авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПЛУГА ОБЩЕГО

-- [ Страница 2 ] --

Анализируя схему (см. рис. 5), можно заключить, что комбинация, состоящая из корпусов плуга и стрельчатых лап, будет выполнять энергосберегающий технологический процесс (см. рис. 2) с качеством, которое не соответствует агротехническим требованиям к основной обработке почвы, вследствие большой ширины захвата стрельчатой лапы (b2 = 0,4 м). Известно, что на взаимодействие полевой доски отвального корпуса со стенкой обрабатываемого пласта почвы приходится 20–25 % энергозатрат на реализацию технологического процесса основной обработки почвы. Поэтому целесообразно объединить корпус плуга с левым лемехом стрельчатой лапы (рис. 7). В этом случае полевая доска потеряет свое функциональное назначение, а уравновешивание и прямолинейность движения этого рабочего органа будут обеспечены левым лемехом стрельчатой лапы.

Тогда тяговое сопротивление комбинации, состоящей из корпуса лемешно-отвального плуга и части безотвального рабочего органа (сила тяжести , кН), с учетом энергозатрат, получаемых в результате исключения полевой доски:

(2)

Для уравновешивания и обеспечения прямолинейности движения комбинированного рабочего органа величины тягового сопротивления корпуса плуга и тягового сопротивления лемеха стрельчатой лапы должны удовлетворять условию = . Тогда ширина захвата лемеха стрельчатой лапы (b3) комбинированного рабочего органа:

(3)

В результате расчета установлено, что ширина захвата лемеха составляет 0,24–0,26 м. Принимаем ширину захвата комбинированного корпуса b4 = 0,65 м.

Комбинированный рабочий орган будет сохранять прямолинейное движение при условии (рис. 8):

Млев = Мправ, (4)

где Млев и Мправ – суммы моментов относительно точки А, действующих на левую и правую части комбинированного рабочего органа.

Выражение (4) с учетом действующих сил:

sin l2 + cos · 0,4 b3 =

= sin l1 + cos · 0,4 b1, (5)

где – угол между направлением действия силы , и направлением движения комбинированного рабочего органа; l2 – плечо силы Rлу, м; l1 – плечо силы Rку, м.

Из уравнения (5) выразим l2:

l2 = [ sin l1 + cos · 0,4 b1 – cos · 0,4b3 ] / sin . (6)

В результате расчетов величины плеча l2 смещение левого лемеха стрельчатой лапы относительно лемеха корпуса плуга комбинированного рабочего органа составит:

Удельное тяговое сопротивление комбинированного рабочего органа (см. рис. 8) будет определяться по формуле:

 (7) Анализ зависимостей (рис. 9) показывает,-30 (7)

Анализ зависимостей (рис. 9) показывает, что удельное тяговое сопротивление комбинированного рабочего органа по отношению к удельному тяговому сопротивлению отвального корпуса при глубине обработки почвы 0,27 м на скорости 1,53 м/с меньше на 24,5 %, а на скорости 2,7 м/с – меньше на 29,2 %.

С учетом рис. 8 конструктивно-технологическая схема комбинированного рабочего органа будет иметь следующий вид (рис. 10).

Рис. 9. Зависимость удельного тягового сопротивления Ку от скорости : 1 – корпус плуга; 2 – комбинация отвального корпуса плуга и стрельчатой лапы; 3 – комбинированный рабочий орган Рис. 10. Конструктивно-технологическая схема комбинированного рабочего органа: 1 – стойка; 2 – левый лемех; 3 – правый лемех; 4 – отвал; 5 – наральник; 6 – башмак


Основными параметрами рабочего органа, от которых зависят качество обработки и тяговое сопротивление, являются ширина захвата правого лемеха b1 = 0,4 м и ширина захвата левого лемеха b3 = 0,25 м. Угол крошения и углы постановки обоих лемехов 1 и 2, согласно многочисленным исследованиям корпусов лемешно-отвальных плугов и плоскорежущих лап, принимаем:  = 30; 1 = 2 = 45. Для правого лемеха использован серийный долотообразный самозатачивающийся лемех П-702, который устанавливается на лемешно-отвальные плуги общего назначения ПЛН-5-35, ПНЛ-8-40. Его длина 560 мм, а ширина 120 мм. Левый лемех изготовлен из лемеха П-702. Его длина 350 мм.

Длина отвала L5 определяется по выражению:

L5 = b1 / sin 3, (8)

где 3 – угол постановки отвала к направлению движения рабочего органа, град.

Высота отвала H1:

H1 = а + 2/3 аmax, (9)

где аmax – максимальная глубина обработки почвы, м.

