Повышение эффективности технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах применением универсального кустореза
Рассмотрение эффективных технических средств для удаления древесной растительности с берм и откосов канала, а также проведения рубок ухода в защитных лесополосах с целью обеспечения сохранения влаги и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.06.2018 |
| Размер файла | 732,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На правах рукописи
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ УДАЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ПРИМЕНЕНИЕМ УНИВЕРСАЛЬНОГО КУСТОРЕЗА
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства
Хальметов Азат Ахметович
Саратов - 2011
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова".
Научный руководитель:
Абдразаков Фярид Кинжаевич, доктор технических наук, профессор.
Официальные оппоненты:
Бойков Василий Михайлович, доктор технических наук, профессор;
Матюшин Петр Алексеевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник.
Ведущая организация - федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации".
Защита диссертации состоится 27 января 2012 г. в 12 00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.061.03 при ФГБОУ ВПО "Саратовский ГАУ" по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО "Саратовский ГАУ".
Отзывы на автореферат направлять по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1, ученому секретарю диссертационного совета.
Автореферат разослан 26 декабря 2011 г. и размещен на сайте Минобрнауки РФ.
Ученый секретарь диссертационного совета Н.П. Волосевич.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В настоящее время наблюдается усиление деградации сельскохозяйственных земель, поэтому важнейшее место в системе мероприятий по снижению экологической напряженности в сельском хозяйстве отводится орошению и защитному лесоразведению.
Проект Федеральной целевой программы "Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на период до 2020 года" предполагает два этапа. На первом (2012-2016 гг.) планируется восстановить и реконструировать те оросительные и осушительные системы, которые были созданы еще во времена СССР. На втором этапе (2017-2020 гг.) реконструкция продолжится, но одновременно начнется строительство новых гидротехнических сооружений и мелиоративных систем за счет внедрения инноваций и современной техники.
В связи с этим назрела необходимость проведения ремонта и реконструкции оросительных систем, поддержания в работоспособном состоянии всех элементов оросительной системы, включая каналы, защитные лесные полосы и другие сооружения, что является актуальной задачей. Важнейшее мероприятие при этом - очистка каналов от древесно-кустарниковой растительности. Данная растительность, распространенная на бермах и откосах каналов, повреждает облицовку, затрудняет доступ каналоочистительных машин.
Орошение устраняет лишь почвенную засуху и не полностью защищает сельскохозяйственные культуры от атмосферной засухи. При суховеях даже с достаточной влажностью почвы недобор урожая достигает 18-30 %. Поэтому основными эксплуатационными сооружениями по протяженности и важности являются лесные полосы вдоль оросительных и сбросных каналов и на других участках орошаемых земель. Они сокращают испарение воды из оросительной сети, уменьшают испарение влаги с полей, понижают уровень грунтовых вод, ослабляют процессы вторичного засоления почвы, защищают от суховеев и сильных ветров сельскохозяйственные культуры и повышают их урожайность. Наряду с этим назрела необходимость проведения рубок ухода и реконструкции ныне действующих лесных полос. Многие защитные лесные полосы заросли кустарником, мелколесьем и нежелательной малопродуктивной древесной растительностью, не выполняющими своих защитных функций в насаждениях. Поэтому необходимо проведение комплекса лесоэксплуатационных работ в защитных лесных полосах, в первую очередь рубок ухода.
Необходимо отметить, что в настоящее время практически отсутствуют комплексные технологии и эффективные технические средства для выполнения работ по проведению рубок ухода и удалению нежелательной древесной растительности на оросительных системах.
Таким образом, актуальной проблемой на мелиоративных системах являются разработка и внедрение новых комплексных технологий и эффективных технических средств для удаления древесной растительности с берм и откосов канала, а также проведение рубок ухода в защитных лесополосах.
Решение данной проблемы позволит качественно и своевременно проводить вышеперечисленные работы на оросительных системах и повысить их эффективность, что обеспечит сохранение влаги и повышение урожайности сельскохозяйственных культур на полях.
Цель исследования - повышение производительности удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах за счет применения универсального кустореза.
Объект исследования - технологический процесс удаления древесной растительности на оросительных системах с помощью кустореза.
Предмет исследования - закономерности технологического процесса работы универсального кустореза.
Методика исследования предусматривала проведение теоретических исследований и подтверждение результатов экспериментальными исследованиями, которые были проведены на опытном образце кустореза с манипулятором. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений и методов классической механики и математики. Обработку результатов измерений производили методом математической статистики с применением ЭВМ, прикладных программ MathCAD 13, Statistica, Excel.
