Интенсивная технология возделывания картофеля в Государственной сортоиспытательной станции «Жировичи» Слонимского района» с модернизацией культиватора гребнеобразователя (дипломный проект)

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОИЗВОДСТВЕННО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА
1.1. Общие сведения о хозяйстве
1.2. Природно – климатические условия
1.3. Краткая характеристика растениеводства
1.4. Краткая характеристика животноводства
2. АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТАВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МТП ХОЗЯЙСТВА. РЕМОНТНО – ОБСЛУЖИВАЮЩАЯ БАЗА.
ИНЖЕНЕРНАЯ СЛУЖБА
2.1. Показатели технической оснащенности хозяйства и уровня механизации работ
2.2. Состав и показатели использования тракторного парка
2.3. Обеспеченность хозяйства сельскохозяйственными машинами и анализ использования комбайнов
2.4. Показатели состава и использования автомобилей в хозяйстве
2.5. Ремонтно – обслуживающая база для технической эксплуатации МТП
2.5.1. Ремонтные мастерские, пункты ТО и организация работ по ремонту и техническому обслуживанию МТП
2.5.2. Машинный двор и организация хранения техники
2.5.3. Нефтехозяйство хозяйства и организация заправки машин
2.6. Инженерно – техническая служба
2.7. Кадры механизаторов
3. ИНТЕНСИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И УБОРКИ КАРТОФЕЛЯ В ХОЗЯЙСТВЕ
3.1. Существующая технология и система машин по возделыванию и уборке картофеля в хозяйстве
3.2. Анализ прогрессивных технологических схем возделывания и уборки картофеля в стране и за рубежом
3.2.1. Особенности возделывания раннего картофеля
3.3. Обоснование комплекса агротехнических, технологических и
организационных мероприятий по интенсивной технологии
возделывания и уборки картофеля в хозяйстве
3.3.1. Обоснование экологической безопасности окружающей среды при возделывании картофеля
3.4. Прогнозирование урожая
3.5. Разработка интенсивной технологии возделывания и уборки картофеля в хозяйстве
3.6. Разработка операционной технологической карты на нарезку гребней под картофель с локальным внесением удобрений
3.7. Состав и организация работы комплексного технологического уборочно-транспортного отряда по уборке картофеля
3.8. Построение графиков загрузки техники и эксплуатационных затрат при возделывании картофеля
4. МОДЕРНИЗАЦИЯ КУЛЬТИВАТОРА ГРЕБНЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
4.1. Краткая техническая характеристика машины и обоснование модернизации
4.2. Описание модернизации
4.3. Инженерный расчет механизмов, узлов и деталей
4.3.1. Прочностной расчет конструкции
4.3.2. Расчет привода высевающего аппарата
4.3.3. Расчет вала привода туковысевающих аппаратов
4.3.4. Расчет объема технологической емкости
5. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИПЛОМНОГО
5.1. Экономическая эффективность возделывания и уборки картофеля
по интенсивной технологии
6. БЕЗОПАСНОТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1. Безопасность жизнедеятельности на производстве
6.1.1. Анализ состояния охраны труда в хозяйстве
6.1.2. Требования безопасности при возделывании картофеля
6.1.3. Обеспечение устойчивости машинно – тракторного агрегата
6.1.4. Пожарная безопасность при эксплуатации и ТО
сельскохозяйственной техники
6.2. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
6.2.1. Мероприятия, повышающие устойчивость функционирования отрасли растениеводства в чрезвычайных ситуациях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ


4. МОДЕРНИЗАЦИЯ КУЛЬТИВАТОРА ГРЕБНЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

