Перспективная технология и комплекс машин для возделывания ячменя в филиале «Первомайский и К» ОАО «БелАЗ» Смолевичского района с модернизацией почвообрабатывающе-посевного агрегата АППА-6 (дипломный проект)

Дипломный проект

Пояснительная записка включает 94 с., в том числе таблиц 15, рисунков 3, приложения, 10 листов графической части.
Ключевые слова: машинно-тракторный парк, растениеводство, животноводство, ремонтно-обслуживающая база, эффективность, машинно-тракторный агрегат, производительность, затраты, интенсивность, культиватор, экономический эффект, эксплуатация.
В дипломном проекте представлен анализ хозяйственной деятельности филиала «Первомайский и К» ОАО «БелАЗ», состава и использования машинно-тракторного парка и его ремонтно-обслуживающей базы.
Дан анализ биологических особенностей и народнохозяйственного значения ячменя, применяемой в филиале «Первомайский и К» ОАО «БелАЗ» технологии его возделывания и современных технологий, применяемых в стране и за рубежом. Обоснованы мероприятия по возделыванию ячменя по интенсивной технологии, разработана технологическая карта и приведен сравнительный анализ предлагаемой и существующей в хозяйстве технологии. Определена эффективность применения предлагаемой технологии и технического оснащения при возделывании ячменя.
Произведена модернизация почвообрабатывающее-посевного агрегата АППА-6 и приведено обоснование необходимости модернизации.
Выполнены расчеты по операционно-технологической карте на культивацию. В соответствии с заданием выполнены разработки по охране труда.
Сделано заключение и приведен список используемой литературы


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...
1 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Общие сведения о предприятии...
1.2 Природно-климатические условия...
1.3 Краткая характеристика растениеводства...
1.4 Краткая характеристика животноводства...
2 АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТАВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МТП СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ...
2.1 Показатели технической оснащенности хозяйства и уровня механизации работ ......
2.2 Состав и показатели использования тракторного парка...
2.3 Обеспеченность предприятия сельскохозяйственными
машинами и анализ использования комбайнов...
2.4 Показатели состава и использования автомобилей предприятия....24
2.5 Ремонтно-обслуживающая база для технической
эксплуатации МПТ...
2.6 Инженерно-техническая служба
3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
ЯЧМЕНЯ...
3.1 Краткие сведения об агротехнике и существующая технология возделывания и уборке ячменя в хозяйстве...
3.2 Прогнозирование урожая
3.3 Разработка перспективной технологии возделывания
ячменя в хозяйстве ...
3.4 Разработка операционной технологической карты
3.5 Построение графиков загрузки техники и эксплуатационных затрат при возделывании ячменя...
4 МОДЕРНИЗАИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ...
4.1 Назначение и область применения...
4.2 Устройство и работа изделия
4.3 Техническая характеристика изделия...
4.4 Описание модернизации...
4.5 Инженерные расчеты......
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИПЛОМНОГО
ПРОЕКТА
5.1 Экономическая эффективность возделывания и уборки ячменя по интенсивной технологии...
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Анализ состояния охраны труда...
6.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации
агрегата АППА-6...
6.3 Обеспечение пожарной безопасности в филиале «Первомайский и К» ОАО «Бе-лАЗ»...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА .........................................................................93
ПРИЛОЖЕНИЕ





