Проект совершенствования технологии возделывания картофеля в условиях СПК «Заря» Игринского района с модернизацией культиватора КОН-2.8А

СОДЕРЖАНИЕ

 ВВЕДЕНИЕ ..........................................................................8 
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ХОЗЯЙСТВА 
 1.1 Общая характеристика хозяйства..............9 
 1.2 Земельные фонды организации и их использование......10 
 1.3 Специализация предприятия..................12 
 1.4 Экономическая характеристика хозяйства
1.5 Показатели производства основных видов сельскохозяйственной продукции.........
1.6 Обеспеченность предприятия сельскохозяйственной (транспортной) и механизаторскими кадрами..............................................................18
1.7 Эффективность использования тракторов ...............................21
1.8 Эффективность использования грузового автотранспорта............22
1.9 Организация технического обслуживания, ремонта и хранения техники
1.10 Организация работы нефтехозяйства
2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ
2.1 Агротехнология возделывания картофеля
2.2 Обзор и анализ существующих технологий возделывания картофеля............
 2.3 Уход за посадками картофеля...
2.3.1 Общие сведения
2.3.2 Технические средства ухода за посадками картофеля...
2.4 Основные факторы, определяющие урожай картофеля...
2.5 Совершенствования технологии возделывания картофеля
3  КОНСТРУИРОВАНИЕ КУЛЬТИВАТОРА ДЛЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ КАРТОФЕЛЯ 
4 3.1 Краткий обзор машин для междурядной обработки картофеля......38
3.2 Описание разработки
3.3 Прочностной расчет конструкции культиватора
3.3.1 Расчет несущей балки рамы...
3.3.2 Расчет швеллера рамного...
3.3.3 Расчет сварочного шва на отрыв...
3.4 Технико-экономические показатели конструкторской разработки ...
3.6 Разработка операционно-технологической карты на междурядную обработку картофеля
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ХОЗЯЙСТВЕ 
 4.1 Организация работы по созданию здоровых и безопасных условий труда...
 4.2 Анализ условий труда и производственного травматизма...
4.3 Мероприятия по профилактике травматизма...
 4.4 Инструкция по охране труда для тракториста-машиниста при междурядной обработке посадок картофеля......
4.4.1 Общие требование охраны труда
4.4.2 Требование охраны труда перед началом работы...
4.3.3 Требование охраны труда во время работы...
4.3.4 Требование охраны труда в аварийных ситуациях...
4.3.5 Требование охраны труда по окончании работ
4.3.6 Пожарная безопасность
5 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА... 
 ЗАКЛЮЧЕНИЕ................86 
 ЛИТЕРАТУРА.....................87 







3.2 Описание разработки

В современном сельском хозяйстве становится сложно обойтись средствами возделывания картофеля, разработанными десятки лет назад. Ситуация сильно изменилась и стало очевидным, что необходимо разрабатывать новые средства для возделывания этой культуры.
Был проведён анализ существующих машин и орудий. На данный момент в небольших хозяйствах наиболее широко для междурядной обработки посадок картофеля используют культиватор окучник КОН-2,8А. Однако он не может обеспечить нужного качества междурядной обработки.
Основные недостатки:
1 Недостаточная длина поперечного бруса рамы культиватора не обеспечивающая настройку рабочих секций на увеличенную ширину междурядья, например 75 см соответствующей голландской технологии;
2 Сложная конструкция кронштейнов крепления грядиля изготовленных путем литья;
3 Соединение ротационных рыхлителей к грядилям, получивших широкое применение при междурядной обработке картофеля, выполнено с помощью длинных поводков, не обеспечивающих достаточную устойчивость хода ротационных рыхлителей в междурядье, что является причиной повреждения культурных растений.
Целью технического решения является упрощение конструкции и настройки на заданные условия работы, а также повышение эксплуатационной надежности и универсальности культиватора без ухудшения качественных показателей выполняемого технологического процесса. 3-D модель культиватора представлена на листе ЭМДП.073117.000 Д4. Общий вид культиватора представлен на листе ЭМДП.073117.000.ВО.
Поставленная цель достигается, а также устраняются выше отмеченные недостатки тем, что в культиваторе верхняя тяга выполнена нерегулируемой и равной по длине расстоянию между шарнирами нижних тяг, что исключает изменение геометрической формы параллелограммного механизма, а следовательно и угла вхождения в почву рабочих органов при копировании микрорельефа междурядья. Нерегулируемая верхняя тяга упрощает конструкцию культиватора, а также настройку его на заданные условия работы. А именно, установку грядилей в горизонтальную плоскость достаточно выполнить у всех параллелограммных секций одновременно изменением длины верхней тяги навески трактора.
Нижняя тяга выполнена цельной П-образной формы и с увеличенной поперечной базой, что придает достаточную устойчивость хода рабочей секции в продольно-вертикальной плоскости, с наружной стороны которой надевается замок-тяга.
Поперечная база рамы культиватора выполнена длиной соответствующей настройке культиватора на увеличенную ширину междурядья, например 75 см, соответствующей голландской технологии.
Вдоль стоек рабочих органов выполнены конические углубления, с целью надежной фиксации стойки с помощью болта на грядиле с коническим наконечником, а также выполнены отверстия в верхней части стоек рабочих органов в которое вставляются пальцы с целью предотвращения выпадения рабочих органов при самопроизвольном отворачивании болта в транспортном положении культиватора или же во время разворота агрегата в конце гона, при этом палец через якорную цепь связан с грядилем.
Кронштейны параллелограммного механизма и в целом культиватор выполнен сварной конструкции из проката, что упрощает его изготовление в сравнении с аналогами, снабженными литыми кронштейнами, требующими организации дорогостоящего и в то же время экологически вредного производства и дополнительных затрат на транспортировку литых заготовок к месту их механической обработки и сборки культиватора.
Схема работы культиватора представлена на листе ЭМДП.073117.000 Д5.
Техническая характеристика:
Рабочая скорость – 5-9 км/ч.
Транспортная скорость – 25-30 км/ч.
Производительность – 2,27-4,08 га/ч.
Масса– 445 кг.
Ширина захвата – 2,8-3 м.
Глубина обработки – 5-6 см.
Число обрабатываемых междурядий – 5.
Число обслуживающего персонала – 1.
Габаритные размеры в рабочем положении:
- длина – 2222 см;
- ширина – 3500 см;
- высота – 1214 см.
Агрегатируется с тракторами класса – 1,4-2,0.

