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:

Салимзянов Марат Зуфарович. Обоснование конструктивно-геометрических параметров и режимов работы рабочего органа для измельчения ботвы картофеля : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Ижевск, 2005.- 191 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/1416

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

1.1 Способы удаления ботвы картофеля 10

1.2 Агротехнические требования к машинам для удаления ботвы картофеля 13

1.3 Физико-механические и технологические свойства ботвы картофеля 13

1.4 Обзор и анализ существующих конструкций ботвоуборочных машин 17

1.4.1 Отечественные машины для измельчения ботвы картофеля 1,4,

2 Зарубежные конструкции машин для измельчения ботвы картофеля,...22

1.4.3 Качественные показатели ботвоизмельчающих машин 25

1.5 Рабочие органы ботвоизмельчающих машин 26

1.5.1 Рабочие органы с вертикальной осью вращения 26

1.5.2 Рабочие ораны с горизонтальной осью вращения 27

1.5.3 Патенты рабочих органов для измельчения ботвы картофеля 32

1.6 Теоретические предпосылки к обоснованию параметров и режимов работы рабочего органа для измельчения ботвы картофеля 33

1.6.1 Критическая скорость бесподпорного резания и показатели качества работы ботвоизмельчителей 34

1.6.2 Условие скользящего резания ножа по стеблю 40

1.7 Выводы, рабочая гипотеза и задачи исследований 45

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКТИВНО-ГЕОМЕТРРІЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ 47

2.1 Обоснование параметров рабочего органа ботвоизмельчителя 47

2.2 Кинематический анализ процесса измельчения ботвы 51

2.3 Динамика шарнирно закрепленной секции рабочего органа

2.4 Баланс мощности ботвоизмельчающей машины 67

2.5 Выводы по второй главе 69

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧЕГО ОРГАНА БОТВОИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ 71

3.1 Программа экспериментальных исследований 71

3.2 Объекты исследования, измерительные устройства, оборудование и приборы и для исследования технологического процесса измельчения ботвы картофеля

3.2.1 Профилограф для исследования микрорельефа поверхности почвы 73

3.2.2 Лабораторный стенд (маятниковый копер) 76

3.2.3 Топливный расходомер для исследования энергетических показателей ботвоизмельчителя 78

3.3 Методика определения показателей, характеризующих состояние поверхности почвы и ботвы к моменту уборки картофеля 79

3.3.1 Определение влажности, твердости и плотности почвы 79

3.3.2 Методика исследования геометрических параметров гребня 80

3.3.3 Методика исследования размещения растений в поле, полеглости, биологической урожайности ботвы картофеля, влажности и засоренности участка сорняками 81

3.3.4 Методика исследования количественных и размерно-весовых показателей ботвы и клубней картофеля 85

3.3.5 Методика исследования технологического процесса разрушения (среза) ботвы картофеля 86

3.3.6 Математическая обработка опытных данных

3.4 Методика полевых исследований технологического процесса измельчения ботвы картофеля 93

3.5 Планирование многофакторного эксперимента по оптимизации технологического процесса измельчения ботвы и методика проведения опытов 96

3.5.1 Обоснование критерия оптимизации и выбор значимых факторов 97

3.5.2 Обоснование математической модели и описание его функции отклика 98

3.5.3 Интервалы варьирования факторов 99

3.5.4 Выбор плана многофакторного эксперимента и методика проведения опытов 101

3.5.5 Обработка результатов многофакторного эксперимента 103

3.6 Методика исследований топливно-энергетических показателей ботвоизмельчителя 108

4 ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ 111

4.1 Показатели, характеризующие состояние поверхности почвы и ботвы к моменту уборки картофеля 111

4.1.1 Влажность, твердость и плотность почвы 111

4.1.2 Размещение растений картофеля в поле, полеглость и засоренность участка сорняками 112

4.1.3 Количественные, размерно-весовые показатели и биологическая урожайность ботвы и клубней картофеля 114

4.1.4 Геометрические параметры гребня методом профилирования микрорельефа поверхности почвы 116

4.2 Определение удельной работы и критической скорости среза ботвы картофеля 119

4.3 Полевые исследования экспериментальных рабочих органов для измельчения ботвы картофеля 123

4.3.1 Экспериментальное изыскание рациональной технологической схемы рабочего органа ботвоизмельчителя 123