Научная новизна. Усовершенствована технология удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, позволяющая снизить затраты труда и себестоимость работ. Теоретически и экспериментально обоснована конструктивно-технологическая схема усовершенствованного кустореза с клещевым захватом, способствующая улучшению технико-экономических и эксплуатационных показателей агрегата. Новизна конструкции кустореза подтверждена патентом РФ на полезную модель № 84666.
Научные положения, выносимые на защиту:
· усовершенствованная технология удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах;
· конструктивные и технологические параметры нового кустореза;
· аналитические выражения для определения производительности кустореза.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Исследования по теме диссертации выполнены в ФГБОУ ВПО "Саратовский ГАУ" в 2007-2011 гг. согласно комплексной теме № 7 СГАУ им. Н.И. Вавилова "Повышение эффективности использования мелиорируемых земель и обеспечение реконструкции оросительно-обводнительных систем", входящей в государственную комплексную программу "Повышение плодородия почв России", Межведомственную координационную программу фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006-2010 гг., задание III.01 "Разработать технологические и технические мелиоративные комплексы, обеспечивающие наиболее полную реализацию биоклиматического потенциала продуктивности почв сельскохозяйственных земель и их защиту от деградации".
Результаты исследований использованы при создании новых образцов кусторезов, которые были испытаны и внедрены в Энгельсском филиале ФГБУ "Управление "Саратовмелиоводхоз" для удаления древесно-кустарниковой растительности с берм и откосов оросительных каналов и в полезащитных лесных полосах, а также в ОГУП "Павловский лесхоз" Ульяновской области для проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами.
Апробация. Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях ФГБОУ ВПО "Саратовский ГАУ" (2007-2011 гг.); III Международной научно-практической конференции "Эколого-технологические аспекты лесного хозяйства в степи и лесостепи" (Саратов, 2009); на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза РФ Приволжского федерального округа (Казань, 2009); II Международной научно-практической конференции "Основы рационального природопользования" (Саратов, 2009); Международной научно-практической конференции "Инновации, наука и образование XXI века" (Саратов, 2010); конференции "Инновации в машиностроении" (Саратов, 2010); конференции "Энергетика. Энергоэффективность" (Саратов, 2010); Международной научно-практической конференции "Вавиловские чтения - 2010"; VI Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (2011). По результатам работы автор (в составе сотрудников кафедры "Организация и управление инженерными работами") награжден двумя бронзовыми медалями и двумя дипломами на Всероссийской агропромышленной выставке "Золотая осень" (Москва, 2009-2010 гг.); серебряной медалью и дипломом второй степени на VI Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Получен патент РФ на полезную модель № 84666. Общий объем публикаций - 3,3 печ. л., из них лично соискателя - 2,2 печ. л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего в себя 135 наименований (из них 3 - на иностранных языках) и приложений. Основной текст изложен на 137 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка и 15 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, приведены ее цель, объект и предмет исследований, основные научные положения, выносимые на защиту.
В первой главе "Состояние вопроса. Цель и задачи исследований" проведен анализ мелиоративного комплекса Саратовской области, выявлена высокая степень засоренности оросительных систем, обоснована актуальность осуществления комплекса эксплуатационно-ремонтных работ. Представлен анализ существующих технологий удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, отмечены их преимущества и недостатки. Приведены характеристика и классификация технических средств для удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных каналах и проведения рубок ухода за защитными лесными полосами на орошаемых землях.
Значительный вклад в изучение данной проблемы внесли Д.К. Бабенко, М.Н. Багров, Л.И. Бадаев, В.М. Донской, А.Л. Иванов, К.Н. Кулик, Е.С. Павловский, Б.Б. Шумаков, Ф.К. Абдразаков, Д.А. Соловьев и др.
Исходя из результатов анализа и в соответствии с поставленной целью в работе предусмотрено решение следующих задач:
· провести анализ состояния оросительных систем, существующих технологий и технических средств для удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах;
· усовершенствовать технологию удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, разработать конструктивно-технологическую схему универсального кустореза, определить основные параметры рабочего органа;
· провести экспериментальные исследования предлагаемой технологии удаления древесно-кустарниковой растительности, выполняемой усовершенствованным универсальным кусторезом, и определить производительность;
· рассчитать экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах.
