Для выполнения огромного объема работ по уборке плодов требуется создание высокопроизводительных уборочных средств, поэтому следующим шагом в развитии технических средств явилась разработка плодоуборочных платформ (одноместных и многоместных) различных конструкций. Применение платформ, позволяет получить экономию затрат труда, по сравнению с лестницами, 40 – 70%. Однако и в этом случае съем плодов с деревьев осуществляется вручную.
Самоходные многоместные платформы для сбора нежных плодов широко применяются в европейских странах (Италии, Франции, ФРГ и др.) и США. Особенно много типов плодоуборочных платформ изготовляют в Италии.
Фирма Строччи изготовляет гидропневматическую прицепную двухосную платформу, которую применяют для сбора плодов и обрезки кроны. На рабочих площадках платформы могут размещаться 4 – 6 сборщиков. При этом каждый сборщик индивидуально с помощью гидропривода может произвольно изменить положение рабочей площадки.
Фирма Рафор изготовляет одноосную платформу для сбора плодов и обрезки кроны как в прицепной, так и в самоходной модификации.
Кроме указанных фирм, изготовлением многоместных плодоуборочных платформ в Италии занимаются фирмы Текнораньо, Космаг, Конди, Каттелани и др. При этом для объемных садов изготовляются сложные, полностью гидрофицированные многоместные платформы, а для пальметтных — также многоместные, но более простые.
В пальметтных садах (слово «пальметта» итальянского происхождения, обозначает кисть руки с растопыренными пальцами или лист пальмы) высаживают 500 – 1000 деревьев на 1 га (ширина междурядий 3 – 5 м, расстояние между деревьями в ряду 2,5 – 4 м). Высота и размер деревьев в ряду зависят от способа формирования кроны. При шпалерной (плоской) формировке ширина кроны в ряду не превышает 1,5 м, высота 3,2 м. При свободной формировке диаметр кроны составляет 3 – 4 м, высота 5 – 5,5 м. Для пальметтных садов со свободной формировкой кроны применяют сложные платформы, с плоской — упрощенные прицепные и самоходные платформы, которые, так же как и предыдущие, оснащаются оборудованием для обрезки кроны.
Общей особенностью европейских платформ для уборки плодов в пальметтных садах с плоской формировкой кроны является наличие четырех выдвижных рабочих площадок — двух нижних и двух верхних. Самоходные платформы оснащаются двигателями внутреннего сгорания мощностью 14 – 22 л. с, имеют четыре ведущих колеса, скорость движения их широко регулируется. На одной платформе работают 6 – 8 сборщиков (один из которых по совместительству водитель) и 2 грузчика. Перемещение рабочих площадок осуществляется различными простейшими способами.
Плодоуборочные платформы разрабатывают и изготовляют также во Франции, Швейцарии, Румынии, Югославии, Англии, Швеции, Дании и других европейских странах.
В нашей стране проходит государственные испытания комплекс машин для уборки плодов в пальметтных садах, разработанный СКВ по машинам для садов и виноградников зоны Средней Азии и бахчевых культур (г. Ташкент), ВИСХОМом, Всесоюзным научно-исследовательским институтом садоводства им. И. В. Мичурина (ВНИИСом) и УкрНИИСом.
Комплекс состоит из полуприцепной машины КПП-1,6 для сбора плодов и формирования кроны деревьев в пальметтных садах, прицепа-контейнеровоза ПК-4, погрузчика ППК-0,5 и комплекта контейнеров КСП-0,5. Машина КПП-1,6 агрегатируется с трактором МТЗ-50 (или МТЗ-52), на который навешен портальный погрузчик контейнеров ППК-0,5.
Наибольший эффект от применения комплекса машин наблюдается при одновременной работе трех плодоуборочных платформ с одним прицепом-контейнеровозом.
Машина КПП-1,6 предназначена для непрерывного поярусного сбора плодов в садах с плоской формировкой кроны и шириной междурядий 3,5 – 5,0 м при высоте деревьев до 4,0 м. Для производства работ по детальной обрезке и формированию кроны машина комплектуется пневматическим механизированным и ручным инструментами.
