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:   || 2 | 3 |

Средствадля раскорчевки пнейплодовых деревьев

-- [ Страница 1 ] --

ЕГОРОВДмитрийАлександрович

На правах рукописи

ОБОСНОВАНИЕ ИРАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВАДЛЯ РАСКОРЧЕВКИ ПНЕЙПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ

Специальность 05.20.01– Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации насоисканиеученой степени кандидата технических наук

Мичуринск-наукоградРФ, 2013.

Работа выполнена в

федеральном

государственном

бюджетном

образовательном учреждении

высшего

профессионального

образования

«Мичуринский государственныйаграрныйуниверситет»(ФГБОУ ВПО МичГАУ)

на кафедре «Прикладная механика и конструированиемашин».

Научныйруководитель: кандидат технических наук

Завражнов АндрейАнатольевич

Официальные оппоненты:Бычков Валерий Васильевич

доктортехническихнаук, профессор,

ГНУ«Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства ипитомниководства Россельхозакадемии»/ Экспериментально-конструкторский центрмеханизациитрудоемкихпроцессовв садоводстве, заведующий Центром

ТырновЮрий Алексеевич

доктортехническихнаук, профессор,

ГНУВсероссийскийнаучно-исследовательский институт использования техники инефтепродуктов Россельхозакадемии/ Лаборатория № 6

«Использование машинно-тракторныхагрегатов»,заведующийлабораторией

Ведущаяорганизация:Государственное научное учреждение «Всероссийскийнаучно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства» (ГНУВИМ Россельхозакадемии).

Защитадиссертациисостоится«10» июля 2013 г. в 1400часов на заседании диссертационногосовета ДМ 220.041.03 в федеральном государственномбюджетномобразовательном учреждении высшего профессиональногообразования

«Мичуринскийгосударственный аграрныйуниверситет» по адресу: 393760,

Тамбовская область, г.Мичуринск,ул. Интернациональная,д. 101, корп. 1, ауд. 206

«Залзаседанийдиссертационных советов».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МичГАУ. Объявление о защите и текст автореферата размещены на сайтах

ФГБОУ ВПО МичГАУ http://mgau.ru и Министерства образования и наукиРоссийскойФедерацииvak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан «10»июня 2013 г.

Ученыйсекретарьдиссертационного совета

кандидаттехнический наук, доцент В.Ю.Ланцев

ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темыисследования.Отечественноепромышленноесадоводствов нашей стране является одной из динамически развивающихся отраслей сельского хозяйства. Это подтверждаетсярядом постановлений правительства РФ и разработкой Федеральных, отраслевых и региональных программ развития садоводства и питомниководства,в основе которых лежат положения Стратегии национальной безопасности РФ до 2020 года, Государственнойпрограммы«Развитиесельскогохозяйстваи регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырьяи продовольствияна 2008-2012 годы» и других законодательныхактов.



Перспективным направлением развития промышленного садоводства является переход наинтенсивныетехнологии,в которых используются слаборослые подвои. Это требует повсеместной закладки новых садов интенсивного типа. В настоящее время в России 90 % всех садов составляют сады экстенсивного типа. Свободных земель под закладку новых садов практически нет, что в свою очередь требует освоениятерриторий, занятых старыми садовыминасаждениями. Только в

Центрально-Черноземном районе сады,вышедшимииз оборота занимают более 50 тыс. га. Однако закладка новых садов сдерживается из-за отсутствия эффективных и ресурсосберегающихтехническихсредствдля раскорчевки и утилизации старых садовых насаждений.

В настоящее время в отечественном промышленном садоводстве при раскорчевке садовых насаждений используется технология, которая трактуется как сплошная раскорчевка, в основе которой лежит использование различных типов навесных корчевателей, представляющихсобой отвал с зубьями на базе гусеничного трактора. Основными технологическимиоперациямипри сплошной раскорчевке являются: свал дерева, перемещение раскорчеванныхдеревьевна край участка и формирование валков корчевателями-собирателями, сжигание ветвей, сложенных ввалок.

В результате данного метода в почве остается значительное количество корней, происходит уплотнение нижних слоев почвы из-за применения тяжелых гусеничных тракторов, при сжигании выгорает гумусовый слой почвы, требуется проведение большого объема культуртехническихработ по восстановлениюплодородияпочвы.

Современные технологии используют принцип раздельной раскорчевки иутилизациистарых садовых насаждений. С точки зрения ресурсосбереженияприменениеданной технологии наиболее рационально. Разделение технологическогопроцессараскорчевкина отдельные операции (валку дерева без корней и корчевание пней) дает возможность снижения энергоемкости процесса. Но, как показывает практика, данная технология применяется преимущественноза рубежом.