4 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ

4.1 Назначение и область применения

Комбинированный почвообрабатывающе-посевной агрегат АППА-6 предназначен для предпосевной обработки почвы и посева зерновых, зернобобовых, крестоцветных культур, льна и трав.
Посевная часть агрегата обеспечивает высев семян как раздельно по культурам, так и смесей двух культур с индивидуальной регулировкой нормы высева каждого вида семян.
Агрегат должен работать на всех типах минеральных почв, не засо-ренных камнями, с абсолютной влажностью в слое 0...15 см не выше 20 %. Уклон не должен превышать 8О. Микрорельеф должен быть ровным или мелкогребнистым (допускаются неровности не более 7 см).
Предшествующими технологическими операциями для агрегата яв-ляются: при возделывании яровых культур – культивация, озимых зер-новых культур – гладкая вспашка плугом с приспособлением для уплот-нения почвы, дробления глыб и выравнивания поверхности поля.
Семенной материал должен удовлетворять требованиям соответ-ствующих стандартов.
Загрузку бункера агрегата семенами следует производить механи-зировано.
Агрегатируется с тракторами класса 5 (Беларус-2522, Беларус-3022).
Трактор при работе с агрегатом оборудуется следоуказателем.
Агрегат комплектуется системой контроля за уровнем семян в бун-кере.
4.2 Устройство и работа изделия
Агрегат АППА-6 является полунавесной машиной и состоит из сле-дующих основных узлов: несущей рамы; прицепного устройства; ходо-вой системы; трех секций с рыхлительными рабочими органами; девяти планчатых катков; четырех передних опорных катков-следорыхлителей; системы высева семян; бункера; двух сошниковых секций с наральнико-выми сошниками и загортачами; привода катушек дозаторов; привода вентилятора и гидросистемы.
Рама агрегата состоит из передних и задних частей, соединенных между собой при помощи двух пар кронштейнов. На передней части ра-мы приварены два кронштейна для крепления сницы, кронштейн для крепления вентилятора с приводом, двадцать кронштейнов для монтажа секций с рыхлительными рабочими органами, два кронштейна для креп-ления задних опор бункера и кронштейн для монтажа механизма приво-да катушек дозаторов. На задней части рамы находятся крепления меха-низма перевода агрегата в рабочее или транспортное положения, вклю-чающие кронштейн гидроцилиндра и опоры кронштейнов колесного хо-да, и сошниковый брус, который крепится к раме при помощи болтового соединения.
Прицепное устройство состоит из сницы с подножкой, ловителя, присоединительной оси и талрепа. Оно шарнирно крепится посредством талрепа и четырех пальцев к несущей раме агрегата.
Ходовая часть состоит из коленообразных кронштейнов с вварен-ными полуосями, на которых на подшипниках качения смонтированы сдвоенные колеса с пневматическими шинами. Каждый коленообразный кронштейн монтируется на раме в двух опорах, в которых он может по-ворачиваться вокруг поперечной горизонтальной оси. С внутренней сто-роны к кронштейну приварены рычаги для подсоединения гидроцилин-дра, который служит для перевода агрегата из рабочего положения в транспортное. При работе агрегата колёса находятся над почвой в под-нятом состоянии.
Секции, унифицированные с секциями АКШ-3,6, с рыхлительными рабочими органами состоят из рамок и рабочих органов, которые состо-ят из S-образных упругих стоек и оборотных лап. Они крепятся к попе-речным планкам рамки при помощи зажимов, болтов и самостопорящих-ся гаек. Каждая из пяти секций содержит по двенадцать стоек, которые расположены в четыре ряда по три стойки в ряд. Стойки расположены таким образом, что сохраняется междуследие 100±20 мм.
Катки-следорыхлители представляют собой барабаны диаметром 450 и длиной 380 мм, на цилиндрической поверхности которых приваре-ны рядами в шахматном порядке ножи. Катки вращаются на подшипни-ках, а ось крепится к вилке двумя хомутами с накладками, шайбами и гайками. Вилка монтируется в корпусе и может перемещаться винтовым механизмом по вертикали в пределах от 0 до 10 см. Этим достигается ре-гулирование глубины рыхления почвы, которая контролируется по ли-нейке. Рукоятка винтового механизма от самопроизвольного проворачи-вания удерживается фиксатором. Катки-следорыхлители устанавливают-ся на переднем брусе рамы против колеи от колёс трактора и крепятся посредством хомутов, шайб и гаек.
Бункер сварен из листовой стали. К передней и задней его стенкам приварены по две опоры, изготовленные из уголка. Он имеет два отсека: малый отсек ёмкостью 70 дм3 и большой ёмкостью 700 дм3. Малый отсек предназначен для мелких текучих семян трав, а большой для семян зер-новых, зернобобовых, льна и нетекучих трав. Сверху бункер закрывается тентом. Открытие и закрытие отсеков бункера производится вручную рамками. К днищу отсека бункера присоединено четыре основных доза-тора, а внутри установлена ворошилка. На боковой стенке малого отсека крепятся четыре дополнительных дозатора. Валы дозаторов и ворошил-ки соединены цепной передачей. На горловине основных дозаторов за-креплены эжекторы. На правой стенке бункера расположены маховички для изменения длины рабочей части катушек дозаторов (регулировки нормы высева семян) и рычаги групповой регулировки положения кла-панов дозаторов.
В горловинах основных дозаторов установлены клапаны для отбо-ра семян в пробоотборник при установке нормы высева и опорожнения бункера от семян.
