1590

Механизация предпосевной обработки почвы в ООО «Труженик» Пензенской области с модернизацией рабочего органа культиватора КР-8П (дипломный проект)

ID: 204862
Дата закачки: 02 Декабря 2019
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация

Введение

1 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ООО «Труженик»

1.1 Природно-климатические условия
1.2 Основные показатели хозяйственной деятельности ООО «Труженик»
1.3 Оценка организации производства продукции растениеводства

2 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

2.1 Рабочие органы культиваторов и способы их установки
2.2 Конструкции культиваторов
2.3 Патентный обзор

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

3.1 Агротехнические требования предъявляемые к культиваторам
3.2 Описание конструкторской разработки
3.3 Расчет ширины захвата кольца и величины перекрытия первого и второго ряда рабочих органов
3.4 Расчет болтового соединения стойки и кронштейна

4 РАСЧЕТ ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА СПЛОШНУЮ КУЛЬТИВАЦИЮ

4.1 Подготовка рабочего участка к работе
4.2 Обоснование состава МТА
4.3 Расчет кинематической характеристики МТА и участка
4.4 Расчет производительности МТА
4.5 Контроль качества работы МТА

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

5.1 Охрана труда в хозяйстве
5.2 Анализ опасных и вредных факторов
5.3 Общие требования безопасности
5.3.1. Требования безопасности перед началом работы
5.3.2. Требования безопасности во время работы
5.3.3. Требования безопасности по окончании работ
5.3.4 Требования безопасности в чрезвычайных ситуациях
5.4 Расчет машинотракторного агрегата на устойчивость
5.5 Экологическая безопасность
5.5.1 Расчет запыленности воздуха при культивации
5.5.2 Расчет содержания углекислого газа в отработанных газах.
5.6 Организация пожарной безопасности при механизированных работах

6 ЭКОНОМИЯЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОЕКТА

6.1 Определение стоимости приобретения материалов и готовых изделий для модернизации культиватора КР-8П
6.2 Экономическая эффективность модернизации культиватора КПК-8А

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА.

3.1 Агротехнические требования предъявляемые к культиваторам.
Культиваторы предназначены для рыхления поверхности почвы на глубину до 12 см, уничтожения сорной растительности, внесения в почву минеральных удобрений, окучивания и нарезания поливных борозд.
По назначению различают культиваторы для сплошной обработки почвы и пропашные. К культиваторам для сплошной обработки почвы относят паровые культиваторы, предназначенные для ухода за парами и предпосевной обработки почвы, культиваторы-плоскорезы для рыхления стерневых полей на глубину до 16 см, штанговые культиваторы для уничтожения корневищных сорняков, культиваторы-рыхлители, садовые и-лесные культиваторы. Пропашными называют культиваторы, которые предназначены для междурядной обработки посевов с целью рыхления почвы и уничтожения сорной растительности, прореживания растений в рядках, окучивания и нарезания поливных борозд. К пропашным относят также большую группу культиваторов-растениепитателей, предназначенных для подкормки растений минеральными удобрениями в период роста. Пропашные культиваторы, которые приспособлены для выполнения предпосевной обработки почвы, а также для ухода за посевами с междурядьями разной ширины, называют универсальными. Тракторные культиваторы изготовляют навесными и прицепными. К культиваторам предъявляют следующие основные агротехнические требования. При сплошной обработке почвы поверхность поля должна быть ровной, без гребней и борозд. Рыхление почвы должно происходить без выноса влажных слоев на поверхность, без распыления частиц или их уплотнения. Отклонение от заданной глубины обработки почвы допускается не более ± 1 см. Рабочие органы культиватора должны уничтожать не менее 98 - 99% сорняков и не повреждать растения.