Удалениепней является одной из самых энергоемких и ресурсозатратных

технологических операций прикорчеванииплодовогодерева. Специализированныхкорчевателей пней плодовых деревьев нет, аиспользуемые орудия применимы

преимущественно длялесногохозяйстваи сделаны на базе энергонасыщенныхпромышленныхтракторов.

Поэтомусовершенствование технологии раздельной раскорчевки путемразработкикорчевателяпней плодовых деревьев является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой

«Научныеи научно-педагогические кадрыинновационнойРоссии»на 2009-2013 годы по теме «Ресурсосбережениеи экологическая безопасность индустриальныхмашинныхтехнологийинтенсивногосадоводства»(шифр: 2010-1.1-225-051-031, государственныйконтракт№ 02.740.11.0741 от 12.04.2010 г.).

Степеньразработанности.

Общимвопросаммеханизациираскорчевкидеревьеви лесосечных работ посвящены работы Аликина Г.П., Винокурова В.Н., Силаева Г.В., Застенского Л.С., Бартенева И.М., Баранова А.М., ЗолотаревскогоА. А., Драпалюка М.В., Чмелева В.В., Серикова Ю.М., Титаренко Ю.А., и др. Теоретическимии экспериментальные исследованияпроцесса корчевания пней рассмотрены в работах Вавилова А.В., Шекеля А.И., Верховского А.В., Египко С.В., Алябьева А.Ф., Лазарева М.С., и др.

Однако,следуетотметить,что работы, посвященные проблеме корчевания пней рассматривалисьпреимущественно длялесосекпри лесовосстановленииили мелиоративных работах для освоения земель. Разработки по созданию средств механизации для корчевания пней плодовых деревьев, корневая система которых менее мощная по сравнению с деверьями лесных пород, не проводились.

Процессывзаимодействия рабочего органа спочвой с корневыми включениями в почве изучены недостаточно. В основном, влияние корней на процесс корчевания учитывался вероятностнымираспределениями корней впочве или усредненным показателем, что приводит к получению некорректных результатов при определении энергоемкости процессов. В результате возникает необходимость разработки методов расчета тягового сопротивления корчеванию с учетом особенности архитектоники корневой системы дерева.

разработки новоготехническогосредства.

Объектисследования.Процесскорчеванияпней плодовых деревьев и техническое средство, обеспечивающееэффективностьи ресурсосбережениепроцессакорчевания.

Предметисследований.Закономерности взаимодействиярабочихоргановкорчевателяпней с почвой и корнями плодовых деревьев.

Методыисследований.В теоретических исследованиях использовали методы системной инженерии, концептуальногомоделирования, математическогоанализа,теоретическоймеханики,математического моделирования процесса взаимодействиярабочегооргана с почвой и корнями. Экспериментальныеисследованияпроводилипо частным методикам лабораторных и полевых исследований с использованием

измерительных приборов, оборудования иоригинальныхлабораторно-полевых установок. Обработка экспериментальныхданных осуществляласьметодамиматематической статистики.

Научнуюновизнусоставляют:

  • результаты исследования распределения корней плодовых деревьев в почвенном массиве;
  • количественныепоказателифрактальной размерностикорневойсистемы

плодовыхдеревьев;

  • физико-механическиехарактеристики корней яблони;
  • принципиальнаясхема корчевателя пней плодовых деревьев;
  • математическиемодели взаимодействия рабочих органов корчевателя пней спочвой и корнями деревьев;
  • закономерностиизменениятяговогосопротивлениярабочегооргана в зависимости от конструктивныхпараметроврабочихорганов.

Практическая значимость работы заключается в обосновании общей компоновки и оптимальных параметров рабочих органов корчевателя пней плодовых деревьев, позволяющего повысить эффективность и обеспечить ресурсосбережениепроцессараскорчевкиплодовыхдеревьев.Эффективностьпроцессаобеспечивается засчет увеличения производительностии уменьшения негативноговоздействия напочву.Ресурсосбережение обеспечиваетсяза счет

снижениятяговогосопротивленияи возможности использования тракторов общего сельскохозяйственного назначения.

Положения, выносимые назащиту:

  • исследование архитектоники корневой системы плодовых деревьев и физико-механическиесвойствакорней;
  • разработка концептуальноймодели корчевателя пней плодовых деревьев;
  • теоретическиеисследованиятяговогосопротивления рабочего органа корчевателя пней плодовых деревьев;
  • закономерностиизменениятяговогосопротивления рабочего органа взависимостиот конструктивныхпараметроврабочихорганов.

Реализация результатов исследований.