Система высева семян посевной части агрегата унифицирована с си-стемой универсальной сеялки С-6, где применено механическое группо-вое дозирование нормы высева семян (на шесть рядков) и пневматическое транспортирование их воздушным потоком к сошникам.
Система состоит из двух групп дозаторов катушечного типа, венти-лятора, распределителей и семяпроводов-воздуховодов. Вентилятор цен-тробежного типа, унифицирован с сеялкой СПУ-6. Вращение вентилято-ра осуществляется от вала отбора мощности трактора посредством кар-данной передачи и ременной передачи привода. Частота вращения ВОМ – 1000 мин-1.
Распределитель предназначен для равномерного распределения се-мян, поступающих в него от основного и дополнительного дозаторов раздельно или одновременно, на шесть сошников. Верхняя стенка корпу-са распределителя выполнена со сферическими выступами-отражателями. Это обеспечивает более равномерное распределение семян по сошникам благодаря созданию в них потока хаотического характера движения пе-ред штуцерами.
Семяпроводы-воздуховоды служат для транспортирования семян от дозаторов к распределителям, и представляют собой гибкие пластмас-совые шланги диаметром 50 мм, армированные полимерным прутком. Передний конец каждого семяпровода-воздуховода соединяется с эжек-тором, а на заднем конце монтируются обечайка, патрубок, пластмассо-вая трубка и скрепляются двумя хомутами. Патрубок на конце имеет резьбу для соединения с корпусом распределителя.
Для транспортирования семян от распределителя к сошникам при-меняются семяпроводы-воздуховоды в виде гибких пластмассовых шлан-гов диаметром 25 мм, армированных полимерным прутком.
Механизм привода дозаторов обеспечивает одновременную и раз-дельную работу основных и дополнительных дозаторов синхронно со скоростью перемещения агрегата. Он состоит из следующих основных узлов: корпуса, плиты, опоры поворотной с кожухом и колесом, трех цепных и одной шестерёнчатой передач и устройства для подключения и отключения привода валов основных и дополнительных дозаторов.
При движении агрегата привод валов дозаторов осуществляется синхронно от колеса за счет сцепления его с почвой.
Сошниковые секции состоят из брусьев, к которым скобами крепят-ся двумя рядами сошники передние и сошники задние. На задних сошни-ках монтируются загортачи. На брусе сошниковой секции скобами при-крепляются два механизма для групповой регулировки глубины хода сошников, винты которых вворачиваются в плиты кронштейнов. Брус с сошниками каждой секции можно винтами двух механизмов перемещать в
вертикальной плоскости в пределах от 0 до 55 мм ("0" соответствует крайнему верхнему положению бруса, 55 мм – крайнему нижнему). Этим достигается бесступенчатое групповое регулирование глубины хода сош-ников. Для контроля установленной глубины на корпусах механизмов нанесены шкалы с делениями, а на брусе против шкал – риски. Кроме то-го, заглубление сошников в почву в зависимости от ее рыхлости регули-руется натяжением пружины. Предусмотрены также устройства для ин-дивидуальной регулировки каждого сошника с целью установки зубьев всех сошников (передних и задних) в одной горизонтальной плоскости при горизонтальном положении несущей рамы. Устройство состоит из кронштейна и регулировочного винта, который вворачивается в бобыш-ку, приваренную к поводку сошника. После установки сошника в нужное положение регулировочный винт фиксируется от проворачивания гай-кой. При регулировке или при наезде сошника на препятствие он пово-рачивается относительно кронштейна на оси.
Гидросистема предназначена для поднятия колёс ходовой системы, крайних почвообрабатывающих и посевных секций при переводе агрега-та из транспортного положения в рабочее и обратно. Она включает гид-роцилиндры, трубопроводы и рукава высокого давления.
Гидросистема агрегата приводится в действие от гидросистемы трактора.
Устройство демпфирующее предназначено для предохранения рыхлящих рабочих органов от поломок при наезде их на камни и другие жёсткие препятствия.
Для обеспечения стыковых междурядий при севе трактор оборуду-ется следоуказателем
Технологический процесс, выполняемый почвообрабатывающе-посевным агрегатом АППА-6, заключается в следующем: сначала вклю-чается привод дозаторов, затем загруженный семенами агрегат с помо-щью гидросистемы трактора переводится в рабочее положение, включа-ется одна из рабочих передач, ВОМ трактора и начинается движение по полю. При этом катки-следорыхлители производят рыхление колеи трак-тора, передние планчатые катки дробят крупные груды почвы, секции S-образных стоек с оборотными лапами производят рыхлении почвы на необходимую глубину предпосевной обработки, два ряда задних планча-тых катков дробят комки почвы, выравнивают поверхность поля и уплотняют почву, создавая ложе для семян. Семена из бункера катушеч-ными дозаторами подаются в эжектор, из эжектора воздушным потоком вентилятора транспортируются по семяпроводам-воздуховодам к шести-канальным распределителям, а из них - к сошникам, которыми уклады-ваются в почву на заданную глубину и заделываются загортачами. Во-ждение агрегата осуществляется по следоуказателю. При поворотах в конце гона агрегат переводится гидроцилиндром ходовой системы в транспортное положение. При этом автоматически отключается привод дозаторов. Тракторист отключает привод вентилятора (ВОМ трактора) и производит поворот агрегата. После завершения поворота включается опять ВОМ трактора, агрегат опускается в рабочее положение и осу-ществляется его новый рабочий ход. При опускании агрегата в рабочее положение автоматически включается привод дозаторов.

