Модернизация жатвенной части зерноуборочного комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В Республике Башкортостан претворяется в жизнь комплексная программа по увеличению производства зерна. Она представляет собой систему организационных, технологических, экономических и других мероприятий, осуществление которых позволит довести валовой сбор зерна до 5…6 млн. т. в год. В основу программы положена минимальная технология возделывания. О больших возможностях минимальных технологий свидетельствует опыт их применения в передовых хозяйствах республики.

Минимальные технологии требуют точного и качественного выполнения всех агротехнических мероприятий. Повышенные требования интенсивных технологий к качеству выполнения сельскохозяйственных операций вызывают необходимость в новых машинах, усовершенствованных с учетом зональных агроклиматических условий республики. Расширяется использование широкозахватных комбинированных машин, выполняющих несколько технологических операций за один проход.

Кроме требований к качеству выполнения технологических процессов современная и перспективная техника для минимальных технологий должна обеспечивать экономию 20…25 % энергоресурсов в растениеводстве и такое же снижение металлоемкости применяемых машин. Стоит также задача повысить надежность сельскохозяйственной техники и технологического оборудования в 1,5…2 раза. Технические средства должны оказывать минимальное отрицательное действие на почву: удельное давление колесных тракторов на почву должно быть 0,8…1 кг/см², гусеничных - до 0,4 кг/см². По рекомендациям специальной комиссии при ООН на полях не должна применяться сельскохозяйственная техника массой более 10 т.

В настоящее время рапс одна из основных универсальных культур, занимающая прочные позиции в мировом сельском хозяйстве. Перспективное масличное растение, богатое белком, широко используется во многих отраслях: животноводстве, пищевой и мыловаренной промышленности, а в последние годы все активнее применяется также при производстве экологически чистого горючего, способного заменить дизтопливо. Он является хорошим предшественником для зерновых культур, способствует улучшению структуры и плодородия почвы. Это один из важных аспектов, привлекающий внимание к этой культуре сельхозпроизводителей.

В России рапс возделывается на 260 тысячах га, его валовое производство составляет 280 тысяч тонн, что соответствует 4% всего выпускаемого масличного сырья. Выращивание рапса рентабельно даже при урожае 10 центнеров с гектара притом, что сегодня средняя урожайность составляет порядка 20 центнеров с гектара (при возможной урожайности до 35 центнеров с гектара). Прибыль от выращивания рапса (при использовании даже нынешних, не самых эффективных технологий) не менее 100 %.

По мнению экспертов, высокий спрос на рапс, как на внутреннем, так и на международном рынке будет способствовать увеличению площадей посадок этой культуры в России. В среднесрочной перспективе рапс планируется выращивать на площадях до 2,5 млн. га, а в дальнейшем до 5…7 млн. га.

Растущий интерес к рапсу предполагает и рост спроса на специализированные технологии, поскольку уборка культуры имеет особенности: при обычном комбайнировании стручки рапса растрескиваются и большая часть семян оказывается на земле.

К настоящему времени накоплен большой опыт использования средств механизации при возделывании рапса.

Для эффективной уборки рапса применяются традиционные для российского АПК комбайны семейства "Енисей", производимые ОАО "ПО "Красноярский завод комбайнов", комбайны СК-5 "Нива", Дон-1500Б, производимые ОАО "Ростсельмаш". Уборку урожая необходимо обеспечить с минимальными затратами. Допустимые потери за жаткой комбайна - не более 1,5 %, потери из-за недомолота и с соломой - не более 1,5 %. Но комбайны не отвечают этим требованиям, кроме того, до 60% семян травмируется при уборке. Зерноуборочные комбайны со специальными приспособлениями для жаток, обмолачивающих устройств и систем очистки ликвидируют эти недостатки.

Данный дипломный проект посвящен модернизации жатвенной части зерноуборочного комбайна Дон-1500Б в условиях ООО «Юрта» Баймакского района Республики Башкортостан. Основой при модернизации зерноуборочного комбайна является повышение производительности и качественных технологических показателей, расширение функциональных возможностей при минимуме затрат.

Нами предлагается совершенствование процесса уборки рапса зерноуборочным комбайном Дон-1500Б путем установки специального приспособления на жатвенную часть. Модернизация жатвенной части обеспечит снижение потерь зерна при уборке рапса, а также повышение производительности при прямом комбайнировании.

1. Анализ хозяйственной деятельности ООО «Юрта» Баймакского района

1.1 Краткая характеристика хозяйства

ООО «Юрта» расположено в юго-восточной части РБ в Центральной усадьбе совхоза Зилаирский Баймакского района. Землепользование хозяйства представляет собой единый земельный массив площадью 1500 га.

Административным и хозяйственным центром ООО «Юрта» является село Ургаза. Предприятие находится в 35 километрах от районного центра г. Баймак и в 520 километрах от столицы РБ г. Уфы. ООО «Юрта» - одно из крупных фермерских хозяйств в Баймакском районе.

Основное производственное направление хозяйства - зерновое. Пункты сдачи сельскохозяйственной продукции и получения грузов расположены в г. Сибай, г. Баймак и в селе Кизил. Транспортные связи хозяйства с районным центром и другими пунктами реализации продукции осуществляются по развитой сети асфальтированных автомобильных дорог, главной из которых является дорога Сибай-Акъяр. Ближайшая железнодорожная станция находится в г. Сибай на удалении 40 километров.

1.2 Природные условия

По климатическим условиям территория ООО «Юрта» относится к зоне умеренного теплого климата. Довольно частые засухи в последние годы вызывают значительные потери урожайности культур. Среднемесячная температура зимой холодного месяца января -20 -22 С. Снежный покров достигает 0,3…0,8 метра. Среднемесячная температура теплого месяца - июня +20 +25 С. Среднегодовое количество осадков составляет 320…400 мм. Распределение их в течение года неравномерное. Летом осадков немного, большая их часть приходится на осенние месяцы - октябрь - ноябрь. Продолжительность безморозного периода составляет 150…170 дней. Устойчивый снежный покров устанавливается во второй декаде ноября и сходит во второй декаде апреля. Снег держится в среднем 140 дней, полное оттаивание почвы наступает в среднем 1 мая, спелости - 22 апреля. Весенние заморозки заканчиваются 20 мая, осенние заморозки, в среднем, начинаются 22 сентября. В целом по району количество тепла, влаги и продолжительность вегетационного периода обеспечивают нормальный рост и развитие возделываемых в этой зоне культур.