3.2 Описание конструкторский разработки
Модернизируемый ротационный культиватор КР-8П «Кротор» (рисунок 3.1), выпускаемый ОАО «Светлоградагромаш», который предназначен для подрезания и выноса сорной растительности на поверхность поля, крошения и измельчения комьев и пожнивных остатков, рыхления, мульчирования, выравнивания и уплотнения верхнего слоя почвы, в целях сохранения влаги во время сплошной, предпосевной и паровой культивации полей. Агрегатируется с тракторами тягового класса 2,0…3,0, представляет собой полунавесное орудие с конусообразно-кольцевыми рабочими органами. Кольцевые рабочие органы, установленные на подшипниках качения, при вращении обеспечивают подрезание сорной растительности на 80-85% режущей кромкой кольца, а спицы производят вынос сорной растительности из обрабатываемого слоя почвы на поверхность поля [18].


Рисунок 3.1 – Общий вид культиватора КР-8П
Вращение колец осуществляется от воздействия продольной составляющей реакции почвы на рабочую поверхность кольца. Для выравнивания поверхности поля после прохода рабочих органов в конструкции «Кротора» предусмотрен шлейф, состоящий из четырёх катков трубчатого типа. Пружинная подвеска шлейфа и трёхзвенная конструкция рамы позволяют копировать рельеф поля и предохранять катки от пиковых нагрузок.
Рама КР-8П сварной конструкции изготовлена из труб квадратного сечения. Для копирования рельефа поля и транспортирования на дальние расстояния она выполнена в виде трёхзвенного механизма. Регулировка глубины обработки почвы обеспечивается изменением положения передних опорных колёс относительно рамы культиватора.
Предлагается модернизация культиватора КР-8П посредством изменения диаметра кольцевого рабочего органа и установки чистиков предотврашения забивания кольцевых рабочих органов. Разделение кольцевых ножей на 3 сегмента с целью возможности ремонта дискового ножа в случае его повреждения в ходе работы об камни и инородные предметы на полях.
Предлагаемый модернизированный культиватор содержит раму 1 (рисунок 3.2), рабочие органы 2 со ступицами 3 и закрепленными на них посредством спиц 4 ножами 5. На раме 1 закреплены поперечные брусья 6, на которых установлены крепежные стойки 7 с возмодностью регулировки угла атаки как в горизонтальной так и в вертикальной плоскости, с каждой из которых сопряжена наклонная ось 8. Осевая линия 9 каждой наклонной оси 8 образует тупой угол р с осью 10 вращения каждой крепежной стойки 7, а горизонтальная проекция 11 осевой линии 9 каждой наклонной оси 8 образует острый угол с направлением движения модернизированного культиватора. Каждая ступица 3 установлена на отдельной наклонной оси 8 с возможностью вращения относительно осевой линии 9 с целью регулировки угла атаки. На каждой ступице 3 посредством спиц 4 закреплен один нож 5 разделенный на три сегмента изготовленных из сталь 65Г, имеющий рабочую поверхность 12 в виде усеченного конуса, образующая 13 которого в плоскости, проходящей через осевую линию 9 наклонной оси 8 и ось 10 вращения крепежной стойки 7, расположена под углом у крошения к горизонтали.







Рисунок 3.2 – Ротационный культиватор. 1-рама, 2-рабочи орган, 3-ступица, 4 нож, 5-нож, 6-поперечный брус, 7-стоика крепления рабочего органа, 8-наклонная ось, 9-осевая, 10-ось вращения стойки, 11-проекция оси вращения, 12-рабочая поверхность ножа.