3.3 Прочностной расчет конструкции культиватора

3.3.1 Расчет несущей балки рамы

Основным элементом культиватора несущая балка рамы. Она воспринимает основные нагрузки, действующие на культиватор. Поэтому произведём расчёт на прочность.
Для расчета примем, что сила сопротивления культиватора равна силе тяги на крюке трактора:
      (3.1)
Составим расчетную схему.

Рисунок 3.7 – Расчетная схема несущей балки рамы
В следствии того, что значения моментов относительно точки D равны, то необходимо только вычислить моменты в точках A, B, C и D.
Исходя из условия, что момент в точках опор равен 0, тогда
МА=0 Нм       (3.2)
Изгибающий момент в точке В равен
,       (3.3)
где Р – сила сопротивления рабочей секции, Н;
l – ширина междурядий, l=0,7 м.
Сила сопротивления Р равна
Р= ,      (3.4)
Р= .
Зная значение силы Р рассчитываем изгибающий момент МВ
.
Изгибающий момент в точке С равен
,     (3.5)
Подставляя значения в формулу 3.5, получим

Изгибающий момент в точке D равен
,  (3.6)
где R – сила тяги, R=0,5P1=7 кН.
Отсюда

Строим эпюру изгибающих моментов.

Рисунок 3.8 – Эпюра изгибающих моментов для несущей балки рамы
Проведем расчет на прочность
,      (3.7)
где – максимальная нагрузка, Па;
– максимальный изгибающий момент,
– момент сопротивления полого квадрата, м3;
- предельно допустимая нагрузка,
Неизвестная величина , найдем ее по формуле
,       (3.8)
где – длина наружной стороны полого квадрата, =0,065 м;
- длина внутренней стенки полого квадрата, =0,049 м.
м3,

Получили, что , следовательно материал выбран верно и с большим запасом прочности и он может быть применен в конструкции культиватора.

3.3.2 Расчет швеллера рамного

Составим расчетную схему.

Рисунок 3.9 – Расчетная схема швеллера рамного
Исходя из условия, что момент в точках опор равен 0, тогда
МА= МС=0 Нм       (3.9)
Изгибающий момент в точке В равен
,       (3.10)
где Р – сила сопротивления рабочей секции, Р=2800 Н;
l – межосевое расстояние, l=0.18 м.
 
Строим эпюру изгибающих моментов рисунок 3.10.

Рисунок 3.10 – Эпюра изгибающих моментов для швеллера рамного
Проведем расчет на прочность
,      (3.11)
где – максимальная нагрузка, Па;
– максимальный изгибающий момент,
– момент сопротивления швеллера, м3;
- предельно допустимая нагрузка,

Получили, что , следовательно материал выбран верно и с большим запасом прочности и он может быть применен в конструкции культиватора.

