Интенсификация рабочего процесса противоэрозионной обработки почвы

     По  форме рабочей поверхности катки в полеводстве разделяются на гладкие и блестящие, прутковые, гладко-рубчастый, кольчатые, кольчато-зубчатые, кольчато-шпоровый и борончастые.

     Прутковые катки – многоцелевого назначения. Они дополнительно крошат образующиеся почвенные комки, выравнивают поверхность поля и выбрасывают на поверхность сорняки вместе с корнем. Прутки проникают вглубь разрыхленной почвы и формируют уплотненное ложе на глубине заделки семян. При этом глубина залегания уплотненного ложа регулируется величиной давления катков на почву, минимальное значение её может составлять 2,5 - 3 см.

     Гладкий каток общего назначения применяют для уплотнения почвы и выравнивания поверхности, а также для укатывания зеленых удобрений перед пахотой. Он представляет собой полый цилиндр, внутреннюю полость которого для увеличения давления на почву заполняют водой. Вместимость цилиндра  катка составляет 500 дм. Вместимость цилиндра катка для укатывания почвы к севу и после сева сахарной свеклы составляет 100 дм. Гладкие катки не разбивают брылу, а лишь втискивают их.

     Кольчатый каток предназначен для уплотнения нижних слоев в  почве, в результате действия на него узких острых клиньев, которые глубоко врезаются в почву, уплотняют ее нижний слой. Образованные после прохода катка гребни непрочны и быстро осыпаются в канавки, образовывая   пышный, мульчируемый      поверхностный      слой       почвы.  

     Кольчато-зубчатый  каток предназначен для выравнивания поверхности поля, уплотнения подповерхностного и взрыхления поверхностного слоя в почве. Он состоит из набора колец, которые чередуются с клинообразными и зубчатыми рабочими органами. Очистка колец от налипшей почвы и растительных остатков происходит в результате их вращения с разной скоростью. 

     Кольчато-шпоровый каток применяют для взрыхления верхнего и уплотнения подповерхностного слоев почвы, разрушения грудья, корки и выравнивания вспаханного поля. Он состоит из набора колец, которые имеют шпоры (осевые выступления), расположенные по бокам колец.

     Борончатый  каток применяют для разрушения грудок и укатывания почвы перед севом с одновременным взрыхлением поверхностного слоя, а также для разрушения грунтовой корки на посевах. Он являет собой цилиндр, на котором за винтовой линией размещены зубы. Удельное давление на один сантиметр длинны  катка зависит от массы балласта.

     Каток  кольчато–шпоровый 3ККШ-6 предназначен для предпосевного и послепосевного прикатывания почвы, для разрыхления верхнего и уплотнения подповерхностного слоев почвы, для разрушения корки вспаханного поля.

     Каток является прицепным орудием и  рассчитан на работу с тракторами класса 1,4, а также может быть использован отдельными звеньями с бороновальными сцепками для работы с тараторами класса 3.

     По  требованию заказчика допускается  комплектация кольчато – шпорового  катка с балластными ящиками  и без них.

     Рис. 1. Рабочие органы полевых катков:

1-гладкий  водоналивной цилиндр; 2а- кольцо  с клинчатым ободом;

2б-кольцо  с ребристым ободом; 2в-шпоровое  кольцо; 3-кольчато-зубчатый;

4-гладкорубчатый  цилиндр.

 
 

     2. Описание культиватора КПЭ-3,8

 

     Устройство относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности агрегатам, выполняющим за один проход несколько технологических операций. Агрегат содержит раму с навеской, опорными колесами, механизмами регулировки и рабочими органами. На раме последовательно расположены лапы культиватора и каток. Особенностью агрегата является то, что зубья катка, установленные на штангах, при работе качественно рыхлят слой на всю глубину. Зубья расположены на штангах под прямым углом друг к другу и не распыляют почву, сохраняют ветроустойчивость пашни и повышают водонакопительные влагосберегающие характеристики взрыхленного слоя.

     Этот почвообрабатывающий агрегат включающий раму с опорными колесами и механизмами регулировки и последовательно расположенный каток с выравнивателем.

     К недостаткам известного КПА следует отнести неудовлетворительное крошение пласта лапами культиватора рыхление нижнего слоя, выравнивание поверхности, уплотнение среднего слоя и мульчирование верхнего сухого слоя почвы, он перемешивает слои почвы, что ведет к испарению влаги из почвы.

     Известен  комбинированный почвообрабатывающий  агрегат включающий раму с опорными колесами, механизмами регулировки штангово-зубчатый каток с зубьями, расположенными под прямым углом друг к другу.

     Неудовлетворительная  выравненность растительными остатками и почвой валообразование, забивание штангово-зубчатого катка.

     Расположение  по цилиндрической поверхности лопастей, высота которых весьма мала по сравнению  с радиусом цилиндрической поверхности, дает возможность улучшить технологические процессы выравнивания и уплотнения почвы, так как устраняется при этом забивание, залипание пространства между лопастями, уменьшить металлоемкость агрегата.

     Выполнение  рабочей кромки лопастей ступенчатой  повышает крошение почвы за счет того, что на глыбу действует нижняя кромка, а затем верхняя, улучшается выравнивание, более равномерно уплотняется почва среднего слоя. Расположение круглых штанг с ножевидными зубьями по цилиндрической поверхности, соединенных кольцами, радиус которых значительно больше радиуса штанги, обеспечивает измельчение глыб и крошение почв без забивания рабочих органов растительными остатками и почвой, уменьшение металлоемкости агрегата.

