Техническое обеспечение технологии возделывания и уборки просо в СПК «Сож-Агро» Мстиславского района с модернизацией сеялки СПУ-3 для одновременного протравливания семян

Дипломный проект

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...
1 Производственно-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 Структура инженерной службы...
1.8 Цель и задачи проекта...
2 Основы получения высоких урожаев просо...
2.1 Народно-хозяйственное значение просо
2.2 Биологические особенности просо...
2.3 Основы агротехники возделывания просо
3 Разработка технологии возделывания просо
3.1 Анализ существующей технологии возделывания просо...
3.2 Прогнозирование урожайности просо...
3.3 Предлагаемая технология возделывания просо...
3.4 Расчет показателей технологической карты
3.5 Расчет показателей операционной карты протравливание семян с посевом .
3.6 Мероприятия по охране окружающей среды
4 Конструкторская разработка...
4.1 Обзор известных конструкций протравливателей...
4.2 Устройство и рабочий процесс сеялки СПУ-3(М)
4.3 Технологические и прочностные расчеты...
4.4 Подготовка машины к работе...
5 Охрана труда
5.1 Анализ состояния охраны труда в СПК
5.2 Разработка мероприятий по улучшению состояния охраны труда ...
6 Технико-экономическое обоснование проекта...
6.1 Экономическое обоснование эффективности внедрения проектируемого способа механизации возделывания просо...
6.2 Экономическое обоснование эффективности внедрения конструкторской разработки...
7 Энергосбережение...
7.1 Общие сведения...
7.2 Анализ состояния энергосбережения в хозяйстве
7.2.1 Энергетический баланс предприятия и мероприятия по его улучшению...
7.2.2 Мероприятия по энергосбережению в хозяйстве...
7.2.3 Мероприятия по энергосбережению при возделывании просо
7.2.4 Мероприятия по энергосбережению при возделывании просо ...
7.3 Ресурсно-энергетический расчет технологии возделывания просо......
Заключение...
Список использованных источников..
Приложение А - Технологическая карта возделывания и уборки просо (существующая)
Приложение Б - Технологическая карта возделывания и уборки просо (предлагае-мая)
Приложение В - Инструкции по охране труда при работе с сеялкой СПУ-3



4. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

4.1. Обзор известных конструкций протравливателей

Технология и средства механизации протравливания семян являются важнейшими факторами, определяющими качество обработки.
Первые исследования по протравливанию семенного материала были выполнены в СССР А.А. Ячевским, за рубежом - Г.П. Дарнелл-Смитом, Х.Б. Хемфри и А.А. Поттером. Первые машины и приспособления для протравливания семян были созданы в 1915-1930 годах. В основном это были протравливатели периодического действия, с ручным приводом, обладающие низкой производительностью. Семена протравливались в основном сухим способом.
Разработка протравливателей барабанного типа П-2, "Экстра", АБ-2, Д-1 было первой попыткой создания универсальных машин, позволяющих обрабатывать семена различными способами. Универсальный протравливатель П.Г. Давыдова (Д-1) под маркой ПУ-1 выпускался в СССР до 1968 года. С 1960 по 1975г. в серийном производстве находился протравливатель ПУ-3 (рис.4.1).



Рис.4.1. Принципиальная схема барабанного протравливателя ПУ-3А:
1 – скребковый транспортер; 2 – бункер зерна; 3 – элеватор; 4 – корпус элеватора; 5 - зернопровод; 6 – трубка для пестицида; 7 – бункер фунгицидов; 8 – горловина; 9 – смесительный барабан; 10 – выходная камера; 11 – резервуар; 12 – всасывающий фильтр; 13 – насос; 14 – трубка с распыливающими наконечниками.