В результате проведенной работы была изготовлена опытная партия

корчевателей пнеймарки КП-2 в количестве 5 шт.

Техническая экспертиза КП-2проводиласьФГБНУ «Росинформагротех». Заводские испытания КП-2проводилисьна опытных полях ГНУ ВНИИС им.

И.В. Мичурина Россельхозакадемии (г. Мичуринск Тамбовскойобласти) и вФГБОУ ВПО Самарская ГСХА (г. Кинель Самарской области)

Производственно-хозяйственная проверка корчевателя пнейплодовыхдеревьевКП-2 проводилась в СПК «Зеленый гай» Мичуринского района Тамбовской области, ГБУ Самарской области НИИ ЖС «Жигулевские сады» и ООО

«Планета садов» Мичуринского района Тамбовской области впериод 2011-2013 гг.

Порезультатамиспытанийи производственно-хозяйственной проверки корчеватель КП-2включенв «Систему машин и технологий для комплексной механизации и автоматизациисельскохозяйственного производства напериод до 2020 года» и принято решение о постановке на производство в Инженерном центре ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии.

Достоверность результатов исследований подтверждаетсякорректностью разработанных математическихмоделей,их адекватностьюпо известным критериям оценки изучаемых процессов, использованиемизвестныхположенийфундаментальных наук,сходимостьюполученныхтеоретических результатов сданнымиэкспериментаи результатамиопытно-производственной проверки созданного технического средства, атакже с результатами исследований других авторов. Достоверностьновизнытехническогорешенияподтверждается двумя патентами наполезныемодели.

Апробация работы. Основные положения диссертационнойработы докладывалисьи обсуждались ежегодно с 2009 по 2013 гг. на научных конференциях Мичуринского государственногоаграрногоуниверситета.

Отдельные материалы диссертации доложены и одобрены нанаучных конференциях в рамках Всероссийскогоконкурсана лучшую научнуюработу среди студентов, аспирантов, молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (г. Саратов, ФГБОУ ВПО СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2010, 2011 гг.); Международнойнаучно-техническая конференция «Инновационныетехнологиии техника нового поколения – основа модернизации сельского хозяйства» (г. Москва,





ГНУВИМ Россельхозакадемии,2011 г.); Международнойнаучно-практической конференции «Интеграция научно-техническогопотенциаларегионовРФ и стран СНГ врешениизадачмеханизации садоводстванасовременном этапе» (г.Мичуринск,ФГБОУ ВПО МичГАУ, 2012 г.).

Опытныйобразец корчевателя пней плодовых деревьев был представлен на: V, VI и VII Всероссийскихвыставках«День садовода» (г. Мичуринск, 2010, 2011, 2012 гг.); выставке «Инновационныепроектыаграрноймолодежи»в рамках XII Российской агропромышленнойвыставки«Золотаяосень - 2010» (г. Москва, 2010).

Теоретические иэкспериментальные исследования спроизводственной реализацией результатов удостоены золотой медали «Заразработкукорчевателяпней плодовых деревьев КП-2» Всероссийскойвыставки«День садовода 2010»; золотой медали в рамках Международнойпрограммы«Golden Galaxy», 2011 г.;

золотой медали «Заразработкукорчевателяпней плодовых деревьев КП-2» XIV Российской агропромышленнойвыставки«Золотаяосень - 2012».

Публикации результатов работы. Основные положения диссертационнойработы отражены в 10 печатных работах, в том числе 3 работы в изданиях, рецензируемыхВАК РФ. Техническая новизна работы подтверждена двумя патентами РФ на полезные модели.

Структура иобъем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, библиографическогосписка и приложений. Работа содержит 198 машинописных страниц, 87 рисунков, 12 таблиц, 145 литературных источников и 19 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вовведениипредставленакраткаяхарактеристика состояния вопроса, обоснована актуальность темы,сформулирована цель исследований, изложены основные научные положения, выносимые назащиту.

В первой главе «Состояние вопроса раскорчевки плодовых деревьев, цельи задачи исследований»отраженысуществующиетехнологиираскорчевкиплодовыхдеревьев,способыудаленияпней, обзор машин для удаления пней, приведен их анализ.

В результате анализа существующих технологий корчевания старых садов

показал,что наиболее перспективнойявляетсяраздельнаяраскорчевка,при которойпроцесскорчеваниядерева разделен на отдельные операции: удаление надземной части и корчевание пней. Удаление пней является одной из самых энергоемких технологическихоперацийпри раздельной раскорчевке плодового дерева.

Проведенный анализ машин для корчеванияпоказал,что существующие

специализированныекорчевателипней очень энергоемки, так как предназначены для лесного хозяйства, где корчуемые пни имеют большие диаметры и мощные корневые системы по сравнению с плодовыми деревьями.