4.3.2 Агротехническая оценка рабочих органов для измельчения ботвы 129

4.4 Многофакторный эксперимент по оптимизации технологического процесса измельчения ботвы картофеля 131

4.4.1 Критерий оптимизации, значимые факторы и уровни варьирования... 131

4.4.2 Оптимизация технологического процесса измельчения ботвы картофеля 1

4.5 Оценка топливно-энергетических показателей ботвоизмельчителя 142

4.6 Выводы по четвертой главе 145

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БОТВОИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ 147

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 154

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 156

ПРИЛОЖЕНИЯ 167 

Введение к работе:

Картофель - одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. С каждым годом производство его неуклонно растает. Россия - одна из крупнейших производителей, на её долю ежегодно приходится свыше 30 млн. т, что соответствует 15% мирового производства картофеля. Площади, занятые под картофелем в нашей стране, занимают более 3 млн. га. Картофель - это „второй хлеб" нашей страны. Производством его занимаются не только в крупных сельскохозяйственных предприятиях, но и в частном секторе нашего населения. В связи с децентрализацией сельского хозяйства в нашей стране возделывание картофеля составляет в частных владениях 90...91%, в фермерских хозяйствах 1...2%, в предприятиях 8...9% [42].

Картофель возделывается в различных почвенно-климатических условиях. По занимаемой площади картофель относится к числу самых распространенных сельскохозяйственных культур. Картофель выращивают в специализированных севооборотах с высоким (до 35...40%) его насыщением, в основном после озимых культур, однолетних и многолетних трав, бобовых культур, а также занятого пара [73, 74, 86, 88, 94].

Основные- факторы, определяющие рост производства картофеля, - рост производительности машин, повышение урожайности, снижение себестоимости продукции, трудоемкости производства и снижение общих потерь выращенной продукции при уборке и при хранении [32].

Картофелеводство является трудоемкой и дорогостоящей отраслью, при этом затраты труда на уборку и послеуборочную доработку составляют 60...70% от общих затрат на возделывание картофеля. Поэтому качество работы картофелеуборочной и послеуборочной техники в значительной степени зависит от совершенства техники, технологии, способов и сроков уборки [69].

Опыт широкой механизированной уборки, накопленный в прошлые годы, выявил основные недостатки, определяющие низкую производительность и неудовлетворительные качественные показатели картофелеуборочных машин, вызванные забиванием ботвой рабочих органов и затруднением отделения клубней от ботвы. При этом выявлен большой процент потерь и повреждений клубней в ходе уборки картофеля [32, 34, 41, 97].

Вышеперечисленные недостатки устранимы предварительным удалением ботвы ботвоуборочной машиной за 10... 12 дней до массовой уборки картофеля, что облегчает работу картофелеуборочных машин, повышает физиологическую зрелость клубней вследствие образования плотной кожицы на их поверхности, устойчивой к механическим повреждениям.

Существует три способа удаления ботвы перед уборкой картофеля: химический, механический и комбинированный. Наибольшее распространение получил механический способ удаления ботвы, так как он не требует больших организационно-технологических и экологических мероприятий.

В настоящее время применяются ботвоуборочные машины с рабочими органами срезающего, дробильного и теребильного типа. Наибольшее применение получили ботвоизмельчители срезающего и дробильного типа. Однако из-за полеглости ботвы в период уборки, её переплетённости с соседними растениями, а также большого количества сорняков отечественные машины КИР-1,5; БД-2 и РЛЗ-4 не обеспечивают достаточную полноту удаления ботвы согласно агротребованиям (не менее 85%). Зарубежные ботводробители KS-1500, Rumptstad RSK 2000, UN-3604 и LKB 320 Baselier являются дорогостоящими.

В решение вопросов совершенствования технологического процесса, изыскание конструкций машин и рабочих органов для удаления ботвы картофеля в нашей стране внесли большой вклад Г.Д. Петров, В.М. Чаус, И.М. По-луночева, Т.Т. Кусова, В.В. Козлов, Н.Н. Колчин и др.

