Анализ технологического процесса вспашки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Производство сельскохозяйственной продукции для обеспечения продовольствием Республики Беларусь - главная задача для предприятий занятых её осуществлением. Решение этих задач находится в прямой зависимости от уровня культуры земледелия. От своевременной и правильной обработки почвы зависит повышение ее плодородия и создание оптимальных условий для развития возделываемых растений. Общепринятая система обработки почвы включает основную, специальную и предпосевную обработку. Для основной обработки используются преимущественно лемешные плуги. Ее проводят на глубину 20 - 22 см. У почв с небольшим пахотным горизонтом при вспашке верхний слой оборачивается, а нижний рыхлится. Основная обработка почвы культиваторами-рыхлителями (чизелями) способствует уменьшению ветровой и водной эрозии почвы, но в этом случае на поверхности почвы остаются растительные остатки и микронеровности поля. Специальную обработку почвы проводят на засорённых камнями и закустаренных почвах.

Для поверхностной или предпосевной обработки почвы используют дисковые и зубовые бороны, культиваторы, катки и т.д. Виды предпосевной обработки почвы, а также их количество зависят от возделываемой культуры и почвенно-климатических условий. Цель предпосевной обработки почвы состоит в доведении ее верхнего слоя до мелкокомковатого состояния (частицы размером 1,6 - 6,5 мм), борьбе с сорняками и накоплении запасов влаги в почве.

Система основной и поверхностной (предпосевной) обработки почвы, как правило, предусматривает до 10 - 12 проходов различных агрегатов по полю.

Большинство агрегатов предназначено для рыхления почвы с целью создания наиболее благоприятных условий для развития культурных растений. Однако любой агрегат неизбежно уплотняет почву и установлено, что трактор за три прохода уплотняет вспаханную почву до первоначального состояния. Исследования также показали, что увеличение числа операций обработки почвы ведет к ухудшению ее структуры, иссушению корнеобитаемого слоя, способствует развитию эрозии почвы и т.п. Все это - к снижению урожая сельскохозяйственных культур.

Наиболее перспективным направлением в развитии механизации обработки почвы являются усовершенствованные машины и агрегаты.

В связи с этим в курсовой работе я предлагаю установить углосним на плуг ПЛН-3-35.

почва культиватор рыхлитель



1. Анализ технологического процесса вспашки

1.1 Краткий анализ условий работы

К машинам и орудиям специального назначения относятся плуги: кустарниково-болотные, плантажные, садовые, для каменистых почв, для горных склонов, ярусные, лесные, дисковые и др.

Основная обработка почвы представляет собой систему мероприятий, обеспечивающих создание благоприятных условий для накопления влаги; борьбу с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур; благоприятное протекание микробиологических процессов (разложение растительных остатков); повышения ее плодородия путем сохранения и увеличения пахотного слоя; высококачественное выполнение всех последующих операций по возделыванию и уборке культурных растений.

К основной обработке почвы следует подходить строго зонально, а в каждой зоне - с учетом конкретных условий (плотности, влажности, твердости, засоренности рельефа, а также типа предшественника культуры, под которую готовится почва).

Основной обработкой почвы является вспашка.

Вспашка - важнейший агротехнический прием обработки почв, при котором происходит оборот пласта, крошение и перемешивание почвы, уничтожение сорной растительности, заделка пожнивных остатков и удобрений.

Виды вспашки: выровненная вспашка; контурная вспашка с образованием микролиманов, лунок или прерывистых борозд (для борьбы с водной эрозией); ярусная вспашка; вспашка с почвоуглубителями (для ликвидации плужной подошвы); запашка органических удобрений; перепашка; слитная вспашка; безотвальная стерневая обработка на глубину от 16-ти до 30-ти см; безотвальная обработка по методу Мальцева - обработка специальными долотообразными рыхлящими корпусами.

Вспашка одна из наиболее энергоемких операций сельскохозяйственного производства; на нее приходится до 35 % всех затрат механической энергии.

1.2 Особенности технологического процесса вспашки

Технологические процессы - это приемы обработки почвы, сопровождающиеся однократным воздействием на почву почвообрабатывающих машин одного наименования. К ним относятся вспашка, боронование, лущение и дискование, культивация, фрезерование, прикатывание, чизелевание, плоскорезная обработка, бороздование, шлейфование, лункование. Большинство процессов сопровождается выполнением одновременно нескольких технологических операций, из которых одна или две являются главными, а остальные -сопутствующими. Вспашка обеспечивает, прежде всего, технологические операции оборот, перемешивание, подрезание сорняков, крошение и рыхление почвы.