Во второй главе "Теоретическое обоснование эффективной технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах и исследования универсального кустореза" представлена оросительная система, включающая в себя комплекс взаимодействующих гидротехнических эксплуатационных сооружений и технических средств для гидромелиорации земель (рис. 1).
Рисунок 1 - Элементы оросительной системы: 1 - водозаборное сооружение; 2 - магистральный канал; 3 - распределительный и межхозяйственный каналы; 4 - хозяйственные каналы; 5 - участковые каналы-распределители; 6 - сооружения на сети; 7 - защитные лесополосы; 8 - хозяйственные дороги; 9 - линии электроснабжения и связи
В настоящее время из-за ненадлежащего и несвоевременного ухода за защитными лесными полосами произошло зарастание как самих лесных полос, так и оросительных каналов. Это приводит к повреждению облицовки плит, препятствует перемещению каналоочистительных машин и в конечном итоге сказывается на качестве и уровне воды, подаваемой на орошаемые поля.
В связи с этим нами усовершенствованы две технологии - одна по удалению древесно-кустарниковой растительности с оросительных каналов, другая - для проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами на оросительных системах.
Существующая технология (рис. 2) удаления древесно-кустарниковой растительности с оросительных каналов требует использования дополнительной техники либо маломеханизированного ручного труда. Вследствие этого увеличивается трудоемкость и уменьшается производительность рабочего процесса. В известной технологии срезанную древесную растительность из русла канала извлекают вручную с применением различных лебедок, что увеличивает трудоемкость и снижает эффективность работ.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2 - Технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на каналах: а - существующая; б - предлагаемая; Размещено на http://www.allbest.ru/
- технологические операции;
Размещено на http://www.allbest.ru/
- используемые инструменты, машины и орудия
Нами предлагается технология, которая подразумевает совмещение двух операций - срезание древесно-кустарниковой растительности и извлечение ее из русла канала. Таким образом сокращается время проведения работ.
В результате проведенного научного поиска была усовершенствована технологическая схема удаления древесно-кустарниковой растительности на каналах с применением универсального кустореза КН-3МГ с клещевым захватом (рис. 3).
Рисунок 3 - Технологическая схема работы предлагаемого кустореза при работе на оросительных каналах: а - срезание древесно-кустарниковой растительности на бермах канала; б - подбор срезанных древесных остатков на берме; в - срезание древесно-кустарниковой растительности на откосах канала; г - извлечение срезанных древесных остатков из русла канала; 1 - трактор; 2 - кусторез с клещевым захватом; 3 - древесная растительность
Для проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами на оросительных системах традиционно применяется технология, представленная на рис. 4.
Существующие технологии рубок ухода в лесокультурах базируются в основном на ручном труде, вследствие чего увеличивается трудоемкость и уменьшается производительность труда.
Предлагаемая усовершенствованная технология (рис. 5) проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами по сравнению с существующей исключает применение маломеханизированного ручного труда и энергоемких машин, а также сокращает количество технологических операций. Мы объединили операцию по вырубке пневой поросли и кустарников с операцией по выборочному удалению деревьев, а также заменили операции раскорчевки и вычесывания корней на применение арборицидов (пиклорама-раундап).
Рисунок 4 - Существующая технология проведения рубок ухода за лесными полезащитными полосами на оросительных системах: Размещено на http://www.allbest.ru/
- технологические операции; Размещено на http://www.allbest.ru/
- используемые инструменты, машины и орудия
Рисунок 5 - Предлагаемая технология проведения рубок ухода за лесными полезащитными полосами на оросительных системах: Размещено на http://www.allbest.ru/
- технологические операции; Размещено на http://www.allbest.ru/
- используемые инструменты, машины и орудия
Данная технология экономически целесообразна, т. к. при ней задействовано меньше рабочей силы, машин и механизмов; кроме того, сокращено количество операций для выполнения рубок ухода.
Схемы движения кустореза с гидравлическим приводом в лесной полосе представлены на рис. 6.