По характеру рельефа сельскохозяйственных угодий хозяйства представляет собой полого-увалистую равнину. Основные пространства заняты маломощными грубоскелетными и эрозионными почвами среднего механического состава. Плодородие этих почв невысокое, агрофизические свойства неблагоприятные, микробиологическая активность низкая. Почвы подвержены ветровой и водной эрозии. Наблюдается активное проявление водной эрозии в виде смыва и образования оврагов, а также ветровое выдувание.

Растительный покров представлен в основном разнотравно-мятликовыми лугами и ковыльно-типчаковой степью, древесно-широколиственным лесом с преобладанием березы, с примесью сосны и местами осины. Уровень грунтовых вод колеблется в широких пределах. На водораздельных участках грунтовые воды залегают на значительной глубине (25-40 м). Вода из водоисточников используется для хозяйственных целей и для водопоя скота. Питьевая вода берется из шахтных колодцев.

1.3 Анализ показателей в растениеводстве

В соответствии со структурой посевных площадей, с учетом выполнения мероприятий по защите почв от эрозии и других составных частей научно-обоснованной системы земледелия в хозяйстве существует пять севооборотов. Важнейшим показателем оценки использования земельных угодий является структура посевных площадей. Структура посевных площадей представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Структура посевных площадей:

Наименование культур	2009 г.	2010 г.	2011 г.
	га	%	га	%	га	%
Всего зерновых культур (яровые)	1200	80	1200	80	1200	80
3 Чистый пар	300	20,0	300	20,0	300	20,0
Всего пашни	1500	100	1500	100	1500	100

Данные таблицы 1.1 показывают, что удельный вес посевов сельскохозяйственных культур в 2011 г. составляет 80%, при этом основную долю занимают посевы яровых зерновых культур. С положительной стороны следует отметить, что доля чистого пара неизменно составляет 20%. Основной базой для дальнейшего развития производства является увеличение производства зерна и ее переработка. Структура земельных угодий за последний отчетный год приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Площади и структуры земельных угодий за 2011 г.:

Наименование угодий	га	%
Общая земельная площадь	1500	92,6
Всего сельхозугодий	1620	100
из них пашня	1500	92,6
сенокосы	120	7,4
Прочие земли	120	7,4

Анализируя данные таблицы 1.2, мы видим, что основную долю земельных угодий составляет пашня - 92,6%. Площадь естественных кормовых угодий для личных подсобных хозяйств работников составляет 7,2%. О динамике изменения урожайности за последние 3 года можно судить по данным таблицы 1.3.

Таблица 1.3 - Урожайность яровых зерновых культур, т/га:

Наименование культур	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2009 г. к 2011 г., %
Яровые зерновые	1,02	1,84	1,45	142

Из данных таблицы 1.3 видно, что урожайность яровых зерновых культур в 2009 году составляет всего лишь 1,02 т/га и увеличилось к 2011 году всего на 42%. Это связано, с низким плодородием почв и засушливым климатом. Здесь сказывается внесение малых доз органических и минеральных удобрений, которые начали вноситься только в 2008 году. Для получения высоких урожаев в ООО «Юрта» необходимо больше внимания уделить агротехническим срокам выполнения полевых работ, особенно, посева и качеству посева, внесению удобрений и химической защите посевов в своевременные агротехнические сроки.

1.4 Экономические показатели хозяйства

ООО «Юрта» специализировано на производство продукции растениеводства.

Для анализа экономического состояния хозяйства необходимо рассмотреть уровень общей рентабельности, а также рентабельность отдельных направлений производства.

Затраты труда на производство единицы продукции в основном характеризуют уровень механизации производства и зависят от продуктивности производства (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Затраты труда на производство продукции, чел.-час/т:

Наименование культур	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2009 г. к 2011 г., %
Яровые зерновые	15,0	32,0	35,0	233,3

Наблюдается тенденция увеличения затрат труда на производство сельскохозяйственной продукции. Это объясняется увеличением в производстве доли ручного труда, в связи с выходом из строя машин и оборудования, которые не восстанавливаются.

Увеличение затрат труда на производство продукции с каждым годом повышает себестоимость продукции (таблица 1.5).

Таблица 1.5 - Себестоимость продукции, руб./т:

Продукция	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2009 г. 2011 г., %
Зерновые яровые культуры	16800	5070	8720	52

Себестоимость продукций, произведенных хозяйством, снизилась из-за климатических условий. Повышенная себестоимость в 2009 году связана с низкой урожайностью зерновых и в большей степени из-за резкого скачка цен на горюче-смазочные материалы, запасные части и других эксплуатационных затрат.

Рассмотрим каждую отрасль производства отдельно по стоимости валовой продукции (таблица 1.6), и мы заметим изменение производственного направления данного предприятия.

Таблица 1.6 - Стоимость валовой продукции по отраслям и производительность труда:

Показатели	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2009 г. 2011 г., %
Произведено продукции, тыс. руб., всего	1920	852	1205	63
Среднегодовая численность работников, чел.	10	10	10	100
Произведено валовой продукции на одного среднегодового работника, тыс. руб./чел.	192	85,2	120,5	63

Об экономической эффективности в целом можно судить по уровню общей рентабельности.

Конечные результаты хозяйственной деятельности ООО «Юрта» приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Конечные результаты хозяйственной деятельности, тыс. руб.:

Наименование отрасли	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2011 г. 2009 г., %
Выручка от реализации всего	1721	552	905	53
Себестоимость реализованной продукции	1680	507	872	52
Прибыль от реализации, тыс. руб.	41	45	33	80
Уровень рентабельности, %	2,4	8,9	3,8	1,6 п.п.

Уровень рентабельности в целом по хозяйству не постоянен и снижается к 2011 г.

Последние 3 года хозяйство теряет прибыль. Здесь вытекает один вывод - необходимо модернизировать, приводить технику в удовлетворительное состояние и повышать профессиональную квалификацию работников.