Вспашку проводят плугами различной формы лемешно-отвальной поверхности (цилиндрической, культурной, полувинтовой, винтовой и комбинированной). Технологические операции и качество вспашки во многом зависят от формы и геометрических характеристик отвала.

Плуг с цилиндрическим отвалом хорошо крошит почву, но не оборачивает ее полностью. Технологический процесс воздействия на почву заключается в том, что подрезанный лемехом пласт отрывается от дна борозды, сжимается цилиндрической поверхностью отвала, хорошо крошится и, перемещаясь по нему вверх и в сторону, частично оборачивается и за пределами полевого обреза падает на дно борозды. Плуги с такой формой отвала применяют на окультуренных, незадернованных и легких почвах.

Плуг с винтовым отвалом делает оборот пласта более полным с опорой на дно борозды, но слабо крошит его. Эти плуги предназначены для обработки связных сильнозадернованных почв (целина, залежь, луг, пастбища). Применяют их только с дисковыми ножами.

Плуги с полувинтовыми и культурными отвалами по качеству работы занимают промежуточное положение, а комбинированные -между культурными и полувинтовыми отвалами. Полувинтовые отвалы лучше оборачивают и сравнительно неплохо рыхлят пласт. Их устанавливают на кустарниково-болотных плугах для обработки осушенных торфяных и болото минеральных почв, а также на плугах общего назначения для обработки задернованных старопахотных почв, многолетних трав и полей с повышенным содержанием послеуборочных остатков.

Плуги с культурной формой отвала современных конструкций и предплужниками обеспечивают хорошее оборачивание, рыхление и крошение почвы при вспашке со скоростью не менее 7...8 км/ч.

В дождливую погоду, когда колеса трактора пробуксовывают, снижается скорость агрегата до 5 км/ч. Это отрицательно сказывается на качество вспашки: почва слабо крошится, не имеет достаточного оборачивания, не полностью заделывается стерня, сорная растительность. Поэтому вспашка плугами с культурными отвалами не всегда отвечает требуемым показателям. В условиях Республики Беларусь более целесообразно применять плуги с полувинтовыми отвалами.

Вспашку плугом с предплужниками называют культурной. Предплужники устанавливают впереди каждого основного корпуса плуга, и при вспашке они срезают слой почвы 6... 10 см с пожнивными остатками, семенами сорняков, вредителями и возбудителями болезней растений. Ширина захвата предплужника равна 2/3 захвата основного корпуса, что не всегда обеспечивает хорошую укладку верхнего слоя почвы и стерни на дно борозды. Это связано с тем, что зачастую поднятый предплужником почвенный слой укладывается не на дно борозды, а на откос отваленного пласта.

После вспашки плугом с предплужниками почва становится рыхлой, выровненной, без глыб по сравнению со вспашкой без предплужников. Пашут плугом с предплужником только при глубине пахотного слоя не менее 20 см. Однако такая пахота возможна при невысокой стерне и отсутствии остатков соломы. В противном случае качество вспашки снижается и даже затрудняется проведение ее вообще из-за непроходимости пожнивных остатков между предплужником и основным корпусом. Чтобы обеспечить безостановочное выполнение вспашки, предплужники нужно снимать. Использование полувинтовых отвалов, оборудованных углоснимами, удовлетворяет требованиям, как крошения почвы, так и заделки послеуборочных остатков.

Более высокому качеству отвечает вспашка двухъярусным плугом, где корпуса располагаются на двух уровнях с одинаковой шириной захвата (35, 40 см) и глубиной пахоты до 30 см. Корпуса верхнего яруса с полувинтовой поверхностью снимают слой почвы 10... 15 см, оборачивают и укладывают его на дно борозды, нижние корпуса с повышенной выгребающей способностью поднимают оставшуюся часть пласта и, обернув его, закрывают пласт, ранее отваленный верхними корпусами. В результате чего достигается полная и глубокая заделка сорняков и растительных остатков. Вспашку двухъярусным плугом на дерново-подзолистых почвах применяют при создании мощного окультуренного пахотного слоя.