Большойвклад в формирование современной системы машин для раскорчевки и утилизации садовых насаждений внесли Завражнов А.И., Четвертаков А.В., Завражнов А.А., Ланцев В.Ю., Бычков В.В., Утков А.А.

Общим вопросам механизациираскорчевки деревьев и лесосечных работ

посвящены работы Аликина Г.П.,ВинокуроваВ.Н., Силаева Г.В., Застенского Л.С., Бартенева И.М., Баранова А.М., ЗолотаревскогоА.А.,Драпалюка М.В.,ЧмелеваВ.В., Серикова Ю.М., Титаренко Ю.А., и др.

Теоретическими иэкспериментальные исследования процесса корчевания пнейрассмотреныв работах Вавилова А.В., Шекеля А.И., Верховского А.В., Египко С.В., Алябьева А.Ф., Лазарева М.С., и др.

Обоснованию параметров рабочих органов машин, производящих глубокое

рыхление почвы, посвящено множество работ. Значительный вклад вэтом внесли Горячкин В.П., Зеленин А.Н., Синеоков Г.Н., Панов И.М., Кацыгин В.В., Далин А.Д., Вагин А.Т., Гудков А.Н., Ветров В.А., Тырнов Ю.А. и др., а так же зарубежные ученые G.Spoor, R. Godwin, R. Grisso, A. Koolen, E. Balaton, W. Swick,

  1. McKyes.

В результате проведенного анализа выяснено, что процессы взаимодействиярабочегооргана с корневыми включениями изучены недостаточно, что приводит к необходимостиразработкиметодоврасчетатяговогосопротивления корчеванию сучетомособенностиархитектоники корневой системы дерева.

Порезультатампроведенногоанализав соответствии с поставленной целью

былисформулированы задачи исследований:

    1. исследовать распределение и структуру (архитектонику)корневойсистемыплодовыхдеревьевв почвенном массиве;
    2. определить физико-механическиесвойствакорней яблони;
    3. разработать концептуальнуюмодель (принципиальнуюсхему) корчевателя пней плодовых деревьев;
    4. установить теоретическиезакономерности взаимодействиярабочегооргана корчевателя с почвой и находящимися в ней корнями на энергоемкостьпроцессакорчеванияпней;
    1. провести экспериментальныеисследованияпроцессавзаимодействия рабочего органа спочвойи обосновать конструктивныепараметрыкорчевателя;
    2. провести производственнуюпроверкуразработанного корчевателя пнейи

определить технико-экономическую эффективностьего использования.

Вовторой главе «Изучение архитектоникиплодовыхдеревьев»изложеныпрограмма,методика,а так же результаты исследований архитектоникикорневойсистемыплодовыхдеревьев:распределения корней впочвенноммассиве;определенияпоказателяфрактальнойразмерностикорневойсистемы.

В качестве объектов исследования рассматривалиськорневыесистемы яблонь сорта Антоновка на семенном подвое 1973 и 1978 годов закладки вучхозе

«Комсомолец» иООО «Планета садов» Мичуринскогорайона Тамбовской области (объём исследований составил 110 деревьев).

Методика исследований архитектоникикорневойсистемыпредусматривала определение параметров корневой системы посредством лабораторно-полевыхисследованийс применением средств измерений и приборов.

Дляисследованияструктурыкорневойсистемыпроизводилипредварительный подкоп вокруг дерева наглубину50 см в радиусе 1 м. После этого, при помощи навесного корчевателя производили удаление дерева с частью корневой системы, находящейся около штамба. С корней выкорчеванногодерева производили удаление почвы.

В исследуемых корневых системах производили измерения диаметров корней ификсировалиих распределениепо диапазонам от 10 до 60 мм.

В результате проведенных исследований, нами получены следующие результаты. Средний диаметр околоземной части штамба находился в диапазоне 25- 35 см. Преимущественноерасположениекрупныхкорней (диаметром свыше 30 мм) наблюдалось в горизонте почвы 20-40 см. Корни меньшего диаметра располагалисьв более низких горизонтах почвенного массива. Наибольшее количество составляли корни диаметром до30 мм (около 70%).

Порезультатамизмерениякорней плодовых деревьев построена усредненная гистограмма

распределения количества корней по диаметру сечения в почвенном массиве (рисунок 1). Количество корней диаметром от 30 до 60 мм составляет порядка 7…10% на каждый диапазон рассматриваемыхдиаметров.Однако следует отметить, что несмотря на преобладающую

концентрацию (43%)корни диаметром 10 мм имеют длину не более 0,5 м.



Pages:   || 2 | 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.