Работа модернизированного культиватора осуществляется следующим образом. Во время движения по полю каждый нож установленный на своей наклонной оси, взаимодействуя с поверхностью поля, проникает в почву на глубину обработки и движется на этой глубине по направлению движения культиватора. При этом в результате воздействия сил трения со стороны обрабатываемого слоя почвы на рабочую поверхность каждого ножа возникает крутящий момент, заставляющий совершать ножи вращательные движения относительно осевой линии наклонной оси, обеспечивая лучшее качество подрезания сорняков за счет увеличенного диаметра ножа. Независимое размещение каждого рабочего органа на отдельной оси создает условия для свободного прохождения растительных остатков между рабочими органами, а установленные на стойках чистики исключают скопление сорняков на дисках рабочих органов и в свою очередь препятствуют их заклиниванию. В целях осуществления адаптации культиватора к различным почвенно-климатическим и агрофонам предусмотрена регулировка угла атаки α ножей в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для осуществления данной регулировки каждый нож проворачивается относительно оси вращения крепежной стойки а так же относительно опорной стойки. В результате того, что нижняя точка окружности режущей кромки каждого ножа, расположенного на оси вращения крепежной стойки, в процессе регулировки угла α не изменяет координаты нижних точек в горизонтальной плоскости, что позволяет применять различные схемы однорядного или многорядного взаимного размещения рабочих органов на раме модернизированного культиватора. Возможность варьировать расстановку рабочих обеспечивает высокое качество обработки почвы, уничтожения сорняков до 95-100%.
Скорость вращения колец зависит от угла поворота, регулируемого относительно стойки. Чем больше установлен угол атаки, тем больше скорость вращения кольцевых рабочих органов. Возможна установка различных углов атаки колец первого и второго ряда рабочих органов.

3.3. Расчет ширины захвата кольца и величины перекрытия первого и второго ряда рабочих органов.
Определим ширину захвата диска на уровне поверхности поля (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Фактическая ширина захвата кольца при угле атаки 90°.

Фактическая ширина захвата кольца определяется из треугольника ОBD:
   ,



Получим выражение для определения фактической ширины захвата:
     (3.1)
где а – глубина обработки, мм
 b – ширина захвата кольца,
 D – диаметр кольца, мм.
Выражение 3.1 справедливо для случая когда плоскость диска перпендикулярна направлению движения (α=90°), такое положение является не рабочим.
При работе кольцо ставится под углом атаки α к направлению движения (рисунок 3.4).


Рисунок 3.4 – Рабочая ширина захвата кольца.
При работе диск становится под углом атаки α к направлению движения, поэтому нужно привести выражение 3.1 к виду:
    (3.2)
где bv – ширина захвата кольца, мм,
  α – угол атаки колца, α=40°,
  а – глубина обработки, а=120мм,
  D – диаметр кольца, D=820мм,
получим:

При угле атаки α= 40° получили ширину захвата одного кольца bv=428мм
Определяем величину перекрытия колец первого и второго ряда рабочих органов (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Величина перекрытия колец первого и второго ряда рабочих органов.

Величина перекрытия первого и второго ряда рабочих органов определяется по выражению:
     (3.3)
где  ∆ - величина перекрытия, мм.
  m – расстояние между осями колец первого и второго ряда, m=410 мм
  bv – ширина захвата кольца, bv =428мм.
Подставив значения m и bv в выражение 3.3 получим:

При угле атаки α=40°, ширине захвата кольца bv =428мм, получем перекрытие следов колец первого и второго ряда рабочих органов равным ∆=18мм.

3.4 Расчёт болтового соединения стойки и кронштейна
Стойка крепится к кронштейну болтами М12х30 ГОСТ 7798-70 класс 5,6. Проводим расчет данного узла.


Рисунок 3.6 – Схема крепления стойки и кронштейна. 1 – болт,2 – кронштейн,
3 –стойка,

Определениям силу затяжки болта по формуле [8]:
, (3.4)
где Fз – сила, необходимая для затяжки болта, Н;
F – сила, действующая на стойку;
f – коэффициент трения сталь по стали, f = 0,15;
kзп – коэффициент запаса сцепления, kзп = 1,5;
z – количество болтов, z=2шт.
      