Техническая характеристика машины КПП-1,6
Производительность за 1 ч чистой работы: | |
при уборке плодов, кг |
2000 |
при обрезке кроны, деревьев | 156 |
Количество бортовых транспортеров | 2 |
Угол наклона трапа к горизонту, град. | 39 |
Высота ступеньки трапа от земли, мм: | |
нижней | 500 |
верхней | 2740 |
Расстояние между ступеньками трапа, мм | 320 |
Размеры ступеньки трапа, мм: | |
ширина | 360 |
длина | 400 |
Количество обслуживающего персонала: | |
при уборке плодов | 8 — 15 |
при обрезке кроны | 7 — 11 |
Габаритные размеры в рабочем положении, мм | |
длина | 6500 |
ширина | 2220 — 3220 |
высота | 3900 |
Дорожный просвет, мм | 300 |
Масса (без контейнеров, плодов и сборщиков), кг | 2200 |
Машина КПП-1,6 (рис. 31) состоит из рамы 1 с колесным ходом 6, трапов 3 с механизмами 16 перемещения и рукояткой 12 для управления механизмом перемещения, генератора 4, системы транспортеров (подручного 14 на трапах, вертикального 8 с приемным устройством 9, сортировочного 20) с механизмом привода 18, карданной передачи 2, рольганга 5, виброплощадки 7 с механизмом 17 подъема, пульта управления 19, наполнителя 11, бункера 10 нестандартных плодов и площадки 21 для сортировщика и оператора. На рольганге 5, так же как и на виброплощадке 7, установлены контейнеры 15 и 13.
Рама 1 состоит из двух лонжеронов, дышла с устройством для сцепки с трактором и наклонных стоек. Стойки и лонжероны соединены поперечинами. К стойкам приварена рама для площадки сортировщиков и кронштейны для крепления всех узлов машины.
Трап 3 изготовлен из двух гнутых из листа швеллеров размером 264X30x3 мм. Между швеллерами вварены ступеньки, на которые наложены деревянные настилы. На наружной стороне лонжеронов установлены трубчатые кронштейны, в которых смонтирован подручный транспортер 14, состоящий из цепи и транспортерного полотна с приклепанными скребками.
Колесный ход 6 состоит из двух колес с шинами 380X960.
Генератор 4 приводится в действие через карданную передачу 2 и промежуточный карданный вал.
Рольганг 5 состоит из двух направляющих с закрепленными на них свободно вращающимися роликами. В задней части рольганга установлены две аппарели (ограничители), удерживающие контейнеры от самопроизвольной разгрузки.
Виброплощадка 7 состоит из верхней и нижней рам. На верхней раме имеются упоры для установки контейнера и шарнирное устройство с гидроцилиндром для фиксации (зажима) контейнера на площадке. Под нижней рамой закреплен электровибратор. Верхняя и нижняя рамы соединены между собой через резиновые амортизаторы.
Наполнитель 11 контейнеров плодами представляет собой цепной ячеистый транспортер, к корпусу которого прикреплен специальный укладывающий механизм, имеющий вертикальный вал и четыре лопасти, шарнирно закрепленные на осях и расположенные перпендикулярно к вертикальному валу. Одна из лопастей через вертикальный толкатель связана с концевым выключателем автоматической системы опускания контейнера в процессе наполнения плодами.
Рис. 31. Схема машины КПП-1,6 для сбора плодов и формирования кроны деревьев в пальметтных садах
Сортировочный транспортер 20 выполнен волновым. Он состоит из рамы, двух винтовых валов и набора металлических обрезиненных прутков. Винтовые валы установлены в продольных балках рамы транспортера. На них, через прорези балок, уложены противоположными концами прутки, что придает транспортеру волнистую поверхность. При вращении винтовых валов прутки, поднимаясь и опускаясь, создают «бегущие волны» на сортировочной поверхности. Подобное устройство транспортера снижает до минимума повреждение плодов и дает высокую обзорность их поверхности, позволяя отбраковывать нестандартные плоды. Транспортер оборудован специальной заслонкой, перекрывающей поток плодов на лоток наполнителя лри смене контейнера.
Вертикальный транспортер 8 имеет кожух, внутри которого находятся два цепных контура, соединенных между собой перемычками. На перемычках с определенным провисанием укреплено эластичное полотно, образующее ячейку для плодов. Приемное устройство 9 вертикального транспортера выполнено в виде лотка с механизмом для порционной загрузки плодов. В верхней части вертикального транспортера расположено устройство для выгрузки плодов из ячеек на сортировочный транспортер.
Площадка 21 для сортировщика и оператора, прикрытая деревянным настилом, оборудована двумя убирающимися сиденьями, лестницей для подъема на нее и перилами.