Землепользование в хозяйстве должно быть направлено на повышение урожайности путем повышения культуры земледелия, а именно внесением органических и минеральных удобрений, улучшением работ по уходу за посевами.

1.5 Анализ состояния машинно-тракторного парка

ООО «Юрта» имеет небольшой машинно-тракторный парк (таблица 1.8).

Количество автомобилей, тракторов и сельхозмашин в последние годы поддерживается, и весь запланированный объем полевых работ выполняется без привлечения техники со стороны.

Таблица 1.8 - Характеристика технической оснащенности:

Наименование показателей	2009 г.	2010 г.	2011 г.
1 Количество тракторов по маркам:
К-701 ДТ-75М, 75М, 75Н МТЗ-82 ЮМЗ-6 (экскаватор)	2 2 2 1	2 2 2 1	2 2 2 1
2 Количество автомобилей КамАЗ	2	2	2
3 Количество комбайнов по маркам:
ДОН-1500Б Нива СК-5	1 2	1 2	1 2
4 Суммарная мощность ДВС, электроустановок, прочих энергетических средств, кВт	3159,8	2923,2	2502,4
5 Энерговооруженность труда, кВт/работн.	315,9	292,3	250,2
6 Энергообеспеченность хозяйства, кВт/100 га пашни	210,6	194,8	166,8

Имеющиеся в наличии тракторы обеспечены необходимыми сельхозорудиями для выполнения полевых механизированных работ. В хозяйстве имеется достаточное количество автомобилей необходимых для грузоперевозок. Автопарк способен в напряженные периоды обеспечить перевозку собственных сельскохозяйственных грузов. При хорошей подготовленности автомобилей коэффициенты использования пробега, использования грузоподъемности и использования парка находятся на низком уровне. Это влечет за собой увеличение расхода топлива, и тем самым увеличение себестоимости грузоперевозок.

Показатель энерговооруженности труда и энергообеспеченность хозяйства с каждым годом снижаются из-за выхода из строя стационарных электроустановок.

1.6 Анализ состояния технического обслуживания и ремонта машин

Ремонт и некоторые виды технического обслуживания техники в хозяйстве проводятся в собственной ремонтной мастерской, которая расположена в селе Ургаза, где ведется ТО и мелкий ремонт.

Капитальный ремонт тракторов, автомобилей и зерноуборочных комбайнов проводится в Баймакском РТП и в самом хозяйстве силами самих работников. Ремонт чаще всего производится только в случае появления неисправности, отказа. Разборочно-сборочные и регулировочные работы выполняются самими работниками, что отрицательно сказывается на производительности полевых работ и снижает годовую наработку техники. Своевременное, качественное ТО и диагностика намного сократили бы затраты на ТО и ремонт машин, тем самым увеличив срок службы техники.

1.7 Общие выводы по анализу хозяйственной деятельности

Анализ хозяйственной деятельности ООО «Юрта» показывает, что в хозяйстве имеются все условия для производства продукции растениеводства. ООО «Юрта» имеет возможности для улучшения экономических показателей.

Руководитель ООО «Юрта» ищет пути дальнейшего развития хозяйства. Работа в основном ведется в направлении повышения культуры земледелия, урожайности возделываемых культур и повышения плодородия почвы. В будущем возможно развитие семеноводческого направления.

В 2012 году планирует расширить площадь пашни до 2,5 тыс.га и заняться выращиванием других перспективных видов сельскохозяйственных культур, таких как рапс, донник, сорго, которые имеют азотофиксирующие в почве свойства и высокую питательность для использования как корм для животноводческих хозяйств.

По федеральной программе обновления парка сельскохозяйственной техники в 2012 году был приобретен опрыскиватель, трактор МТЗ-82. В начале 2013 года решено приобрести зерноуборочный комбайн «Акрос» производства «Ростсельмаш».

Дипломный проект посвящен изучению техники возделывания и уборки рапса, т.к именно уборка этой культуры составляет наибольшую сложность. Нами принято решение совершенствовать технический процесс уборки рапса путем установки специального стола к уборочной жатке комбайна ДОН-1500Б, для снижения потерь при уборке этой легко осыпающейся культуры.

2. Модернизация жатвенной части комбайна ДОН-1500б

2.1 Технология уборки рапса

В настоящее время основной задачей сельского хозяйства является устойчивое производство зерна и другой сельскохозяйственной продукции при ограниченных капиталовложениях в аграрный сектор экономики. Высокие цены на горюче-смазочные материалы, тракторы, сельскохозяйственные машины, удобрения и средства защиты растений и низкие закупочные цены на зерно и другие сельскохозяйственные продукции заставляет земледельца выбирать путь производства продукции с наименьшими затратами.

Повышенное внимание к производству рапса в основном обусловлено рядом энергетических и экономических факторов. Условия хозяйствования в рыночной экономике побуждают сельских товаропроизводителей искать различные пути повышения экономической эффективности своего производства.

Рапс является ценной и перспективной культурой. Высокоурожайная и неприхотливая, она позволяет решать многие проблемы, связанные с оптимизацией севооборота, особенно в условиях региональных монокультур, обеспечивает высокую рентабельность сельскохозяйственного производства на ряду с такими техническими культурами как подсолнечник, не так отрицательно влияет на плодородие почвы. Кроме того, из года в год увеличивается количество промышленных предприятий, специализирующихся на переработке семян рапса, и производстве биодизеля.

Рапсовое масло используют для приготовления маргарина, пищевого растительного масла, майонеза; в металлургической, мыловаренной, кожевенной и текстильной промышленности.

Жмых содержит протеина около 32%, жира 9%, без азотистых экстрактивных веществ 30%. Является ценным концентрированным кормом для скота. Рапс - хороший предшественник для любой сельскохозяйственной культуры в севообороте.

Однако не все сельхозпроизводители технически готовы к работе с данной культурой. Особое место в списке проблемных моментов в возделывании рапса занимает механизация технологических процессов. Особенно сложно убрать рапс с минимальными потерями, так как он характеризуется неравномерностью созревания, как отдельных растений, так и отдельных частей одного растения, скручивается, стручки могут трескаться от малейшего прикосновения. В настоящее время при уборке теряется до 30…35% урожая. Убирать рапс обыкновенными жатками без боковых ножей-делителей - непозволительная роскошь.

