Перспективная технология и комплекс машин для возделывания ячменя в ООО«Адамово-Агро» Воложинского района с модернизацией разбрасывателя органических удобрений МТУ-18 (дипломный проект)

Дипломный проект


Пояснительная записка включает 84 с., в том числе 11 таблиц, 6 при-ложения, 9 листов графической части.
Ключевые слова: машинно-тракторный парк, растениеводство, живот-новодство, ремонтно-обслуживающая база, эффективность, машинно-тракторный агрегат, производительность, затраты, перспективность, эконо-мический эффект, эксплуатация.
В дипломном проекте представлен анализ хозяйственной деятельности ООО «Адамово-Агро» состава и использования машинно-тракторного пар-ка и его ремонтно-обслуживающей базы.
Дан анализ биологических особенностей и народнохозяйственного зна-чения ячменя, применяемой в ООО «Адамово-Агро» технологии её возде-лывания и современных технологий, применяемых в стране и за рубежом. Обоснованы мероприятия по возделыванию ячменя по перспективной тех-нологии, разработана технологическая карта и приведен сравнительный анализ предлагаемой и существующей в хозяйстве технологии. Определена эффективность применения предлагаемой технологии и технического осна-щения при возделывании ячменя.
Произведена модернизация машины для внесения органических удоб-рений МТУ-18 и приведено обоснование необходимости модернизации.
Выполнены расчеты по операционно-технологической карте. В соот-ветствии с заданием выполнены разработки по охране труда.
Сделано заключение и приведен список используемой литературы.





СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 
1 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА 
1.1 Общие сведения о хозяйстве 
1.2 Природно-климатические условия 
1.3 Краткая характеристика растениеводства 
1.4 Краткая характеристика животноводства 
2 ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 
МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА 
2.1. Показатели технической оснащённости и уровня механизации работ 
2.2 Состав и показатели использования машинно-тракторного парка 
2.3 Обеспеченность хозяйства сельскохозяйственными машинами и анализ использования комбайнов 
2.4 Показатели состава и использования автомобилей в хозяйстве 
2.5 Ремонтно-обслуживающая база для технической эксплуатации МТП 
2.5.1 Ремонтные мастерские и пункты ТО для организации работ по ремонту и техническому обслуживанию МТП 
2.5.2 Материально-техническая база для хранения машин 
2.5.3 Нефтехозяйство хозяйства 
2.6 Инженерно-техническая служба 
2.7 Кадры механизаторов 
3 ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПЛЕКС МАШИН ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ В ООО «АДАМОВО-АГРО» 
3.1 Существующая технология и система машин по возделыванию ячменя в хозяйстве 
3.2 Анализ прогрессивных технологических схем возделывания ячменя в стране и за рубежом 
3.3 Обоснование комплекса агротехнических, технологических и организационных мероприятий по интенсивной технологии возделывания ярового ячменя 
3.4 Прогнозирование урожайности 
3.5 Расчёт технологической карты по возделыванию и уборке ячменя 
3.6 Расчет операционно-технологической карты 
4 МОДЕРНИЗАЦИЯ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ МТУ-18 
4.1 Обоснование темы дипломного проекта 
4.2 Краткая техническая характеристика прицепа разбрасывающего МТУ-1 
4.3 Устройство и принцип работы, основные регулировки 
4.3 Обоснование частоты вращения разбрасывающего шнека 
4.4 Обоснование геометрических параметров разбрасывающего шнека 
4.6 Расчет потребной мощности для привода разбрасывающего шнека 
4.7 Расчет сварных швов разбрасывающего шнека 
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ 
6 ОХРАНА ТРУДА 
6.1 Анализ состояния охраны труда в ООО «Адамово-Агро» 
6.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации МТУ-18 
6.3 Обеспечение пожарной безопасности в ООО «Адамово-Агро» 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 





4 МОДЕРНИЗАЦИЯ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ МТУ-18
4.1 Обоснование темы дипломного проекта
Разбрасывающий шнек машины МТУ-18 предназначен для приема мас-сы удобрений, поступающих с подающего транспортера машины и отбрасы-вания на заданную рабочую ширину захвата.
Однако по причине несовершенства конструкции разбрасывающего шнека машины МТУ-18 не осуществляется надлежащего отделения порции навоза от его основной массы, подаваемой транспортёром к шнеку. По этой причине на разбрасывание навоза уходит более 10 кВт энергии в расчете на один шнек, а также неравномерность внесения твердых органических удоб-рений превышает допустимые агротехническими требованиям 25%.
Для устранения этих негативных факторов, влияющих как на качество распределения твердых органических удобрений по полю, так и на энерго-ёмкость технологической операции по внесению навоза предполагается до-полнить существующую конструкцию шнека отделяющими ножами, которые позволят эффективно отделять порцию навоза, необходимую для отбрасыва-ния от общей массы, подаваемой к шнеку, а рациональное, обоснованное расположение ножей относительно отбрасывающих лопаток, позволит повы-сить качество распределения навоза по полю, что в свою очередь позволит получить экономический эффект модернизированной машины над базовой за счет прибавки урожая от равномерного внесения навоза и снижения затрат энергии на привод.
Для достижения данной цели необходимо решение следующих задач:
– обосновать рациональную частоту вращения разбрасывающего шне-ка;
– обосновать геометрические параметры винтовой поверхности разбра-сывающего шнека, параметры ножей и лопаток, а также их взаимное распо-ложение;
– расчетным путем подтвердить снижение затрат энергии в модернизи-рованной машине в сравнении с базовой.
4.2 Краткая техническая характеристика прицепа разбрасывающего МТУ-18
Показатели технической характеристики приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Техническая характеристика
Наименование показателя Значение
1 2
1. Марка МТУ-18
2. Масса, кг, не более  6200
3. Рабочая скорость движения, км/ч до 15
4. Транспортная скорость, км/ч до 25
5. Рабочая ширина захвата, м 8-12
6. Диапазон доз внесения, т/га от 10 до 60
7. Грузоподъемность, т, не более 18,0
8. Ширина колеи, мм 2150 50