Механизм 16 перемещения трапов состоит из трубы квадратного сечения, жестко укрепленного пальца, на котором установлен трап, и кронштейна для крепления гидроцилиндра выдвижения трапа. Квадратная труба механизма выдвижения телескопически входит в квадратную трубу рамы. Уменьшение усилий на выдвижение достигается установкой на трубах специальных роликов. Каждый трап оборудован двумя механизмами выдвижения. При этом механизмы могут работать автономно или вместе, что позволяет при необходимости выдвинуть одну часть трапа (нижнюю или верхнюю) или сразу весь трап.
Бункер 10 для нестандартных плодов принимает плоды с сортировочного транспортера. В верхней части бункера имеются два окна, через которые при помощи лотков с приемными воронками загружают нестандартную продукцию, а внизу сделан люк с дверкой для выгрузки плодов.
Механизм 18 привода транспортеров состоит из мотор-редуктора, набора приводных и натяжных звездочек и нескольких контуров приводных цепей. С помощью этого механизма осуществляют привод сортировочного и вертикального транспортеров и наполнителя контейнеров плодами.
Механизм 17 подъема виброплощадки состоит из электродвигателя и червячного редуктора с укрепленным на нем барабаном и системой поддерживающих роликов. На барабан наматывается трос, поднимающий или опускающий виброплощадку. Механизм подъема имеет электротормоз.
Пульт управления 19 оборудован пускателями, световой и звуковой сигнализацией и контрольно-измерительными приборами. Вблизи пульта установлен рычаг управления гидрозажимом для фиксации контейнера на виброплощадке.
Технологический процесс работы заключается в следующем. Машина КПП-1,6, агрегатируемая с трактором, въезжает в междурядье плодоносящего сада. Предварительно лестничные трапы 3 раздвигают таким образом, чтобы сборщики могли снимать руками плоды с двух полурядов деревьев. Снятые плоды сборщики укладывают в приемные лотки подручных транспортеров 14, которыми они подаются в заднюю часть машины на поперечные сортировочные транспортеры 20. Далее плоды направляются в приемный лоток наполнителя 11. Наполнитель снабжен укладывающим механизмом плодов, обеспечивающим мягкую укладку их в контейнер.
По мере наполнения контейнер специальным автоматическим механизмом 17 опускается и устанавливается на рольганг 5 платформы. Порожние контейнеры подают на платформу портальным погрузчиком (на схеме не показан). При этом контейнеры стопорятся и по одному захватываются механизмом 17, который поднимает порожний контейнер под наполнитель 11 и, по мере его наполнения, опускает на рольганг 5, как было указано.
В процессе заполнения контейнера плоды можно уплотнять с помощью вибрации, что обеспечивает более оптимальное использование тары и уменьшает повреждение плодов при транспортировке. Заполненный плодами контейнер с наклонного рольганга 5 опускается в междурядье сзади платформы.
Сортировка плодов может осуществляться на поперечных транспортерах 20 волнового типа, позволяющих в процессе прохождения поворачивать плоды для улучшения их осмотра и отбраковки. На платформе имеется задний вертикальный транспортер 8 ковшового типа, в который укладывают плоды, снятые сборщиками с земли.
Прицеп-контейнеровоз ПК-4 предназначен для вывозки из сада урожая фруктов, винограда и других грузов в контейнерах или на поддонах, а также для расстановки порожних контейнеров в междурядьях садов и виноградников. Он может работать с контейнерами, имеющими длину или ширину, равные 1200 мм, и высоту до 840 мм.
Прицеп-контейнеровоз ПК-4 (рис. 32) состоит из рамы нижнего яруса 9, колесного хода 7, откидной аппарели 4, рамы верхнего яруса 3 и четырех стоек 8 и 5. Стойки соединены с верхней и нижней рамами шарнирно, образуя параллелограмм. Подъем и опускание рамы верхнего яруса осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 6. Рама нижнего яруса оборудована рольгангом с роликами 2 и 13. Прицепной серьгой прицеп-контейнеровоз соединяется с навесным устройством 10 трактора. Прицеп оборудован тормозным цилиндром 12, гидравлическими шлангами 11 и инструментальным ящиком 7.