Важными условиями повышения эффективности уборки рапса являются соблюдение оптимальных сроков уборки, применение прогрессивных технологий и форм организации труда. При этом можно выделить технологические, технические и организационные требования. Выполнение требований к комплексной механизации уборки позволяет повысить производительность техники, сократить сроки уборки, уменьшить потери урожая и сохранить его качество.

Зерноуборочные комбайны предназначены для уборки зерновых колосовых культур. При оборудовании комбайнов специальными приспособлениями ими убирают подсолнечник, просо, гречиху, рапс, бобовые, крупяные, семенники трав, сахарной свеклы, овощных и других культур. При этом устанавливают требуемые регулировочные параметры и режимы работы их составных частей.

В зависимости от состояния растений, сортов и почвенно-климатических условий зерновые и другие культуры рядового посева убирают однофазным (прямым комбайнированием) или двухфазным (раздельным) способом.

При однофазном способе уборки рапса зерноуборочный комбайн срезает растения; обмолачивает собранную хлебную массу; выделяет из нее зерно, очищает и загружает его в бункер; собирает не зерновую часть (солому и полову) в копнитель, укладывает в валок, разбрасывает на поле или измельчает и загружает в емкость прицепа, соединенного с комбайном. Все эти процессы комбайн выполняет одновременно. Прямым комбайнированием убирают равномерно созревающие, мало засоренные, изреженные (густота стеблестоя менее 300 растений на 1 м²) и низкорослые (длина стеблей менее 50 см) культуры, а также культуры с подсевом трав. Уборку начинают при полной спелости зерна влажностью не более 25 %.

При двухфазном (раздельном) способе валковой жаткой стебли скашивают и укладывают на поле в валки, которые через 4...6 дней подбирают зерноуборочными комбайнами и обмолачивают. Уборку начинают на 4...12 дней раньше, чем прямым комбайнированием, с момента достижения зерна середины восковой спелости, что соответствует влажности зерна 25...35 %. После скашивания стебли в валках подсыхают, зерно созревает за счет питательных веществ в стеблях, становится полнее, плотность его увеличивается.

Раздельным способом убирают неравномерно созревающие культуры (горох, овес, ячмень, просо и др.), склонные к осыпанию и полеганию, высокостебельные культуры и засоренные посевы. Потери зерна от осыпания и выбивания его рабочими органами жатки меньше, чем при однофазном способе. При этом на 1 м² должно быть не менее 250 растений, высота растений - не менее 60 см, а высота среза - 12...25 см (для рапса 10...12 см). В условиях повышенной влажности формируют тонкие широкие валки, в сухих районах - толстые неширокие валки, в которых стебли укладывают под углом 10...30° к продольной оси валка. Зерно от комбайнов отвозят на стационарные зерноочистительно-сушильные комплексы для послеуборочной доработки и закладки на хранение. Рапс - длинно-стебельное растение (до 1,5 м), а семечки созревшей культуры легко осыпаются, поэтому раздельный способ не используется как более ресурсоемкий, и в современных хозяйствах его уже не применяют.

Прямым комбайнированием рапс убирают при наступлении технологической зрелости, когда влажность зерен достигла 10…14%. Уборка при влажности ниже 10% не рекомендуется из-за больших потерь. А при влажности более 14% резко возрастают затраты на сушку. В отличие от зерновых культур, рапс хорошо обмолачивается и ночью, что дает возможность круглосуточно использовать технику.

При уборке прямым комбайнированием могут возникнуть следующие проблемы:

- высокая влажность семян приводит к увеличению затрат на сушку;

- поздний обмолот через неустойчивую погоду может привести к значительным потерям из-за растрескивания стручков.

Неравномерное созревание рапса, при котором происходит растрескивание его стручков, приводит к значительным потерям семян.

Для уменьшения потерь урожая посевы рапса можно подвергать десикации, это частично уравняет влажность стручков на центральном стебле и боковых ветвях, и даст возможность начать уборку на 7-10 дней раньше.

В общем комплексе технологических операций при возделывании зерновых культур уборке принадлежит определяющая роль. Зерноуборочные машины обеспечивают качественную уборку только и том случае, если их рабочие органы выбраны и отрегулированы в соответствии со свойствами убираемой культуры, а растения приспособлены для машинной уборки.

Агротехнические требования к зерноуборочным машинам состоят в следующем. Уборку необходимо проводить в сжатые сроки (за семь-восемь рабочих дней). Озимый рапс убирают в конце июля, яровой в августе-сентябре. Когда растения достигают спелости по всей длине растения, тогда наступает время уборки. Цвет семян достигает глубины от темно-коричневого до абсолютно черного. При прикосновении к растениям стручки шелестят, а семена невозможно без усилия раздавить просто пальцами.

Уборку урожая рапса необходимо обеспечить с минимальными затратами. Срезать растения следует по нижнему уровню (на высоте 10…12 см), как раз там, где находятся нижние стручки. Это позволяет снизить нагрузку на молотилку и повысить производительность. Таким образом, влажные части стеблей не срезаются, оставаясь на земле, что дает возможность не допустить повторного увлажнения семян.

Надо избегать применения мотовила для рапса, оно ему не нужно в принципе. При движении комбайна по полю следует придерживаться высокой скорости движения.

Особое внимание следует уделить комбайнированию в местах полегания. Здесь уборка должна проводиться по возможности против направления полегания. Обороты барабана выставляются на уровне 400…600 об/мин. в зависимости от высоты и влажности, дека сравнительно широко открывается (около 30 мм). Слишком высокие обороты могут иметь негативные последствия - тогда солома сильно измельчается, что приводит к засорению решет.

Очень важное значение имеет регулировка вентилятора. Здесь необходимо соблюдать особую осторожность, так как легковесные семена рапса может сдуть. Отрегулировать вентилятор можно таким образом: когда стручки и полова едва попадают на верхнее решето, а не выносятся из решетного блока, на такой скорости и стоит остановиться.

