Механизация ухода за посадками картофеля в СПК «Воложинский» Воложинского района с разработкой рабочих органов к культиватору для междурядной обработки (дипломный проект)

Дипломный проект включает расчётно-пояснительную записка на страницах машинописного текста, графическую часть на листах формата А1, таблиц, рисунков, приложений.

Ключевые слова: анализ, технология, уровень механизации, система машин, машинно-тракторный агрегат, культиватор , рабочий орган, окучник.
Целью дипломного проекта является закрепления теоретических зна-ний и получение практических навыков.
В проекте приведён анализ хозяйственной деятельности и использования МТП СПК «Воложинский» Воложинского района.
В конструкторской части проекта обоснована целесообразность и перспективность применения корпуса окучивающего автоматического для культиватора для междурядной обработки.
Выполнены технологический расчёт: определено сопротивление окучи-вающего корпуса; конструкционный расчёт: расчёт рамы культиватора, стойки окучника, подобраны параметры пружины; и энергетический: определена мощность затрачиваемая при работе с машиной..
Обоснованность принятых в проекте решений подтверждено технико – экономическими расчетами.
В соответствии с заданием разработаны вопросы по безопасности жизнедеятельности на производстве, при междурядной обработке картофеля, безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях и экологической безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
1.ХАРАКТЕРИСТИКА СПК «ВОЛОЖИНСКИЙ»
1.1. Характеристика хозяйственной деятельности хозяйства
1.1.1. Общие сведения о хозяйстве
1.1.2. Природно-климатические условия
1.1.3. Показатели отросли раст
ениеводства
1.1.4. Состав и использования машино-тракторного парка
1.2. Краткие сведения об агротехнике возделывания картофеля в хозяйстве
2.ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
2.1.Агротребования к машинам для междурядной обработки картофеля
2.2.Анализ конструкции культиваторов и рабочих органов для междурядной обработки
2.3. Устройство модернизированных рабочих органов и описание
технологической схемы машины
3.РАСЧЁТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ
УЗЛОВ
3.1. Технологический расчёт
3.2. кинематический расчёт
3.3. Конструктивный расчёт
3.3.1. Прочностной расчёт конструкции рамы
3.3.2. Проверочный расчет стойки лапы-окучника на изгиб
3.3.3. Расчет резьбового соединения
3.2.4. Подбор пружины для амортизационного устройства
3.4. Энергетический расчёт агрегата
3.2. Расчёт операционно—технологической карты на междурядную обработку картофеля
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1. Безопасность жизнедеятельности на производстве
4.1.1 Анализ состояния охраны труда в СПК «Воложинский»
4.1.2. Правила безопасности при междурядной обработки картофеля
4.1.3 Обеспечение устойчивости машинно-тракторного агрегата
4.1.4. Требование пожарной безопасности
4.2. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
4.2.1. Повышение стабильности отросли растениеводства
5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
5.1. Уплотнение почвы и пути его снижения
6.ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЁТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

2.ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

2.1. Агротребования к машинам для междурядной обработки
картофеля

Сроки выполнения работ по обработке посадок устанавливает агроном хозяйства в соответствии с агротехническими требованиями. Первую культивацию (окучивание) с одновременным боронованием проводят через пять—семь дней после посадки, при появлении в почве нитевидных проростков сорняков; вторую — через пять — семь дней после первой, третью — по всходам, при необходимости.
Культиваторы-окучники при междурядной обработке картофеля по рабочему захвату должны соответствовать посадочному агрегату.
Рабочие органы агрегата не должны увлекать клубни и повреждать всхо-ды картофеля. Бороны должны равномерно обрабатывать почву на глубину 3...6 см, разрыхлять почвенную корку, уничтожать сорняки. Величина комков после прохода боров не должна превышать 3...5 см при нормальной влажности почвы.
Рабочие органы культиватора должны полностью подрезать сорняки, разрушать почвенную корку, рыхлить и окучивать посадки картофеля.
При достижении растениями высоты 18...20 см начинают окучивание. При междурядной обработке защитная зона составляет от 8 до 17 см, считая от середины рядка.
Рабочие органы культиватора не должны подрезать корневую систему, выдергивать, заваливать и повреждать растения. Окучивающий корпус должен насыпать рыхлый и ровный слой почвы толщиной 5...8 см на весь гребень с проваливанием ее к стеблям картофеля, с рыхлением боковых сторон гребня и дна борозды.
Количество обработок должно быть таким, чтобы поддерживать поверхность почвы рыхлой и чистой от сорняков.
При междурядной обработке картофеля не допускается повреждения или засыпания землей культурных растений. Необходимо соблюдать равномерность глубины рыхления (обработки) почвы с отклонением не более ±15 % от установленной. Нижний слой почвы не должен выворачиваться на поверхность. Сорные растения в обработанной части междурядий должны полностью подрезаться (95... 99 %) без повреждения культурных растений; обеспечивать необходимые размеры защитных полос для наземной и под-земной части растений (в пределах 60...160 мм); отсутствие борозд, иссушающих почву, особенно в зонах недостаточного обеспечения влагой; минеральные удобрения при подкормке вносить равномерно во все рядки в соответствии с принятой нормой (отклонения ±3 %), на заданную глубину (отклонение ±2 см). Неравномерность распределения минеральных удобрений и гербицидов по площади допускается не более ±5 %.


