Техническое обеспечения внесения твёрдых органических удобрений в ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» Смолевического района под посев кукурузы с модернизацией прицепа-распределителя ПРТ-7 (дипломный проект)

Дипломный проект: 97 с., таблиц 18, рисунков 9, использованных источников 23. Графическая часть –– 9 листов формата А1.
Ключевые слова: кукуруза, технология, твердые органические удобрения, ротор, модернизация, характеристика агрегата, расчёт.
Объектом исследования является машина для внесения твердых органических удобрений ПРТ-7.
Цель работы — техническое обеспечения внесения твёрдых органических удобрений в ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» Смолевического района под посев кукурузы с модернизацией прицепа-распределителя ПРТ-7.
В результате патентного поиска было предложено установить на базовую машину ПРТ-7 разбрасывающих роторов с разнесенными лопастями, разной длинны. Основные конструктивные и технико-экономические показатели: рабочая скорость агрегата –– 10,5 км/ч; фактическая ширина захвата – 5,4 м.
Разработанный агрегат для внесения твердой органики рекомендуется для внедрения в ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» Смолевического района. В результате модернизации производительность труда выросла на 11,41 % при сроке окупаемости капитальных вложений 0,43 года. Экономия топлива за сезон эксплуатации — 225,09 кг.


Содержание
Введение
1.Производственно-экономическая характеристика в ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» Смолевического района
1.1 Общие сведения о хозяйстве 9
1.2 Природно-климатические условия
1.3 Состояние отрасли растениеводства
1.4 Состав и использование машинно-тракторного парка
1.6 Краткие сведения об агротехнике возделывания и значении кукурузы 28
2 Обоснование целесообразности внесения конструктивных изменений в конструкцию ПРТ–7 3
2.1 Агротехнические требования к процессу внесения твердых органических
удобрений 31
2.2 Анализ прогрессивных технологических схем внесения органических удобрений. Физико-механические свойства твердых органических удобрений, определяющие эффективность распределения по полю
2.3 Анализ конструкций разбрасывателей органических удобрений и рабочих органов-аналогов. Достоинства и недостатки
2.4 Описание предлагаемой конструкции распределяющего рабочего органа 45
3 Расчетная часть
3.1 Технологический расчет параметров модернизируемого узла
3.2 Расчет затрат мощности на привод модернизируемого роторного разбрасывателя
3.3 Прочностные расчеты деталей распределяющего устройства 53
3.4 Операционно-технологическая карта на процесс внесения твердых органических удобрений
4 Охрана труда 68
4.1 Анализ состояния охраны труда в ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» 68
4.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации машины для внесения твердых органических удобрений ПРТ-7
4.3 Обеспечение пожарной безопасности в ГП «ЖодиноАгроПромЭлита»
5 Расчет технико-экономических показателей и экономической эффективности модернизации машины для внесения твердых органических удобрений ПРТ-7 79
5.1 Исходные данные для расчёта 79
5.2 Капитальные вложения на модернизацию сельскохозяйственной машины 80
5.3 Расчет производительности агрегата и годового объёма работы 82
5.4 Расчет трудозатрат и роста производительности труда 83
5.5 Расчет материалоемкости процесса 83
5.6 Расчет энергоемкости процесса 84
5.7 Расчет эксплуатационных затрат и их экономии 85
5.8 Расчет эффективности капитальных вложений в приобретение сельскохозяйственной техники 90
Заключение 93









2.4 Описание предлагаемой конструкции распределяющего рабочего органа

Целью модернизации распределяющего органа ПРТ-7 является повышение равномерности распределения твердых органических удобрений по полю за счет установки многолопастных роторов, выполненных в виде четырех рядов разбрасывающих лопастей, где каждый последующий ряд, начиная от начала ротора, равномерно смещен в сторону, противоположную вращению, а длина лопастей увеличивается от начала ротора по ходу движения агрегата которые дополнительно снабжены пятью рядом радиальных подающих лопастей, размещенных с чередованием между рядами разбрасывающих лопастей и вращения под углом α = 10…30 к плоскости вращения роторов.
Длина лопастей равна длине разбрасывающих лопастей ротора по ходу движения разбрасывателя, и подающие лопасти, начиная со второго ряда равномерно смещены относительно разбрасывающих лопастей предыдущего ряда, а подающие лопасти первого ряда равномерно смещены относительно четвертого ряда разбрасывающих лопастей, к тому же, подающих лопасти последнего ряда длины, соответствующим радиусу делителя потока.
Распределитель удобрений выполняет технологический процесс в следующей последовательности. При движении разбрасывателя удобрений подъемный нож 5 поднимает удобрения и подает в делитель потока 4.
Далее удобрения двумя потоками направляется куда за счет подпора в зоне захвата роторов 6, вращающиеся навстречу друг другу сверху вниз.
В результате вращения роторов 6 разбрасывающие лопасти, захватывая часть удобрений, распределяют их по обе стороны разбрасывателя на ширину распределения. Подающие лопасти, установленные под углом к вращению роторов и продолжения, превосходящую разбрасывающие лопасти, предыдущего ряда, перемещают удобрения от машины назад.
Установка подающих лопастей роторов 6 под углом к плоскости вращения роторов дополнительному измельчению удобрений, а также часть удобрений выбрасывается с небольшой скоростью полета в сторону разбрасывания и распределяется вблизи от разбрасывателя.
Удобрения, остающиеся на делителе потока за последним рядом разбрасывающих лопастей, попадают в зону действия последнего ряда подающих лопастей, которые распределяют их по ширине самого разбрасывателя.





