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:

Давлетшин Мударис Мубарякшанович. Совершенствование технологии, рабочих органов машин для возделывания и уборки сахарной свеклы : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 Челябинск, 2005 261 с. РГБ ОД, 71:06-5/218

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 13

1.1 Тенденции развития свекловодства и условия возделывания сахарной свеклы в России и Республике Башкортостан с учетом природно-климатических условий 13

1.2 Существующие технологии возделывания и уборки сахарной свеклы 22

1.3 Анализ работы машин и рабочих органов, применяемых для возделывания и уборки сахарной свеклы 24

1.4 Анализ научных исследований и пути совершенствования технологий и машин по возделыванию и уборке сахарной свеклы 40

1.5 Постановка проблемы и задачи исследования 46

2 РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ СТРУКТУРНО-ТЕХНО ЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ И СОВЕРШЕНСТВО ВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И УБОРКИ СА ХАРНОЙ СВЕКЛЫ 52

2.1 Системный анализ технологического процесса возделывания и уборки сахарной свеклы 53

2.2 Обобщенная модель оценки технологии возделывания сахарной свеклы 66

2.3 Анализ и оценка технологий возделывания сахарной свеклы 77

2.4 Основные направления совершенствования технологий возделывания и уборки сахарной свеклы 86

Выводы по главе 90

3 Технология и машины для обработки почвы и посева сахарной свеклы 92

3.1 Требования к физико-механическим свойствам почвы 92

3.2 Выбор способов основной обработки почвы 94

3.3 Обоснование параметров рабочих органов и машин для предпосевной обработки почвы 96

3.4 Физико-механические свойства семян и биологические факторы развития растений 105

3.5 Обоснование параметров высевающего аппарата 108

3.6 Обоснование параметров рабочих органов для ленточного внесения гербицидов 111

3.6.1. Исследование и обоснование параметров фильтра тонкой очистки 111

3.6.2. Выбор конструктивных параметров распылителя и места его установки на сеялке 116

3.7 Разработка рабочих органов для послойной заделки семян и гербицидов в почву 122

3.7.1 Обоснование параметров загортача-почвоотвода 125

3.7.2 Обоснование основных параметров направителей почвы загорточа-почвоотвода 130

3.7.3 Обоснование параметров загортача для заделки гербицида 137

3.8 Сравнительные опыты по изучению припосевного и предпо севного ленточного внесения гербицидов 139

Выводы по главе 142

4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН ДЛЯ УХОДА И УБОРКИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ 146

4.1 Выбор типа и обоснование параметров рабочих органов для ухода за посевами 146

4.1.1 Кинематика движения ротора 154

4.1.2 Определение ширины защитной зоны и обоснование диаметра диска 156

4.1.3 Обоснование количества зубьев на диске и роторе 162

4.1.4 Определение скоростей и ускорений точек ротора. Характер отбрасывания почвенной частицы при вращении ротора... 164

4.1.5 Обоснование угла наклона ротационного рабочего органа к вертикали 171

4.1.6 Результаты полевых исследований 174

4.1.7 Качество рыхления почвы и уничтожения сорняков 178

4.1.8 Повреждаемость культурных растений в зависимости от ширины защитной полосы 180

4.2 Разработка и обоснование параметров рабочего органа для доочистки корнеплодов 182

Выводы по главе 193

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 196

5.1 Сравнительная оценка технологий возделывания и уборки сахарной свеклы 196

5.2 Технико-экономическая оценка 201

5.3 Рекомендации производству 208

Общие выводы 210

Литература 215

Приложение 241 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. В настоящее время более 40% сахара, производимого в мире, получают из корнеплодов свеклы. В Российской Федерации сахарная свекла - одна из важнейших технических культур, ее возделывают на площади около 1 млн га.

Одним из крупных регионов возделывания сахарной свеклы и выработки сахара является Республика Башкортостан, где посевные площади этой культуры составляют более 70 тыс. га.