Повышение степени крошения почвы, снижение залипания отвала и сохранение структуры почвы будет обеспечивать щель треугольной формы, у которой угол между спинкой правого лемеха и нижним обрезом отвала составит:

= аrcsin (sin h / L5), (10)

где h – расстояние между окончанием нижнего обреза отвала и окончанием спинки лемеха, м.

За основу конструктивно-технологической схемы нового плуга общего назначения принимаем схему плуга ПНЛ-8-40. Из условия практического равенства тяговых сопротивлений корпуса плуга ПНЛ-8-40 и комбинированного рабочего органа принимаем, что количество корпусов нового плуга должно соответствовать количеству корпусов ПНЛ-8-40.

Для эффективного уничтожения сорных растений и крошения почвы стрельчатые лапы плоскорезов-глубокорых­лителей устанавливаются на раме почвообрабатывающего орудия с перекрытием на 5–7 см. Тогда рабочая ширина захвата нового плуга составит 4,6 м (рис. 11).

Анализ схемы расстановки корпусов плуга ПНЛ-8-40 и схемы расстановки комбинированных корпусов показал, что ширина захвата нового плуга общего назначения в сравнении с шириной захвата плуга ПНЛ-8-40 будет увеличена на 30 %. При этом расстояние между первым и последним корпусами в направлении движения пахотного агрегата уменьшится на 22,5 %.

Зависимость удельного тягового сопротивления лемешно-отвального плуга ПНЛ-8-40 и нового плуга с учетом перекрытия соседних комбинированных рабочих органов представлена на рис. 12.

Анализ зависимостей (см. рис. 12) показал, что удельное тяговое сопротивление плуга с комбинированными рабочими органами по отношению к удельному тяговому сопротивлению плуга ПНЛ-8-40 при глубине обработки почвы 0,27 м на скорости 1,53 м/с меньше на 24,5 %, а на скорости 2,7 м/с меньше на 27,8 %.

Энергоемкость Э технологического процесса обработки почвы, выполняемой пахотным агрегатом с новым плугом:

(11)

где b4 – ширина захвата комбинированного корпуса, м.

Зависимость энергоемкости технологического процесса основной обработки почвы, выполняемого пахотными агрегатами МТЗ-2522ДВ + ПНЛ-8-40 и МТЗ-2522ДВ + разработанный плуг от скорости их движения с учетом максимальной загрузки трактора представлена на рис. 13.

На основании представленных зависимостей можно заключить, что энергоемкость технологического процесса основной обработки почвы, выполняемого пахотным агрегатом МТЗ-2522 + + ПНЛ-8-40, на 25,128,2 % больше, чем энергоемкость технологического процесса основной обработки почвы, выполняемого пахотным агрегатом МТЗ-2522 + предлагаемый плуг.

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа экспериментальных исследований с описанием соответствующего оборудования и методика исследований. При проведении лабораторно-полевых исследований на полях, находящихся в зоне деятельности ФГУ «Поволжская МИС» (Самарская обл.), и в хозяйствах Саратовской области руководствовались методиками Поволжской МИС и методиками, изложенными в ОСТ 10 4.1–2001, ОСТ 10 2.2–2002, ГОСТ 24057–88 «Испытания сельскохозяйственной техники». Условия проведения испытаний были определены согласно ГОСТ 20915–75.

В четвертом разделе «Результаты и анализ экспериментальных исследований» приведены результаты лабораторно-полевых исследований энергосберегающего технологического процесса, определены качественные и энергетические показатели экспериментального плуга с комбинированными рабочими органами.

Лабораторно-полевые исследования разработанного технологического процесса основной обработки почвы проводились в 2007–2008 гг. на Поволжской МИС (Самарская область, Кинельский район, п. Усть-Кинельский) и на полях Поволжского НИИСС (Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства). Почва – чернозем обыкновенный среднесуглинистый. Влажность почвы в слое 0–30 см составляла 15,4–17,7 %, твердость – 2,0–4,0 МПа.

Исследования технологического процесса проводились с помощью пахотного агрегата, состоящего из экспериментального плуга ПБС-8У и трактора МТЗ-2522ДВ тягового класса 5.

В результате были получены следующие агротехнические показатели (табл. 1).