а б
Рисунок 6 - Схемы движения кустореза с манипулятором в лесной полосе: а - выборочное спиливание деревьев; б - подтрелевка спиленного дерева в междурядье лесной полосы при помощи манипулятора
Рисунок 7 - Кусторез с гидравлическим приводом и клещевым захватом, выполненный в виде сменного рабочего оборудования на экскаватор ЭО-2621: 1 - гидромотор; 2 - подшипниковый блок; 3 - дисковая пила; 4, 5 - основная и вспомогательная рамы; 6 - опорная лыжа; 7 - съемная опорная плита; 8 - вспомогательный гидроцилиндр; 9 - элемент крепления; 10 - поворотные рычаги; 11 - клещи захватов; 12 - подпружиненные толкатели; 13 - экскаваторное оборудование; 14 - трактор
Одной из наиболее трудоемкой и важной операцией в технологии является удаление древесно-кустарниковой растительности. Нами предлагается конструкция универсального кустореза КН-3МГ с клещевым захватом, который навешивают на экскаватор ЭО-2621 (рис. 7).
Предлагаемая конструкция позволяет срезать древесно-кустарниковую растительность диаметром до 0,25 м с берм и откосов каналов, проводить рубки ухода за лесополосами, а также осуществлять подтрелевку срезанной древесной растительности за счет клещевого захвата.
Используя расчетную схему (рис. 8), определили необходимое усилие F для перемещения дерева и силу трения Fтр для удержания ствола дерева захватным устройством в полуподвешенном положении в процессе подтрелевки.
Рисунок 8 - Схема для определения усилий при подтрелевке дерева: Fв - вертикальная сила, поднимающая комлевую часть дерева, Н; Fц - сила гидроцилиндра, Н; Fтр - сила трения дерева о клещевой захват, Н; Fa - сила нормального давления со стороны рычага на боковую поверхность дерева, Н; - угол обхвата ствола дерева, град.; Fтяг - сила, перемещающая дерево в горизонтальной плоскости, Н; Fтр.п - сила трения волочащейся части дерева по поверхности земли, Н; G - сила тяжести дерева, Н; h - высота подъема комля дерева, м; L - длина дерева, м; lx - расстояние от вершины до центра тяжести дерева, м; bxЧ - длина поднятой части дерева, м; - угол наклона оси дерева к поверхности пути, град
Рассматривая дерево как упругое деформированное тело, имеющее изгибную жесткость, на основании принципа независимости действия сил высота подъема h:
, (1)
где Е - модуль упругости дерева, Н/мІ; I - момент инерции хлыста, м 4.
Силу сопротивления перемещению дерева по поверхности почвы определим по уравнению:
, (2)
где fп - коэффициент сопротивления перемещения дерева по поверхности земли.
В работе Г.Н. Петруша выведена формула для определения усилия перемещения хлыста. Так как мы осуществляем перемещение дерева, необходимо ввести в расчет коэффициент kкр, учитывающий массу кроны (kкр = 1,1…1,3), который определен на основании методики Л.В. Кортяева. С учетом этого формула для перемещения дерева силой F примет вид:
, (3)
где - объемный вес древесины, Н/мі; d - диаметр дерева в комлевой части, м; h - высота подъема комля, м; fув - коэффициент, учитывающий увеличение bx и F; K - параметр положения и размеров хлыста:
,
где m0 - величина, зависящая от геометрических размеров хлыста, m0 = t/d0; t - сбег хлыста; d0 - диаметр комля дерева, м.
Вследствие симметрии клещей захватного устройства достаточно определить параметры одного из них. Сила трения при удержании ствола дерева захватным устройством, благодаря запирающему действию клещей:
, (4)
где f - коэффициент трения дерева о зажимные рычаги; k - коэффициент надежности.
Результаты расчета силы трения при удержании ствола дерева клещевым захватом при перемещении максимального веса груза (дерева) 3 кН показали, что максимальных значений она достигает при диаметре ствола 0,25 м и составляет 4,11 кН (рис. 9).
Рисунок 9 - Зависимость силы трения клещевого захвата при удержании от диаметра ствола дерева
Производительность кустореза (Пч, га) при различных режимах работы определяется следующим образом.
Для режима, когда работа кустореза осуществляется без захватного устройства, т. е. машина останавливается и срез выполняется подачей пильного рабочего органа, производительность рассчитывают по формуле:
, (5)
где В - конструктивная ширина захвата, равная диаметру пилы, м; bc - длина стрелы, м; kэф.исп - коэффициент эффективного использования пилы; Lг - длина гона, м; kt - коэффициент использования времени; tр 1 - время работы кустореза при движении от одного крупного ствола к другому, с; tв 1 и tв 2 - время, затрачиваемое на включение и выключение рычагов, с; tр 2 - время срезания одного или нескольких крупных стволов подачей рабочего оборудования после остановки машины, с; tх - время обратного хода рабочего оборудования, с; nк.с - количество остановок кустореза при срезании крупных стволов.
