Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Заммоев Аслан Узеирович. Параметры и режимы работы измельчительного устройства подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Нальчик, 2006 189 с. РГБ ОД, 61:06-5/3327

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
10

  1. Краткая история развития террасного садоводства 10

  2. Водная эрозия на склонах и методы борьбы с ней 13

  3. Мульчирование как способ борьбы с эрозией почвы 15

  4. Древесные отходы садоводства и технологии их утилизации 17

  5. Обзор и анализ конструкций машин для утилизации срезанных ветвей плодовых деревьев 25

  6. Выводы по главе, цель и задачи исследований 40

ГЛАВА 2. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕЗАННЫХ ВЕТВЕЙ ПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ
И ДРЕВЕСНОЙ МУЛЬЧИ
43

  1. Размерные характеристики срезанных ветвей плодовых деревьев 43

  2. Размерные характеристики валка из срезанных ветвей после обрезки плодовых деревьев в садах на террасированных склонах 45

  3. Физико-механические свойства плодовой древесины 48

  4. Свойства древесной мульчи из срезанных ветвей плодовых деревьев.... 50

  5. Исследование зависимости среднего диаметра сечения ветви От расстояния сечения до вершины срезаемых ветвей 70

  6. Выводы по главе 72

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И
РЕЖИМОВ РАБОТЫ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
ПОДБОРЩИКА-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ
74

  1. Анализ кинематики рабочих органов 76

  2. Определение сил, действующих на нож 84

  3. Обоснование основных конструктивных и технологических параметров измельчителя 92

  4. Мощность привода измельчительного устройства 95

  5. Моделирование процесса измельчения плодовых ветвей 96

  1. Влияние на силу резания углов заточки ножа 99

  2. Влияние на силу резания радиуса вращения режущей кромки ножа.. 100

  3. Влияние на силу резания зазора между кромкой ножа и валом противоположного ротора , 102

  4. Влияние скорости подачи ветвей и скорости вращения рабочего органа на производительность и энергоемкость машины 104

3.6. Выводы по главе 108

ГЛАВА 4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
110

  1. Обзор экспериментальных исследований по измельчению древесины. 110

  2. Программа экспериментальных исследований 113

  3. Методика проведения экспериментальных исследований 113

  4. Лабораторная установка, аппаратура и приборы для проведения экспериментальных исследований 116

  5. Порядок проведения экспериментального исследования 121

  1. Оптимизация конструктивных параметров двухвалкового роторного измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев 122

  2. Оптимизация технологических параметров двухвалкового роторного измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев 123

4.6. Выводы по главе 125

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
126

  1. Оптимизация конструктивных параметров измельчителя 126

  2. Оптимизация технологических параметров измельчителя 134

  3. Выводы по главе 140

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДБОРЩИКА-
ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ 142

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 146

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 149

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 150

ПРИЛОЖЕНИЯ 167

Введение к работе:

Садоводство является одной из важных отраслей сельского хозяйства. Ценность плодов и ягод в жизнедеятельности человека всем известна. Они являются составной частью полноценного здорового питания, особенно детского.

В плодах и ягодах содержатся множество витаминов, минеральных веществ, антиоксидантов, биологически активных веществ, благодаря которым возможно не только поддержание здоровья человека, но и лечение различных заболеваний.

Фрукты, выращенные в горных условиях, отличаются высокими питательными и целебными свойствами, экологической чистотой. В них содержится меньше вредных веществ, так как требуется минимальное количество химических обработок растений от вредителей и болезней.

В садах на горных склонах создается своеобразный микроклимат. Так, например, условия аэрации и освещенности крон отличаются от условий при равнинном садоводстве, благодаря которым деревья меньше подвержены заражению грибными болезнями.

Особое значение имеет закладка садов на склоновых землях, подверженных ветровой и водной эрозии. Многолетние насаждения позволяют не только предотвращать эрозионные процессы, но и способствовать уменьшению испарения влаги из почвы и накоплению снега.

Горное садоводство отличается многими положительными хозяйственными и технологическими особенностями, в силу которых его развитие и процветание является важной народно-хозяйственной задачей. Решение этой задачи способствует укреплению продовольственной безопасности страны и здоровья граждан. Повышение занятости населения в этой отрасли и его материального благосостояния позволяет улучшать социально-экономическую сферу горных районов страны.