2.2. Анализ конструкции культиваторов и рабочих органов для междурядной обработки картофеля

Пропашные культиваторы применяют при уходе за пропашными культурами, т. е. проводят междурядную обработку. С их помощью уничтожают сорняки, рыхлят почву в междурядьях и рядках с целью сохранения почвенной влаги, улучшения воздушного и пищевого режима растений, подкармливают растения.
Для создания растениям благоприятных условий роста и накопления пи-тательных веществ производится рыхление почвы, уничтожение сорняков, подкормка растений. Уход за картофелем осуществляется с помощью культиваторов для междурядий: КОН-2,8А, КНО-2,8А, КНО-4,2, Л-115, Л-803.
На культиваторах-растениепитателях в зависимости от задач обработки, культуры, почвенно-климатических условий, способа посева и возраста растений применяют различные рабочие органы.
Рыхлительные долотообразные лапы (рис. 2.1) применяют для рыхления междурядий на плотных почвах на глубину до 16 см.

Рис. 2.1 Рыхлительные долотообразные лапы


Отогнутый вперед носок стойки заканчивается заостренным долотом шириной 20 мм. Долотообразная лапа хорошо заглубляется даже на сильно уплотненной почве, деформирует и разрыхляет слой почвы шириной больше ширины носка и не выносит влажную почву на поверхность поля.
Рыхлительные долотообразные лапы характеризуются малой шириной захвата (b = 20 мм). Иногда они используются в качестве стоек подкормочных ножей, назначением которых является образование в почве щели глубиной до 16 см с внесением на ее дно минеральных удобрений. В этом случае в стойке лапы делается отверстие для крепления деталей тукопровода, а рабочая часть лапы изготовляется сменной, в виде пластинки с самозатачивающимся.
Прополочные боронки (рис. 2.2) применяют для рыхления почвы и уничтожения сорняков одновременно в защитных зонах и междурядьях при культивации пропашных культур.
Пружинные зубья прополочной боронки прикреплены к рамке. Число и расстановку зубьев можно изменять. Для обработки защитных он на рамке кропят шесть зубьев, а для обработки междурядий девять. Шарнирное крепление рамки на кронштейне позволяет зубьям приспосабливаться к поверхности поля. Заглубление зубьев в почву регулируют сжал нем пружины.

Рис. 2.2. Прополочные боронки.

Для междурядной обработки картофеля применяется также активно-пасивный рабочий орган.
Орудие для междурядной обработки (рис.2.3) содержит раму 1, на которой закпреплена с возможностью вращения ось 2, выполненная из двух целескапических соединённых элементов с закреплёнными на ней ступицами 3 и 4. Посредством шарниров 5 к ступицам 4 и 3 одними концами присоединены радиально—расходящиеся рычаги 6, а другие концы их соединений с башмаками 7 рабочего органа, выполненного в виде обода и ступицы 3, шарниры 8 посредством котрорых соединены между собой башмаками, перемещаются только в радиальной плоскости. При увеличении длины оси 2 увеличивается шаг рабочего орнгана и уменьшается шаг рабочего органа при уменьшении дли оси, тем самым меняется коэффициент извилистости борозды.


Рис. 2.3. Орудие для междурядной обработки.