9. Дорожный просвет, мм, не менее 500
10. Трудоемкость перевода прицепа на другую дозу
внесения, чел.-ч., не более 
0,08
11. Коэффициент готовности, не менее 0,96
12. Количество разбрасывающих шнеков, шт 2
13. Габаритные размеры, мм, не более: 
– длина 8500
– ширина 2500
– высота 3800
14. Объем кузова, м3, не менее 21
- с установленными дополнительными бортами, м3, не менее 28
15. Высота прицепа с поднятым задним бортом, мм, не более 4500
16. Удельное давление колес на почву, МПа, не более 0,15
17. Количество персонала, необходимого для
обслуживания прицепа 
1 (тракторист)
18. Срок службы, лет, не менее 10
4.3 Устройство и принцип работы, основные регулировки

Прицеп МТУ-18 в соответствии с рисунками 4.1 и 4.2 состоит из сле-дующих основных частей: шасси, кузова для удобрений 1, разбрасывающих шнеков 3, подающего транспортёра 4 светосигнального оборудования зад-него борта.


1 – кузов; 2 – рама; 5 – колесный ход; 6 – колесо; 7 – дышло; 8 – сцепная петля; 9 – опора стояночная; 10 – лимб регулирования скорости подающего транспортёра
Рисунок 4.1 – Прицеп МТУ-18 (Вид сбоку)



3 – разбрасывающие шнеки; 4 – подаю-щий транспортер; 11 – редуктор приво-да подающего транспортера; 12 – ре-дуктор привода разбрасывающих шнеков
Рисунок 4.2– Прицеп МТУ-18
(Вид сзади)

Разбрасывающие рабочие органы центробежного типа предназначе-ны для измельчения и разбрасывания удобрений. В соответствии с рисун-ком 4.3 они состоят из шнеков 1 на витках которых поочередно установлены нож 2 и лопатка 3.
Подающий транспортёр в соответствии с рисунком 3 представляет со-бой цепочно-планчатый транспортер 1, расположенный на дне кузова. По-дающий транспортёр предназначен для подачи удобрений из кузова к шне-ковым разбрасывающим рабочим органам.



1 – разбрасывающие шнеки; 2 – нож; 3 – лопатка
Рисунок 4.3 – Шнековые разбра-сывающие рабочие органы
Регулирование скорости транспортёра осуществляется поворотом лимба регулятора, расположенного на прицепе, впереди. Для уменьшения скорости лимб поворачивается против часовой стрелки. Для исключения ошибочного включения транспортера в обратную сторону, что может приве-сти к его поломке, в гидросистеме прицепа на редукторе привода транспор-тера стоит обратный клапан, в аварийных случаях, при необходимости включения транспортера в обратную сторону следует снять обратный кла-пан, с последующей его установкой.
Принцип работы прицепа МТУ-18 заключается в следующем. Удоб-рения из кузова подающим транспортером выносятся через задний дозиру-ющий борт и подаются на шнековые вращающиеся центробежные рабочие органы, которые распределяют удобрения по поверхности поля.
4.3 Обоснование частоты вращения разбрасывающего шнека
Оптимальные условия работы шнекового распределителя обеспечива-ются при одинаковом количестве органических удобрений, поступающих с подающего транспортера машины и отбрасываемых шнековым распредели-телем:
  , (4.1)
где  производительность транспортера, кг/c;
  производительность шнекового распределителя, кг/с.
  , (4.2)
где  площадь поперечного сечения подаваемой массы удобрений, м2;
  скорость подачи удобрений , м/с;
  насыпная плотность навоза, кг/м3.

Площадь загрузочной части определится как:
   (4.3)
где  площадь поперечного сечения подаваемой массы удобрений, м2;
  скорость истечения удобрений , м/с.
8,9 м2.