4.1. Краткая техническая характеристика машины и обоснование
модернизации

Для нормального развития картофеля необходимы следующие питательные элементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, бор, марганец и некоторые другие.
Каждый питательный элемент выполняет в жизни растений определенную функцию и недостаток одного из них нарушает нормальное развитие растений. Установлено, что во время цветения поглощается 75% требуемого азота, 66% калия и магния и 50% фосфора.
Азотное питание играет первостепенную роль в формировании высоких урожаев картофеля. Он входит в состав всех аминокислот, которые образуют сложную молекулу белка. Белковые вещества составляют основную массу протоплазмы клеток, они присутствуют в каждой живой клетке. Азот является составной частью нуклеиновых кислот и хлорофилла, входит в состав фосфатидов, глюкозидов и многих других органических соединений.
Эффективность минеральных удобрений зависит от способов их внесения. По характеру размещения минеральных удобрений в момент их внесения различают поверхностное и внутрипочвенное внесение. Преимущественно осуществляется комбинированными почвообрабатывающими машинами локальным способом либо путем сплошного перемешивания удобрений с определенным объемом почвы.
Применительно под картофель существует два способа внесения минераль-ных удобрений: разбросной с последующей вспашкой, дискованием, культивацией или боронованием и локальный – внесение удобрений на заданную глубину в виде ленты или гнезд. При рассеивании удобрений по поверхности поля достигается сильное перемешивание с почвой при последующих обработках, что приводит к нерациональному использованию удобрений и их перерасходу.
Более рационально используются удобрения при локальном внесении, по-этому нами предложена модернизация культиватора-гребнеобразователя, которая заключается в установке на культиватор-гребнеобразователь туковысевающих аппаратов с целью локального внесения азотных удобрений при нарезании гребней. Данная модернизация позволяет более рационально использовать удобрения, снизить их перерасход и повысить эффективность их использования, а также размещение удобрений локально ограничивает использование питательных веществ сорными растениями.
Названный способ характеризуется высоким качеством распределения питательных веществ в почве, поэтому для осуществления этого приема на машинах необходимо использовать более совершенные механические, пневматические, пневмомеханические высевающие аппараты.
 Определенным образом влияет локальное внесение удобрений на формирование корневой системы растений, их питание, развитие и создание урожая.
Культиватор включает: раму, лапы окучники, опорно-приводные колёса, механизм привода туковысевающих аппаратов, подкормочные ножи, механические туковысевающие аппараты.
Рама трубчатая, сварная конструкция на которую навешиваются все узлы культиватора.
Цепная передача состоит из цепи и двух звёздочек, одна из которых уста-новлена на опорно-приводном колесе, а вторая на приводном валу туковысевающих аппаратов.
Опорно-приводные колёса служат для регулировки величины заглубления активных рабочих органов при помощи винта.
Подкормочный нож представляет собой полую трубу, по которой подаются удобрения в нарезающийся гребень.
Туковысевающий аппарат механический катушечного типа предназначен для подачи удобрения в тукопроводы.
Техническая характеристика машины:
--культиватор гребнеобразователь предназначен для нарезания гребней с одновременным внесением в них минеральных удобрений и для ухода за гребневыми посадками картофеля;
--машина агрегатируется тракторами кл.1,4.
--ширина захвата 2,8 м;
--рабочая скорость 6-10 км/ч;
--транспортная скорость – 15 км/ч;
--доза внесения удобрений 100-1000 кг/га;
--неравномерность распределения удобрений до 5%;
--производительность час основного времени Wч=2,4 га/ч;
-- производительность час эксплуатационного времени Wэ=1,62 га/ч;
--рабочая ширина захвата Bр=2,8 м.


4.2. Описание модернизации.

С целью снижения эксплуатационных и материальных затрат предложена модернизация культиватора-гребнеобразователя. Модернизация предусматривает установку туковысевающих аппаратов и подкормочных ножей. Это позволит производить нарезку гребней с одновременным локальным внесением минеральных удобрений ( в частности азотных) и исключить некоторые операции технологического процесса возделывания картофеля, а именно операций, связанных с внесение минеральных удобре-ний.
Установка туковысевающих аппаратов на раму культиватора-гребнеобразователя влечёт за собой установку приводной звёздочки на опорное колесо, применение натяжного устройства. Туковысевающий аппарат крепится к крепёжной плите которая в свою очередь крепится к раме при помощи стремянок.