3.3.3 Расчет сварочного шва на отрыв

Условие прочности сварочного шва
,      (3.12)
где Р – сопротивление рабочей секции, Р=2800 Н;
– площадь сварочного шва, м2;
- предельно допустимая нагрузка,
Площадь сварочного шва равна
,       (3.13)
где - катет сварочного шва, ;
l – длина сварочного шва, м.
Длина сварочного шва вычисляется по формуле
      (3.14)
где R – радиус дуги, м;
- угол дуги, рад.
м.
м2.
МПа.
Получили, что , следовательно вид сварки выбран верно и с большим запасом.

3.4 Технико-экономические показатели конструкторской разработки

При проектировании какого-либо изделия или детали необходимо учитывать не только технические, но и экономические показатели. Одним из основных показателей, в условиях рыночной экономики, является затраты на производство и эксплуатацию каких-либо агрегатов.
Масса конструкции определяется по формуле:
G = (Gk +Gг) K, (3.15)
где Gk - масса сконструированных деталей, узлов и агрегатов, кг;
Gг - масса готовых (покупных) деталей, узлов и агрегатов, кг;
К - коэффициент, учитывающий массу расходуемых на изготовление
конструкции монтажных материалов (для расчетов применяются
К=1,05...1,25).
G = (250+195) 1,05=467 кг.
Масса готовых деталей устанавливается по справочным данным, проспектам, буклетам.
Балансовая стоимость новой конструкции производится на основе расчетного способа по формуле:
Cб1 = Цуд1 G1 Jц Кнц+Спокуп.изд., (3.16)
где Цуд1 – удельная оптовая цена одного килограмма массы конструкции данного типа (за аналог берется культиватор КОН-2,8А), руб/кг;
G1 – масса сконструированных деталей, узлов, и агрегатов, кг;
Jц - коэффициент, учитывающий изменение цен в изучаемом периоде;
Кнц – коэффициент, учитывающий торговую наценку, налог на добавленную стоимость, затраты на монтаж и обкатку машин (Кнц=1,32...1,6);
Спокуп.изд – стоимость покупных изделий, руб.
Cб1 = 148 250 1 1,32+34500=83,3 тыс. руб.
Прежде чем приступить к расчету технико-экономических показате-
лей, необходимо собрать исходные данные (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета технико-экономических
показателей

Наименование Вариант
 базовый проектируемый
Масса конструкции, кг
Балансовая стоимость, руб.
Потребляемая (установленная) мощность, кВт
Количество обслуживающего персонала, чел.
Разряд работы
Тарифная ставка, руб./чел.-ч.
Норма амортизации, %
Норма затрат на ремонт и ТО, %
Годовая загрузка конструкции, ч  851
126
11,2
1
4
35
16,6
15
72 445
83,3
10
1
4
35
16,6
14
72

