Техническое обеспечение технологии возделывание и уборки картофеля в СПК «Бель» Кричевского района с модернизацией картофелекопателя КТН-2В

Дипломный проект


СОДЕРЖАНИЕ
Введение.........
1 Произдственно-техническая характеристика хозяйства ...
1.1 Общие сведения о хозяйстве
1.2 Природно-климатические условия
1.3 Анализ производства продукции растениеводства...
1.4 Анализ производства продукции животноводства
1.5 Состав машинно-тракторного парка...
1.6 Ремонтно-обслуживающая база. Организация хранения техники
1.7 Инженерно-техническая служба...
1.8 Цель и задачи проекта...
2 Основы получения высоких урожаев картофеля...
2.1 Народнохозяйственное значение картофеля...
2.2 Биологические особенности картофеля...
2.3 Основы агротехники возделывания картофеля...
3 Разработка технологии возделывания картофеля в СПК “Бель” ..
3.1 Анализ существующей технологии возделывания картофеля...
3.2 Прогнозирование урожайности картофеля...
3.3 Предлагаемая технология возделывания картофеля.
3.4 Расчет показателей технологической карты.
3.5 Расчет показателей операционно-технологической карты уборки картофеля...
4 Конструкторская разработка
4.1 Обзор и сравнительная оценка известных конструкций...
4.1.1 Техника по уборке картофеля производства
западноевропейских стран
4.1.2 Белорусская картофелеуборочная техника...
4.2 Агротехнические требования к модернизируемой машине
4.3 Обоснование и описание выбранной технологической схемы и конструкции сепарирующего устройства......
4.4 Технологический расчёт усовершенствованного рабочего органа........
4.5 Конструктивный расчёт усовершенствованного рабочего органа...
4.5.1 Расчёт вала на изгиб...
4.5.2 Подбор подшипников для вала...
4.5.3 Расчёт шпоночного соединения...
4.6 Кинематический расчёт усовершенствованного рабочего органа......
5 Охрана труда......
5.1 Анализ состояния охраны труда в хозяйстве при проведении механизированных работ в СПК «Бель»......
5.2 Анализ опасных и вредных факторов при выполнении технологического процесса возделывания картофеля...
5.3 Мероприятия по улучшению условий и безопасности труда ...
6 Технико-экономическое обоснования проекта...
6.1 Экономическое обоснование эффективности внедрения
проектируемого способа механизации производства картофеля...
6.2 Экономическое обоснование эффективности конструкторской
разработки......7 Энергосбережение...
7.1 Общие сведения.
7.2 Анализ состояния энергосбережения в хозяйстве...
7.2.1 Энергетический баланс предприятия
7.2.2 Мероприятия по энергосбережению...
7.2.3 Мероприятия по энергосбережению при возделывании картофеля в СПК «Бель»...
7.3 Расчёт показателей эффективности применение новой технологии
возделывания картофеля.........
Заключение......
Список использованной литературы...
Приложение