Допустимые потери за жаткой комбайна - не более 1,5 %. Общие потери зерна из-за недомолота и с соломой должны быть не более 1,5 %. Чистота зерна, выгружаемого из бункера комбайна, должна быть не менее 96%. Дробление зерна не должно быть выше 1%. Рекомендуемая скорость при уборке рапса 5…7 км/ч.

Но комбайны не отвечают этим требованиям, кроме того, до 60% семян травмируется при уборке.

Зерноуборочные комбайны со специальными приспособлениями для жаток, обмолачивающих устройств и систем очистки ликвидируют эти недостатки.

2.2 Анализ существующих конструкций и обоснование конструктивной схемы

Целью нашей работы является снижение потерь зерна рапса и повышение производительности за счет увеличения рабочей скорости движения комбайна при удовлетворительной работе в соответствии с агротехническими требованиями.

Уборка рапса комбайнами с обычными зерновыми жатками приводит к большим потерям урожая. В среднем потери урожая при прямом комбайнировании комбайнами John Deere составляют 25%, комбайнами Славутич - до 20 %, комбайнами Дон - до 30 % урожая. Все они обусловлены очень коротким столом жатки комбайна, что приводит к большому накоплению биомассы в процессе уборки ее накапливанию на платформе жатки и дополнительному встряхиванию, переворачиванию при котором раскрывается коробочка и происходит выпадение семян рапса на платформу и дальнейшее осыпание семян. Для их уменьшения стол жаток нужно удлинять, соответственно выносить вперед режущий аппарат, оборудовать жатку хотя бы одним активным делителем растительной массы. Выполнить такую доработку жатки комбайна в условиях хозяйств не трудно. Для решения комплекса проблем, связанного с уборкой рапса, разработаны различного типа рапсовые столы, которые навешиваются на зерновую жатку и обеспечивают значительное сокращение потерь рапса до 30%. Специализированные рапсовые жатки раньше выпускались только зарубежными фирмами.

Рассмотрим наиболее простые и эффективные приводы режущего аппарата.

Привод режущего аппарата (А.С. №1762788 А 01 D 69/00) включает в себя корпус 1, соединенный шарнирно с ним кривошип 2, плоский шатун 3, имеющий форму V-образного прямоугольного симметричного рычага, плечи которого равны по длине друг другу, качающееся коромысло 4, закрепленное шарнирно в корпусе 1, одноподвижные шарниры 5 корпуса 1, кривошипа 2 и коромысла 4, пространственные трех подвижные шарниры 6 шатуна 3, кривошипа 2 и коромысла 4, универсальный пространственный четырех подвижный шарнир шатуна 3 и пяты ножа, спинку ножа, жестко соединенную с пятой, режущие сегменты 7, закрепленные жестко на спинке, и прямолинейные направляющие, установленные в корпусе 1 для поступательного перемещения пяты и спинки ножа.

Цель изобретения - снижение энергоемкости, а также повышение надежности, долговечности привода и качества среза стеблей растений путем устранения боковых нагрузок, действующих на пяту и спинку ножа со стороны шатуна.

Привод режущего аппарата (А.С. №1660610 А 01 D 34/30) содержит закрытый корпус 6 с прикрепленным к нему брусом 8 и двумя ножевыми полотнами 9, преобразующий механизм, состоящий из подвижного штока 5, соединенного с одним концом первого вильчатого рычага 7, другой конец которого установлен на первом валике 2, соединенного с приводным рычагом нижнего ножевого полотна 9. и втулки 3, подвижно установленной на штоке 5 и соединенной с одним концом второго вильчатого рычага 7. другой конец которого установлен на втором валике , соединенном с вторым приводным рычагом верхнего ножевого полотна 9. Валики имеют общую ось вращения. Два диска 4 вращаются в противоположных направлениях с одинаковой угловой скоростью посредством зубчатого зацепления. На торцовых поверхностях дисков 4 выполнены две цилиндрические дорожки, по которым перемещаются отростки штока 5 и отростки втулки, преобразуя вращательное движение в возвратно-поступательное движение ножевых полотен 9.

Цель изобретения - улучшение условий труда и повышение эксплуатационной надежности привода.

Механизм привода режущего аппарата (А.С. №2028748 А 01 D 34/30) состоит из корпуса 2, двух сегментных соединенных между собой половин. В корпусе установлен вал с шатуном в виде эксцентрика помещенного в поводке 1. Один конец поводка 1 закреплен подвижно на оси установленной в корпусе 2, а другой конец поводка 1 кинематически связан с ножом режущего аппарата. Поводок 1 имеет продольный паз 5, продольная ось которого совмещена с продольной осью поводка 1. Между эксцентриком и стенками паза 5 установлен направляюсь элемент 6. Направляющий элемент 6 может совершать перемещение в продольном пазу 5. приводя в колебательное движение поводок 1 относительно оси 5.

На торцах элемента выполнены кольцевые канавки, в которых помещены уплотнительные элементы 7. Это могут быть войлочные, резиновые или выполненные из другого материала кольца. Уплотнительные элементы 7 находятся в контакте с поверхностями корпуса.

Целью изобретения является повышение надежности работы, упрощение конструкции и переналадки.

Привод ножа режущего аппарата (А.С. №1438649 А 01 D 34/30) содержит задающий элемент в виде эксцентрика 1 с роликом 2, установленным на эксцентрике с возможностью вращения. Ролики 2 взаимодействуют, закрепленным на головке 7 режущего ножа 6. Ролик 2 опирается на пакет плоских предварительно сжатых пружин, закрепленный одним концом на раме уборочной машины и снабженный регулируемым упором 4. Режущий нож 6 расположен в направляющих 5 противорежущего пальцевого бруса. При работе задающий элемент, воздействуя на ролик 2 головки 7 режущего ножа 6, осуществляет прямой ход, а обратный ход происходит за счет пакета плоских пружин.

Цель изобретения - повышение надежности привода.

Привод двух ножевого режущего аппарата (А.С 2050097 А 01 D 34/30) состоит из разборного коленвала 1 и соединенных с ним шатунов 4, которые связаны с исполнительным органом. Соединения цапф 2 коленвала 1 выполнены в виде соединений двух плоскостей 6 и 7, размещенных на двух уровнях, плоскость 6, ближняя к каждой торцовой поверхности коленвала 1, расположена ближе к оси вращения и связаны друг с другом по средством конического штифта 5 и втулки 3.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в местах соединения.