Для режима, когда рабочий орган кустореза с клещевым захватом навешивают на экскаваторное оборудование для срезания и подтрелевки срезанного дерева, уточненная формула имеет вид:
, (6)
где t1 - время наведения пильного рабочего органа на дерево, с; t2 - время срезания одного или нескольких стволов, с; t3 - время поворота рабочего органа для подтрелевки, с; t4 - время наведения захватного устройства на спиленное дерево, с, t4 ? t1; t5 - время зажима дерева, с; t6 - время подъема и подтрелевки дерева к месту укладки, с; t7 - время разжима, с, t7 ? t5; t8 - время, затрачиваемое на переход к следующему дереву, с.
В результате расчета получена зависимость производительности кустореза на оросительной системе от количества стволов древесно-кустарниковой растительности диаметром в плоскости среза от 0,1 до 0,25 м на 100 мІ (рис. 10). удаление древесная растительность техническое
Рисунок 10 - Зависимость производительности кустореза КН-3МГ от количества стволов древесно-кустарниковой растительности диаметром 0,1-0,25 м на оросительной системе
В третьей главе "Программа и методика проведения экспериментальных и полевых исследований" приведены программы и методики определения размерных характеристик древесно-кустарниковой растительности, распространенной на оросительных системах, экспериментальных исследований процесса захвата и подтаскивания древесно-кустарниковой растительности манипулятором, а также производственных испытаний кустореза.
Полевые исследования включали в себя определение густоты стояния, возраста, формы кроны, наиболее распространенных видов древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, размерных характеристик, необходимых для выбора и определения параметров рабочего органа (диаметр в плоскости срезания, высота, масса дерева).
Экспериментальные исследования проводились на опытном образце, базой для которого послужил экскаватор ЭО-2621В на тракторе ЮМЗ-6КЛ (рис. 11). Это позволило избежать моделирования при изучении поставленных задач и получить данные, которые можно использовать при проектировании.
а б
Рисунок 11 - Экспериментальный кусторез с клещевым захватом: а - экспериментальная установка; б - производственные испытания: 1 - трактор; 2 - экскаваторное оборудование; 3 - кусторез с гидравлическим приводом; 4 - гидроцилиндр клещевого захвата; 5 - системный блок
Фиксацию параметров осуществляли информационно-измерительной системой, включающей в себя персональный компьютер, плату аналого-цифрового преобразователя L-154, потенциометрические датчики давления ДМП-100, датчик линейных и угловых перемещений ВТ 714, акселерометр пьезоэлектрический ВС 111, мерную вилку, высотомер, секундомер и рулетку.
Экспериментальные полевые исследования проводили на оросительных системах ФГБУ "Управление "Саратовмелиоводхоз", в ОГУП "Павловский лесхоз" Ульяновской области.
Рисунок 12 - Зависимость силы трения клещевого захвата при удержании от диаметра ствола дерева: - экспериментальная кривая; - теоретическая кривая
В четвертой главе "Результаты полевых и экспериментальных исследований" представлены результаты экспериментальных и полевых исследований и дан их анализ. Согласно полевым исследованиям, проведенным на оросительных системах ФГБУ "Саратовмелиоводхоз", наиболее часто встречающимися являются средний кустарник и мелколесье гнездового типа. Это, как правило, лох узколистый, вяз приземистый, береза бородавчатая, смородина золотая, клен, тополь. Плотность стояния различных видов древесно-кустарниковой растительности на бермах и откосах оросительных каналов в среднем составила 31136 шт./га. Согласно программе были проведены исследования гидропривода по определению величины силы трения при удержании захватным устройством от диаметра ствола дерева.
Закономерность изменения (рис. 12) полученных экспериментальных и расчетных зависимостей силы трения при удержании клещевым захватом от диаметра дерева согласуется с доверительной вероятностью 0,95 и описывается выражением:
(7)
Значения постоянных коэффициентов получены методом наименьших квадратов.
Экспериментальные испытания, проведенные на оросительных системах, позволили хронометражом определить производительность универсального кустореза при удалении древесно-кустарниковой растительности, сходимую с расчетной вероятностью 95 % (рис. 13).