При расчетах показатели базового варианта обозначаются как Х0, а проектируемого как Х1.
Расчет технико-экономических показателей по обоим вариантам проводится в такой последовательности [18].
Часовая производительность машин определяется:
W ч = 0,36 Bp Vp t, (3.17)
где Вр - рабочая ширина захвата машин, м;
Vp - рабочая скорость движения машины, м/с;
t - коэффициент использования рабочего времени смены, (0,60...0,95).
W ч = 0,36 2,8 3 0,6=1,8 га/ч.
Энергоемкость процесса, кВт- ч/ед.:
Эехi = Nе / Wч, (3.18)
где Ne - потребляемая конструкцией мощность, кВт.
Эех0 = 11,2 / 1,8=6,2 кВт - ч/га;
Эех1 = 10 / 1,8=5,5 кВт - ч/га.
Металлоемкость процесса, кг/ед.:
Mеxi = Gi / (Wч Tгодi Tслi), (3.19)
где Gi - масса агрегата, кг;
Tгодi - соответственно, годовая загрузка машин и орудий, ч;
Тслi- срок службы машин и орудий, лет.
Mех0 =851 / (1,8 72 12)=0,54 кг/га;
Mех1 = 445 / (1,8 72 12)=0,29 кг/га.
Фондоемкость процесса, руб./га.:
Fехi = Cбi / (Wч Tгодi), (3.20)
где Cбi- балансовая стоимость агрегата, руб.
Fех0 = 126000 / (1,8 72)=972 руб./га;
Fеx1 = 83300 / (1,8 72)=642,7 руб./га.
Трудоемкость процесса, чел.- ч/ед.:
Tе = Nобсл / Wч , (3.21)
где Nобсл - количество обслуживающего персонала, чел.
Tе = 1 / 1,8=0,6 чел.-ч./га
Себестоимость работы (руб./га.), выполняемой с помощью спроектированной конструкции и в исходном варианте, находят из выражения:
Sэкспхi = Сзпxi + Сэxi + Сртоxi + Аxi + Прxi, (3.22)
где Сзпxi - затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./ед.
Сэxi - затраты на топливо-смазочные материалы или электроэнергию, руб./ед.
Сртоxi - затраты на ремонт и техническое обслуживание, руб./ед.
А - амортизационные отчисления, руб./ед.
Прxi - прочие затраты ( 5...10% от суммы предыдущих элементов).
Затраты на оплату труда рассчитывают по формуле:
Cзпx = z Te Ксоц Ук, (3.23)
где z - часовая тарифная ставка рабочих, руб./чел.- ч.
Ксоц - коэффициент, учитывающий единый социальный налог (для с.-х.
предприятий равен 1,34),
Ук- уральский коэффициент, Ук =1,15.
Cзпx = 35×0,6×1,34×1,15=32,4 руб./га.
Затраты на ТСМ рассчитывают по формуле:
Сэ = Цкомпл qт , (3.24)
где Цкомп - комплексная цена топлива, руб./кг;
qт - норма расхода топлива, кг/га.
Сэ = 24 1,2=28,8 руб./га.
Затраты на ремонт и техническое обслуживание определяют по
формуле:
Сртоxi = Сбxi Hртоxi/(100 Wч Tгод), (3.25)
где Hртоxi - норма затрат на ремонт и техобслуживание, %.
Сртоx0 = 126000 15/(100 1,8 72)=145,8 руб./га;
Сртоx1 = 83300 14/(100 1,8 72)=90 руб./га.
Амортизационные отчисления находят:
Axi = Cбxi axi /(100 Wч Tгод), (3.26)
где аi - норма амортизации, %.
Ax0 = 126000 16,6/(100 1,8 72)=161,4 руб./га;
Ax1 = 83300 16,6/(100 1,8 72)=106,7 руб./га.
Sэкспх0 = 32,4 + 28,8 + 145,8 +161,4 + 36,6=405 руб./га;
Sэкспх1 = 32,4 + 28,8 + 90 + 106,7 + 25,6=283,5 руб./га.
Уровень приведенных затрат (руб./га.) на работу конструкции определяются по формуле:
Cпрxi = Sэкспxi + Eн Kyдxi, (3.27)
где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,25;
Куд - удельные капитальные вложения или фондоемкость процесса,
руб./ед.
Cпрx0 =405 + 0,25 972,2=648,1 руб./га;
Cпрx1 =283,5 + 0,25 642,7=444,2 руб./га.
Годовая экономия Эгод в рублях определяется:
Эгод = (S0 - S1) Wч Tгод1, (3.28)
где Тгод1 - годовая нормативная загрузка конструкции, ч.
Эгод = (405 – 283,5) 1,8 72=15746,4 руб/га.
Годовая загрузка агрегата Тгод=72 ч., при производительности Wч=1,8 га/ч, общая площадь обработки составит 15 га. Эгод= 236196 руб.
Годовой экономический эффект Егод в рублях находят:
Егод = Эгод - Ен Кдоп, (3.29)
где Кдоп - дополнительные вложения, равные балансовой стоимости
конструкции, руб.
Егод = 236196 – 0,25 83300=215371 руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений Tок:
Tок = Сб1 / Эгод, (3.30)
где Сб1 - балансовая стоимость спроектированной конструкции, руб.
Tок = 83300 /236196 =0,35.
Фактический коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений:
Eэф = Эгод / Cб1 = 1 / Tок. (3.31)
Eэф = 1/0,35=2,85.
Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений для сельского хозяйства в целом принят равным 0,25. Это означает, что экономия от снижения себестоимости продукции не должна быть меньше 0,25 рубля на 1 рубль дополнительных капитальных вложений.
В заключение расчетов по определению экономической эффективности конструкции составляется таблица 3.2.

Таблица 3.2 - Сравнительные технико-экономические показатели
эффективности конструкции

Показатель Вариант 
Проектируемый к базовому, %
 базовый проектируемый 
1. Часовая производительность, га./ч
2. Фондоемкость процесса, руб./га.
3. Энергоемкость процесса, кВт-ч/га.
4. Трудоемкость процесса, чел.-ч/ед.
5. Уровень эксплуатационных затрат, руб./га.
6. Уровень приведенных затрат, руб./га.
7. Годовая экономия, руб.
8. Годовой экономический эффект, руб.
9. Срок окупаемости капитальных
вложений, лет
10. Коэффициент эффективности
капитальных вложений 1,8
972,2
6,2
0,6
405

648,1

-
-

-

-
 1,8
642,7
5,5
0,6
283,5

444,2

236196215371

0,35

2,85 100
66
88,7
100
69,8

68,4

-
-

-

-