4.3 Техническая характеристика изделия

Тип        полунавесной
Марка        АППА-6
Производительность за 1 ч
основного времени, га     4,3...4,8
Производительность за 1 ч
эксплуатационного времени, га    2,9...3,3
Рабочая скорость движения на
основных операциях, км/ч     7,2...8,0
Транспортная скорость, км/ч, не более   15
Рабочая ширина захвата, м    6
Масса сухая конструкционная, кг   5070
Габаритные размеры, мм, не более:
в рабочем положении
ширина        7000
длина        9000
высота        2200
в транспортном положении
ширина        7000
длина        9000
высота        2620
Дорожный просвет, мм     2600
Вместимость двухсекционного бункера, дм3 770
Число персонала по профессиям, необходимое
Для обслуживания операций, непосредственно
Связанных с работой агрегата    1 (тракторист)
Основные показатели качества выполнения
технологического процесса почвообрабаты-
вающей частью агрегата:
- глубина слоя почвы, подготовленного
- гребнистость поверхности поля, см,не более 3
- крошение (содержание фракций), %:
до 25 мм, не менее  80
свыше 50 до 100 мм, не более  5
- плотность почвы в обработанном слое, г/см3:
в верхней части  0,8...1,1
уплотненного семенного ложа    1,0...1,3