1- опорная лапа; 2 – тягово-прицепное устройство; 3 – привод ВОМ; 4 – кузов;
5 – продольный подающий транспортер; 6 – модернизированные разбрасывающие рабочие органы 7 – защитный экран 8 – редуктор привода рабочих органов
Рисунок 2.8 – Разбрасыватель модернизированный ПРТ-7

Разбрасыватель удобрений позволяет получить равномерное расположение удобрений по поверхности, а также улучшить их гранулометрический состав. Привод рабочих органов будет производиться от стандартного редуктора посредством цепной связи.

3 Расчетная часть

3.1 Технологический расчет параметров модернизируемого узла


Оптимальные условия работы роторного распределителя обеспечиваются при одинаковом количестве органических удобрений, поступающих с подающего цепного транспортера машины и отбрасываемых модернизированным распределителем

(3.1)

где  производительность подающего транспортера, кг/c;
  производительность роторного распределителя, кг/с.

(3.2)

где  площадь поперечного сечения подаваемой массы удобрений, м2,
  скорость подачи органических удобрений , м/с,
  насыпная плотность органических удобрений, кг/м3.
Площадь загрузочной части определится

(3.3)

где  ширина кузова ПРТ-7, м. hтр = 2,4 м,
  высота удобрений в кузове, м. bтр = 1,4 м.



Производительность распределяющего устройства определяется зависимостью
С учетом того, что плотность органических удобрений составляет
кг/м3, а скорость подающего транспортера машины ПРТ-7 равна
м/с [5], получим



Основной технологической характеристикой подающего устройства является его производительность, которую, исходя из гектарной дозы внесения, задаваемой агротехническими требованиями

(3.5)

где  норма внесения органических удобрений по агротехническим требованиям, кг/га,
рабочая скорость машины – 10,5 км/ч,
рабочая ширина захвата машины – 5,4 м.
Результаты расчета операционно-технологической карты показали, что рациональная рабочая скорость, которая не выходит за рамки, предъявляемые агротехническими требованиями. Рабочая скорость базовой машины составляет 8…10 км/ч, а ширина захвата машины, составляет 5,4 м, а средняя доза удобрений, ежегодно вносимых в хозяйстве составляет 30 т/га, тогда



Зная производительность можно найти потребный диаметр установки лопастей рабочего органа
(3.6)
где ρ – плотность груза, т/м3. Для органических удобрений ρ = 0,91 т/м3,
k – коэффициент, учитывающий заполнение межлопастного пространства. Для органических удобрений принимаем k = 0,4 [5],
– отношение шага к длине лопастей.



Частота вращения ротора по обеспечению распределения твердых органических удобрений по полю будет

(3.7)

где   диаметр длинных лопастей разбрасывателя, м. DB = 1,08 м,
диаметр коротких лопастей, м. d = 0,40 м,
S – шаг установки лопастей для средней тяжести перемещаемых грузов принимают t = 1/2D [5],
коэффициент заполнения межлопастного пространства. Принимаем
ψ = t/D = 1 [5],
поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона лопастей к горизонту. с = 1 [5].



 Фактическая доза внесения твердых органических удобрений машины ПРТ-7 с установленными роторными разбрасывателями будет

, (3.8)
В модернизированной машине ПРТ-7 планируется установлено 2 разбрасывающих рабочих органа, тогда



3.2 Расчет затрат мощности на привод модернизируемого роторного разбрасывателя

Общая потребная мощность кВт для привода разбрасывающего рабочего органа затрачивается на перемещение удобрений лопастями и на вращение

, (3.9)

Потребную мощность кВт, для перемещения органических удобрений лопастями роторного разбрасывателя определим

, (3.10)
где WВ – фактическая доза внесения органических удобрений, кг/с,
102 – безразмерный коэффициент [5],
  рабочая длина разбрасывателя лопастного типа, см. lрв = 237,0 см.