где Q – вес культиватора действующий на стойки одного ряда рабочих органов, 13,12 кН;
а – количество стоек рабочих органов, 16шт;
      
Рассчитываем силу затяжки болта подставив данные в выражение [8]:
.    
Проверка болта на растяжение осуществляется по формуле:
    (3.5)
где - расчетное напряжение растяжения в поперечном сечении нарезанной части болта, МПа;
  d1 – внутренний диаметр резьбы болта, d1=11,35 мм;
- допускаемое напряжение на растяжение болта, МПа;
– предел текучести материала болта, для Сталь 35 ГОСТ 1050-88 [8].
,
где - допускаемый коэффициент запаса прочности, .
.
,

Следовательно, расчетное значение напряжения растяжения болта не превышает допускаемого напряжения растяжения. Прочность резьбы обеспечена, для соединения стойки и кронштейна принимаем Болт М12х30 ГОСТ 7798-70.

Выводы
Проведя модернизацию рабочего органа культиватора КР-8М, добились повышения качества поверхностной обработки и степени подрезания сорняков до95-100% за счет увеличения диаметра кольцевого ножа и возможности регулировки угла атаки в 2-х плоскостях. Установка чистика на стойку кольцевого ножа препятствует забиванию и заклиниванию рабочего органа.
 
4. РАСЧЕТ ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА СПЛОШНУЮ КУЛЬТИВАЦИЮ

4.1 Подготовка рабочего участка к работе
Поле очистить от копен и остатков соломы. При необходимости провести лущение почвы.
Направление движения агрегатов не должно совпадать с направлением последующего посева. При работе на полях с выраженным рельефом агрегат вести поперек склона.
Разметка поля для работы агрегатов включает отбивку поворотных полос и провешивание линий первого прохода.
При челночном способе движения линию первого прохода провешивают на расстоянии половины рабочей ширины захвата .
Если ширина поворотных полос равна нечетному количеству проходов, то линию первого прохода нужно провесить на расстоянии полуторной ширины захвата [14].

4.2 Обоснование состава МТА
Обоснование состава МТА для выполнения операции культивации проводят в следующем порядке:
а) ориентировочно принимают состав МТА: трактор Т-150К и сельхозмашину КР-8М;
б) диапазон скоростей, на которых целесообразно выполнение выбранной операции по агротехническим требованиям – 6…10 км/ч
в) агрофон – чистый пар, влажность – Нормальная, засоренность –слабая, угол склона 00;
г) определяют вес трактора (кН) из каталога сельскохозяйственной техники кН;
д) по тяговой характеристике выбирают все передачи трактора, соответствующие диапазону скоростей [14];
е) для каждой передачи выписывают рабочую скорость , номинальную силу тяги на крючке и часовой расход топлива .

Таблица 1 – Тяговые показатели трактора Т150К
Агрофон Стерня зерновых
 Передача
Параметр IIр2п IIр3п IIIр1п
, кН
36,5 30,3 24,8
, км/ч
6,9 8,2 9,9
, кг/ч
28,3 28,5 28,8

Определяют эксплуатационные характеристики сельхозмашины и рассчитывают максимальную ширину захвата агрегата:
а) по каталогу определяют вес сельскохозяйственной машины кН и конструктивную ширину захвата машины м;
б) выбирают удельное сопротивление культиватора (кН/м) [14] при скорости км/ч; кН/м.
для навесных машин уточняют удельное сопротивление
в) для каждой выбранной передачи пересчитывают удельное сопротивление с учетом рабочей скорости:
для прицепного агрегата
,   (4.1)
где – темп нарастания удельного сопротивления, %. Принимаем для скорости км/ч . [8].
кН/м  
кН/м 
кН/м  
д) рассчитывают максимальную ширину захвата агрегата для каждой передачи:
для прицепного агрегата
,    (4.2)
где - угол склона обрабатываемой поверхности;
- сила тяги трактора в рассматриваемых условиях с учетом влияния склона
;      (4.3)
кН   
кН    
кН   
- вес машины, приходящийся на 1 м ширины захвата, кН/м
;        (4.4)
- ширина захвата машины, м.
кН/м      
Максимальную ширину захвата агрегата для каждой передачи определяют:
для прицепного агрегата
   
   
   