Для основной обработки почвы используют также плантажные, дисковые и безотвальные плуги.

1.3 Агротехнические требования к качеству выполнения процесса

Агротехнические требования к качеству сельскохозяйственных работ выражены технологическими показателями, представляющие собой обязательные к выполнению нормативы качества сельскохозяйственных работ, которые устанавливаются на основе данных научно-исследовательских институтов и зональных опытных станций.

В основе нормативов и допусков лежит принцип получения максимального урожая при высоком качестве выполнения процессов, повышении плодородия почвы и соблюдении экологических требований.

Необходимость установки допусков вызвана невозможностью поддержания точных значений нормативов в процессе работы машин.

Для количественной оценки допусков используют следующие критерии:

допустимая величина потерь урожая;

допустимая величина изменений технического состояния машин, состояния поля или обрабатываемого материала, вызывающих изменение качества работы;

качество выполнения последующих операций.

Вспашку проводят в агротехнические сроки при достижении физической спелости почвы (для глинистой - 50...65 % наименьшей влагоемкости, суглинистой - 40...70 %). Не следует пахать влажную почву, так как она не крошится, а налипает на колеса и рабочие органы, вследствие чего увеличиваются тяговое сопротивление плуга и затраты энергии на вспашку.

Зяблевую вспашку старопахотных земель и первичную вспашку целинных выполняют лемешными плугами с предплужниками. Перепашку пара и запашку навоза проводят без предплужников. Задернелые почвы обрабатывают с оборотом, но без рыхления пласта (для рыхления применяют другие орудия). На почвах, засоренных камнями, используют плуги с предохранителями.

Глубина обработки почвы определяется требованиями возделываемой культуры, строением и толщиной пахотного слоя и другими факторами. Почвы с недостаточным пахотным слоем пашут на полную его толщину, постепенно увеличивая ее (для дерново-подзолистых почв на 4...5 см ежегодно) почвоуглубителями.

В результате ежегодной вспашки плужная подошва уплотняется. Чтобы ее разрушить, периодически увеличивают глубину вспашки до 25...27 см или проводят рыхление чизельными плугами. Качество вспашки должно соответствовать установленным нормативам. Коэффициент выравненности, характеризующий равномерность вспашки по глубине, должен быть не менее 95 %.

Отклонение фактической ширины захвата плуга от конструктивной допускается ±10 %.

При вспашке добиваются, чтобы ширина и толщина пластов были одинаковыми, растительные остатки, сорные растения и удобрения полностью заделаны, а гребни пластов имели одинаковую высоту. Не допускаются высокие свальные гребни, глубокие развальные борозды между отдельными проходами и скрытые огрехи.

Безотвальная вспашка должна обеспечить сохранение на поверхности поля 40...50 % стерни и пожнивных остатков. При этом не допускается крошение почвы на частицы размером менее 1 мм. Скорость вспашки должна соответствовать скорости, установленной для используемых корпусов: 1,4...2,2 м/с для обычных и 2,2...3,3 м/с для скоростных.



2. Краткий обзор машин и рабочих органов

К машинам для основной обработки почвы относятся плуги общего назначения, плуги безотвальной вспашки по методу Т. С. Мальцева, культиваторы-плоскорезы и др.

Машины и орудия специального назначения - плуги для горных склонов и каменистых почв, кустарниково-болотные, ярусные, лесные, дисковые, фрезы для обработки почвы на осушенных болотах, ямокопатели и др.

Тракторные плуги классифицируют по следующим основным признакам:

по назначению - общего назначения и специальные;

Первые применяют для вспашки старопахотных земель. Они снабжены дисковыми ножами, углоснимами и предплужниками. К специальным относятся плуги кустарниково-болотные, плантажные, садовые, виноградниковые, лесные, ярусные и для вспашки почв, засоренных камнями.

по технологии вспашки - на плуги для свально-развальной и гладкой пахоты. Последние снабжены право- и левооборачивающими корпусами, попеременно включаемыми в работу, и не образуют свальных гребней и разъемных борозд.

по числу корпусов - одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти-, шести-, семи-, восьми- и девятикорпусные;

по форме отвалов - с культурными отвалами корпусов (плуги общего назначения, лемешные лущильники), решетчатыми (для работы на влажных почвах), полувинтовыми и винтовыми (для вспашки залежных земель);

по способу соединения с трактором - прицепные, полунавесные и навесные.

