Перспективная технология и комплекс машин для возделывания яровой пшеницы в ОАО "Смолевичи-Бройлер" Смолевичского района с модернизацией разбрасывателя минеральных удобрений Амаzone ZA-M (дипломный проект)

Дипломный проект включает расчётно-пояснительную записку на __102__ страницах машинописного текста, графическую часть на __9__ листах формата А1, __18___ таблиц, __8__ рисунков и приложения.
Ключевые слова: анализ, технология, уровень механизации, система машин, машинно-тракторный агрегат, разбрасыватель минеральных удобре-ний, рабочий орган, туконаправитель
Целью дипломного проекта является закрепления теоретических зна-ний и получение практических навыков.
В проекте приведён анализ хозяйственной деятельности и использо-вания МТП в ОАО «Смолевичи-Бройлер». Разработана технология возде-лывания яровой пшеницы.
В конструкторской части проекта обоснована целесообразность уста-новки модернизированного туконаправителя на разбрасыватель Амаzone ZA-M.
Выполнены технологические расчёты и расчеты на прочность.
Обоснованность принятых в проекте решений подтверждено техника – экономическими расчетами.
В соответствии с заданием разработаны вопросы по охране труда на производстве, при разбрасывании удобрений.



СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1.1 Общие сведения о предприятии 10
1.2 Природно-климатические условия 12
1.3 Краткая характеристика растениеводства 14
1.4 Краткая характеристика животноводства 18
2 АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТАВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МТП В ОАО «СМОЛЕВИЧИ-БРОЙЛЕР» 20
2.1 Показатели технической оснащенности сельскохозяйственного предприятия и уровня механизации работ в ОАО «Смолевичи-Бройлер» 20
2.2 Состав и показатели использования тракторного парка ОАО «Смолевичи-Бройлер» 22
2.3 Обеспеченность предприятия сельскохозяйственными машинами и анализ их использования 23
2.4 Показатели состава и использования автомобилей в хозяйстве 26
2.5 Ремонтно-обслуживающая база для технической эксплуатации МТП 27
2.6 Инженерно-техническая служба и кадры механизаторов 31
3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 34
3.1 Существующая технология и комплекс машин по возделыванию яровой пшеницы в сельскохозяйственном предприятии 34
3.2 Анализ прогрессивных технологических схем возделывания яровой пшеницы 36
3.3 Обоснование комплекса агротехнических, технологических и организационных мероприятий технологии возделывания яровой пшеницы на предприятии 41

3.4 Прогнозирование урожая 46
3.5 Разработка операционно-технологической карты на выполнение сельскохозяйственной работы 49
3.6 Разработка технологической карты возделывания яровой пшеницы на предприятии 64
3.7 Построение графиков загрузки техники и эксплуатационных затрат при возделывании яровой пшеницы 72
4 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА 74
4.1 Назначение и область применения 74
4.2 Описание модернизации 76
4.3 Технологические расчеты 77
4.4 Конструктивные и прочностные расчеты 81
5 ОХРАНА ТРУДА 85
5.1 Анализ состояния охраны труда в ОАО «Смолевичи Бройлер» 85
5.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации (монтаже, ремонте) разбрасывателя минеральных удобрений Амаzone ZA-M 900 87
5.3 Обеспечение пожарной безопасности в ОАО «Смолевичи-Бройлер» 91
6 ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 102




4 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
4.1 Назначение и область применения

Разбрасыватель минеральных удобрений Амаzone ZA-M-900 предназначен для поверхностного внесения сухих гранулированных и кристаллических минеральных удобрений при основном способе и подкормке, а также высева семян зерновых и трав на полях и в садах.
Машина навешивается на трактор МТЗ-1221, а также может агрегатироваться с тракторами МТЗ-80, 82, 950, 1025 с ограничением грузоподъемности до 0,7 т при комплектации балластными грузами до 1,0 т.