Рис. 32. Схема прицепа-контейнеровоза Пк-4 с поднятой рамой верхнего яруса
Техническая характеристика прицепа-контейнеровоза ПК-4
Грузоподъемность (без учета массы контейнеров), т |
3,5 |
Скорость движения, км/ч: | |
по дорогам |
До 25 |
по саду |
До 8 |
Ширина колеи, мм | 1800 |
Дорожный просвет, мм |
350 |
Габаритные размеры, мм: | |
длина |
6560 |
ширина |
2190 |
высота без контейнеров |
2100 |
Обслуживающий персонал |
Тракторист |
Масса (без контейнеров), кг |
1200 |
Технологический процесс работы прицепа-контейнеровоза (рис. 32) заключается в следующем. Так как прицеп имеет две рамы, на которые устанавливают контейнеры, то загружают вначале верхнюю площадку. Для этого раму верхнего яруса 3 с помощью гидроцилиндров опускают вниз ниже уровня верхних образующих рольганга, смонтированного на раме нижнего яруса 9. Погрузчик устанавливает контейнер на переднюю часть рольганга, приподнимая которую навесным устройством трактора, спускают контейнер в заднюю часть рамы верхнего яруса. На освободившееся место устанавливают новый контейнер, и процесс его спуска повторяется. Полный комплект на раме верхнего яруса состоит из пяти контейнеров. После установки контейнеров раму верхнего яруса поднимают в верхнее положение. Далее в такой же последовательности загружают шесть контейнеров на раму нижнего яруса. Затем прицеп-контейнеровоз навесным устройством трактора устанавливают горизонтально и транспортируют к месту разгрузки.
Для поштучной разгрузки порожних контейнеров, которая необходима в саду, на прицепе предусмотрен механизм фиксации, обеспечивающий разгрузку контейнеров по одному. Вначале разгружают контейнеры, расположенные на раме нижнего яруса, затем опускают раму верхнего яруса и разгружают контейнеры, размещенные на ней. При разовой разгрузке всех заполненных плодами контейнеров отключают механизм фиксации поштучной разгрузки и контейнеры, сначала с нижней, а затем с верхней рамы, разгружают последовательно при перемещении агрегата вперед.
Портальный погрузчик контейнеров ППК-0,5 предназначен для погрузки контейнеров, расположенных в один ярус в междурядьях садов (виноградников) и местах складирования пустой тары, на саморазгружающиеся транспортные средства и может быть использован для загрузки плодоуборочных платформ пустой тарой.
Погрузчик (рис. 33) состоит из рамы 2, стрелы 5, грузозахватного устройства 6 и гидросистемы 4, при помощи которой осуществляется управление стрелой и механизмами грузозахватного устройства. Рама погрузчика навешена на лонжероны 1 и задний мост 3 трактора МТЗ-50 (МТЗ-52). На раме установлена стрела, совершающая возвратно-поворотное движение. Стрела выполнена П-образной с поперечной связью, увеличивающей жесткость и обеспечивающей защиту кабины трактора от перегружаемого груза. На верхний поперечный элемент стрелы навешивается грузозахватное устройство, обеспечивающее плоско-параллельное перемещение груза и включающее опорную рамку, крюки для захвата контейнера за скобы и механизм поворота контейнера в горизонтальной плоскости. Для управления механизмами погрузчика на тракторе устанавливают дополнительный гидрораспределитель.
Рис. 33. Схема портального погрузчика контейнеров ППК-0,5
Для погрузки на транспортную платформу поддонов с грузом к погрузчику прилагают вильчатое грузозахватное устройство, которое также обеспечивает плоско-параллельное перемещение грузов. Вильчатое устройство может быть использовано для загрузки на транспортную платформу контейнеров, не имеющих грузозахватных скоб.
Техническая характеристика портального погрузчика контейнеров ППК-0,5
Грузоподъемность, кг |
350 |
Производительность теоретическая за час чистой работы, шт. |
60 |
Обслуживающий персонал: | |
тракторист | 1 |
строповщик | 1 |
Ширина стрелы в транспортном положении, мм |
2230 |
Масса, кг: | |
без вильчатого подхвата |
600 |
с дополнительным вильчатым подхватом |
650 |
Технологический процесс работы погрузчика складывается из ряда операций, основными из которых являются подъезд к контейнеру; опускание грузозахватного устройства портального погрузчика на верхнюю обвязку контейнера (в случае работы с вилочными подхватами — ввод их в окна поддона контейнера) с ориентацией его строповщиком; захват контейнера за скобы грузовыми крюками; перенос контейнера через трактор поворотом стрелы и установка его на транспортное (или уборочное) средство; освобождение грузозахватного устройства; поворот стрелы в исходное положение. Наиболее эффективная работа погрузчика осуществляется с контейнерами КСП-0,5 конструкции СКВ (г. Ташкент).