Плуг ППО-5-40

Рис. 1 Плуг пятикорпусный полунавесной оборотный ППО-5-40

Таблица 1 Техническая характеристика плуга

Марка	ППО-5-40
Тип	Полунавесной оборотный
Производительность за 1 час, га	1,4 - 1,7
Рабочая скорость движения, км/ч	7 - 8,8
Транспортная скорость, км/ч не более	12
Конструкционная ширина захватакорпуса, мм	400
Ширина захвата плуга, м	2
Глубина пахоты, см	До 27
Количество корпусов, шт: правооборачивающих леаооборачивающих	5 5
Расстояние между корпусами, мм	900
Масса плуга конструкционная, кг	314094
Габаритные размеры длинна ширина высота	7950 3820 2185
Дорожный просвет, мм	300
Число персонала для обслуживан., чел	1 тракторист
Срок службы, лет	6



ПЛУГ R 4.

Рис. 2 Плуг четырёхкорпусный полунавесной оборотный R 4

Таблица 2 Техническая характеристика плуга

Марка	R 4
Тип	Полунавесной оборотный
Производительность за 1 час, га	1,2 - 1,5
Рабочая скорость движения, км/ч	7 - 8,8
Транспортная скорость, км/ч не более	12
Конструкционная ширина захватакорпуса, мм	400
Ширина захвата плуга, м	2
Глубина пахоты, см	До 27
Количество корпусов, шт: правооборачивающих леаооборачивающих	4 4
Расстояние между корпусами, мм	900
Масса плуга конструкционная, кг	270094
Габаритные размеры длинна ширина высота	7150 3420 2185
Дорожный просвет, мм	300
Число персонала для обслуживан., чел	1 тракторист
Срок службы, лет	6

Плуг навесной ПГП-7-40

Рис. 3 Плуг навесной ПГП-7-40

Таблица 3 Техническая характеристика плуга

Марка	ПГП-7-40
Тип	Полунавесной
Производительность за 1 час, га	1,26
Рабочая скорость движения, км/ч	6 - 8
Транспортная скорость, км/ч не более	12
Ширина захвата плуга, м	2,8
Глубина пахоты, см	До 27
Количество корпусов, шт:	7
Масса плуга конструкционная, кг	2360
Габаритные размеры длинна ширина высота	6500 3650 1800
Глубина обработки до, см	27
Число персонала для обслуживан., чел	1 тракторист
Срок службы, лет	6

Назначение: предназначен для вспашки почв, засорённых камнями, с удельным сопротивлением 0,1 МПа (1,0 кг/см2). Оснащён гидропневматическим предохранителем корпусов.

Плуг лемешный навесной ПЛН-4-35 (с предплужником).

Рис. 4 Плуг лемешный навесной ПЛН-4-35 (с предплужником)

Таблица 4 Техническая характеристика плуга

Марка	ПЛН-4-35
Тип	навесной
Производительность за 1 час, га	0,73 - 0,94
Ширина захвата плуга, м	1,4
Ширина захвата плуга, мм	350
Глубина пахоты, см	18 - 30
Количество корпусов, шт:	4
Масса плуга конструкционная, кг	675
Дорожный просвет, мм	620
Габаритные размеры длинна ширина высота	3250 200 1500
Число персонала для обслужив., чел	1 тракторист

Назначение: для вспашки с оборотом пласта почв, не засоренных камнями, плитняком и другими препятствиями, с удельным сопротивлением до 0,09 МПа и твёрдостью до 4,0 МПа под зерновые и технические культуры на глубину до 30 см. Плуги выпускаются в комплектации с предплужниками или с углоснимами. Плуг навесной ПЛН-3-35

Рис. 5 Плуг навесной общего назначения ПЛН-3-35

Навесной плуг ПЛН-5-35 (рис. 5) предназначен для вспашки почв с удельным сопротивлением до 0,09 МПа, не засоренных камнями, на глубину до 30 см. Агрегатируют тракторами типа Т-150, Т-150К. На плуг можно устанавливать корпуса с культурной или полувинтовой поверхностью (обычные и скоростные), с вырезными отвалами, выдвижными долотами, почвоуглубителями и безотвальные.