 
 

 

     3. Прочностные расчеты

     Проверка  прочности балки на изгиб

Построение  графика Миз:

     

     Рис.2. График построения сил

    Определение момента сопротивления сечения балки:

;

= b- ;

-толщина  стенки трубчатого квадрата;

-длина  стороны трубчатого квадрата,

-длина  внутренней стороны трубчатого квадрата;

     Из  справки, момент сопротивления квадрата при изгибе:

     Рис.3. Сечение трубчатого квадрата

      ;

 

     Отсюда  получаем:

      ;

     Определение условия прочности при изгибе:

     Условие прочности определяется из неравенства:

     

;

-допускаемое  напряжение на растяжение для  Ст3 ГОСТ 380-60,

= 90МПа = 90* Па

     Максимальный момент определяется:

      ;

     Определяем  условие прочности:

      ;

     Исходя  из расчетов можно сделать вывод, о том что наше расчетное число  в ходит в допускаемое отклонение, а это говорит, что наша трубчатая  балка не будет гнуться и ломаться.

     Расчет  шарикоподшипника

     Чтобы определить необходимую динамическую грузоподъемность шарикоподшипника, который  должен иметь долговечность 

     при  работе  под  нагрузкой  и оборотами n = 500 об/мин.

     

     Рис.4. Положение подшипников на средней балке

     Зная    и n, находим нагрузка деленная на силу С/Р = 8,23, это отношение выбираем из справочника расчетов подшипника по таблице.

     В данном случае Р = Р = 1500 Н.

     Значит  С/Р = 8,23 8,23 Р С = 8,23 1500 = 12345 Н.

     Отсюда  мы узнали, что нагрузка на шарикоподшипник  приходится      С = 12345 Н.

 

      4 Требования техники  безопасности к  конструкции противоэрозионного  культиватора КПЭ-3,8

 

      Усовершенствованная конструкция культиватора КПЭ-3,8 (с установленным прикатывающим устройством) разрабатывалась в соответствии с требованиями техники безопасности к элементам конструкции оборудования по ГОСТ 12.2.003-90. Органы управления выполнены по требованиям ГОСТ 12.2.062-81.

      Регулировку и ремонт усовершенствованного культиватора КПЭ-3,8 проводят при полностью заглушенном двигателе трактора Т-150 с установкой спец-подставки при случайно-внезапном перекатывании агрегата при остановке на поверхности под уклоном. При регулировках или замене рабочих органов высевающего аппарата используют средства защиты для рук – рукавицы.

      Предельно-допустимый уровень шума при работе усовершенствованного культиватора соответствует ГОСТ 12.1.003-83.

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Авилов  В.И. Справочник по планированию сельского хозяйства – М: Колос, 1976.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя – М: Колос, 1982. - Т1 576 с., Т2 584 с., Т3 576 с.
3. Астафьев М.М. Техника в сельском хозяйстве – М.: Колос, 1978.
4. Барсуков А.Ф. Справочник по сельскохозяйственной техники – М: Колос, 1984.
5. Белов Б.М., Кириченко В.Е. Методические указания по выполнению курсовой работы по эксплуатации МТП для студентов агрономического факультета. Луганск: печатный цех ЛГАУ.
6. Бобриков Ф.А. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации МТП – М: Колос, 1980.
7. Большаков М.М. и др. Охрана труда в сельском хозяйстве – М: Колос, 1989.
8. Годин Е.И. и др., Техническое черчение. К:, Выща школа: 1983. - 440 с.
9. Годовые отчеты хозяйства за 1999…2001 годы
10. ГОСТ 12.2.003-91 Оборудование производственное. Общие требования безопасности
11. ГОСТ 2.108-68 ЕСКД Спецификация
12. ГОСТ 2.109-73 ЕСКД Основные требования к чертежам
13. Евсюков Т.П. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации МТП. -М.: Агропромиздат, 1985.-143 с.
14. Експлуатація машинно-тракторного парку в аграрному виробництві. /В.Ю. Ільченко, П.І. Карасьов та ін./ За  ред. В.Ю. Ільченко - К.: Урожай, 1993.
15. Иофинов С.А., Бабенко Э.П., Зуев Ю.А. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка. М.: Агропромиздат, 1985.-272 с.
 

16. Иофинов С.А., Лышко Г.П., Хабатов Р.Ш. Курсовое и дипломное проектирование  по эксплуатации машинно-тракторного парка. М.: Агропромиздат, 1989.-191 с.
17. Иофинов С.А., Лышко Г.П., Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1984.-351 с.
18. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 1980. - 671 с.
19. Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов – Ворошиловград: ВСХИ, 1977.
20. Погорелый Л.В. Повышение эксплуатационно-технологической эффективности сельскохозяйственной техники.-К.: Техника, 1990.-176 с.
21. Примак І.Д., Гудзь В.П. Операційні технології вирощування кормових культур. -К.: Урожай, 1995. -288 с.
22. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные и полевые работы в сельском хозяйстве. Т1, Т2. -М.: Агропромиздат. 1990. -352 с.
23. Требования ГОСТ 12.2.003-91 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности"
24. Фере Н.Э., Бубенов В.В., Еленев А.В., Пильщиков Л.М. Пособие по эксплуатации МТП. - М.: Колос, 1971.-280 с.
25. Детали машин в примерах и задачах. Под редакцией С. М. Башеева. –  Минск : Высшая школа, 1970.
26. Крижановский В. І., Касай Я. К. Довідник по нормуванню ремонтних робіт. – Київ: Урожай, 1997.