4.2 Агротехнические требования к модернизируемой машине
Уборка картофеля проходит в легких условиях. Условия уборки характе-ризуются величиной урожая, соответствующими почвами, влажностью, величиной ботвы, наличием и количеством камней и сорняков, рельефом, размерами и конфигурацией участков.
Легкие подразумевают: высокий урожай, супесчаные почвы, легкие суглин-ки, отсутствие камней, сорняков, ровный рельеф.
В зависимости от условий и имеющихся в хозяйстве машин применяется комбайновая уборка или уборка копателем.
При уборке картофеля копателем происходят процессы извлечения клубней, отделения от них почвы, ботвы, камней.
С использованием комплекса машин уборку можно организовать поточным и не поточным методами.
На полях, намеченных к уборке копателем, высота среза ботвы устанавливается 18...20 см.[8] На посевах продовольственного картофеля ботва скашивается за 3...5 дней до уборки, на семеноводческих посевах — за 10... 12 дней.
При тщательной подготовке поля к уборке производительность копателей повышается на 25...30%, потери клубней сокращаются на 8...10%. Все регулировки рабочих органов копателя должны быть проведены в точности и своевременно.
На легких и средних по механическому составу почвах при влажности не более 23% и урожайности 15,0...40,0 т/га наиболее эффективно прямое комбайнирование с организацией работы поточно-групповым методом.
К качеству уборки картофеля предъявляют следующие агротехнические требования. Потери на уборке не должны превышать 3% от собранного картофеля. . Количество поврежденных клубней допускается не более 10%. Машины должны подкапывать клубненосный пласт на полную глубину и ширину залегания клубней.
Следует помнить, что чрезмерное заглубление лемехов перегружает сепарирующие органы копателя, снижает его производительность. Лемехи должны идти в почве несколько ниже гнезд клубней картофеля, чтобы не повреждать и не оставлять их в почве.
Неподкопанные и резанные клубни могут появиться из-за разной глубины хода левой и правой сторон элеваторов. Это происходит из-за неодинакового давления воздуха в ходовых колесах.
Основной элеватор в процессе работы должен выделить до 75...80 % поступившей на него почвы.
В процессе работы необходимо постоянно контролировать качество уборки копатель должен выкапывать картофель, отделять клубни от почвы, ботвы и прочих примесей.
При послеуборочной обработке картофеля чистота средней (50...80 г) и крупной (более 80 г) фракций должна быть не менее 99%, а мелкой (30... 50 г) — не менее 97%, В отходы идут клубни массой менее 30 г. В каждой фракции допускается не более 10% (по массе) клубней других фракций.
4.3 Обоснование и описание выбранной технологической схемы и конструкции сепарирующего устройства
С целью обеспечения надежности в работе и повышения производительности (исключение заматывания и заклинивания) ротационные рабочие органы корнеклубнеуборочных машин выполняют в виде правильных многогранников с криволинейными гранями, радиусы кривизны которых, центры кривизны и межосевые расстояния описаны графически (рисунок 4.12), либо снабжаются предохранительными муфтами. Исключение заматывания и заклинивания обеспечивается за счет постоянства просвета между соседними рабочими органами δ в любом их взаимоположении.
Элеватор. Прутковый элеватор не обеспечивает полное отделение почвы от клубней, при усовершенствовании картофелеуборочных машин увеличивают их длину. Испытания показали, что наращивание длины элеваторов приводит к значительному увеличению их габаритов без существенного влияния на сепарирующую их способность. Встряхиваемые прутковые элеваторы хорошо сепарируют почву, однако сильно повреждают клубни до 50%. В результате испытаний установлено, что полотно элеватора недостаточно встряхивается, наблюдается залипание рабочих просветов: наличие большого числа трущихся частей, работающих в почве, приводит к быстрому их износу.
По сепарирующим способностям заслуживает внимания вибрационный гро-хот. Сравнительная эффективность различных сепарирующих рабочих органов показывает, что при влажности почвы 30...35% качающийся грохот просеивает ее на 20...25, а вибрационный на 50% интенсивнее, чем прутковый элеватор. Грохот подбрасывает движущийся по нему материал, в результате чего почвенные комки и клубни испытывают многократные ударные нагрузки. Вибрационный грохот в отличие от качающегося, имеет меньшую амплитуду и более высокую частоту колебаний. Недостатки качающихся грохотов заключаются в следующем: - при работе на легких каменистых почвах наблюдается повышенное повреждение клубней камнями; - низкая сепарирующая способность при работе на средних и тяжелых почвах при влажности свыше 20%.
Существуют три вида барабанных грохотов: обычный, с гладкой внутренней поверхностью, с внутренней спиралью (спираль расположена по внутренней поверхности барабана; с карманами, образованными радиальными пластинами, параллельными оси барабана). Основной недостаток барабанных грохотов – забивание их растительными остатками, кроме того они не обеспечивают полного разрушения и сепарации почвы.
Центробежное сито. К данной группе сепарирующих органов относятся ци-линдрические и конические барабаны и плоские прутковые колеса. Масса под-ступает к центру сита и под действием центробежных сил, распределяется по его поверхности разрушаясь и сепарируясь, недостатками у такого сита являются те же недостатки что и у барабанного грохота.
Чашевая центрифуга. Данный рабочий орган представляет собой цен-тробежный рабочий орган в виде чаши, изготовленной из прутков. Он производит отделение глинистых почв по принципу резкого уменьшения сопротивления деформации среза (сдвига) глинистых почв повышенной влажности. Как показали исследования, чашевая центрифуга забивается растительностью и повреждает от 11 до 30% клубней.
Барабанно-шнековый транспортер. По принципу работы данный рабочий орган сходен с барабанным грохотом с внутренней спиралью. Отличие состоит в том, что спирали шнека в данном случае расположены не на внутренней поверхности барабана, а на отдельном валу, являющемся осью барабана.
Проанализировав устройства для сепарации клубненосного слоя и разрушение почвенных комков, можно сделать выводы:
- прутковый элеватор не обеспечивает полное отделение почвы от клубней, при усовершенствовании картофелеуборочных машин увеличивают их длину, а наращивание длины элеваторов приводит к значительному увеличению их габаритов без существенного влияния на сепарирующую их способность;
- полотно элеватора недостаточно встряхивается, наблюдается залипание рабочих просветов: наличие большого числа трущихся частей, работающих в почве, приводит к быстрому их износу;
- при использовании качающихся грохотов на легких каменистых почвах наблюдается повышенное повреждение клубней камнями; - низкая сепарирую-щая способность при работе на средних и тяжелых почвах при влажности свы-ше 20%;
- основной недостаток барабанных грохотов – забивание их растительными остатками, кроме того они не обеспечивают полного разрушения и сепарации почвы;
- барабанно-шнековый транспортер обеспечивает эффективную сепарацию тяжелых почв повышенной влажности, однако при этом наблюдается повышен-ное повреждение клубней, барабан забивается растительными примесями.