Известно, что обрезка плодовых деревьев является важной агротехнической операцией в садоводстве, благодаря которой достигается повышение

урожайности и качества плодов. При ее выполнении образуется большое количество древесных отходов. В зависимости от сорта, возраста и других биологических особенностей плодовых деревьев объем срезанных ветвей может достигать 20 и более тонн на гектар. Такое количество отходов требует проведения операций по их утилизации. Наибольшее распространение в практике получила технология, предусматривающая сволакивание срезанных ветвей за пределы сада и их дальнейшее сжигание или сбрасывание в овраги. Из-за низкой эффективности данной технологии и слабой механизации технологических операций, проведение утилизации древесных отходов сопровождается большими материальными и трудовыми затратами. Особую сложность представляет утилизация древесных отходов на склоновых землях при террасном садоводстве. Необходимо отметить и то, что продукты сжигания ветвей представляют угрозу загрязнения окружающей среды. Поэтому проблема утилизации и рационального использования отчуждаемой плодовой древесины является актуальной.

Наиболее простым, рациональным и перспективным является использование срезанных ветвей в измельченном виде для мульчирования почвы. Это способствует накоплению и сохранению влаги в почве, обогащению ее органическим веществом, элементами минерального питания, улучшению агрофизических свойств и в конечном итоге вовлечению отчуждаемой древесины в круговорот веществ без ущерба для экологии.

Для реализации указанной технологии утилизации древесных отходов садоводства учеными СКНИИГПС под руководством проф. Шомахова Л.А. была предложена конструкция подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев (ПИВ-1), оснащенная двумя ступенями роторных двухвалковых измельчителей. Отсутствие достаточных данных о процессах взаимодействия рабочих органов измельчителей со срезанными ветвями плодовых деревьев препятствует совершенствованию машины и ее широкому внедрению в производственную практику.

В связи с вышеизложенным, работа посвящена обоснованию параметров и режимов работы двухвалкового роторного измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев.

Цель работы - обоснование основных параметров и режимов работы двухвалкового роторного измельчителя подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев, оптимизация его конструктивных и технологических параметров для получения из срезанных ветвей плодовых деревьев древесной мульчи.

Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

- изучить некоторые физико-технологические свойства срезанных
ветвей плодовых деревьев и полученной из нее измельченной древесины для
использования в качестве мульчи;

теоретически исследовать процессы взаимодействия ножей двухвалкового роторного измельчителя со срезанными ветвями плодовых деревьев;

разработать методику исследования опытного образца двухвалкового роторного измельчителя и провести необходимые эксперименты с целью установления зависимости основных показателей измельчения от параметров и ре-жимов работы машины;

провести оптимизацию основных конструктивных и технологических параметров измельчителя по критериям эффективности;

определить экономический эффект от внедрения предложенной технологии утилизации древесных отходов с помощью подборщика-измельчителя, оснащенного разработанной конструкцией измельчительного устройства.

Объекты исследования являлись срезанные ветви плодовых деревьев, полученная из них измельченная масса - древесная мульча, двухвалковый роторный измельчитель.

Предметом исследования являлся процесс измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев двухвалковым роторным измельчителем в древесную мульчу.

Методы исследования. Для проведения исследования широко применялись аналитические и статистические методы, методы математического, физического и имитационного моделирования, методы теории математического планирования эксперимента.

Для теоретического исследования процесса измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев использованы разработанные диссертантом математические модели в среде компьютерной программы MathCAD 2-001.

Для экспериментального исследования режимов работы двухвалкового роторного измельчителя разработана методика и создана лабораторно-экспериментальная установка. Измерение исследуемых параметров и их обработка проводилась с использованием ЭВМ (АЦП Е-140).

Результаты экспериментов обрабатывались методами математической статистики ЭВМ с помощью программ L-graph (при измерениях), MS Excel, MathCAD 2001, Statistica (при обработке экспериментальных данных).

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Исследована зависимость среднего диаметра сечения ветви от расстояния сечения до вершины ветви.

  2. Теоретически исследован процесс взаимодействия ножей двухвалкового роторного измельчителя со срезанными ветвями плодовых деревьев и установлена взаимосвязь между конструктивными и технологическими параметрами с одной стороны и показателями работы измельчителя (энергоемкость, производительность и степень измельчения) с другой стороны.