Орудие работает следующим образом.
Перед движением агрегата (рис.2.3) длину телескопической оси 2, расположенной с возможностью вращения на раме 1, уменьшают до установленного предела, при этоом рабочий орган имеет максимальный шаг и минимальную амплитуду. В процессе движения органа по уклону необходимо уменьшать шаг и увеличивать амплитуду изгибов борозд, для этого постипенно увеличивают длину телескопической оси, в результате чего удаляются дру от друга ступицы 3 и 4, которые посредством рычагов 6 и шарнира 5 и 8 раздвигают амплитуду изгиба рабочего органа, при этом уменьшается диаметр орудия и шаг изгиба рабочего органа.
Игольчатые диски (рис. 2.4) используются на пропашных культиваторах для рыхления почвы в рядках растений и защитных зонах; применяются также для рыхления комьев земли при весеннем закрытии влаги. В зависимости от условий и требований к работе диски изготовляются трех диаметром: 520, 450 350 мм, и устанавливаются загнутыми зубьями по ходу и против хода орудия. Диски малого диаметра на 1 м длины делают больше уколов, но сильнее забиваются сорной растительностью, чем диски большого диаметра. При использовании игольчатых дисков диаметром 450 мм для обработки почвы около рядка растений устанавливают в вертикальной плоскости, параллельной движению, или под углом 20—25° к линии движения. Этим достигается более интенсивное рыхление почвы
.
Рис. 2.4. Игольчатые диски

Установкой дисков под углом к вертикальной плоскости обеспечивается возможность рыхления почвы ближе к корням растений без повреждения кроны. Оптимальная скорость мотыги с игольчатыми дисками, уста-новленными с углом атаки 20—25°, находится в пределах 7—9 кж/ч.
Нормальная глубина рыхления составляет 8—9 см. Количество уколов, которые делают зубья дисков на 1 м2 площади, составляет 125, 145 и 165 соответ ственно для дисков диаметром 520, 450 и 350 мм при расстоянии 68 мм между дисками диаметром 520 и 450 мм, принятом на вращающихся мотыгах, и расстоянии 56 мм между дисками диаметром 350 мм на приспособлениях для закрытия влаги.
Устройство для междурядной обработки с формированием гребней (рис. 3) используются для междурядной обработки почвы под посев и посадку сельскохозяйственных культур, возделываемых на гребнях для одновременной безотвальной междурядной обработки почвы и фрезирования с отсыпкой гребней с использованием в дальнейшем для междурядной обработки.
Устройство для междурядной обработки почвы с формированием гребней (рис.2.5) сосотит из рамы 1, S-образных стоек с наральники 2, роторных рабочих органов 3 и опорных колёс 4.


Рис. 2.5. Устройство для междурядной обработки почвы с формированием гребней

Режуще-рыхлящие элементы (рис.2.5) выполнены в виде треугольника, основанием которого они крепятся к образующей ротра и нижнему основанию, при чём угол установки определяется направлением отсыпки почвы, между собой элементы расположены рядом.
Рабочие органы 2 и 3 установленны на раме 1, с возможностью поперечного перемещения.
Устройство работает следующим образом.
Рабочий орган 2 (рис. 2.5) рыхлят почву, образуя гребешки и щели, гребешки в последующем подвергаются дополнительному рыхлению рабочими органами 3, которые производят фрезерование почвы и отсыпки её в гребни.
Окручивающие корпуса (рис. 2.7) предназначены для уничтожения сорной растительности на дне борозды, присыпания стеблей растений раз-рыхленной землей и распределения ее ровным слоем по поверхности грядки. Поэтому-окучивающий корпус должен поднять землю из борозды и переместить ее на верх гребня. В отличие от плужного корпуса, оборачивающего пласт и работающего в плотной и связной почве, окучивающий корпус работает в разрыхленной почве и не должен обора-чивать пласт.

Рис.2.7 Окучивающий корпус.

Окучивающий корпуспредназначенный для работы в междурядьях 60—80 см и образования грядки высотой до 20 см, состоит из подрезаю щей части — лемеха, груди с крыльями и отвалов. Для изменения ширины захвата корпуса отвалы поворачиваются в плоскости, касательной к поверхности крыла груди. В корпусах с винтовой поверхностью положение отвалов не регулируется, они изготовляются заодно с грудью корпуса.
Для лучшего подрезания сорняков и увеличения толщины разрыхленно-го лоя почвы в борозде иногда на корпус окучника вместо лемеха (оборотной рыхлительной лапы) устанавливают универсальную полольную лапу с шириной захвата 220 мм. Для предотвращения излишнего отбрасывания почвы в стороны при работе на повышенных скоростях крылья отвалов делают укороченными с приваренными прутками, образующими решетку, через которую просыпается часть земли.
Культиватор (2.8) состоит из рамы 1, опорных колес 2, кронштейнов 3, 4 навески и секции 5 рабочих органов.