Корпуса 2, предплужники 1 и дисковый нож 7 этого плуга закреплены на плоской раме, сваренной из пустотелых балок: главной 5, продольной 10 и поперечной 11. К главной балке 5 приварены угольники 3 для крепления стоек корпусов 2 и кронштейнов 13 предплужников 1. Вынос предплужника относительно корпуса регулируют перемещением хомута по кронштейну 13, а глубину его хода - стойки по высоте. Дисковый нож 7закреплен на кронштейне. Рама плуга во время работы опирается на колесо 8, положение которого по высоте можно изменять винтовым механизмом.

Навесной механизм плуга состоит из раскоса 14, планок 9, образующих стойку, и кронштейнов 12 с пальцами. Задний конец раскоса 14 можно устанавливать на продольной балке 10 в двух положениях. Кронштейны 12 также прикреплены к поперечной балке 10. В зависимости от числа корпусов кронштейны можно устанавливать в разных положениях для соответствия ширины захвата плуга и типа трактора.

Глубину вспашки регулируют за счет подъема или опускания опорного колеса 8 винтовым механизмом. Раму плуга можно выравнивать в горизонтальной плоскости в продольном и поперечном направлениях соответственно верхней тягой и боковыми раскосами навески трактора.

Масса плуга 800 кг, производительность 0,87... 1,75 га/ч при скорости движения агрегата до 10 км/ч.

Рис. 5 Плуг ПЛН-5-35: 1 -предплужник; 2 -корпус; 3 -угольник; 4 -прицепка для борон; 5-главная балка; 6 -кронштейн крепления ножа; 7-дисковый нож; 8-опорное колесо; 9--планка навески; 10 -продольная балка; 11-поперечная балка; 12-кронштейн; 13 -кронштейн предплужника; 14-раскос

Чизельный плуг-глубокорыхлитель ПЧ-4,5

Чизельный плуг-глубокорыхлитель ПЧ-4,5 предназначен для рыхления почвы при отвальной и безотвальной обработках с углублением пахотного горизонта.

Плуг состоит из треугольной рамы, рабочих органов-рыхлителей, опорных колес, регулятора глубины обработки , навески и подставки. На раме можно установить девять или одиннадцать рыхлителей. Рыхлитель образован стойкой, обтекателем и долотом (шириной 60 мм) или представляет собой стрельчатую лапу с захватом 270 мм.

Ширина захвата плуга 4,5 м, рабочая скорость до 8 км/ч, производительность 3,2 га/ч. Плуг агрегатируют с тракторами К-700 и К-701.

Для гладкой вспашки применяют оборотные, фронтальные, челночные, поворотные, клавишные и балансирные плуги. Вспаханное ими поле имеет выровненную поверхность, что создает более благоприятные условия для роста растений и работы машин, выполняющих следующие за вспашкой технологические операции. Урожайность возделываемых растений повышается на 5... 10 %, а производительность машин -на 10... 15 %. На гладковспаханных участках снижаются потери при уборке урожая.

Для обработки почв, засоренных камнями, промышленность выпускает плуги ПГП-7-40, ПКГ-5-40В, ПГП-3-35 с автоматическими гидропневматическими предохранителями корпусов, для обработки осваиваемых земель после осушения и удаления древесно-кустарниковой растительности - кустарниково-болотные плуги ПБН-75, ПБН-100, ПКБ-75, для обработки междурядий в садах - плуг ПС-4-30 со специальным секторным прицепом, который позволяет ему смещаться влево или вправо относительно продольной оси трактора на расстояние, обеспечивающее обработку почвы под кронами деревьев без въезда его в эту зону.