  3. Разработана математическая модель измельчения срезанных ветвей плодовых деревьев, реализованная на ЭВМ в виде программ в среде MathCAD 2001 для проведения численных расчетов.

  4. Численными расчетами установлены оптимальные значения параметров и режимов работы двухвалкового роторного измельчителя.

  5. В разработанной и созданной экспериментально-лабораторной установке реализована физико-математическая модель измельчительного устройства подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев.

6. Экспериментами подтверждены результаты теоретических исследований и уточнены оптимальные значения основных параметров и режимов работы двухвалкового роторного измельчителя подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев.

Достоверность полученных математических моделей подтверждена экспериментальными исследованиями работоспособности опытного образца двухвалкового роторного измельчителя, а также многочисленными экспериментами на экспериментально-лабораторной установке.

Практическая г^енность работы. Разработана эффективная компьютерная методика определения оптимальных параметров и режимов работы двухвалкового роторного измельчителя. Разработаны рекомендации по конструированию измельчительного устройства подборщика-измельчителя. Создан и испытан экспериментальный образец двухвалкового роторного измельчителя подборщика-измельчителя. Установлена его работоспособность, низкая энергоемкость, высокая производительность и эффективность применения в садах в составе подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев. Рекомендована к применению на практике конструкция двухвалкового роторного измельчителя с оптимальными конструктивными и технологическими параметрами, предложена методика выбора оптимального режима работы подборщика-измельчителя.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований используются СКНИИГПС (г.Нальчик, КБР) при разработке средств механизации для ухода за плодовыми деревьями.

Опытный образец двухвалкового роторного измельчителя применялся при утилизации срезанных ветвей плодовых деревьев на опытных полигонах СКНИИГПС в 2002-2003гг. (г.Нальчик, КБР).

Результаты исследований внедрены в конструкцию Подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев ПИВ-2 (СКНИИГПС), подтвержденные актом внедрения (Приложение 7).

Апробаг\ия работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на научной конференции молодых ученых в Кабардино-Балкарском научном центре РАН (Нальчик, 2002), на научной конференции молодых ученых «Экология южного региона» в Горском государственном агроуниверситете (Владикавказ, 2002), на международной конференции «Проблемы экологизации современного садоводства» в Кубанском государственном агроуниверситете (Краснодар, 2004), на заседаниях отдела механизации (2005-2006 гг.) и на Ученом Совете СКНИИГПС (2005-2006 гг.).

На защиту выносятся:

результаты анализа современных технологий утилизации и конструкций машин для измельчения древесины применительно к условиям горного и предгорного садоводства;

собственные исследования и обобщенные результаты других авторов по изучению некоторых физико-технологических параметров срезанных ветвей плодовых деревьев и древесной мульчи, необходимых для разработки двухвалкового роторного измельчителя;

результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию основных параметров двухвалкового роторного измельчителя.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 4 научных трудах.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложений.

Подобные работы
Сасиков Анатолий Сергеевич
Параметры и режимы работы комбинированной установки для ухода за кронами плодовых деревьев в горном садоводстве
Ревяко Сергей Иванович
Обоснование параметров и режима работы устройства для очистки ореха черного от перикарпа
Юнин Вячеслав Александрович
Повышение эффективности работы агрегата для полосного подсева трав в дернину пут#м оптимизации параметров и режимов работы активного дискового рабочего органа
Волков Александр Евгеньевич
Повышение эффективности работы чизельного плуга для засоренных камнями почв путем обоснования его конструктивных параметров и режимов работы
Абрамов Александр Александрович
Обоснование параметров и режимов работы измельчителя зерна скалывающего типа
Шарипов Азат Гибатович
Повышение эффективности процесса разделения соевой суспензии путем обоснования параметров и режимов работы фильтрующей центрифуги
Щербак Наталья Александровна
Обоснование параметров и режимов работы системы автопоения крупного рогатого скота при стойловом содержании
Голубев Вячеслав Викторович
Обоснование параметров и режимов работы почвообрабатывающего катка для предпосевной обработки почвы под мелкосеменные культуры
Никифоров Андрей Леонидович
Обоснование параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата рядовой сеялки
Пикалов Александр Валерьевич
Обоснование параметров и режимов работы нагнетательной пневмотранспортной установки для выгрузки зерна из хранилища при его напольном хранении

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net