Таблица 1

Агротехнические показатели, полученные при лабораторно-полевых

исследованиях (пахотный агрегат МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У)

Показатель Значение показателя
1 2
Ширина захвата, м 4,6
Скорость движения, м/с 2,13 2,55 1,83 2,22
Установочная глубина обработки, м 0,16 0,27
Глубина обработки
средняя, м 0,163 0,163 0,274 0,275
среднее квадратичное отклонение, ± м 0,009 0,008 0,009 0,009
коэффициент вариации, % 5,3 5,1 3,3 3,4

Окончание табл. 1

1 2
Ширина захвата плуга
средняя, м 4,3 4,3 4,5 4,5
среднее квадратичное отклонение, ± м 0,12 0,04 0,05 0,05
коэффициент вариации, % 2,7 1,0 1,1 1,1
отклонение фактической от установленной ширины захвата, ± % 5,9 6,8 2,6 2,8
Гребнистость поверхности пашни, м 0,083 0,083 0,084 0,083
Крошение почвы (размер фракций до 50 мм), %, не менее 84,5 80,4 75,4 75,5
Степень заделки растительных и пожнивных остатков, %, не менее 95,2 95,4 95,3 95,5
Глубина заделки растительных остатков, м, не менее 0,121 0,123 0,135 0,131
Забивание рабочих органов почвой и растительными остатками Не наблюдалось




Из табл. 1 видно, что плуг общего назначения ПБС-8У выполняет энергосберегающий технологический процесс основной обработки почвы по всем агротехническим показателям, с качеством, удовлетворяющим агротехническим требованиям, предъявляемым к основной обработке почвы.

При обработке поля плугом ПБС-8У при ширине захвата 4,6 м, установочной глубине 27 см и скорости движения агрегата 8,0 км/ч был получен профиль обработанного слоя (рис. 14).

 Профиль обработанного слоя почвы и-34

Рис. 14. Профиль обработанного слоя почвы и расположение стерни и растительных остатков после прохода плуга общего назначения ПБС-8У:

1 – дно обработанного слоя почвы; 2 – дневная поверхность обработанного поля; 3 – стерня и растительные остатки в горизонтальном положении

Анализ профиля показал, что стерня и растительные остатки были заделаны в пахотный слой почвы и находились на расстоянии 12–13 см от дневной поверхности обработанного поля. При этом стерня на этой глубине была в основном в горизонтальном положении. Ниже горизонта расположения стерни и растительных остатков пласт почвы находился в раскрошенном состоянии аналогично структуре почвы, получаемой в результате работы плоскорезов-глубокорыхлителей.

На рис. 15 представлены зависимости часовой производительности пахотного агрегата МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У от скорости движения агрегата на установочной глубине обработки 0,27 м.

Анализ показал, что экспериментальная и расчетная зависимости производительности пахотного агрегата МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У от скорости движения имеют одинаковую закономерность (см. рис. 15). При этом закономерность изменения зависимостей на основании критерия 2 согласуется с доверительной вероятностью 0,05.

Анализ зависимостей (рис. 16) удельной энергоемкости технологических процессов, выполняемых пахотными агрегатами МТЗ-2522ДВ + ПНЛ-8-40 и МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У, в функции скорости движения показал, что закономерность изменения теоретической удельной энергоемкости МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У (поз. 2) с высокой вероятностью совпадает с экспериментальной зависимостью (поз. 3).

Рис. 15. Зависимости часовой производительности Wч пахотных агрегатов от скорости движения: 1 теоретическая производительность МТЗ-2522 + ПНЛ-8-40; 2 теоретическая производительность МТЗ-2522 + ПБС-8У; 3 экспериментальная производительность МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У Рис. 16. Зависимости удельной энергоемкости Э на выполнение технологического процесса основной обработки почвы плугами общего назначения от скорости движения пахотных агрегатов: 1 МТЗ-2522 + ПНЛ-8-40 (теоретическая); 2 МТЗ-2522 + ПБС-8У (теоретическая); 3 МТЗ-2522ДВ + ПБС-8У (экспериментальная)

В пятом разделе «Исследование эффективности применения разработанного плуга общего назначения и его экономическая оценка» представлены результаты исследования эффективности применения плуга ПБС-8У, результаты его внедрения и расчет экономической эффективности.

В табл. 2 приведены показатели экономической эффективности использования агрегатов К-701 + ПНЛ-8-40 и К-701 + ПБС-8У.

Таблица 2

Показатели экономической эффективности применения плуга

общего назначения ПБС-8У

К-701 + ПНЛ-8-40 К-701 + ПБС-8У
Затраты труда, чел.-ч/га 0,52 0,43
Снижение затрат труда, % 17,3
Себестоимость работ, руб./га 1036,6 730,4
Снижение себестоимости технологии, % 29,5
Годовая экономия затрат на 1 плуг, руб. 337693
Срок окупаемости, лет 0,4


Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.