46c6517b87 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image017_9fecefd51c41f21b9307d333430b0d50 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя на величину image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя в конкретно выбранном варианте. Если влияние влажности побега преобладает над влиянием скорости трения на силы трения, происходит снижение image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. В противном случае коэффициент трения увеличивается.

Исследование суммарного влияния жёсткости и влажности побегов на изменение коэффициентов трения показало, что наибольшее image095_d83f75e0daff49bd8a7b1aa4cac167fb Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя наблюдается при максимальных значениях жёсткости и влажности побегов; наименьшее – при их минимальных значениях. Рост жёсткости и влажности побегов приводит к снижению силы трения при любой их комбинации, что позволят сделать вывод о меньших затратах энергии на трение при резании у многолетних влажных побегов винограда по сравнению с однолетними.

Вывод. При расчёте оптимальных параметров режущих пар лозоизмельчающей машины необходимо задаться определённой величиной коэффициента трения виноградной лозы, рассчитанного по уравнению (4).

При этом надо учитывать, что оптимальная скорость резания, а, следовательно, и скорость трения обосновывается и определяется из последующей серии экспериментов. Поэтому при построении продольного профиля ножа и противореза надо исходить из следующих соображений:

-  подбор и перемещение виноградных побегов по поверхностям ножа и противореза должно происходить при любом физико-механическом состоянии лозы;

-  технологический процесс измельчения лозы должен выполняться как при максимальных, так и минимальных значениях коэффициента трения скольжения.

Для определения коэффициента трения необходимо выбирать такие значения скорости трения, влажности и жёсткости, при которых коэффициент трения принимает максимальные значения, а именно соответственно image099_d03866662e2a2689d7cf2d9e1e04efe6 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя, image100_0f2e4ac8524a0ae561cc6c50f377e514 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя и image049_232702c372538b9f5cd1f9c4aaee31d3 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. При этих значениях коэффициент трения принимает значение image101_0ab833832dca9aa6ec2df1682d1423db Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя. Угол трения – image102_b4a0f9ee7a874681b125ba794ee0b533 Динамический коэффициент трения виноградной лозы по лезвию её измельчителя.

Список литературы.

1.  Бауков А. А. – теоретическое обоснование оптимальных параметров рабочего органа измельчителя ветвей ягодных культур. Научные труды Крымского ГАУ, выпуск 77, Симферополь, 2002.

2.  Бауков А. В., Бауков А. А. – Обоснование геометрии режущей пары лозоизмельчителя. Сборник научных работ Луганского национального аграрного университета. Серия: Технические науки №76(99), Луганск, 2007.

3.  Тищенко А. И. – Физико-механические свойства древесины ветвей плодово-ягодных растений. М., ВИСХОМ, Выпуск 32, 1962.

4.  Балановский В. А. – Исследование процесса механизированного снятия виноградных лоз со шпалерных проволок. Ялта, 1997.

5.  Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в механизации уборочных работ в садоводстве. М. НИЗИСНП, 1987.

6.  Форсайт Дж. Машинные методы математического программирования. Мир, 1988.

7.  Крагельский И. В. Коэффициенты трения. М. Машгиз, 1962.

Бауков А. В., к. т.н., доцент ЮФ НУБиП Украины «КАТУ»

Бауков А. А., к. т.н., НИВиВ «Магарач»