Рисунок 13 - Зависимость производительности кустореза КН-3МГ от количества стволов древесно-кустарниковой растительности диаметром 0,1-0,25 м на оросительной системе:Размещено на http://www.allbest.ru/
- теоретическая кривая; Размещено на http://www.allbest.ru/
- экспериментальная кривая
Выражение, описывающее данную зависимость, можно представить в следующем виде:
. (8)
Предлагаемый универсальный кусторез КН-3МГ с манипулятором позволяет срезать древесно-кустарниковую растительность с берм и откосов каналов, а также осуществлять извлечение срезанной древесной растительности из русла канала. Это дает возможность объединить две операции и повысить производительность работ на 18-20 % по сравнению с кусторезом МК-1 и маломеханизированным ручным трудом (рис. 14).
Уравнения, описывающие зависимости, можно представить в следующем виде:
· для кустореза КН-3МГ с манипулятором:
; (9)
· для кустореза МК-1:
. (10)
Рисунок 14 - Зависимость производительности кусторезов КН-3МГ и МК-1 на каналах от количества стволовдревесно-кустарниковой растительности диаметром 0,1-0,25 м: Размещено на http://www.allbest.ru/
- кусторез КН-3МГ (СГАУ) с манипулятором; Размещено на http://www.allbest.ru/
- кусторез МК-1
В ходе производственных испытаний кустореза КН-3МГ для проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами на оросительных системах установлено, что производительность предлагаемого кустореза с клещевым захватом выше на 13-15 %.
Производительность напрямую зависит от количества выполненных операций рабочего цикла, о чем свидетельствуют графики зависимостей, представленные на рис. 15.
Полученные результаты можно описать уравнениями:
· для КН-3МГ (СГАУ):
; (11)
· для бензопилы и трелевочного устройства УТБ-0,8:
. (12)
Рисунок 15 - Зависимость производительности кустореза КН-3МГ, бензопилы "Урал-2" и трелевочного устройства УТБ-0,8 в лесной полосе от количества срезанных стволов древесно-кустарниковой растительности диаметром 0,1-0,25 м: Размещено на http://www.allbest.ru/
- кусторез КН-3МГ (СГАУ) с манипулятором; Размещено на http://www.allbest.ru/
- бензопила и трелевочное устройство УТБ-0,8
В результате сравнения зависимостей можно заключить, что производительность предлагаемого универсального кустореза КН-3МГ (СГАУ) на 16-18 % выше по сравнению с традиционными машинами и механизмами, применяемыми на оросительных системах. С увеличением количества крупных стволов производительность снижается, что характеризуется большими затратами времени на разгон, торможение и подтрелевку.
В пятой главе "Внедрение результатов исследований и их экономическая эффективность" приведена методика расчета технико-экономических показателей усовершенствованного кустореза КН-3МГ с манипулятором, а также результаты его экономической оценки в сравнении с кусторезом МК-1, машинами и механизмами, применяемыми для рубок ухода за полезащитными лесными полосами.
Годовой экономический эффект от внедрения КН-3МГ на оросительных системах составил 130127 руб., или 7700 руб. на 1 га. Срок окупаемости капиталовложений - 0,9 года.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. В результате анализа состояния оросительных систем, существующих технологий и технических средств для удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности установлено, что спиленную древесную растительность из русла канала извлекают вручную с применением различных приспособлений и лебедок, а в полезащитных лесных полосах используют маломеханизированный ручной труд с применением бензопил и энергоемкие машины для корчевания пней и вычесывания корней, что увеличивает трудоемкость и снижает эффективность удаления древесной растительности.
2. Теоретически обоснована и усовершенствована технология удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, которая совмещает процессы ее срезания и извлечения. Это позволяет повысить коэффициент механизации труда на 23 % и снизить трудозатраты на 35,5 %.
3. Разработана и внедрена в производство усовершенствованная конструкция универсального кустореза с клещевым захватом, защищенная патентом РФ на полезную модель № 84666. Определены основные конструктивные параметры захвата: ширина в сомкнутом состоянии - 0,2 м; максимальное раскрытие его челюстей - 0,4 м; высота захватного устройства в сомкнутом состоянии - 0,35 м. Получена аналитическая формула для расчета производительности кустореза.
4. Экспериментальные исследования усовершенствованной технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, выполняемой универсальным кусторезом с клещевым захватом, показали, что часовая производительность составляет 0,075 га. Это выше базовой на 16 %. Для зажима ствола диаметром от 8 до 15 см рекомендуется устанавливать на клещевой захват гребенки.
5. Экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах составил 251835 руб., а срок окупаемости универсального кустореза КН-3МГ - 0,9 года.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Хальметов, А.А. Гидравлический кусторез с манипулятором для рубок ухода за лесными полосами / Ф.К. Абдразаков, А.А. Хальметов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010. - № 10. - С. 51-56 (0,63/0,32 печ. л.).
2. Хальметов, А.А. Многофункциональный кусторез с манипулятором для ухода за лесополосами / Ф.К. Абдразаков, А.А. Хальметов // Механизация строительства. - 2011. - № 1. - С. 19-21 (0,6/0,3 печ. л.).
3. Хальметов, А.А. Исследование динамических нагрузок гидравлического кустореза с манипулятором / Ф.К. Абдразаков, А.А. Хальметов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2011. - № 2. - С. 27-31 (0,52/0,26 печ. л.).
В описаниях патентов:
4. Кусторез: Патент на полезную модель 84666 РФ: МПК А 01 G 23/02 / Абдразаков Ф.К., Бахтиев Р.Н., Хальметов А.А., Соловьев Д.А.; заявитель и патентооблодатель ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ"; № 2009108920/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 20.07.2009, Бюл. № 20. - 11 с.
В других изданиях:
5. Хальметов, А.А. Анализ технологий и технических средств, применяемых для рубок ухода / А.А. Хальметов // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Поволжского региона: сб. науч. работ / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2009. - Вып. 6. - С. 217-220 (0,2 печ. л.).
6. Хальметов, А.А. Механизация рубок ухода в полезащитных лесных полосах. Проблемы и перспективы / А.А. Хальметов // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Поволжского региона: сб. науч. работ / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2009. - Вып. 6. - С. 220-225 (0,3 печ. л.).
7. Хальметов, А.А. Усовершенствованная технология проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами / А.А. Хальметов // Эколого-технологические аспекты лесного хозяйства в степи и лесостепи: материалы III Междунар. науч. -практ. конф.; ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2009. - С. 58-63 (0,3 печ. л.).
8. Хальметов, А.А. Новая конструкция гидравлического кустореза для выборочного удаления древесно-кустарниковой растительности / Ф.К. Абдразаков, А.А. Хальметов // Основы рационального природопользования: материалы Междунар. науч. -практ. конф.; ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2009. - С. 286-290 (0,25/0,13 печ. л.).
9. Хальметов, А.А. Исследование статической нагруженности кустореза с манипулятором / А.А. Хальметов // Инновации, наука и образование XXI века: материалы Междунар. науч. -практ. конф.; ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2010. - С. 82-85 (0,18 печ. л.).
10. Хальметов, А.А. Оценка прочности и долговечности конструкции манипулятора с кусторезом при динамических нагрузках / Ф.К. Абдразаков, А.А. Хальметов // Научное обозрение. - 2010. - № 5. - С. 65-67(0,2/0,1 печ. л.).
11. Хальметов, А.А. Аналитическое исследование колебаний стрелы манипулятора с кусторезом, как упругой системы / А.А. Хальметов // Вавиловские чтения - 2010: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов, 2010. - С. 377-379 (0,12 печ. л.).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка комплекса агротехнических приемов, проводимого на посевах сельскохозяйственных культур для улучшения их роста и повышения урожайности. Боронование с целью создания благоприятного водно-воздушного режима почвы. Машины для ухода за посевами.
реферат [19,8 K], добавлен 16.03.2013Определение участков, требующих проведение рубок ухода и основных организационно-технических элементов рубок ухода. Определение способа рубок главного пользования и основных организационно-технических элементов рубок. Сортиментация леса.
курсовая работа [665,5 K], добавлен 06.10.2006Препараты группы, применяемые для борьбы с многолетними сорняками в садах, на посевах картофеля и других культур, а также для уничтожения нежелательной древесной растительности. Патоморфологические изменения у крыс при остром отравлении хармони.
реферат [15,4 K], добавлен 06.04.2015Обоснование урожайности зерновых культур с использованием пофакторного приема на перспективу, прогноз прироста урожайности от влияния отдельных факторов. Использование приема экстраполяции, выравнивание динамических рядов урожайности по уравнению прямой.