Тернопольским машиностроительным заводом изготавливался протравливатель ПЗ-10 "Колос" для мелкодисперсного протравливания посевного материала конструкции ВИЗР и ГСКБ по машинам для химической защиты растений. Это довольно простые и дешевые устройства, пригодные для протравливания небольших партий посевного материала, но обеспечивающие удовлетворительное качество обработки только при использовании сухих препаратов или сильно разбавленных (до 2030 л/т). Однако, отмеченные выше недостатки этих способов перекрывают их достоинства. Добиться хорошего качества, используя способ протравливания с увлажнением, в этих устройствах невозможно принципиально, так как в них в первую очередь опрыскиваются верхние зерна при достаточно толстом общем слое (плохое первичное распределение). В таком случае даже интенсивное последующее перемешивание (вторичное распределение) не обеспечивает, как правило, достаточно равномерного распределения препарата не только по поверхности зерна, но и между зернами [7].
Кроме этого, в процессе длительной эксплуатационной проверки был выявлен ряд недостатков машины: ненадежность работы дозатора пестицидов, что не обеспечивало равномерной подачи протравителя, низкая производительность и высокая запыленность рабочих мест пестицидами.
По причине плохого первичного распределения препарата следует считать морально устаревшим и другой тип перемешивающих устройств - шнековых протравливателей (ПСШ-3, ПСШ-5 и др.), которые с 1968 года выпускали для сухого и мелкодисперсного обеззараживания семян Тернопольский и Макошинский машиностроительные заводы взамен протравливателей ПУ-1, ПУ-3 [7].
В случае применения жидких препаратов (способ протравливания с увлажнением и инкрустирование) в состав установок для протравливания должна войти отдельная секция, например распылительная камера, через которую обрабатываемый материал проходит в виде тонкой вуали или тонкого слоя и где каждое зерно опрыскивается необходимым количеством препарата.
На рис.4.2 представлена схема установки для обработки зернистых материалов жидкими препаратами. Камерное протравливающее устройство состоит из бункера 1 для непротравленных семян с дозатором 2, под которым установлен конический распределитель 3 с распылителем 4, заключенным в камеру 5, выполненную в виде полого усеченного конуса и установленного большим основанием вверх. Меньшее основание камеры 5 всасывающим пневмопроводом 6 соединено с накопительным бункером 7 семян. Бункер 7 всасывающим трубопроводом 8 соединен с вентилятором 9, нагнетательный патрубок которого трубопроводом 10 соединен с распылителем 4.

Рис. 4.2. Способ протравливания семян (а.с. СССР No559670):
1 – бункер для зерна; 2 – дозатор семян; 3 –распределитель;
4 – распылитель; 5 – камера протравливания;6 – пневмопровод;
7 – накопительный бункер; 8,10 - трубопроводы; 9 – вентилятор.

С целью повышения качества обработки семян, устранения потерь препара-та и уменьшения энергоемкости процесса, поток семян образует замкнутую камеру путем перемещения их самотеком последовательно из бункера 1 через дозатор 2 на внутреннюю поверхность полого усеченного конуса 5 и во всасывающий пневмопровод 6 в виде взвешенного осесимметричного сплошного потока. Одновременно в образованную из семян камеру подается жидкий препарат, который распыливается нагнетаемым вентилятором 9 воздухом и наносится изнутри на движущиеся вокруг него семена. Часть препарата, попавшего на внутреннюю поверхность полого усеченного конуса, счищается движущимися по ней семенами. Остатки не осевшего препарата, находящиеся в камере во взвешенном состоянии, отфильтровываются при просасывании их сквозь сплошной цилиндрический нисходящий поток во всасывающем пневмопроводе 6. Однако практическая реализация данной системы вызывает сомнения. Образование сплошного цилиндрического семенного потока в пневмопроводе 6 возможно лишь при строго определенной подаче семян. При изменении количества подаваемого семенного материала, или вида семян, данный слой либо не образуется, либо произойдет некон-тролируемое заполнение камеры 5 [7].
Современные устройства для протравливания семян имеют несколько иную конструкцию рабочей камеры, позволяющую использовать принцип взаимодействия двух пересекающихся потоков: капель рабочей жидкости, движущихся в горизонтальной плоскости и семян, падающих в вертикальной плоскости и сформированных в виде кольцевого потока. Конфигурация зоны обработки представляет собой полый цилиндр с высотой, равной высоте капельного потока и боковыми цилиндрическими поверхностями, ограниченными минимальным и максимальным радиусами рассева семян (рис.4.3).