Определяют состав машинно-тракторного агрегата:
Рассчитывают количество машин в агрегате для каждой передачи
;       (4.5)
      
      
      
Принимаем .
Обосновывают режим работы агрегата:
Выбираем движение агрегата на 6 передаче не вооруженным взглядом видно, что на других передачах будет недогрузка трактора
а) рассчитывают действительное сопротивление агрегата на выбранной передаче:
прицепного агрегата
;   (4.6)
кН  
б) рассчитывают коэффициент использования силы тяги.
;       (4.7)
     
Данный коэффициент должен находиться в пределах для культивации. Принимаем 2 режим 3 передачу.

4.3 Расчет кинематической характеристики МТА и участка
Расчет кинематической характеристики МТА и участка проводят в следующей последовательности.
Определяем кинематические параметры агрегата (рисунок 4.1):
а) кинематическую длину агрегата
,       (4.8)
где - значения кинематической длины трактора и прицепной машины;
м     

Рисунок 4,1 – Схема агрегата: 1 – трактор Т-150К; 2 – культиватор КР-8М.

б) длину свободного выезда агрегата
;       (4.9)
м     
в) наименьший допустимый радиус поворота R.
;       (4.10)
м      
Исходя из размеров поля определяем рабочую длину загона м.
Определяем способ движения агрегата для культивации (рисунок 4.2) – челночный и представляем схему движения МТА выбранным способом [14].


Рисунок 4,3 – Схема движения агрегата челночным способом.

Рассчитываем кинематические параметры рабочего участка:
а) расчетная ширина поворотной полосы ориентировочно определяется по формуле:
для петлевых поворотов
;      (4.11)
м     
б) принятая ширина поворотной полосы должна быть кратна ширине захвата
,       (4.12)
где (округляем до целых в большую сторону)
      
      
в) определяем рабочую длину гона
;       (4.13)
     
г) рассчитываем ширину загона [14]
Принимаем м, равную ширине поля.
г) определим действительную ширину загона:
       (4.14)
где – число рабочих ходов агрегата в загоне;
;       (4.15)
      
Число холостых поворотов ориентировочно принимают равным числу рабочих ходов: .
Определяем длину поворота
;       (4.16)
м     
Рассчитываем коэффициент использования рабочих ходов
,       (4.17)
где - длина рабочих и холостых ходов агрегата.
,        (4.18)
,       (4.19)
где - средняя рабочая длина гона и средняя длина холостого поворота.
м     
м      
     
4.4 Расчет производительности МТА
Расчет производительности МТА проводят в следующем порядке.
Рассчитывают коэффициент использование времени смены
       (4.20)
где - время смены, ч;
- время работы агрегата за смену, ч;
    (4.21)
где - время организационно-технического обслуживания агрегата в загоне (время на очистку рабочих органов, проверку качества работы, технологические регулировки, техническое обслуживание СХМ в загон загрузку сеялок семенами и удобрениями, выгрузку культур при уборке);
      (4.22)
где - продолжительность остановок за 1 час смены [14];
     
- подготовительно-заключительное время ,принимаем =1 ч;
- время на отдых и личные надобности тракториста;
     (4.23)
     
- коэффициент вспомогательной работы;
      (4.24)
где - коэффициент холостых поворотов и заездов в загон принимаем равным нулю;
- коэффициент внутрисменных переездов с поля на поле;
    (4.25)
где - расстояние одного переезда, км [14];
- средняя площадь поля, га;
-транспортная скорость МТА (12...15 км/ч);
- чистая часовая производительность МТА, гa/ч;


   
   
Рассчитываем сменную производительность:
    (4.26)
      
   
определяем расход топлива на единицу работы:
,кг/га    (4.27)
Gp, Gх, Go – значения массового расхода топлива, соответственно при рабочем ходе, холостом ходе и во время остановки агрегата с работающим двигателем, кг/ч, Gp = 22 кг/ч, Gх = 13 кг/ч, Go = 2,5кг/ч;
Тр, Тх, То - соответственно продолжительность рабочих ходов, холостого хода и остановок агрегата с работающим двигателем в течение смены, ч.
То = Ттех +Тфиз + 0,5Тето,      (4.28)
где То - продолжительность остановок агрегата с работающим двигателем в течение смены, ч.
То = 0,35 + 0,3 + 0,50,57 = 0,935 ч.    
Подставим имеющиеся данные в выражение 4.27, получим, что расход топлива на единицу работы:
qга = кг/ч.    