4.3. Инженерный расчёт механизмов, узлов и деталей.

4.3.1. Прочностной расчёт конструкции

Основным элементом культиватора является рама. Она воспринимает основные нагрузки, действующие на культиватор. Поэтому произведём расчёт рамы на прочность, показанную на рисунке 6.
Представим исходные данные к расчёту: сила тяги Fт равна произведению коэффициента загрузки двигателя на рабочем ходу на тяговый класс трактор, т. е. Fт =0,95ּ1,4=1,33 кН; на раму действует равномерно распределённая нагрузка, q=1,9 кН/м (табл. 2.7 стр.52 /11/).
Исходя из этого, находим реакции опоры, зная, что сумма моментов относительно точки равна 0.


=3,32 кН

=3,32 кН
Зная реакции опор, строим эпюру изгибающих моментов:
МА.В=
Мс=
После построения эпюры изгибающих моментов находим момент сопротивления сечения показанного на рисунке 4.1.



Расчётная схема рамы.
А FТ В q


C

0,38 м 1,72 м 1,72 м 0,38 м

2,1 2,1
 1.5 кН м






 0,14 кН м 0,14 кН м

Рис. 4.1
Поперечное сечение рамы.



100 мм



  ан=100 мм
Рис. 4.2
мм3
Зная изгибающий момент и момент сопротивления сечения, находим допустимое напряжения:

Предельно допустимое напряжение [σ]≤5 Н/мм2 [6]. Отсюда можно сде-лать вывод, что данные сечения обеспечат достаточную прочность.


4.3.2 Расчёт привода высевающего аппарата.

Привод высевающих аппаратов культиватора гребнеобразователя осуществляется через опорно-приводные колёса, через цепную передачу и блоки сменных звёздочек. Определяем мощность, которую может передавать роликово-втулочная цепь с шагом Р=15.875 мм, ширина В=13.28 мм. Число зубьев звёздочек приводной Z1=23 и Z2=18. Скорость движения сажалки V=4...10 км/ч.
Определяем частоту вращения ведущей звёздочки:

n1= ; (4.1)

где ω—угловая скорость звёздочки , рад/с

ω= ; (4.2)

где V—линейная скорость движения колеса , м/c
r—радиус колеса , м
ω= =3,26...8,14 рад/c ;
n1= =31,14...77,7 об/мин ;
Определяем скорость цепи:


V= ; (4.3)

V= =0,189...0,47 м/c ;
Определяем допустимую мощность из формулы:


N= (4.4)


где Кэ—коэффициент учитывающий условия эксплуатации;


Кэ=КдКаКнКрегКсмКреж ; (4.5)


где Кд—коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки;
Кд=1 стр.269/6/
Ка—коэффициент учитывающий длину цепи;
Ка=1 стр.269/6/
Кн—коэффициент, учитывающий наклон передачи;
Кн=1.25 стр.269/6/
Крег—коэффициент учитывающий регулировку передачи;
Крег=1.1 стр.269/6/
Ксм—коэффициент учитывающий характер смазки;
Ксм=1.5 стр.269/6/
Креж-- коэффициент учитывающий режим работы;
Креж=1 стр.269/6/
Кэ=1ּ11,25ּ1,1ּ1,5ּ1=2,06 ;

N= =0,135...0,25 кВт ;

Полезное рабочее усилие передаваемое цепью:

Ft= ; (4.6)


Ft= =715...532 Н ;


В дальнейших расчётах принимаем максимальное усилие передаваемое цепью.
Давление в шарнирах цепи:

qt= , (4.7)

где А—проекция опорной поверхности шарнира;

А=3Вd; (4.8)