2.3 Технологические и конструктивные расчеты

2.3.1 Расчет технологического процесса уборки рапса

Технологические операции в сельскохозяйственном производстве выполняются по тщательно разработанным планам. Для разработки операционной карты на уборку ярового рапса зерноуборочным комбайном Дон-1500Б, оснащенным столом-удлинителем выполним некоторые расчеты.

Предположим, что двигатель комбайна (СМД-31А) работает на полную мощность (184 кВт при 2000 мин^-1) и приводит в движение все рабочие органы, кроме выгрузного шнека.

Высоту среза также выбираем с учетом урожайности, т. е. по высоте стеблестоя. Для ярового рапса при высоте стеблей до 1 м и при соотношении массы зерна к массе соломы 1:1,5 рекомендуется башмаки жатки устанавливать на высоту среза 0,12…0,15 м, но не ниже зоны расположения стручков. Примем, что уклон поля не более 5, при этом рекомендуется работать на втором диапазоне скоростей (до 10 км/ч). С учетом средней урожайности рапса в хозяйстве, засоренности принимаем рабочую скорость движения комбайна V=7 км/ч. Практикой установлено, что окружная скорость планок мотовила всегда должна быть больше скорости движения комбайна. При уборке рапса не рекомендуется интенсивное воздействие на стебли, т. к. возникает большая вероятность обивания и осыпания семян.

Режущий аппарат стола удлинителя и активного бокового делителя, установленные с выносом 40…60 см вперед относительно оси мотовила успевают качественно срезать стебли за счет подпора еще не срезанной густостебельной массы рапса.

Боковой активный делитель бережно без больших потерь отделяют убираемые растения от неубранного массива.

Скошенная масса подается шнеком жатки в наклонную камеру и плавающим транспортером доставляется в молотильное устройство. При уборке ярового рапса устанавливаем зазор бич барабана - планка деки на входе 24…30 мм, на выходе 8…10 мм, частоту вращения бильного барабана устанавливаем n_б=500…600 мин^-1. при благоприятных условиях уборки обмолачивающее устройство выделяет до 85…95% зерна. Для уборки рапса в конструкции обмолачивающего устройства не требуется никаких изменений.

На выходе из молотильного устройства обмолоченная масса встречается с отбойным битером, который вращается с окружной скоростью 17,3 м/с (n_о.б=750…820 мин^-1) отражает обмолоченную массу и с силой направляет ее под острым углом на передние каскады клавишей соломотряса, где происходит интенсивное выделение зерна из обмолоченной массы, которая перетряхивается на протяжении 4,1 м. Коленчатый вал клавиш с радиусом колен 60 мм вращается с частотой 199 мин^-1. Солома транспортируется в измельчитесь и далее разбрасывается по ширине захвата жатки. Выделенное зерно скатывается по днищу клавиш соломотряса на верхнее решето системы очистки.

Производительность комбайна в течение смены при уборке зерновых культур:

Где:

- захват (фактический) жатки;

- скорость (средняя) движения комбайна;

- чистое (фактическое) время работы в течение смены.



- продолжительность смены (10 ч) и коэффициент использования времени смены (при уборке зерновых комбайнами ).

.

Соблюдение агротехнических требований, и качество комбайновой уборки зависит от свойств и массы обрабатываемого продукта за 1 с чистого (основного) времени, т. е. подачи массы в молотилку. Подача зерна:

Где:

- урожайность рапса.

Подача соломы (подразумевается вся незерновая часть урожая, т. е. солома и полова):

Где:

- коэффициент соломистости для ярового рапса, принимаем .

Фактическая подача равна сумме подач зерна и незерновой части урожая:

Для дальнейших расчетов принимаем допустимый уровень потерь зерна за молотилкой . Тогда подача зерна с учетом потерь:

Рассчитаем время наполнения бункера зерном (мин):

Где:

Р - плотность ярового рапса,

- вместимость бункера комбайна Дон-1500Б.

Расстояние, которое комбайн пройдет до наполнения бункера

На прямой уборке рапса применяется загонный способ движения. Определяем минимальный радиус поворота комбайна:

Где - половина поперечной базы комбайна;

- продольная база;

- максимально допустимый угол поворота внутреннего колеса. Определяем необходимую ширину поворотной полосы:

Где:

- кинематическая длина машины (расстояние от кинематического центра до крайних рабочих органов).

Ширину округляем так, чтобы она была кратной рабочей ширине захвата жатки и принимаем , т.е. 3 прохода.

2.3.2 Расчет режущего аппарата активного бокового делителя

Определяем действительную величину хода ножа режущего аппарата бокового делителя. Используется режущий аппарат нормального резания с одинарным пробегом т. е.:

S=t=t_0,

Где:

S - ход ножа, мм;

t - шаг режущей части, мм;

t₀ - шаг противорежущей части, мм.

Принимаем радиус кривошипа R=38 мм, т.к диаметр кривошипа будет равен ходу ножа, длину шатуна l_ш=250 мм и величину дезакциала привода режущего аппарата принимаем равной нулю, т. е. h=0 см.

Для определения хода ножа воспользуемся кинематической схемой, и представим положение верхней головки шатуна в двух крайних точках.

Рисунок 2.1 - Схема к определению перемещения ножа:

Из рисунка 2.1 видно, что:

Но так как:

То перемещение верхней головки шатуна составит:

мм. Срезание растений двухножевым режущим аппаратом происходит по принципу ножниц; режущую пару при этом образуют пара сегментов, при этом один из сегментов неподвижен. Качество среза зависит от многих факторов: остроты лезвия, плотности прилегания сегментов и др. Опыты показали, что технологическая скорость v_T, т. е. скорость, обеспечивающая чистый срез растений с минимальным сопротивлением, при срезании трав не превышает 1,0-1,2 м/сек, а при срезании зерновых культур - 0,6-0,8 м/сек. В нашем случае привод режущего аппарата принят без дезакциала, т.е. h=0, с учетом того, что отношение r/l довольно мало и колеблется в пределах 0,1…0,04, тогда приближенные уравнения перемещения, скорости и ускорения примут вид:

Рисунок 2.2 - График скоростей ножа в зависимости от перемещения:

Для анализа кинематического режима и установления связи с основными параметрами режущих аппаратов пользование вышеуказанными формулами из-за их сложности малоудобно.