Рис. 34. Контейнер КСП-0,5:
а — общий вид; б — контейнер в разъемном состоянии
Контейнер КСП-0,5 (рис. 34, а) предназначен для затаривания снятых с дерева семечковых плодов, транспортирования и хранения их до реализации. Захват и подъем контейнера может осуществляться как за грузозахватные скобы, расположенные по углам, так и с помощью вилочных погрузчиков, вилы которых входят в отверстия поддона контейнера.
Контейнер представляет собой комбинированный деревянно-металлический ящичный поддон с решетчатыми стенками и дном, изготовленными в виде деревянных щитов, прикрепленных к металлическому каркасу скобами.
Металлический каркас выполнен разъемным по диагонали (рис. 34, б) на две одинаковые, шарнирно соединенные по дну половины. Фиксация половин в верхней части контейнера, в зоне разъема осуществляется замками. Такая конструкция позволяет порожние контейнеры вкладывать друг в друга, а наполненные плодами устанавливать друг на друга. При штабелировании наполненной тары грузозахватные скобы предотвращают сползание и опрокидывание верхних контейнеров относительно нижних. Разъемносгь контейнеров позволяет на одном автомобиле ЗИЛ-130 перевозить 88 контейнеров.
Объем контейнера 0,52 м3, в него помещается 270 – 350 кг плодов; полезная внутренняя высота 620, длина 1148, ширина 725 мм; наружные габаритные размеры – длина 1200, ширина 885, высота 880 мм; общая масса 50 – 53 кг.
В ряде стран разработаны новые технологии ручного съема плодов и предложены соответствующие комплексы машин, обеспечивающие поточность процессов уборки и вывозки урожая из сада.
Так, специалистами ВНИИСа им. И. В. Мичурина, предложена поточная технология для ручного съема плодов, идущих на длительное хранение. Комплекс машин, необходимый для осуществления поточной технологии, состоит из низкогабаритных саморазгружающихся уборочно-транспортных прицепов, разработанных на базе прицепов ПТ-3,5, и многоместных высоких платформ с выдвижными площадками (рис. 35).
Рис. 35. Технологическая схема вывозки собранных плодов из сада с помощью уборочно-транспортных средств
Плоды снимают поярусно: с нижнего яруса кроны — с применением уборочно-транспортных прицепов, со среднего и верхнего — с помощью высокой платформы. В бригаду сборщиков входит 20 – 30 человек. Сборщики внизу собирают плоды в плодосборные сумки или в ведра и высыпают их во все восемь контейнеров, находящихся на прицепе. Уборку ведут с двух рядов или с двух полурядов. По мере передвижения сборщиков тракторист периодически подтягивает к ним прицеп с контейнерами. При заполнении всех контейнеров тракторист вывозит прицеп на межквартальную дорогу, отцепляет его и прицепляет резервный прицеп с пустыми контейнерами. Если расстояние от сада до места разгрузки не превышает 3 км, смену прицепов не производят.
Разгрузка прицепа осуществляется за 1 мин путем подъема гидравлической системой трактора передней части прицепа, в результате чего контейнеры скатываются по роликовой дорожке.
С верхних ярусов деревьев плоды снимают в последнюю очередь, при этом используют платформу, на которой находятся 8 – 10 сборщиков и несколько контейнеров. Заполненные плодами контейнеры разгружают на межклеточной дороге.
Применение такой технологии уборки, по данным авторов, повышает производительность труда в 1,5 – 2 раза по сравнению с общепринятой уборкой с помощью лестниц и подставок. Предлагаемая технология и комплекс машин повышает выход стандартной продукции на 5 – 10%, что дает дополнительную прибыль на 1 т яблок.
Использование машин по предложению ВНИИС им. И. В. Мичурина обеспечивает увеличение производительности сборщиков за счет лучшей организации труда, более высокого темпа работы, минимальных переходов сборщиков до места опорожнения плодосборных сумок или ведер; за счет лучшего использования техники, так как отпадают операции по завозу тары по бригадам, расстановке ее в междурядьях сада, погрузке на транспортные средства, ликвидируются холостые ездки из сада в бригаду при вывозке тары. Вместе с тем уменьшаются расходы на ремонт тары, так как в сад ее завозят только в необходимых количествах и не разгружают, тем самым устраняются причины ее поломок.