где d—диаметр шарнира, мм
d=5,08 мм стр.261 таб.11.8 /6/
А=3ּ13,28ּ5,08=202,4 мм ;
qt= =7,27 Н/мм2
Допустимое значение давления в шарнирах [qо] для втулочно-роликовых цепей составляет:
[qо]=34,3 Н/мм2 стр.260 табл.11.7 /6/
Натяжение от центробежных сил:

Sv=qV2 ; (4.9)

где q—удельный вес цепи, кг/м
q=0,96 кг/м
Sv=0,96ּ0,189ּ9,8=1,78 Н ;
Натяжение от провисания цепи:

Sq=Kfqag; (4.10)

где Кf—коэффициент, зависящий от положения межосевой линии;
Kf=2 стр.262 /6/
Sq=2ּ0,96ּ0,45ּ9,8=8,46 Н ;
Расчётный коэффициент безопасности:

s= ; (4.11)

s= =9,65 ;
Допустимый коэффициент безопасности стр.263 табл.11.11 /6/:
[s]=7
Необходимое условие соблюдается s [s].
Из приведённых расчётов видно, что для привода высевающих аппаратов от приводного колеса на промежуточный вал можно применять роликово-втулочную цепь с шагом цепи 15,875 мм, для работы на агротехнических скоростях.

4.3.3 Расчёт вала привода туковысевающих аппаратов

Для расчёта вала определяем нагрузку на вал при Кв=1,05 стр.263 табл.11.10 /6/

Sв=КвFt; (4.12)

Sв=1,05ּ715=750 Н ;
Определяем крутящий момент передаваемый валом:

M=9550 ; (4.13)

где n—частота вращения промежуточного вала, об/мин
n= ; (4.14)

где U—передаточное отношение в цепной передаче;

U= ; (4.15)

U= =0,78 ;
n= =39,9 рад/с ;
М=9550 =32,3 Н/м ;
Чтобы произвести расчёт вала определяем силу действующую в цепной передаче передаваемой вращение на звёздочки высевающих аппаратов. Усилие определяем по формуле:

F= ; (4.16)

где d—делительный диаметр ведомой звёздочки, м

d= ; (4.17)

d= =127 мм ;
F= =765 Н ;


4.3.4. Расчёт объёма технологической емкости.

Исходя из длины гона (L=1200 м) и нормы внесения удобрения (Qн=260 т/га) определяем объём технологической емкости, необходимой для движения агрегата без остановок для дозаправки от одного края поля к другому.
Исходя их формулы:
S= , (4.18)
где S—длина технологического пути (путь на протяжении которого опо-рожняются ящики), м, для расчётов принимаем S=L;
Vя—вместимость туковых ящиков, м3;
Вр—рабочая ширина захвата, м, Вр=2,8 м;
Qн—норма внесения удобрений, кг/га, Qн=260 кг/га;
определяем вместимость туковых ящиков:
102,8 кг
Тогда вместимость одного тукового ящика:

Wя1= , (4.19)

где n—количество туковых ящиков, шт;
n=5 шт.
Wя1= 20,56 кг
Объём одного тукового ящика определяем по формуле:

V1= , (4.20)

где γ—плотность минеральных удобрений, т/м3;
γ=0,82 стр. 210. табл. 6.1 /7/.
V1= 0,025 м3

БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: «Эксплуатация машинно-тракторного парка».
Зав. кафедрой: к.т.н., доцент Анатолий Васильевич Новиков


РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

На тему: «Интенсивная технология возделывания картофеля в Государственной сортоиспытательной станции «Жировичи» Слонимского района»

Дипломник_____________________________Дмитрий Иосифович Расько

Консультант ст. препод. Кецко В.Н.

Руководитель проекта ст. препод. Кецко В.Н.

Консультант
по технологической части________________ ст. препод. Дайнеко Т. М.

Консультант
по технике безопасности асс. Костоусова Е.В.

Консультант
по экономической части части ст. препод. Овсянникова Р. Г.

МИНСК 2004