Рисунок 4.12 - Ротационный рабочий орган корнеклубнеуборочных машин.
Таким образом, для создания навесного картофелекопателя к малогабарит-ным тракторам необходима разработка конструкции таких ротационных рабочих органов, которые способны интенсивно просеивать пласт, разрушать почвенные комки, не повреждать клубни картофеля и работать без заклинивания и наматывания растительных остатков.
Данная технологическая схема (рисунок 4.13) соответствует выщеизложенным требованиям. Технологический процесс модернизируемой машины заключается в следующем: при движении агрегата по полю пласт, подрезанный лемехом, подхватывается первичным ротором, частично рыхлится и транспортируется на последующие рабочие органы. При этом происходит интенсивное сепарация почвы через просветы как на рабочих органах, так и между ними. Поток отделенных клубней и растительных остатков попадает на поверхность убранного поля, сузившись на пальчиковой решетке для исключения попадания на соседние рядки.

1– лемех; 2 – роторы;
3 – опорное колесо; 4 – отражатель.
Рисунок 4.13 Технологическая схема копателя.
4.4 Технологический расчет усовершенствованного рабочего органа
Технологический расчет картофелекопателя КТН-2В для уборки картофеля выполняем при значениях исходных данных, приведенных в таблицу 4.1
Таблица 4.1 – Исходные данные для технологического расчета копателя
1 2
Урожайность, т/га 21
Ширина междурядий, м 0,70
Число убираемых рядков, шт  2,0
Скорость машины, км/ч  3,38
Объемная масса почвы, кг/м3 з 1500
Тип почвы Супесь, влажность не более 25%

Рисунок 4.14 - Схема к расчету технологического процесса копателя
Согласно ([ 9 ]) производительность копателя за час чистой работы составляет:
, (3.1)
где i - число убираемых рядков;
c - ширина междурядий;
- скорость машины (агрегата).

Согласно формуле (3.1) скорость копателя равна Vм=0,94 м/с.
Среднюю секундную загрузку копателя подкапываемой массой /почвой и клубнями/ без учета разницы в удельном весе клубней определяем по формуле:
, (3.2)
где S - площадь сечения подкапываемого рядка, ;
скорость копателя, м/с.
Определим площадь поперечного сечения подкапываемых рядков
, (3.3)
где угол наклона лемеха,
В соответствии с ([9] с.280) по высоте гребней картофельных рядков:

Подставив эти значения в формулу (3.3)получим;

Получаем:

Зная технические параметры сепараторов и воспользовавшись уравнением из ([9] c.285), определяем коэффициенты отделения почвы по длине сепарирую-щих рабочих органов по формуле:
, (3.4)
где а и b – коэффициенты, зависящие от механического состава и влажности почвы, а также от подачи. Значения a к b принимаем для всех рабочих ор-ганов a= 4,0; b = 0,666;

Определяем количество почвы, просеиваемой сепараторами:
(3.5)
Тогда:

Поступление клубней определяется:
, (3.6)
где урожай клубней, т/га.
т/га