Для удовлетворения потребностей населения Республики сахаром необходимо довести урожай корнеплодов сахарной свеклы до 250...300 и более центнеров с гектара, причем с наименьшими затратами ручного труда. Затраты на возделывание культуры велики: на один гектар площади они составляют 350...450 чел.-ч вместо возможных 50...60 чел.-ч, на один центнер продукции - 1,8...3,5 чел.-ч вместо 0,5...0,6 чел.-ч. Основной причиной высоких затрат труда на производство единицы продукции является значительная доля ручного труда при прополке сорняков, прореживании, формировании густоты растений и доочистке головок корнеплодов от зелени.

Исследования рабочих органов сельхозмашин, применяемых в современной технологии производства сахарной свеклы, показывают, что значительная их часть не отвечает предъявляемым требованиям. Для них характерно низкое качество выполнения технологических процессов. Это прежде всего относится к рабочим органам культиватора, сеялки, опрыскивателей для внесения гербицидов и заделки их в почву, до-очистки головок корнеплодов от оставшейся ботвы.

Рабочие органы культиватора УСМК-5,4 для предпосевной обработки почвы недостаточно полно отвечают агротребованиям, особенно по равномерности глубины обработки. Неравномерная обработка почвы влечет за собой заделку семян на разные глубины. Каждая посевная секция сеялки, прикрепленная к раме параллелограммным четырех-звенником, копируя поверхность почвы, заделывает семена на свою глубину, что не всегда соответствует заданной. В рыхлой почве заделка семян, как правило, глубже, чем в уплотненной. Семена, заделанные на разную глубину, всходят неравномерно: продолжительность полных всходов длится от 7 до 20 дней. Это осложняет проведение первой междурядной обработки в агротехнические сроки, поскольку подрастающие сорняки закрывают рядки, в таком случае возможна только ручная прополка. Для того чтобы выровнять появление всходов, свекловоды заведомо увеличивают норму высева семян, получая в итоге чрезмерно загущенные всходы. Это в свою очередь увеличивает затраты ручного труда на прореживание.

Свекловичные сеялки с высевающими дисками с двумя и тремя рядами ячеек высевают до 50 семян на 1 пог.м, что завышает норму высева семян. Всходы получаются сильно загущенными, увеличиваются затраты ручного труда на прореживание и формирование густоты всходов. К тому же в этот период ощущается острый недостаток рабочих рук. Во многих хозяйствах нагрузка на одного человека составляет 2...5 га, и сроки прореживания свеклы сильно затягиваются. Сахарная свекла сильно угнетается сорными растениями, которые, используя из почвы питательные вещества и влагу, значительно задерживают рост и развитие культуры и тем самым снижают урожай. Прополка сорняков -наиболее трудоемкая операция, на которую затрачивается от 40 до 50 % труда, что составляет примерно 100 чел.-ч/га.

Сорные растения уничтожаются агротехническим, механическим и химическим методами. Как показывает практика, при повышенном за сорении пахотного горизонта семенами сорняков, которые способны прорастать на протяжении всего периода вегетации, полностью уничтожить растущие сорняки исключительно путем применения агротехнических мероприятий не удается. Поэтому повсеместно применяется химический метод борьбы с сорняками, то есть использование гербицидов.

Применяемые способы внесения гербицидов на поверхность почвы (сплошное или ленточное) не совсем эффективны из-за неравномерной заделки их в почву и большого расхода на единицу площади. При ненадлежащей заделке препарата в почву улетучиваются действующие вещества, окружающая среда загрязняется ядовитыми веществами, нарушается экология. Ленточное внесение гербицидов перед посевом сокращает их расход, но имеет недостатки: требуются громоздкое оборудование, дополнительный трактор с трактористом на время посева; увеличивается расход ГСМ, снижается полевая всхожесть семян, как следствие, падает урожайность, недобор которого может составить 15...20%, а сахара соответственно-0,22...0,54 т/га [62, 68, 69, 71, 107].

Ленточное внесение гербицидов одновременно с посевом недостаточно внедряется в производство по причине несовершенства рабочих органов опрыскивателя и плохой заделки препарата в почву [67, 76, 77].

Для уничтожения сорняков в междурядьях и содержания почвы в рыхлом состоянии используются плоскорежущие лапы. Однако они не полностью подрезают сорняки по всей ширине захвата, что требует дополнительных затрат на междурядную прополку.