Значительно проще выразятся скорость и ускорение, если поставить их в зависимость от перемещения х. Так если из формул исключить угол поворота, получим:

Если график скоростей ножа построить в масштабе w = 1, то получим уравнение окружности (в системе х, v):



На рисунке 2.2 изображен график скоростей ножа в зависимости от его перемещения в масштабе w = 1. Пользуясь этим графиком, можно определить скорость для любого перемещения. Так, для положения ножа, определяемого координатой х₁ скорость v₁ = A₁D₁w, для х₂ скорость v₂ = A₂D₂w и т. д.

Чтобы осуществить качественный срез растений ножом, необходимо иметь:

Где:

v - скорость ножа.

Скорость ножа является величиной переменной, изменяющейся от нуля до максимального его значения, равного rw. В зависимости от перемещения ножа х скорость его выражается зависимостью:

А графически эту скорость можно определить методом, представленным на рисунке 2.3.

Так как в основном стебли перерезаются сегментами у их кромок, то графически можно определить скорость, при которой будет происходить срез стеблей.

На рисунке 2.3 представлена диаграмма изменения этой скорости у аппарата нормального типа. Здесь А₀В₀ - режущая кромка сегмента, А'₀В₀ - опорная кромка.

Часть лезвия АА₀ исключается из работы, так как она перекрывается, имеющимся у режущего аппарата.

Рисунок 2.3 - Определение рабочих скоростей резания:

При перемещении сегмента слева направо на участке, определяемом отрезком х_н, подвижный сегмент будет подводить растения к неподвижному сегменту. Резания при этом происходить не будет. Начало резания определяется расположением режущей кромки A₀В₀ по линии А₁В₁ Скорость ножа при этом в масштабе w = 1 определится отрезком у_н = А₁С₁. При дальнейшем движении сегмента вправо режущая кромка его A₀В₀, соприкасаясь с кромкой А'₀В₂ неподвижного сегмента, будет зажимать растения и перерезать их. Очевидно, конец резания растений, попавших в данную режущую пару, определится таким перемещением х_к, при котором верхняя точка В режущей кромки коснется опорной кромки неподвижного сегмента, т. е. окажется в точке В₂

Скорость конца резания, также в масштабе w = 1, определится отрезком у_к.

При известном значении w можно найти и истинное значение скорости в начале и конце резания. Процесс резания растений будет осуществляться при перемещении сегмента на участке А_гА_%, определяемом:

х_р = х_к - х_н

Из рисунка 2.3 видно, что скорость ножа в конце резания меньше, чем в начале, т. е.:

Очевидно, для получения качественного среза необходимо иметь:

Стремление ослабить такой отрицательный факт, как наличие малой скорости ножа в конце резания, побудило, по-видимому, конструкторов отодвинуть опору, т. е. прибегнуть к аппарату среднего резания.

Следует отметить, что при известных параметрах режущего аппарата скорость в начале и конце резания может быть выражена аналитически. В самом деле, из рисунка 2.3 видно, что:

Подставляя значение х_н и х_к в формулу, получим:

Скорость ножа необходимо учитывать при выборе частоты вращения кривошипа, т. е. его угловой скорости вращения w в формуле (2.22).

2.3.3 Расчет предохранительной муфты

Электродвигатель RT135-E/12-R с напряжением 12В и частотой вращения 550об/мин приводит в движение кривошипно-шатунный механизм через фрикционную предохранительную муфту.

Фрикционная муфта ГОСТ 20761-96 подобрана по каталогу в зависимости от диаметра соединяемых валов и расчетного вращающего момента Т_р по условию:

Где:

К - коэффициент перегрузки, учитывающий режим работы и ответственность конструкции (для фрикционных муфт вместо коэффициента перегрузки вводится коэффициент запаса сцепления k = 1,25…1,5.);

Т - наибольший, длительно действующий вращающий момент;

Т_н - номинальный вращающий момент, указанный в каталоге.

Определить диаметр d_ш срезного штифта предохранительной муфты рисунок 2.4, если передаваемый вращающий момент Т = 90 Нм, число штифтов два, его материал - сталь 45 с пределом прочности при сдвиге = 390 МПа. Расстояние от оси вала до оси штифта r = 30 мм. Муфта работает при переменной нагрузке.

Определим предельный вращающий момент, приняв коэффициент запаса сцепления k = 1,5:

Далее определим силу F, срезающую штифт,

F = Т_пр / r

Где:

Т_пр - предельный вращающий момент;

R - расстояние от оси вала до оси штифта.

Из расчета штифта на срез определяем его диаметр:

Принимаем штифт диаметром 4 мм.

Рисунок 2.4 - Предохранительная фрикционная муфта:

1,2 - полумуфты; 3 - штифт; 4 - втулка

3. Безопасность и экологичность проекта

3.1 Обеспечение условий и безопасности труда на производстве

В ООО «Юрта» Баймакского района организация и координация работ по охране труда проводится в соответствии с Положением об организации работы по охране труда на предприятиях и в организациях агропромышленного комплекса Республики Башкортостан. Ответственность за организацию работ по охране труда возложена на директора. Ежегодно приказом директора ответственность за состояние и организацию работ по охране труда в отраслях производства возлагается на главных специалистов, а в структурных подразделениях - на их руководителей.

На предприятии имеется штатная должность специалиста по охране труда, который координирует деятельность структурных подразделений предприятия по вопросам охраны труда, организует контроль за работой по созданию здоровых и безопасных условий труда.

На предприятии в соответствии с Трудовым Кодексом Российской Федерации (РФ) установлена нормальная продолжительность рабочего времени 40 часов в неделю. Для работников, занятых на работах с вредными условиями труда (газо-, электро- сварщики, работники, занятые на работах по протравливанию и химической защите растений) продолжительность рабочего времени сокращается до 36 часов в неделю. Продолжительность ежегодных отпусков работников составляет не менее 28 календарных дней. Работникам, занятым на работах с вредными условиями труда, предоставляется дополнительный отпуск. В напряженные периоды года (посев, кормозаготовка, уборка) продолжительность рабочей смены увеличивается до 10 часов, поэтому вводится суммированный учет рабочего времени. На предприятии обучение работников по охране труда проводится в соответствии с Положением о профессиональной подготовке в области охраны труда в Республике Башкортостан.