4.5 Контроль качества работы
Определяется глубина обработки почвы, глыбистость, гребнистость, подрезание сорняков и стерни, наличие огрехов, качество обработки поворотных полос.
При текущем контроле глубину обработки проверяют глубиномером или линейкой.
Среднее значение глубины обработки уменьшают на 10…15 % на вспушенность. Глыбистость проверяют визуально, но глыбы больше 10 см измеряют линейкой.
Гребнистость определяется замером глубины борозд и высоты гребней с помощью линейки и рейки.
Подрезание сорняков и стерни устанавливают визуально, но при наличии не подрезанных сорняков и стерни подсчитывают их количество на площади 0,5 м2 для сравнения со средним количеством до обработки. Поэтому необходимо на участке еще до обработки подсчитать их количество на площадках 0,5 м2 по диагонали участка в 10-20 местах через 60-80 м.
Наличие огрехов и качество обработки повторных полос определяется визуально.

Выводы
В разделе проведено обоснование машинно-тракторного агрегата Т-150К + КР-8М, разработана операционно-технологическая карта на сплошную культивацию, рассчитано, что чистая производительность модернизированного агрегата составит 12 га/ч.
 



Комментарии: ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Изучение производственно-технических характеристик ООО «Труженик» Мокшанского района позволило установить основные показатели работ предприятия и отрасли растениеводства в частности за последние три года. Повысить эффективность данной отрасли можно путем применения при поверхностной обработке почвы ротационных культиваторов.
2. Анализ современного состояния вопроса механизации поверхностной обработки почвы показал, что в последнее время при работе культиваторов отдается предпочтение ротационным рабочим органам которые при влажности до 25% менее подвержены залипанию по сравнению с пассивными. Эксплуатация культиватора КР-8М в хозяйстве позволила установить следующие недостатки: высокая гребнистость поля. Залипание рабочих органов при влажности почвы более 25% и невозможность регулировки рабочего органа в двух плоскостях.
3. Для устранения вышеуказанных недостатков предлагается в конструкции культиватора предусмотреть увеличение диаметра рабочего органа до 820мм, установку чистика над режущей кромкой рабочего органа и возможность поворота оси рабочего органа, что в конечном счете позволит повысить качество обработки почвы, снизить время на вынужденные остановки для очистки рабочих органов при работе на почвах повышенной влажности и расширить возможности их регулировки. Расчетами обоснованы величина ширины захвата ротационного рабочего органа 428мм. при глубине обработки 12см, а так же рассчитано его болтового соединения со стойкой.
4. Разработана операционно-технологическая карта на сплошную культивацию культиватором КР-8М расчеты которой показали, что при агрегатировании трактором Т-150К сменная производительность составит 64,8 га, при этом расход топлива на единицу работы составит 3,3 кг/ч.
5. Разработана мероприятия по безопасности жизнедеятельности на производстве, в которых описана охрана труда в хозяйстве, проведен анализ опасных и вредных факторов разработана инструкция по охране труда при обработке почвы. Проведен расчет машинно-тракторного агрегата на устойчивость, а так же рассчитаны такие показатели, как запыленность воздуха и выделение углекислого газа при культивации. Модернизированный культиватор отвечает всем требованиям безопасности.
6. Затраты на модернизацию данного культиватора составят 14287руб, при этом годовая экономия составит 12850руб и модернизация окупится в течение 1,1 года.




Размер файла: 9 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 1         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.