3. Модернизация плуга ППО-5-40

3.1 Обоснование предлагаемой модернизации

Для повышения качества вспашки применяют углосним с плоскостями, перпендикулярными направлению движения корпуса, в виде плавных кривых с выпуклостью в сторону полевого обреза корпуса, при этом кривизна каждого сечения в зоне верхнего обреза углоснима меньше, чем в зоне его нижнего обреза. Предлагаемый корпус отличается новой формой углоснима, сечения которого плоскостями, перпендикулярными направлению движения корпуса, выполнены в виде плавных кривых с выпуклостью в сторону полевого обреза корпуса, при этом радиус кривизны каждого сечения в зоне верхнего обреза углоснима меньше, чем в зоне его нижнего обреза. Корпус с новой формой углоснима проявляет новые свойства, что устраняет забивание корпуса растительными остатками. Корпус с углоснимом работает следующим образом. При движении плуга пласт, отделяемый лемехом и полевым обрезом, вступает на отвал, при этом верхний левый (по направлению движения корпуса) угол пласта встречается с поверхностью углоснима и перемещается вдоль него. Так как сечения поверхности углоснима представляют собой кривые с выпуклостью в сторону полевого обреза корпуса, то почва вместе с растительными остатками будет смещаться по выпуклости поверхности к нижнему обрезу углоснима. Дойдя до конца углоснима, почва будет сбрасываться на дно борозды и укрываться сверху почвой, сходящей с отвала. Так как кривизна каждого поперечного сечения в зоне верхнего обреза углоснима меньше, чем в зоне его нижнего обреза, то в нижней части углоснима растительные остатки сходят тем быстрее, чем больше кривизна. Повышенная скорость схода растительных остатков по нижнему обрезу углоснима позволит полностью устранить обволакивание углоснима растительными остатками и забивание почвой. Устранение забивания корпуса позволяет повысить качество вспашки за счет устранения растительных остатков, находящихся на поверхности поля, что в конечном счете способствует повышению урожайности.

3.2 Устройство и рабочий процесс модернизированного плуга ППО-5-40

Рис. 6 Плуг пятикорпусный полунавесной оборотный ППО-5-40 (вид сверху): 1 - рама; 2 - балка тяговая; 7 - навеска 8 - механизм оборота рамы; 9 - предохранитель; 10 - рама; 11 - механизм регулировки глубины пахоты; 12 - ход колёсный; 13 - гидросистема; 14 - талреп; 15 - колесо; 16 - ось; 17 - гидроцилиндр; 18 - болт; 19,20 - трубопровод; 21 - шланг высокого давления; 22 - клапан запорного устройства



Рис. 7 Рис. Плуг пятикорпусный полунавесной оборотный ППО-5-40 (вид сбоку): 3 - корпус правооборачивающий; 4,6 - углосним; 5 - корпус левооборачивающий; 7 - навеска; 8 - механизм оборота рамы; 10 - ход колёсный; 15 - колесо; 16 - ось

Плуг ППО-5-40 состоит из следующих сборочных единиц: рамы 1, тяговой балки 2, корпусов правооборачивающих 3 с углоснимами правыми 4, корпусов левооборачивающих 5 с углоснимами левыми 6, навески 7, механизма оборота рамы 8, предохранителей 9, рамки 10, механизма регулировки глубины пахоты 11, хода колесного 12, гидросистемы 13, талрепа 14 и колеса опорного 15 (рис.6 и 7).

Рама плуга представляет сварную конструкцию и состоит из основной несущей балки 1, к которой приварен швеллер 2 и опорной балки 3. В передней части основная балка имеет кронштейн (кулису) 4, а в средней части - кронштейн 5. Опорная балка имеет два кронштейна 6 для соединения с рамкой, к которой шарнирно крепится колесный ход.

Основная и опорная балки изготавливаются из трубы квадратного сечения 160 х 160 х 8 мм.

Кулиса 4 и кронштейн 5 предназначены для крепления тяговой балки плуга. Кронштейн 5 имеет фланец 7, к которому может крепиться опорное колесо, поставляемое по особому заказу (рис.3).

Тяговая балка соединяет раму плуга с корпусами с механизмом оборота, навеской и служит тяговым звеном плуга при агрегатировании с трактором. Балка изготавливается из трубы квадратного сечения 150x150x8 мм и усиливается в передней части и сбоку накладками из листового металла. Спереди к балке приварен фланец для соединения с фланцем механизма оборота.

Корпус правооборачивающий с полувинтовой лемешно-отвальной поверхностью состоит из стойки 1 башмака 2, лемеха 3, отвала 4, боковины 5, долота 6, распорки 7 и деталей крепления (болты, гайки, шайбы), (рис 4).

На корпусе правооборачивающем устанавливается углосним правооборачивающий, предназначенный для лучшего оборота пласта и заделки растительных остатков.

