Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine

Justification of the suspension type of a single-axle fruit transport trailer

Viktor Martishko, Yuriy Humeniuk, Roman Osadchyi, Oleksandr Karlash, Bohdan Horislavsky
Download article
Abstract

Актуальність дослідження обумовлена важливістю збереження плодової продукції, на якість якої впливають механічні пошкодження плодів під час транспортування, пов’язані із специфічними труднощами через їх значну чутливість до механічних впливів, тому зменшення динамічної дії на плоди вимагає удосконалення конструктивних параметрів спеціальних транспортних засобів та рекомендацій щодо їх використання. Метою роботи було провести порівняльні дослідження рівня вертикальних прискорень причепа з балансирною та безбалансирною підвісками та довести доцільність використання останньої для перевезення плодів. Досліджено вплив конструктивних параметрів та експлуатаційних факторів одновісних причепів на вертикальні прискорення та їх розподіл в енергетичному спектрі коливань транспортного засобу при перевезенні фруктів. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження і виконано порівняльний аналіз вертикальних прискорень двох типів підвісок. В ході теоретичних досліджень розв’язано диференціальне рівняння для оцінки рівня вертикальних прискорень з урахуванням наступних факторів: типу підвіски; параметрів балансира; нерівностей профілю дороги; радіальної деформації та жорсткості шин; швидкості транспортного засобу. Для підтвердження результатів теоретичних досліджень була проведена експериментальна оцінка вертикальних прискорень одновісного причепа з балансованою та безбалансирною підвісками при перевезенні плодів у саду по ґрунтовій міжквартальній дорозі. Результати дослідження показали, що середньоквадратичні значення вертикальних прискорень у діапазоні робочих швидкостей які виникали у причепів з безбалансирною підвіскою вищі, ніж у причепів з балансирною підвіскою. Встановлено домінування гармонік вертикальних коливань в діапазоні 1,75-2 Гц, на які припадає понад 55  % потужності спектра прискорень, що є визначальним для оцінки пошкодження плодів. Експериментально доведено, що при середній швидкості транспортування (близько 20  км/год), рівень вертикальних прискорень причепа з обома підвісками не перевищував допустимий рівень. Практичне значення роботи полягає в можливості застосування отриманих результатів при проектуванні та удосконаленні одновісних причепів для перевезення плодів, що сприятиме зменшенню втрат продукції та підвищенню ефективності роботи садівничих господарств

Keywords

soil irregularities; vibrations; mechanical damage to fruits; differential equations; vertical accelerations; amplitude-frequency characteristics