Рис.4.3. Камера протравливания: 1 – бункер; 2 – дозатор семян; 3 – распределительный диск; 4 – камера; 5 – распылитель.

В данных устройствах семенной материал, загруженный в бункер 1, самотеком поступает в кольцевой дозатор 2 и на распределительный диск 3, вращающийся с угловой скоростью wд Под действием сил инерции семена сбрасываются с диска 3 к стенкам камеры протравливания 4, образуя при этом цилиндрический падающий поток, ограниченный радиусами Rmin и Rmax. Протравливающие вещества в виде суспензии подводятся к вращающемуся распылителю 5 и через щелевые каналы в виде мелкодисперсных капель выбрасываются в камеру протравливания, образуя при этом горизонтальный кольцевой поток высотой h. При взаимодействии этих потоков происходит протравливание семян.
Данный принцип реализован практически во всех существующих машинах отечественных и зарубежных производителей. В технологические схемы большинства протравливателей дополнительно включают шнековые или барабанные перемешивающие устройства с целью более равномерного распределение пестицида.
Подобную камеру имеет созданный в ГКСБ по машинам для химической защиты растений самоходный протравливатель ПС-10, а также передвижной протравливатель ПС-30 производительностью 1540 т/ч. Протравливатель ПС-30 используется для увлажненного протравливания семян зерновых культур водными суспензиями или растворами пестицидов, а также растворами пленкообразующих веществ. Он рассчитан на крупные хозяйства с объемом подготовки семян 2000 тонн и выше.
Кроме названных машин в Республике Беларусь используются зарубежные машины "Мобитокс", "Мобитокс-Супер", PC-100F (Венгрия), К-619 (ФРГ). Протравливатель "Мобитокс" - универсальный самоходный. Предназначен для обеззараживания семян зерновых, бобовых и технических культур следующими способами: сухим, полусухим, с увлажнением, комбинированным (на семена одновременно наносят жидкость и порошкообразный протравитель). Эти протравливатели предназначены для работы в мелких и средних хозяйствах и выполняют следующие операции: приготовление рабочей жидкости из порошкообразных препаратов, ее распыление на семена, подбор семян из бурта и подачу в камеру протравливания, смешивание с препаратом, выгрузку семян в мешки, транспортное средство или бурт, очистку загрязненного протравителем воздуха.
Для протравливания и инкрустации семян в странах СНГ используются также комплексы стационарного оборудования КПС-10 и КПС-40, производительностью, соответственно, 10 и 40 тонн семян зерновых и зернобобовых культур в час. Данные комплексы имеют дополнительное оборудование для приготовления рабочей жидкости, содержащей пленкообразующие вещества, и позволяют работать в непрерывном режиме.
Технологические процессы всех выше названных протравливателей предусматривают:
а) обязательную перевалку зерна при его обеззараживании, которая увеличивает затраты труда и повышает себестоимость обрабатываемых семян;
б) протравливание семян неизбежно сопровождается его перемещением с помощью различных механизмов (шнеки, ворошилки, транспортеры и т.д.), что приводит к повреждению до 5% семенного материала;
в) ухудшение санитарно-гигиенических условий труда за счет повышения запыленности в помещении для протравливания семян и непосредственного контакта людей с материалами, обработанными пестицидами при выполнении погрузочно-разгрузочных работ (при работе на машине ПУ-3 запыленность воздуха пестицидами достигала 230-1000 мг/м3 при среднедопустимой 0,005 мг/м3.
Предпринимались попытки исключить перевалку зерна из процесса протравливания. В работе Б.Н. Емелина проведены исследования по технологии протравливания семян в закромах зернохранилищ без перевалки семян, впервые нашедшей применение в колхозе "Россия" Вольского района Саратовской области. Предусматривалось протравливание семян в закромах зернохранилища путем внесения пестицидов через переносную штангу, которая погружалась в семенной материал на глубину 0,27÷1,35 м. Однако этот метод не получил широкого распространения из-за неравномерности протравливания семян и повышенного расхода (на 10÷20%) дорогостоящих препаратов. Следует отметить, что использование технологии протравливания семян методом погружной штанги, создает благоприятные санитарно-гигиенические условия. На рабочем месте оператора концентрация пестицидов составляла 0,0058 мг/м3 при санитарно-допустимой норме 0,005 мг/м3.
Стремление к сокращению транспортных расходов привело к созданию специалистами Беларуси, стран Прибалтики, Украины протравливающих устройств, смонтированных из узлов и агрегатов других сельскохозяйственных машин. Наиболее удачным вариантом таких устройств следует считать. протравливатель семян, смонтированный на базе автозагрузчика сеялок АС-2УМ, который успешно справляется с предпосевной обработкой семян зерновых культур (пшеница, ячмень, рожь) сухими ядохимикатами. Однако, вследствие негерметичности системы «бункер протравливателя - семенной ящик сеялки», на рабочем месте создаются неблагоприятные санитарно-гигиенические условия. Поэтому протравливатели типа АС-2УМ нашли ограниченное применение (преимущественно в хозяйствах-изготовителях).
Перспектива дальнейшего повышения технико-экономической эффективности средств механизации процессов протравливания семян зерновых, зернобобовых и технических культур связана с созданием рабочих органов пневмокамерного типа.