Рисунок 4.1 – Разбрасыватель минеральных удобрений Амаzone ZA-M-900
Устройство и технологический процесс работы. Разбрасыватель (рис. 5.1) состоит из рамы с навесным устройством, на которой крепится бункер 1 с двумя воронками в нижней части и распределителя удобрений. В бункере установлены две загрузочные решетки 2 для защиты от непредвиденного прикосновения к вращающимся деталям и от падения посторонних частиц и крупных комков удобрений в распределитель. Распределитель удобрений оснащен двумя наконечниками воронками 3 сменными распределительными дисками 4, вращающимися в направлении, в противоположном движению. В каждой воронке имеется спиральная мешалка 7 для равномерной подачи удобрений к выходному отверстию, величина которого изменяется заслонкой 8 дозатора с помощью регулированного рычага 9.
Распределительные диски снабжены длинной 5 и короткой 6 распределяющими лопастями. Короткая лопасть распределяет удобрений в основном по центру рассева, в то время как длинная лопасть – в основном по краям полосы. правые диски имеют гравировку – R, левые – L. Для точной настройки распределители удобрений на необходимую ширину захвата на каждом распределяющем диске расположены две различающиеся, характерные шкалы положения распределяющих лопастей.
Привод рабочих органов машины осуществляется от вала отбора мощности трактора.
Технологический процесс протекает следующим образом. Удобрение под воздействием ворошильного вала-мешалки равномерно поступает из бункера на распределительные диски, вращающиеся в противоположные стороны. Двигаясь по желобчатым лопастям разбрасывающих дисков, вращающихся с частотой 720 оборотов в минуту, удобрения за счет центробежной силы инерции выводятся наружу и разбрасываются по обе стороны машины, покрывая обрабатываемую полосу. Для настройки распределителя на вид вносимого удобрения составлена таблица норм внесения удобрений.
Настройка нормы внесения:
1. Определяется марка пары дисков, которые будут использованы при внесении. По ним выясняется ориентировочная ширина захвата «B» в метрах.
2. Выбирается передача трактора и уточняется его рабочая скорость Vp при внесении (рекомендуется в пределах 6,0-12,0 км/ч).

Таблица 4.1 – Настроечная таблица норм внесения удобрений
Ширина захвата Пара распределяющих дисков
10-12 м ОМ 10-12
10-16 м ОМ 10-16
18-24 м ОМ 18-24
24-36 м ОМ 24-36

Разбрасыватели марки Амаzone ZA-M могут быть использованы для высева сидератов. Малая радиальная скорость центробежных дисков и отсутствие удара лопаток на семена не повреждают семена и не уменьшают всхожесть растений.

4.2 Описание модернизации

Для качественного распределения удобрений, важнейшим техническим условием является туконаправитель. Учитывая универсальное назначение машины – внесение как твердых минеральных удобрений, семян и сидератов влияние туконаправителя на качественную, направленную подачу удобрений к распределяющим рабочим органам возрастает в разы.
Туконаправитель предназначен для направленной подачи заданной дозы удобрений в определенную точку центробежного дискового распределителя.
Основным недостатком Amazone ZA-M является неравномерность внесения удобрений.
По причине несовершества конструкции направителя Амаzone ZA-M-900 необходимо модернизировать данное устройство с целью обеспечения бесперебойной подачи материала от подающего устройства к дисковому распределителю , свести к минимуму вероятность забивания, что в конечном итоге позволит снизить неравномерность внесения материала до 12-15%.
Для достижения данной цели необходимо решение следующих задач:
– обосновать угол наклона стенок направителя с целью обеспечения направленной подачи материала на распределяющий рабочий орган и сведения к минимуму забивания;
– обосновать место установки и длину туконаправителя.

4.3 Технологические расчеты

Обоснование угла наклона стенок туконаправителя. Туконаправители предназначены для подачи заданной дозы удобрений в определенную точку рассеивающего (центробежного дискового) механизма. В качестве примера на рисунке 3.1 представлен туконаправитель машины МТТ-4У, который выполнен в виде лотка 1 с возможностью смещения его в продольном направлении. Направляющие лопатки 2 могут поворачиваться, смещая точку сброса удобрений.

Рисунок 4.2 – Туконаправитель машины МТТ-4У

Равномерность распределения удобрений зависит от положения туконаправителя по отношению к рассеивающему рабочему органу. В этой связи для определения рациональных параметров туконаправителя необходимо детально рассмотреть следующие процессы:
-движение удобрений от питателя к туконаправителю;
-движение удобрений по туконаправителю;
-движение удобрений от туконаправителя к рассеивающим рабочим органам.
Движение минеральных удобрений от питателя к туконаправителю с питателя для предельных условий, которые предусматривают следующее:
– угол обрушения удобрений имеет максимальное значение, равное 90°;
– скорость схождения удобрений в пределах зоны действия питателя постоянная по всей высоте слоя удобрений и равна скорости движения рабочей ветви питателя .
Кроме того, сделаны следующие допущения:
частицы удобрений в процессе движения не ударяются между собой;
закономерности, описывающие процесс движения потока удобрений, адекватны закономерностям, описывающим процесс движения отдельной их частицы.