Основные показатели качества выполнения
технологического процесса посевной частью
агрегата:
- высевающая способность, кг/га:
зерновых культур и льна     80...350
зернобобовых культур     3...400
гречихи        20...75
проса        15...30
крестоцветных культур и трав    3...30
неравномерность высева семенного материала
между сошниками, %, не более:
зерновых и льна      6
зернобобовых, крестоцветных и трав   10
- неустойчивость общего высева, %, не более:
зерновых и льна      2,8
зернобобовых крестоцветных и трав   4,0
- дробление семян, %, но более:
зерновых, льна и крестоцветных    0,3
зернобобовых       1,0
- глубина заделки семян, мм:
минимальная       15±5
максимальная       55±5
- ширина междурядий, мм     125±10
- доля семян, заделанных в слое заданной
глубины и двух смежных с ним слоях, предус-
мотренных агротребованиями, %, не менее  80
- доля незаделанных в почву семян, %, не более 0,1

4.4 Описание модернизации
Ряд задних планчатых катков агрегата АППА-6 дробит комки поч-вы, выравнивает поверхность поля и уплотняют верхний слой почвы, со-здавая ложе для семян. При этом улучшается приток влаги к семенам, обеспечивается лучший контакт семян с почвой, а это означает более дружное появление всходов.
Каждая секция планчатых катков агрегата АППА-6 состоит из семи дисков, расположенных на одной оси. Крайние диски крепятся к корпу-сам, которые в свою очередь насажены на валы. Между валом и корпу-сом установлены подшипники, что позволяет секции вращаться вокруг оси валов. По периметру каждого диска с угловым интервалом вырезано 9 пазов (первый ряд) и 7 пазов (второй ряд), в которые при помощи сварки монтируются планки. Каждый диск, начиная с первого, повернут на 17 градусов по отношению к предыдущему. Поэтому планки, которые крепятся к дискам, получаются навитыми на диски по всей длине секции катка под углом 17 градусов в одном направлении. Направление навивки планок в первом и втором рядах планчатых катков противоположное, что обеспечивает более равномерное уплотнение почвы, выравнивание поверхности поля и разрушение песчаных глыб. Также важным элемен-том конструкции катков является различие диаметров секций первого и второго рядов: каждая секция первого ряда выполнена большим диамет-ром, чем секция второго ряда. Катки большего диаметра (первый ряд) более равномерно уплотняют пахотный слой по глубине, а катки малого диаметра (второй ряд) воздействуют на почву как полоз и уплотняют верхний слой почвы.
Модернизация планчатых катков состоит в замене планок с волни-стой поверхностью на планки с ровной поверхностью, что делает более простым конструкцию и изготовление данных элементов катка. В резуль-тате этой модернизации более равномерно будет уплотняться поверх-ностный слой почвы, лучше дробиться песчаные глыбы и выравниваться поверхность поля, что приведет к усилению притока влаги к семенам, обеспечению лучшего контакта семян с почвой. Уплотненный 5-сантиметровый слой почвы обеспечивает необходимое заглубление сош-ников сеялки и оптимальную глубину заделки семян. На такое уплотнение почвы хорошо реагируют озимые, потому что этим приемом замедляется оседание почвы и открытие узла кущения, озимые лучше переносят зиму.
Второй элемент модернизации – установка полого вала между двумя корпусами, на которых крепятся диски. На этот вал монтируются десять дисков-колец. Это изменение в конструкции катка позволяет суще-ственно увеличить жесткость конструкции и незначительно увеличить его массу, в результате чего модернизированные катки могут найти более широкое использование на каменистых почвах, потому что при динами-ческих ударах о камни секция катка будет меньше подвержена деформа-ции, чем в исходном варианте.
4.5 Инженерные расчеты
Произведем проверочный расчет оси следорыхлителя. Так как сле-дорыхлитель является опорой для передней части агрегата, то на него действуют значительные нагрузки вертикальные нагрузки. Так как гори-зонтальные нагрузки, возникающие из-за сопротивления следорыхлителя передвижению сравнительно невелики, то ими можно пренебречь. При общем весе агрегата в 50700 Н, катки-следорыхлители испытывают нагрузку ≈10000 Н каждый. Принимая коэффициент неравномерности распределения нагрузки между следорыхлителями k=1,25, получаем нагрузку на один каток равную 12500 Н.
На рисунке 4.1 приведена расчетная схема оси следорыхлителя с эпюрой изгибающих моментов относительно оси z. Принимаем ввиду симметрии конструкции силы F1 и F2 равными:







Рисунок 4.1 – Расчетная схема оси следорыхлителя

Из уравнения моментов относительно точки приложения силы F2 находим силы F2 и F3, принимая данные силы равными:
∑MF1: F4(76мм+410мм)-F3·410мм-F1·76мм=0,   (4.1)
F3=(F4(76+410мм)-F1·76мм)/410 мм
F2=F3=(6250Н (76мм+410мм)-6250Н ·410мм)/410мм=6250 H
Максимальный момент: Ммакс= F1·76 мм=6250Н ·76мм = 475000 Н·мм.
Минимальный диаметр оси по статической нагрузке находим по формуле:
, (4.2)

где М – изгибающий момент, Н·мм;
[] = 0,8т – допустимое напряжение изгиба, МПа;
т = 540 МПа – предел текучести стали 45 (термообработка – норма-лизация).
Получаем:

Диаметр минимального сечения оси по чертежу составляет 30 мм, что превышает расчетный. Проведя обратные расчеты, исходя из диа-метра оси 30 мм получили, что ось может выдержать максимальную статическую нагрузку в 60200 Н, что превышает нагрузку, создаваемую всем агрегатом. Это значение может быть обосновано, если учесть ди-намические нагрузки, действующие на следорыхлитель.
Проверочный расчет подшипников
Исходя из устройства агрегата АППА-6, следорыхлитель опирает-ся на два шариковых радиальных однорядных подшипника.
Частоту вращения следорыхлителя на рабочей скорости определя-ем из выражения:
, (4.3)
где v = 7,5 – средняя рабочая скорость движения агрегата, км/ч;
D = 600 – диаметр следорыхлителя (внешний диаметр опорного ба-рабана), мм.
Получаем:

Радиальная нагрузка на каждый подшипник – 6,25 кН. Рабочая температура подшипника не превышает – 398, 15 К. Желаемая долго-вечность – 20000 часов.
Исходя из диаметра вала, выбираем следующий тип подшипника – 208.
Произведем расчет долговечности подшипника.
Долговечность подшипника определяется по формуле:
ч,         (4.4)
где n – частота вращения об/мин; n=60 об/мин
C – динамическая грузоподъемность подшипника, С = 25,6 кН;
P – эквивалентная нагрузка, Н;
р – показатель степени, для шариковых подшипников принимаем р = 3.
Эквивалентную нагрузку находим по формуле:
Р=(Х·Fr+Y·Fa)·kσ·kT         (4.5)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х=1;
Fr – радиальная нагрузка, F = 6,25 кН;
Y – коэффициент осевой нагрузки;
Fa – осевая нагрузка, Н;
kσ – коэффициент безопасности, kσ=1,2;
kT – температурный коэффициент, учитывающий рабочую темпера-туру нагрева подшипника.
Схема нагружения подшипников приведена на рисунке 4.2.
В связи с тем, что в нашем случае не наблюдается осевой нагрузки, принимаем Fa=0.

Исходя из данных по рабочей температуре подшипника (398, 15 К), принимаем kT=1,0
Р=(1·6,25+0)·1,2·1,0=7,5 Н

Таким образом, подшипник подходит по динамической грузо-подъемности.