3.3 Расчёт основных параметров плуга пятикорпусного полунавесного оборотного ППО-5-40

Силовые характеристики рабочих органов плуга

Сопротивления почвы, возникающие при работе плужного корпуса на его рабочей поверхности и на лезвии лемеха, не приводятся к одной равнодействующей силе. Однако в каждой плоскости проекции суммарное воздействие на корпус элементарных сил сопротивления почвы может быть представлено одной результирующей силой определенной величины и направления. Значения этих сил определяют пространственным динамометрированием плужного корпуса при работе последнего без полевой доски.

В горизонтальной плоскости проекций (рис. 8) на корпус действует сила Rxy, образующая с осью х угол . Величина угла у стандартного корпуса культурной формы в зависимости от свойств почвы может изменяться в пределах 15--25є. Сила Rxy пересекает лезвие лемеха на расстоянии l, равном 0,4 ширины захвата корпуса.

Проекция силы Rxy на ось х равна

Rx =зnлkabk (1)

Где k-0.6кг/см 2-0,7 a-25см bk-35см

Rx=0,7·0,6·25·35=367,5 Н

Где зnл- к. п. д. плуга, среднее значение которого равно 0,7; k -- удельное сопротивление почвы, полученное обычным (линейным) динамометрированием плуга.

Для определения проекции Ry используют зависимость [5]:

Ry = Rxtg з = (0,25ч0,45) Rx. (2)

или

RyRx/3 (3)

Ry=367,5/3=122,5 Н

Рис. 8 Схема действия

В вертикальной плоскости проекций на корпус действует сила Rxz образующая угол ш с осью х (рис. 9,а).

На плотных почвах при работе плуга с затупленными лемехами угол ш может иметь отрицательный знак (рис. 9,б). При расчетах угол ш принимают равным ±12є.

Вертикальная сила равна [5]:

Rz = Rxtgш=±0,2Rx. (4)

Rz=0,2·367,5=±73,5

Расстояние pxz от носа лемеха до прямой, являющейся продолжением силы Rxz, равно примерно 1/2 глубины пахоты при положительных и 1/3 глубины при отрицательных значениях угла ш

Рис. 9 Схема действия силы Rxz при значениях угла ш: а - положительных: б - отрицательных

Сила Ryz, действующая на корпус в поперечной плоскости проекций (рис. 3.4.), равна геометрической сумме сил Rz и Ry т.е. [5]:

(5)

Н

Направление силы Ryz характеризуется величиной угла , тангенс которого равен:

tg=tg /tgш (6)

tg= tg20/ tg12=1,7є

Расстояние pyz от носа лемеха до прямой, являющейся продолжением силы Ryz, равно примерно 1/3 глубины пахоты при положительных (рис. 10, а) и ѕ глубины при отрицательных значениях угла (рис. 10. б).

Рис. 10 Схема действии силы Pyz при значениях угла : а -- положительных; б -- отрицательных

При работе с предплужниками тяговое сопротивление плуга в зависимости от условии работы возрастает или уменьшается примерно на 10%. Поэтому при проектировании значение Rx можно принимать одинаковым как при работе плуга с предплужниками, так и без них. Геометрическая форма рабочей поверхности предплужников подобна рабочей поверхности основных корпусов плуга, поэтому значения углов , ш, и и отрезков l, pxz и pyz можно использовать и для случая работы плуга с предплужниками.

Установка дисковых ножей впереди каждого корпуса плуга не изменяет заметным образом тяговое сопротивление, так как суммарное сопротивление дискового ножа и корпуса примерно равно сопротивлению Rx одного корпуса, но может нарушить устойчивость хода плуга, так как вертикальная составляющая Rz сопротивления дискового ножа, направленная снизу вверх, значительна по величине. При проектировании многокорпусных плугов сопротивление дискового ножа, установленного впереди заднего корпуса, может не учитываться.



4. Технологические и конструктивные расчеты усовершенствованной машины

В данном конструктивном решении при соединении кронштейна с рамой применяем болтовое соединение, при котором болт устанавливается с зазором. Схема данного соединения приведена на рис.11.

Основные параметры соединения определяем по следующей методике. Основываясь на том, что нам известна действующая нагрузка определяем усилие затяжки для болтового соединения по формуле

Fзат = , (7)

где F - значение нагрузки, принято F = 665740 Н;

f - коэффициент трения деталей в стыке, принимаем f = 0,15 ;

Рис. 11 Болтовое соединение.

i - число плоскостей среза, принимаем i = 1 исходя из того, что в соединении применяются две детали.