В связи с изложенным актуальной задачей является совершенствование технологического процесса и рабочего органа ботвоизмельчителя, обеспечивающего высокую полноту удаления (среза) ботвы и достаточно высокую производительность ботвоуборочной машины. Цель исследования - повышение эффективности функционирования ботвоизмельчителя за счёт совершенствования технологического процесса измельчения ботвы рабочим органом, обхватывающим наружный контур гребня.

Предметом исследования является технологический процесс измельчения ботвы картофеля ботвоизмельчителями.

Объекты исследования. Рабочие органы ботвоизмельчителя роторного типа, а также физико-механические свойства почвы и растений картофеля в период его уборки.

Методика исследования. Теоретические исследования выполнялись на основании основных законов и методов классической механики и математики. Лабораторные и полевые исследования проводились в соответствии с действующими стандартами с применением теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка результатов выполнялась с использованием программ Компас 5.11, Matcad 11 и «STATGRAPHICS Plus for Windows».

Научная новизна. Обоснованы технологический процесс измельчения ботвы картофеля, конструктивно-геометрические параметры и режимы работы рабочего органа ботвоизмельчителя. Получены аналитические зависимости, устанавливающие связь между технологическими параметрами и режимами функционирования рабочего органа ботвоизмельчителя: высота остающихся черешков ботвы, зависящая от радиуса вращения ножа, поступательной скорости движения, окружной скорости ножей и их количества; показатель кинематического режима работы, зависящий от средней длины резки, радиуса вращения ножей и их количества.

Составлена математическая модель зависимости полноты удаления ботвы картофеля от окружной скорости ножей, угла наклона лезвия ножей и поступательной скорости движения ботвоизмельчителя.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Разработан рабочий орган ботвоизмельчителя с горизонтальной осью вращения, выполненный по форме наружного контура гребня, обеспечивающий полноту удаления ботвы картофеля не менее 85%.

Выполненные исследования являются составной частью плана научных исследований ФГОУ ВПО Ижевской ГСХА по заданию 01.200.2 02776 «Повышение эффективности возделывания картофеля путём совершенствования технологии и комплекса машин в условиях Предуралья» и договора с Министерством сельского хозяйства Удмуртской Республики.

Результаты исследований апробированы в условиях ОАО "Путь Ильича" Завьяловского района УР и используются в учебном процессе Ижевской ГСХА.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Ижевской ГСХА (2002...2005 гг.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых в Академии наук РТ (г. Казань, 2004г.). По основным положениям диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе получен один патент на изобретение №2216902.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Технологический процесс измельчения ботвы картофеля, конструктивно-геометрические параметры и режимы работы устройства ботвоиз-мельчителя.

2. Аналитические зависимости, устанавливающие связь между технологическими параметрами и режимами работы рабочего органа.

3. Результаты экспериментальных исследований.

4. Технико-экономические показатели использования экспериментального ботвоизмельчителя.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 155 страниц основного текста, 59 рисунков, 22 таблицы и 6 приложений. Список литературы включает 105 наименований, из которых 5 на иностранном языке. 

Подобные работы
Касимов Николай Гайсович
Обоснование основных параметров и режимов работы ротационного рабочего органа для ухода за растениями картофеля
Скворцов Вадим Петрович
Обоснование параметров и режима работы исполнительных органов доильного аппарата
Островский Василий Павлович
Обоснование параметров рабочих органов и режимов работы глубокорыхлителя и щелевателя почвы в условиях Украинской ССР
Иванов Вячеслав Михайлович
Обоснование параметров и режимов работы рабочего органа для глубокой безотвальной обработки почвы в хмельниках
Литвинов Максим Владимирович
Обоснование параметров и режима работы вальцовых рабочих органов при отжиме сока из стеблей сахарного сорго
Заварзин Владислав Александрович
Обоснование параметров и режимов работы копирующего механизма рабочих органов почвообрабатывающего посевного комплекса
Шабунин Антон Александрович
Обоснование параметров и режимов работы подкапывающего и сепарирующего рабочих органов морковоуборочного комбайна
Путрин Александр Сергеевич
Обоснование основных конструктивных параметров и режимов работы игольчатых ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин.
Кислов Алексей Александрович
Обоснование параметров и режимов работы дискового почвообрабатывающего орудия с игольчатыми рабочими органами
Сидоренко Петр Васильевич
Обоснование режимов работы и параметров пластинчатых вакуумных насосов двукратного действия для доильных установок

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