практическая работа [30,5 K], добавлен 08.01.2011Общая характеристика садово-паркового хозяйства ГП "Евпаторийского государственного предприятия". Описание видов цветочных, древесно-кустарниковых пород, типов плодов и семян. Рассмотрение технологии выращивания семян древесно-кустарниковых растений.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 18.04.2015Адаптивно-ландшафтная система земледелия, ее роль в повышении эффективности использования земель сельскохозяйственных угодий. Агроклиматические и почвенные условия Краснодарского края. Требования сельскохозяйственных культур к условиям произрастания.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 10.11.2014Общие сведения о хозяйстве: структура земельных угодий, урожайность основных сельскохозяйственных культур. Характеристика факторов почвообразования и плодородия пахотных почв. Расчет возможной урожайности культур по почвенно-климатическим факторам.
курсовая работа [130,5 K], добавлен 06.05.2014Пути сохранения и повышения сортовых качеств семян. Биологические особенности и технология возделывания проса на зерно. Роль высококачественного посевного материала в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Морфологические признаки кукурузы.
контрольная работа [364,9 K], добавлен 06.06.2011Анализ таксационных характеристик рабочих кварталов на основе таксационного описания. Проектирование постепенных и выборочных рубок. Составление технологической карты на проведение рубки насаждений. Характеристика проектируемых видов рубок ухода.
курсовая работа [112,5 K], добавлен 16.04.2012Понятие и основные организационные элементы узко- и широколесосечных рубок, оценка преимуществ и недостатков данной технологии. Принципиальные различия между постепенными и выборочными рубками. Главные факторы интенсивности и повторяемости рубок ухода.
контрольная работа [28,4 K], добавлен 29.06.2013Назначение и виды рубок ухода за лесом. Виды работ, выполняемых при рубках ухода. Моторизованный инструмент и машины для осветлений и прочисток. Бензиномоторные пилы, мотокусторезы. Машины для трелевки, погрузки, вывозки и переработки древесины от рубок.
презентация [10,3 M], добавлен 22.08.2013Изучение способов механизации животноводческих ферм для коров привязного содержания. Проектирование производственной линии удаления навоза скребковым навозоуборочным транспортером с применением гидрофицированной установки. Обеспечение санитарных условий.
курсовая работа [483,9 K], добавлен 24.08.2014Методы и способы рубок ухода. Принципы отбора деревьев. Выбор технологии и механизмов. Расчет среднего расстояния трелевки. Особенности отвода лесосек, учет вырубаемой древесины, закладка пробных площадей. Проверка состояния насаждений после изреживаний.
курсовая работа [42,4 K], добавлен 16.12.2012Технологии обработки почвы под культуру и по уходу за посевами. Сочетание приемов обработки почвы. Способы повышения урожайности кукурузы, турнепса и кормовой свеклы. Интенсификация как способ повышения урожайности. Влияние низкой рН почвы на растения.
контрольная работа [30,8 K], добавлен 10.09.2010Классификация факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур. Роль антропогенного воздействия на развитие растений. Специфика трудностей выращивания культур при избытке или недостатке влаги. Действие засоления почвы. Биотические факторы.
реферат [24,3 K], добавлен 24.05.2015Сущность и классификация посевных площадей. Показатели состава и структуры посевных площадей, структуры урожая и факторы формирования урожайности сельскохозяйственных культур. Факторный анализ урожая (валового сбора) на основе индексного метода.
контрольная работа [76,9 K], добавлен 16.09.2015Исследование эффективности разных доз подстилочного навоза КРС при выращивании остерзундомского турнепса на супесчаной слабоподзолистой почве. Определение прибавки урожая культуры по отношению к варианту без удобрения в полевом и вегетационном опытах.
курсовая работа [78,5 K], добавлен 05.06.2011Ознакомление с правилами уборки навоза в коровнике. Классификация навозоуборочных средств. Характеристики скреперной установки для удаления отходов при беспривязно-боксовом содержании животных; основы ее технического осмотра и проведение ремонта.
курсовая работа [337,2 K], добавлен 16.02.2014Характеристика района лесомелиорации, геоморфология и гидрология, растительности и лесопригодность почв. Классификация земель Соболева. Размещение и назначение защитных лесных насаждений. Подбор пород и схем смешения. Расчет экономической эффективности.
курсовая работа [42,6 K], добавлен 30.10.2009Знaчениe, размещение и современный урoвeнь развития произвoдствa технических культур. Анализ и оценка экономической эффективности производства семян подсолнечника, свеклы, льна. Пути увеличения объемов и способы повышения эффективности их возделывания.
контрольная работа [573,7 K], добавлен 07.05.2014