При уборке ботвы существующие доочистители оставляют до 15% зелени, что не отвечает требованиям ГОСТ на качество урожая. Оставшиеся на свекле черенки длиной 1...2 см при хранении способствуют потере общей массы до 27%, сахара - 8,9% [236, 237]. За сутки из-за не равномерного среза головок свеклы теряется в среднем 0,0223% сахара [28, 172, 174]. Вследствие этого зелень на головке очищается вручную, увеличиваются затраты труда.

Поэтому создание новых и модернизация существующих рабочих органов машин для возделывания и уборки сахарной свеклы с целью повышения качества выполнения технологических операций, снижения расхода энергоресурсов и затрат ручного труда являются актуальной проблемой.

Агротехнические показатели возделывания и уборки сахарной свеклы, условия функционирования сельскохозяйственных машин при выполнении технологических операций изменяются в широких пределах. Так, физико-механические свойства почвы, процент засоренности посевов сорными растениями и т.д. имеют широкий диапазон изменения в зависимости от климатических факторов.

Качественное выполнение агротехнических приемов по возделыванию и уборке сахарной свеклы и обеспечение оптимальных условий для роста и развития растений необходимы при любых почвенно-климатических условиях.

Агротехнические приемы по возделыванию и уборке сахарной свеклы состоят из нескольких технологических операций: это основная и предпосевная обработка почвы, посев, уход за посевами, уборка урожая. Неполное или некачественное выполнение хотя бы одного из элементов этих операций в конечном итоге приводит к увеличению энергоресурсных затрат и снижению урожая.

Анализ работ показывает, что качество выполнения технологических операций по возделыванию и уборке сахарной свеклы можно повысить путем модернизации существующих и создания новых рабочих органов. Сокращение затрат на энергоресурсы возможно путем совер шенствования технологий внесения и заделки гербицидов в почву, посева и ухода за посевами, а также доочистки головок свеклы от остатков ботвы.

Диссертационная работа направлена на решение этих проблем.

Диссертация изложена на 240 страницах машинописного текста; состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций для производства, приложений. Список литературы включает в себя 255 источников, из них 8 на иностранных языках..

В первой главе «Современное состояние проблемы и задачи исследования» приведены результаты анализа тенденций и развития современного свекловодства и условий возделывания сахарной свеклы в России и Республике Башкортостан, существующих технологий, машин и рабочих органов для возделывания и уборки сахарной свеклы; рассмотрены и определены перспективные направления развития машин и рабочих органов для возделывания и уборки сахарной свеклы, а также моделей взаимодействия рабочих органов с почвой. Сформулирована научная проблема, выдвинута гипотеза, определены цель и задачи исследования.

Вторая глава «Разработка обобщенной структурной модели оценки и совершенствования технологии возделывания и уборки сахарной свеклы» посвящена структурно-технологическому анализу и оценке технологий возделывания и уборки сахарной свеклы. Это позволило получить передаточные коэффициенты и целевые функции поэтапной оптимизации и наметить пути совершенствования существующей технологии возделывания и уборки сахарной свеклы.

В третьей главе «Обоснование технологии и машин для обработки почвы и посева» изложены результаты разработки и создания рабочих органов машин для предпосевной обработки почвы, высева се мян, ленточного внесения и послойной заделки семян и гербицидов в почву одновременно с посевом, а также представлены конструктивные параметры разработанных рабочих органов.

В четвёртой главе «Совершенствование технологии, машин и рабочих органов для ухода и уборки сахарной свеклы» представлены результаты по совершенствованию типа и обоснованию параметров рабочих органов машин для ухода за посевами и уборки корнеплодов.

Пятая глава «Технико-экономическое обоснование внедрения результатов исследования и рекомендации производству» посвящена технико-экономическому обоснованию внедрения результатов исследований, разработке рекомендаций производству, здесь приводится схема предлагаемой технологии возделывания и уборки сахарной свеклы и ее технико-экономическая оценка.