Производительность шнекового распределяющего устройства определя-ется зависимостью:
С учетом того, что плотность навоза составляет кг/м3, а скорость подающего транспортёра машины ПМФ-18 равна м/с, получим:
6,5 кг/c. 
  , (4.4)
где  диаметр наружной кромки шнека, м;
  диаметр внутренней кромки шнека, м;
  шаг витков шнека, м;
  частота вращения шнека, мин -1;
  коэффициент заполнения витков шнека;
  поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона шнека к горизонту.

Учитывая, что в машине установлено два разбрасывающих шнека, по-лучим
  кг/c 
Основной технологической характеристикой подающего устройства яв-ляется его производительность (кг/с), которую, исходя из гектарной дозы внесения, задаваемой агротехническими требованиями, можно определить по формуле:
  , (4.5)
где  норма высева удобрений по агротехническим требованиям, кг/га;
  рабочая скорость машины, км/ч;
  рабочая ширина захвата машины, м.

Результаты расчета операционно-технологической карты показали, что рациональная рабочая скорость, которая не выходит за рамки, предъявляе-мые агротехническими требованиями, составляет 8 км/ч, ширина захвата машины, согласно технической характеристике составляет 11,5 м, а средняя доза удобрений, ежегодно вносимых в хозяйстве составляет 20 т/га, тогда:
  кг/c. 
Секундная производительность шнекового распределителя составит (кг/га):
Частота вращения шнека определится по выражению:
  . (4.6)
  мин-1. 

4.4 Обоснование геометрических параметров разбрасывающего шнека
На рисунке 4.4 представлены основные типы винтовой поверхности шнеков.
Шнек со сплошными витками наиболее приемлем при транспортировке сухих мелкозернистых материалов или порошков.
Фасонный шнек совмещает транспортирование груза с некоторым его измельчением.
Лопастной винт наряду с транспортированием интенсивно перемешивает груз, а ленточный винт наиболее пригоден для грузов, склонных к залипа-нию.


1 – со сплошными витками; 2 – фа-сонный; 3 – ленточный; 4 – лопаст-ной
Рисунок 4.4 – Типы винтовой по-верхности шнеков

Таким образом, на основании анализа существующих типов винтовой поверхности шнека принимаем шнек с ленточным типом винта, поскольку данный тип винтовой поверхности наиболее пригоден для взаимодействия с твердыми органическими удобрениями, которые склонны к залипанию.
Для обеспечения отбрасывания материала на заданное расстояние шнек должен быть оснащен метательными лопатками, размер которых должен обеспечивать отбрасывание навоза на 11,5 м.
Кроме того, для обеспечения бесперебойной работы разбрасывающих шнеков, они должны быть оснащены ножами.
Для того, что бы исключить пульсации при подрезании порции удобре-ний, подаваемых транспортером, а также исключить дисбаланс разбрасыва-ющего шнека при вращении, целесообразно установить лопатки и подреза-ющие ножи равномерно с шагом α=1200 поочередно. Таким образом будет достигаться подрезание удобрений ножом и последующий захват их лопат-кой.
Учитывая рассчитанную выше частоту вращения шнека, которая долж-на составлять 174 мин -1 пульсации будут полностью сглажены при располо-жении в сечении шнека 3 пар лопаток и ножей.


1 – метательная лопатка; 2 – подрезающий нож
Рисунок 4.5 – Схема к расчету углов расстановки ножей и лопаток

Угол установки подрезающих ножей относительно подаваемого потока удобрений определим по формуле:
  , (4.7)
где   – угол между направлением потока удобрений,  подаваемых транспортером и осью вращения шнека, град;
  – угол внешнего трения навоза, град.
.

4.6 Расчет потребной мощности для привода разбрасывающего шнека
Общая потребная мощность (кВт) для привода шнека затрачивается на перемещение удобрений винтом ( ) и на вращение ( ):
  . (4.8)
С точностью, достаточной для практических целей, потребную мощ-ность (кВт) для перемещения навоза винтом определим по известной фор-муле:
   (4.9)
где 102 – безразмерный коэффициент;
  рабочая длина шнека, см.

кВт;

Потребную мощность для вращения кожуха (кВт) определим как
  , (4.10)
кВт;
кВт.
4.7 Расчет сварных швов разбрасывающего шнека
Крепление витков шнека к трубе осуществляется посредством сва-рочного соединения. катет шва К=2 мм.
Максимальный изгибающий момент определяется как вес наиболее длинной стенки направителя на расстояние от шва до конечной точки стенки направителя.
МИЗГ МАХ =0,44∙0,28=0,12 кН·м
Определим напряжения этого момента:
  , (4.11)
где   – момент сопротивления швов, Н/мм3
  , (4.12)
где   – моменты инерции параметров швов, мм4 .

  , (4.13)
, – длины швов, мм; мм; мм.
мм4;
  мм4; 
мм3 ;

Н/мм2 .

Допускаемые напряжения для сварочного шва, выполненного сваркой электродами типа Э-34:
   (4.14)
где  - допускаемое напряжение основного металла для стали 08Х18Н10Т , Н/мм2 .
Н/мм2 .
Таким образом условие прочности швов соблюдается.