Проводятся все виды инструктажей: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой. Вводный инструктаж проводит специалист по охране труда со всеми поступающими на работу в кабинете охраны труда с использованием наглядных пособий. Первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой проводят непосредственные руководители работ.

Согласно статье 213 трудового кодекса РФ работники проходят предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры в районной поликлинике. Периодичность их проведения определяется согласно приказу министерства здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации №90 от 14 марта 1996 года. На работах, связанных с вредными условиями труда, с загрязнениями, а также проводимых в особых температурных условиях, работникам, согласно Трудовому кодексу Российской Федерации должны выдаваться бесплатно спецодежда, спец.обувь и другие средства индивидуальной защиты. В процессе ознакомления с хозяйством и изучения состояния охраны труда выявлено, что спецодежда выдается не всем категориям работников, выданные средства индивидуальной защиты работниками используется не всегда.

В соответствии с Постановлением Министерства труда и социального развития РФ от 31 марта 2003г. №13 на работах с вредными условиями труда работникам выдается молоко. Норма выдачи молока составляет 0,5 л за смену. Но при опрыскивании фунгицидами посевов яровой пшеницы и обработке инсектицидами посевы гороха это условие не выполнялось, что является нарушением Трудового кодекса Российской Федерации. В некоторых подразделениях не обеспечено надлежащее техническое оснащение рабочих мест, не хватает инструментов и приспособлений.

Административные, производственные, складские и бытовые здания расположены с соблюдением противопожарных разрывов и санитарно-защитных зон. Системы вентиляции и отопления на предприятии поддерживают параметры микроклимата в производственных помещениях в соответствии с требованием ГОСТ 12.1.005-88.

Искусственное освещение производственных помещений предприятия не соответствует требованиям СНиП 23-05-95. Дороги на территории предприятия, в основном, заасфальтированы. Озеленение территории выполнено согласно Сан.ПиН 2.3.4.551-96, кустарниками, деревьями лиственных пород и многолетними травами.

Санитарно-бытовое обеспечение предприятия, в основном соответствует требованиям СНиП-2.09.04-87. Но в центральной ремонтной мастерской наблюдается загрязненность, захламленность помещений и плохое освещение. На полах образовалась толстая грязная корка. Имеется необходимое число умывальных, уборных комнат отдыха. Не отведены места для курения.

В селе Ургаза имеется пожарно-сторожевая охрана. В хозяйстве есть автоцистерна на базе автомобиля ГАЗ-53, специально оборудованная для пожаротушения и оснащенная всем необходимым инвентарем. Организована добровольная пожарная дружина в составе 3 человек.

В каждом производственном помещении имеется щиты пожаротушения. Но наблюдается некоторая не укомплектованность, например, в ремонтной мастерской на пожарном щите нет огнетушителя и ящик для песка пуст. В ремонтном цехе машинно-тракторного парка ящики для песка пусты, количество огнетушителей не соответствует нормам. Очень мало на производственных участках предупредительных знаков и надписей по технике безопасности и противопожарным мерам. Существующие огнетушители периодически проходят перезарядку. Все автомобили и тракторы укомплектованы огнетушителями и аптечками медицинской помощи.

За последние три года в хозяйстве производственного травматизма не наблюдалось. Это свидетельствует о том, что в хозяйстве в 2011 году уделяется достаточно внимания вопросам охраны труда. Незначительные травмы, ушибы и порезы происходят только из-за несоблюдения правил техники безопасности при эксплуатации неисправного машинно-тракторного агрегата.

Для обеспечения безопасности работников в хозяйстве выполняются следующие мероприятия:

- санитарно-бытовое обеспечение соответствует требованиями СниП 2.09.04-87;

- все производственные помещения обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с правилами пожарной безопасности (ППБ-01-03);

- выделяются средства для обеспечения работников средствами индивидуальной защиты в соответствии с типовыми отраслевыми нормами их бесплатной выдачи.

В разделе 2 дипломного проекта нами выполнена модернизация жатвенной части зерноуборочного комбайна Дон-1500Б для повышения производительности и качества работы при уборке рапса.

Во избежание несчастных случаев при эксплуатации комбайна выполнять следующие требования безопасности:

- к работе на зерноуборочных комбайнах допускаются лица, не моложе 18 лет, имеющие удостоверение тракториста-машиниста (категория Д). Перед началом уборки механизаторы проходят первичный инструктаж по охране труда, включающий изучение устройства комбайна, его регулировки и работу предохранительных устройств;

- проверить надежность механических передач и предохранительных кожухов, а также исправность сигнализации;

- не начинать работу, не убедившись, что движение комбайна и работа механизмов никому не угрожают;

- подать звуковой сигнал перед включением рабочих органов, а при остановках перевести рычаг передвижения в нейтральное положение.

Не разрешается покидать комбайн при включенных рабочих органах;

- не допускать присутствия посторонних лиц на комбайне и в непосредственной близости от него при работе;

- производить ремонт, смазку, регулировки и очистку рабочих органов только при выключенном двигателе комбайна;

- перегон комбайна по дорогам общего пользования производить в соответствии с «Правилами дорожного движения».

Уборочные машины работают в условиях, неблагоприятных в противопожарном отношении. Поэтому во избежание случаев воспламенения, необходимо строго выполнять следующие правила пожарной безопасности:

- не курить около комбайна;

- производить заправку топливом только вне убираемого поля, следить при этом, чтобы топливо и масло не проливались;

- проверить перед началом работы наличие на комбайне огнетушителя, а на выхлопной трубе - искрогасителя.

Трактористы-машинисты и операторы комбайнов в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам сельского хозяйства должны обеспечиваться хлопчатобумажным комбинезоном из пыленепроницаемой ткани (1 комплект на год), рукавицами комбинированными - (две пары на год), очками защитными (до износа).

...