Suggested citation
Martishko, V., Humeniuk, Yu., Osadchyi, R., Karlash, O., & Horislavsky, B. (2025). Justification of the suspension type of a single-axle fruit transport trailer. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(3),114-127. https://doi.org/10.31548/dopovidi/3.2025.114
References
  1. Acican, T., Alibas, K., & Ozelkok, I.S. (2007). Mechanical damage to apples during transport in wooden crates. Biosystems Engineering, 96(2), 239-248. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2006.11.002.
  2. Al-Dairi, M., Pathare, P.B., & Al-Yahyai, R. (2021). Chemical and nutritional quality changes of tomato during postharvest transportation and storage. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 20(6), 401-408. doi: 10.1016/j.jssas.2021.05.001.
  3. Al-Dairi, M., Pathare, P.B., Al-Yahyai, R., & Opara, U.L. (2022). Mechanical damage to fresh produce during post-harvest transportation: Current state and future prospects. Trends in Food Science & Technology, 120, 195-207. doi: 10.1016/j.tifs.2022.04.018.
  4. Cigdem, D., & Aday, M.S. (2022). The effect of simulated vibration frequency on the physico-mechanical and physicochemical properties of peach during transportation. LWT – Food Science and Technology, 154, article number 110497. doi: 10.1016/j.lwt.2020.110497.
  5. Han, F., Du, W., Yang, J., Wang, W., Wu, Z., & Yang, Z. (2023). Bruise measurement of fresh market apples caused by repeated impacts using a pendulum method. Postharvest Biology and Technology, 195, article number 112143. doi: 10.1016/j.postharvbio.2022.112143.
  6. Harrison, A., & Van Houck, R. (2008). Logistics management: Development of strategies for logistics operations (3rd ed.). Hoboken: Prentice Hall.
  7. Hazbavi, I. (2013). Determination of physical properties of apricot fruit and proper height of box for storage and transportation of apricot fruit. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 15(3), 288-292.
  8. Hou, J., Ma, Z., Liu, X., Wang, H., Zhang, Y., & Li, J. (2024). Apple mechanical damage mechanism and harvesting test platform design. International Journal of Food Engineering, 20(2), 123-135. doi: 10.1515/ijfe-2023-0281.
  9. Jarimopas, B., Singh, S.P., & Saengnil, W. (2005). Measurement and analysis of truck transport vibration levels and damage to packaged tangerines during transit. Packaging Technology and Science, 18(4), 179-188. doi: 10.1002/pts.687.
  10. Kalchenko, B.I., Kozhushko, A.P., & Kiselev, A.R. (2017). Evaluation of the smoothness of the movement of a self-propelled machine under the influence of surface irregularities. Bulletin of the National Technical University “KhPI”, 30(1252), 56-63.
  11. Karbovanets, M.I., & Lazur, V.Y. (2019). Methods of operational calculus and its application. Uzhhorod: UzhNU Publishing House “Hoverla”.
  12. Khalid, S., Hassan, S.A., Javaid, H., Zahid, M., Naeem, M., Bhat, Z.F., Abdi, G., & Aadil, R.M. (2024). Factors responsible for spoilage, drawbacks of conventional packaging, and advanced packaging systems for tomatoes. Journal of Agriculture and Food Research, 15, article number 100962. doi: 10.1016/j.jafr.2023.100962.
  13. Khodaei, M., Seiiedlou, S., & Sadeghi, M. (2019). The evaluation of vibration damage in fresh apricots during a simulated transport. Research in Agricultural Engineering, 65(4), 112-122. doi: 10.17221/12/2019-RAE.
  14. Liu, X., Cao, Z., Yang, L., Chen, H., & Zhang, Y. (2022). Research on damage properties of apples based on static compression combined with the finite element method. Foods, 11(13), article number 1851. doi: 10.3390/foods11131851.
  15. Lozova, T.P. (2019). Tendencies and problems of logistics development of the market of fruit and berry products of Ukraine. Economic Innovations, 21(2), 70-82. doi: 10.31520/ei.2019.21.2(71).70-82.
  16. Martynenko, M.A., & Yuryk, I.I. (2008). Theory of functions of a complex variable. Operational calculus (2nd ed.). Kyiv: Slovo Publishing House.
  17. Martyshko, V.M., & Volyansky, M.S. (2018). Substantiation of the parameters of the vehicle for bulk transportation of apples. Machinery & Energetics, 9(4), 67-70.
  18. Martyshko, V.M., Volyansky, M.S., & Pryshlyak, V.M. (2012). Experimental studies of vertical oscillations of an ultralight mobile energy vehicle. Collection of Scientific Papers of Vinnytsia National Agrarian University, 10(1), 87-92.
  19. Massalitina, E.V. (2016). Operational calculus. Kyiv: NTUU “KPI”.
  20. Pretorius, C.J., & Steyn, W.J. (2012). Influence of road roughness on the transportation of fresh produce. In M. Abdollahi & Sh. Abdoola (Eds.), Proceedings of the 31st Southern African transport conference (SATC 2012) (pp. 142-153). Pretoria, South Africa.
  21. Słupska, M., Syguła, E., Komarnicki, P., Szulczewski, W., & Stopa, R. (2022). Simple method for apples’ bruise area prediction. Materials, 15(1), article number 139. doi: 10.3390/ma15010139.
  22. Soleimani, B., & Ahmadi, E. (2015). Evaluation and analysis of vibration during fruit transport as a function of road conditions, suspension system and travel speeds. Engineering in Agriculture, Environment and Food, 8(1), 26-32. doi: 10.1016/j.eaef.2014.08.002.
  23. Suleimani, B., & Ahmadi, E. (2015). Evaluation and analysis of vibration during fruit transportation as a function of road conditions, suspension system and speed. Computers and Electronics in Agriculture, 113, 31-38. doi: 10.1016/j.compag.2015.01.007.
  24. Timm, E.J., Brown, G.K., & Armstrong, P.R. (1996). Apple damage in bulk bins during semi-trailer transport. Applied Engineering in Agriculture, 12(3), 369-377.
  25. Van Zeebroeck, M., Van Linden, V., Ramon, H., & De Baerdemaeker, J. (2007). Impact damage of apples during transport and handling. Postharvest Biology and Technology, 45(2), 157-167. doi: 10.1016/j.postharvbio.2007.01.015.