4.2. Устройство и рабочий процесс сеялки СПУ-3(М)

Пневматическая универсальная сеялка СПУ- 3(М) предназначена для протравливания семян с последующим их посевом. Кроме того, сеялка выполняет следующие операции: рыхлит почву лапами, установленными, перед сошниками и присыпает посев землёй загортачами.
Сеялка СПУ-3 состоит из рамы, бункера, высевающего аппарата, ходовой части с опорным и опорно-приводным колёсами, семяпроводов, сошников, ложенных на двух сошниковых брусьях с механизмом заглубления, двух маркеров с механизмом подъема и опускания, замка автосцепки, рыхлителей, датчика - сигнализатора уровня зерна в бункере, пневматической распределительной системы, состоящей из вентилятора, инъекторных шлюзов и распределителей. Сеялку можно настроить на высев от 0,4 до 425 кг/га семян. Ширина междурядий составляет 12,5 см. Ширину междурядий можно изменить, установив дополнительные заслонки на семяпроводах. Глубина заделки семян регулируется от 0 до 4 см.
При движении сеялки приводное колесо через цепную, карданную и шестеренчатую передачи приводит в движение желобчатые катушки высевающих ап-паратов. Семена из желобчатой катушки через инъекторный шлюз подаются в вертикальный воздушный поток, создаваемый вентилятором, по сечению которого они распределяются равномерно, делятся на отдельные потоки распределителем и транс-портируются воздухом по семяпроводам в бороздки, проделанные в почве сошниками. Заделка семян происходит с помощью загортачей пружинного типа, установленных на сошниках.
Оборудование для протравливания семян сеялки СПУ-3 (рис.4.4) включает герметичную емкость 7 для рабочего раствора, регулятор давления воздуха 8, электроклапан 13, распылитель 14 и трубопроводы. При подаче воздуха от компрессора трактора в емкость 7 создается давление, под которым жидкость поступает через электроклапан 13 к распылителю 14, установленному в зоне ввода семян в пневмокамеру. Норма расхода протравителя согласуется с количеством подаваемого катушкой-дозатором 2 семенного материала за счет изменения давления в емкости с помощью регулятора 8. Давление контролируется манометром 10. Перемешивание рабочей жидкости происходит в результате процесса бурбуляции. Для избегания попадания жидкости в воздухопровод при отключении компрессора устанавливается обратный клапан 9. Электроклапан 13 открывается после начала вращения катушки-дозатора 2 семян. Очистка рабочей жидкости от примесей осуществляется с помощью фильтра 11.





Рис.4.4. Принципиальная схема оборудования для протравливания семян в сеялке типа СПУ:
1 – бункер для семян; 2 – катушка-дозатор; 3 – приемная камера;
4 – вертикальный пневмопровод (пневмокамера); 5 – распределитель семян; 6 – вентилятор; 7 – емкость для рабочего раствора протравителя; 8 – регулятор давления воздуха; 9 – обратный клапан; 10 – манометр; 11 - фильтрующий элемент; 12 – трубопровод;
13 – электроклапан; 14 – распылитель.