Рис.2.8 Культиватор-растениепитатель КРН—4.2

Рама представляет собой поперечный брус, выполненный из трубы квадратного сечения. К нему жестко прикреплены нижние 3 и центральный 4 кронштейны, с помощью которых культиватор навешивают на трактор. Для жесткости брус растянут шпренгелем. Во время работы рама опирается на два опорных колеса 2.
Секция рабочих органов культиватора - это четырех-звенный параллелограммный механизм, состоящий из переднего и заднего кронштейнов, нижнего звена (в виде рамки) и верхнего (регулируемого по длине) звена. К заднему кронштейну присоединены грядиль и копирующее колесо секции. Грядиль секции пред
Культиватop-окучник навесной КОН-2.8П (рис.2.9)предназначен для уходa за посевами картофеля посаженного сажалками с междурядьями 60 и 70 см.
Он устроен, аналогично. На секциях можно устанавливать односто-ронние плоскорежущие, универсальные стрельчатые и долотообразные лапы, окучники, лапы-отвальчики и рыхлители для обработки междурядий на тяжелых почвах, а также подкормочное приспособление для внесения минеральных удобрений в почву на глубину до 17 см в количестве от 20 до 300 кг/га. Кроме тою, на культиватор можно навешивать сетчатую борону для боронования поля до и после всходов, а также комплект универсальных ротационных борон.


Рис. 2.9 Культиватор КОН-2,8П.

Культиватор для междурядной обработки (рис.2.10) почвы в междурядьях включает раму с опорными колёсами, установленные за ними на раме рыхлительные лапы и диски с рабочими элементами.

Рис. 2.10. Культиватор для междурядной обработки.
Каждая из рыхлительных лап расположены между двумя дисками размещёнными на одной поперечной оси. С целью повышения качества обработки почвы культиватор снабжён опорными лыжами, каждая из которых смонтирована на раме между опорным колесом и рыхлительной лапой на одной продольной прямой с ними. Рабочие элементы дисков выполнены в виде зубьев.
Культиватор для междурядной обработки картофеля (рис. 2.11) содержит раму, секции рабочих органов, каждая из которых имеет установленные на грядиле подрезающие лапы и приспособление для сорняков из защитных зон культурных растений.

Рис. 2.11. Культиватор для междурядной обработки картофеля.

С целью повышения степени удаления сорняков из защитной зоны, при-спосабление выполнено в виде установленных в продольной плоскости паря ленточных транспортёров имеющих возможность перемещения в продольной и поперечно-веритикальных плоскостях.
Культиватор для междурядной обработки (рис. 2.13) содержит основную раму, рабочие органы, смонтированные на свободных концах гряделей, каждый из которых закрепляется на раме с помощью шарнирной четырёхзвенной подвески.
С целью повышения качества междурядной обработки пропашных культур, культиватор снабжён дополнительной рамой, регулировочным элементом и дополнительным звеном шарнирной подвески. Дополнительная рама смонтирована на основной раме посредством кронштейна, на основной раме посредством кронштейна шарнирно установленного на последней, регулировочный элемент смонтирован между кронштейном и основной рамой, а дополнительное звено шарнирной четырёхзвенной подвески установлено между дополнительной рамой и свободным концом грядиля.


Рис. 2.13. Культиватор для междурядной обработки.

2.3. Устройство модернизированных рабочих органов и описание технологической схемы машины

Модернизация культиватора для междурядной обработки состоит в установке на культиватор модернизированные лапы окучники (рис 2.14).


Рис.2.14. культиватор для междурядной обработки.

Модернизация рабочего органа культиватора заключается в установки на отвалы амортизационных устройств (рис2.15). Данная модернизация лапы окучника позволяет сократить поломку отвалов и пальцев приваренных к отвалу. Так как крепление не жёсткое то так же происходит отклонение отвала при попадании камня и большого слоя земли. Данное крепление позволяет лучше осыпать картофель и более лучше разрушать комки при движении агрегата. Данное амортизаторное устройство также позволяет уменьши повреждение растений при культивации в фазе кущения, так как будет происходить отклонение отвальчиков при соприкосновении прутков отвальчика с стеблем растения.


Рис. 2.15. Лапа-окучник

Лапа-окучник работает следующим образом. При движении агрегата по полю культиватор опускается в междурядье картофеля. При начале движения агрегата окучник заглубляется в почву на отрегулированную глубину обработки. Почва по отвалу направляется на гребень и присыпает картофель и при этом формирует разрушенный гребень. При попадании камня или большого объема земли отвальчик отклоняется на определённый угол, что предотвращает поломку отвальчика и пальцев приваренных к нему.
Данная модернизация рабочего органа позволяет уменьшить вероятность поломок лапы-окучника, а также увеличить скорость движения агрегата на каменистых почвах.