Изложены общие выводы, приведен список использованной литературы и представлены приложения.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований доложены на Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение агротехнических показателей, технического уровня и качества сельхозмашин для зоны орошаемого земледелия» (г. Ташкент, 1984 г.); научно-техническом совете МСХ Башкирской АССР (г. Уфа, 1984 г.); научно-практической конференции «Внедрение научно обоснованных систем земледелия» (г. Челябинск, 1985 г.); научно-практической конференции «Достижения науки в земледелии и селекции - в производство» (г. Уфа, 1985 г.); научно-техническом совете Башгосагропрома, (г. Уфа, 1989 г.); научно-практической конференции «Пути интенсификации возделывания технических и пропашных культур в Башкортостане» (г. Уфа 1992 г.); научно-практической конференции института зернового хозяйства (г. Шортанды, 1993 г.); научно практической конференции, посвященной 75-летию Татарского НИ ИСХ, (г. Казань, 1996 г.); научно-практической конференции «Проблемы селекции и интенсификации земледелия в Башкортостане» (г. Уфа, 1997 г.); второй республиканской научно-практической конференции по энергосбережению (г. Уфа, 1999 г.); научно-технических конференциях Челябинского агроинженерного университета (г. Челябинск, 2001...2005 гг.).

Публикации. Список основных публикаций по материалам диссертации включает в себя 48 работ, в том числе одна монография, четыре рекомендации, одно авторское свидетельство, один патент РФ, 41 научная статья.

Практическая ценность исследования. Теоретические и экспериментальные исследования получили практическую реализацию в совершенствовании технологии возделывания и уборки сахарной свеклы в Республике Башкортостан.

Научно-техническим советом Министерства сельского хозяйства БАССР принято решение (1984 и 1989 гг.) внедрить результаты исследований в хозяйствах республики. Согласно совместному приказу МСХ и Госкомитета БАССР по производственно-техническому обеспечению сельского хозяйства за №55/30 от 8.02.1985 г. изготовлены рекомендованные рабочие органы и внедрена усовершенствованная технология в 22 районах Республики.

Результаты исследований включены в научно обоснованную систему земледелия по зонам РБ в 1982 и 1990 гг. и в систему ведения агропромышленного производства по зонам РБ в 1991 и 1997 гг.

Внедрение разработанных рабочих органов и усовершенствованной технологии в Республике Башкортостан позволило снизить затраты труда с 4,6 чел.-ч/ц продукции в 1979 г до 0,6 чел.-ч/ц в 1996 г, а в передовых хозяйствах до 0,2...0,3 чел.-ч/ц.

Основные положения, выносимые на защиту:

- усовершенствованная технология возделывания и уборки сахарной свеклы;

- разработанные и модернизированные рабочие органы сельхозмашин для возделывания и уборки сахарной свеклы;

- технология ленточного внесения гербицидов в защитную полосу рядка одновременно с посевом;

- разработанный рабочий орган загортач-почвоотвод для послойной заделки семян и гербицидов в почву;

- разработанный рабочий орган - доочиститель головок сахарной свеклы.

Подобные работы
Катченков Сергей Александрович
Совершенствование технологии и комплекса машин для производства семян и волокна льна путем оптимизации технологических и конструктивных параметров рабочих органов
Дадов Руслан Хадинович
Совершенствование технологии посева семян сахарной свеклы и обоснование конструкции посевной секции сеялки с магнитным высевающим аппаратом
Семыкин Владимир Анатольевич
Совершенствование технологии и средств механизации производства сахарной свеклы в ЦЧР на агроэкологической основе
Уфаев Алексей Геннадьевич
Повышение эффективности технологии основной обработки почвы совершенствованием рабочих органов плугов общего назначения
Сулейманов Сулейман Абдулвахидович
Совершенствование технологии щелевания почвы в условиях Республики Дагестан с использованием рабочего органа автоколебательного действия
Боков Дмитрий Владиславович
Совершенствование технологии заделки семян в почву и обоснование конструкции заделывающего рабочего органа
Наконечных Денис Владимирович
Совершенствование технологии предуборочной химико-механической обработки картофельной ботвы с обоснованием параметров измельчающего рабочего органа дробителя
Мотиашвили Василий Матвеевич
Обоснование технологии и параметров рабочих органов машины для внесения торфокомпоста в междурядья чайных плантаций
Терентьев Алексей Сергеевич
Технология и машина дифференцированного внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений с комбинированными тукозаделывающими рабочими органами
Рамазанов Абдулкадир Гаджиевич
Обоснование технологий уборки сахарной свеклы и условий эффективного применения навесного вибрационного свеклокопателя КВС-6

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