Рисунок 4.3 – Схема для обоснования зоны поступления удобрений на туконаправитель
Туконаправитель используется в конструкции машин для изменения направления движения и формы потока удобрений, поступающих на него от питателя, и направляет их на распределяющий рабочий орган. При обосновании параметров и режимов работы рабочих органов машин важно знать зону поступления удобрений на туконаправитель, их скорость движения и направление вектора этой скорости.
Уравнение, описывающее размещение днища туконаправителя, можно записать:
   
где   – текущее значение координаты днища туконаправителя
по оси OZ, м;
– координата пересечения осью OZ днища туконаправителя, м;
– угол между днищем туконаправителя и горизонтальной плоскостью, град.;
– угол склона поля, вдоль которого движется агрегат, град.
Составляющие скорости поступления частиц удобрений на верхний участок днища туконаправителя:

   
на нижний участок днища туконаправителя:

   

где   – соответственно проекции на ось координат OY скоростей поступления частиц удобрений на верхний и нижний участки днища туконаправителя, м/с;
  – соответственно проекции на ось координат OZ скоростей поступления частиц удобрений на верхний и нижний участки днища туконаправителя, м/с;
  – скорость рабочей ветви питателя, м/с;
  – коэффициент, учитывающий физико-механические свойства удобрений.
Угол естественного откоса характеризует степень подвижности удобрений и зависит от величины внутреннего трения и сцепления между частицами, от размеров частиц, формы и характера их поверхности, удельного веса и влажности материала.
Поскольку материал, подаваемый транспортером ударяется о переднюю стенку туконаправителя, а затем ссыпается на распределяющий рабочий орган, то угол наклона передней стенки туконаправителя к горизонтали определим по формуле:
   
где – угол внешнего трения материала, по таблице 3.1 , тогда

.
Для исключения зависания материала на боковой стенке туконаправителя, угол ее наклона целесообразно принять равным углу естественного откоса, т.е.
На рисунке 5.4 представлена схема модернизированного туконаправителя машины Амаzone ZA-M-900.
 
вид спереди вид сбоку
Рисунок 4.4 – Схема модернизируемого туконаправителя

Благодаря выбранным углам наклона боковой и передней стенок в модернизируемом туконаправителе будут исключены забивание и зависание материала при его поступлении от подающего рабочего органа (транспортера) к распределяющему рабочему органу – к центробежным дисковым рабочим органам.

4.4 Конструктивные и прочностные расчеты

Расчет на изгиб фланца туконаправителя

Крепление фланца туконаправителя к его корпусу осуществляется посредством сварочного соединения. При этом катет шва составляет К=2 мм. Проведем расчет для наиболее нагруженной – передней стенки направителя.
Максимальный изгибающий момент определяется как вес наиболее длинной стенки туконаправителя на расстояние от шва до конечной точки стенки направителя.
 МИЗГ МАХ = P · l, 
где P – вес передней стенки туконаправителя, Н;

P = m · g = 0,9 · 9,8 = 8,82 Н.
 l – расстояние от шва до конечной точки стенки направителя, м.

 МИЗГ МАХ =8,82∙0,262=2,3 Н·м 

Определим напряжения этого момента:
  , 
где   – момент сопротивления швов, Н/мм3
  , 
где   – моменты инерции параметров швов, мм4 .

  , 
где   , – длины швов, мм; мм; мм.

мм4;
 
мм4;

мм3 ;

17 · 10-3 МПа .

Допускаемые напряжения для сварочного шва, выполненного сваркой электродами типа Э-50:
   
где  - допускаемое напряжение основного металла для стали 08Х18Н10Т, Н/мм2 .

МПа .
Таким образом условие прочности швов соблюдается.

Расчет подшипников разбрасывающих дисков

Ступица разбрасываюещго диска вращается со скоростью 720 об/мин подберем подшипники для долговечной работы механизма разбрасывания.
Изначально примем так как нагрузка невелика рядные шарикоподшипники, примем, что действующая на него нагрузка равна массе диска Fr=0,015 кН, долговечность 5000 ч, вращается внутреннее кольцо, внутренний диаметр кольца 52 мм.
Выбор производим по динамической грузоподъёмности, используя формулу:
C=P∙L1/p ;

Эквивалентную нагрузку Р для данного подшипника определяем по уравнению:
Р=X∙V∙Fr ∙kб ∙kт ;

Исходя из условий работы подшипника, имеем:
X=1,0,
V=1,0 (так как вращается внутреннее кольцо),
kб=1,2 ,
kт=1,0 при t <373.15 К.

Тогда:
Р=1,01,0151,21,0 = 18 Н ;

Расчётная долговечность по формуле:

L= ;

L= =1,6 млн. об.
Соответственно, требуемая величина динамической грузоподъёмности по формуле:
С=181,61/3= 20,8 Н ;

Этой динамической грузоподъёмности и с необходимыми для нас требованиями соответствует шариковым подшипникам 30011 (легкая серия), имеющий размеры d=55 мм, D=80 мм, CД =38 Н.