Fзат = = 665740 Н

Определение диаметра болта, которое необходимо установить, производим по формуле

d = , (8)

где z - число болтов в соединении, принимаем z = 4;

[ур] - предел прочности при растяжении, принимаем [ур] = 900 МПа

d = = 17мм

Для обеспечения конструктивного исполнения, принимаем d=18мм.

Выполнив прочностные расчеты, мы проверили необходимые детали на прочность. Результаты доказывают, что детали ступицы и детали болтового соединения позволяют выполнять технологическую операцию длительное время.

При выполнении сборки швеллера с кронштейном, будем применять электродуговую сварку. Основываясь на конструктивных особенностях, принимаем вид сварного шва угловой нормальный. Эскизное изображение швеллера с кронштейном приведено на рис.12.

Рис. 12 Эскиз сварного соединения швеллера с кронштейном

Основные параметры углового шва - катет k и длина шва b.Катет шва принимается по условию k = 10мм, длина шва b = 12мм.

Данный тип сварного шва рассчитывают по опасной плоскости среза, совпадающего с биссектрисой прямого угла. При этом используется формула

фср = F / (0.7·k·b) ? [фср], (9)

где ф - расчетное напряжение среза в сварном шве, МПа;

[фср] - допускаемое напряжение для углового сварного шва, МПа, принимаем по табл.

[фср] = 0,65 [ур], при ручной сварке электродами Э42А

F - нагрузка на сварное соединение, принимаем F = 665740 Н.

[ур] - допускаемое напряжение при растяжении для основного метала, определяемое по условию для стали 45

[ур] = (0,5…0,6)·ут = (0,5…0,6)·570 = 285 МПа (10)

[фср] = 0,65·285 = 185,25 МПа ? [фср]

фср = 665740 / (6·0,7·10·12) = 132,1 МПа ? [фср]

Произведя проверочный расчет, мы убедились, что швеллер обладает достаточным запасом прочности.



Выводы

Прежде, чем приступить к написанию курсовой работы, нами была поставлена задача:

Повышение эффективности процесса вспвшки путём модернизации плуга пятикорпусного полунавесного оборотного ППО-5-40. Предлагаемый нами корпус отличается новой формой углоснима, сечения которого плоскостями, перпендикулярными направлению движения корпуса, выполнены в виде плавных кривых с выпуклостью в сторону полевого обреза корпуса, при этом радиус кривизны каждого сечения в зоне верхнего обреза углоснима меньше, чем в зоне его нижнего обреза. Корпус с новой формой углоснима проявляет новые свойства, что устраняет забивание корпуса растительными остатками.

Для решения данной задачи я изучил требования, предъявляемые к процессу вспашки, определил место машины в данной технологической операции. Далее мной был произведён краткий анализ подобных, уже производимых машин, которые работают на полях хозяйств нашей страны. Затем мы провёли необходимые расчёты и описал основные технологические настройки.

Главный результат нашей работы - данная модернизация плуга пятикорпусного полунавесного оборотного ППО-5-40 позволит получить урожайность возделываемых культур выше (за счёт улучшения качества посевной обработки почвы), что , в свою очередь, повысит экономический эффект от возделывания с/х культур.



Литература

1. Халанский В. М., Горбачев И. В. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2004. - 624с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

2. Сельскохозяйственная техника и технологии/ И. А. Спицин, А. Н. Орлов, В. В. Ляшенко и др.; Под ред. И. А. Спицина. - М.: КолосС, 2006. - 647 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

3. Земледелие: учебник для студентов агрономических специальностей учреждений, обеспечивающих получение высшего с.-х. образования / В. В. Ермаков [и др.]; под ред. В. В. Ермакова, В. Н. Прокоповича. - Мн.: ИВЦ Минфина, 2006. - 463 с., ил.

4. Техническое обеспечение земледелия : учеб. пособие / А. В. Новиков [и др.].- Минск : БГАТУ, 2006. - 384 с.

5. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Под редакцией инж. А. В. Красниченко. Государственное научно - техническое издательство машиностроительной литературы. - Москва: 1961.

6. Учебно - методическое издание. Проекты (работы) куросовые и дипломные общие требования и оформление. Л. Ф. Баранов, А. К. Трубилов. - Горки 2000. -102 с.

7. Каталог сельско- хозяйственной техники 2007.

Размещено на Allbest.ru

...