,



Крутящий момент на разбрасывателе роторного типа


где NB – мощность для привода разбрасывающего органа, кВт,
  nk – частота вращения ротора, мин-1.



Потребную мощность для вращения, кВт определим
, (3.11)
где МК – крутящий момент разбрасывающего органа, кН·м,
  ƞМ – КПД механической передачи.



Суммарная мощность на привод модернизированного ротора будет



3.3 Прочностные расчеты деталей распределяющего устройства

Расчёт сварных швов крепления лопастей к трубе ротора разбрасывающего. Крепление витков шнека к трубе осуществляется посредством сварочного соединения. Катет шва К = 2 мм.
Угол установки лопастей из теоретической части равен 10…300 найдем оптимальный угол установки лопастей


где S – площадь лопасти, м2.
Площадь лопасти


где lлоп – длина длинной лопасти, м. lлоп = 0,44 м,
b – ширина лопасти, м. b = 0,151 м.
Тогда
S = 0,44 ∙ 0,151 = 0,07 м2

D – диаметр трубы ротора, м – 0,22.



Осевое усилие на лопасть ротора будет


где к – коэффициент, учитывающий приложение силы к лопасти (на всю ее площадь) к = 0,7 [5],
D – диаметр трубы ротора, м. D = 0,22 м.


Изгибающий момент на валу ротора будет


Напряжение, возникающее от изгибающего момента в месте присоединения лопасти к трубе ротора будет
  , (3.15)
где   – момент сопротивления швов, Н/мм3
  , (3.16)
где   – моменты инерции параметров швов, мм4.
  , (3.17)
, – длины швов, мм; мм; мм.

мм4,
  мм4, 
мм3.



Допускаемые напряжения для сварочного шва, выполненного сваркой электродами типа Э-50 проволки СВ-08Г2-С.

(3.18)

где  - допускаемое напряжение основного металла для стали, из которой изготовлены лопасти и труба МПа.



Таким образом условие прочности швов крепления лопастей к трубе разбрасывающего ротора соблюдается.

3.4 Операционно-технологическая карта на процесс внесения твердых органических удобрений

Агротехнические требования, предъявляемые к операциям, выполняемым агрегатом Беларус 952 + ПРТ-7:
- среднее отклонение дозы внесения от заданной не должно превышать ±
20 % по массе;
- неравномерность распределения по ширине разбрасывания не должна превышать ± 25 %, а по длине ± 10 %;
- время между разбрасыванием удобрений и полной заделкой их в почву должно быть минимальным (эффективность навоза, оставленного не заделанным в почву в течение 6 ч, снижается на 30 %, а в течение 24 ч на 50 % по сравнению со сразу запаханным навозом).
Исходные данные (условия работы):
1. Состав агрегата: трактор Беларус 952 + разбрасыватель органических удобрений ПРТ-7;
2. Длина рабочего участка гона 980 м;
3. Ширина рабочего участка 610 м;
4. Площадь поля 60 га;
5. Уклон местности i= 3,0 º;
6. Норма внесения материала (максимальная доза внесения по хозяйству
30 т/га);
7. Расстояние перевозки 2,0 км;
8. Вспомогательный агрегат Амкодор 332В.
При подготовке трактора проверяется давление воздуха в шинах (в передних колесах оно должно быть 0,17 МПа, в задних – 0,15 МПа). Затем проверяется исправность навесно-прицепного устройства.
При подготовке ПРТ-7 необходимо проверить целостность узлов и исправность привода рабочих узлов.
Рабочая скорость агрегата должна находится в интервале агротехнически-допустимых скоростей (от Vагр min Vр Vагр max)
Рекомендуемая скорость движения МТА при внесении органических удобрений [9]
Vагр = 6…12 км/ч = 1,7…3,3 м/с
Кроме того, скорость движения ограничивается мощностью двигателя

VNеp.ma x= (3.18)

где Nен, Nвом – соответственно номинальная мощность двигателя, мощность на привод активных рабочих органов (Neн = 66 кВт, Nвом = Nпр = 26,9 кВт п.п.3.2);
ηен – коэффициент использования номинальной мощности двигателя (ηен= 0,95 [9]);
ηвом - коэффициент использования мощности на привод активных рабочих органов, (ηвом = 0,98 [9]);
ηмг - коэффициент полезного действия трансмиссии трактора;
ηб - коэффициент полезного действия буксования;
Rм - тяговое сопротивление машины;
Gтр - эксплуатационный вес трактора, кН (Gтр = 41 кН [9]);
f - коэффициент опрот

Список использованной литературы 95
Спецификации… .97