Повышение эффективности работы агрегата на внесении извести тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Белоусов, Николай Иванович

• Белоусов, Николай Иванович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Белоусов, Николай Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Известь как средство восстановления плодородия почвы $

1.2. Физико - механические свойства известковых материалов и особенности конструкций машин для их внесения

1.3. Обзор работ по исследованию механизации внесения минеральных удобрений и известковых материалов

1.4. Выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МАШИН НА ВНЕСЕНИИ ИЗВЕСТИ

2.1. Экономическая оценка транспортно-технологических средств на внесении извести

2.2. Обоснование формы и размеров кузова разбрасывателя

2.3. Определение вместимости кузова разбрасывателя

2.4. Обоснование количества вертикальных роторов

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Программа исследований

3.2. Применение метода планирования эксперимента для исследования формы и размеров кузова разбрасывателя

3.3. Установки для лабораторных исследований

3.4. Подготовка машин и приборов для лабораторно -полевых исследований

3.5. Методика определения физико—механических свойств извести при различной влажности

3.6. Методика определения формы и размеров кузова разбрасывателя

3.7. Методика исследования процессов распределения извести центробежным вертикальным аппаратом

3.8. Методика определения влияния грузоподъемности разбрасывателя на расход топлива и твердость почвы

3.9. Методика проведения хронометражных наблюдений за работой агрегатов на известковании кислых почв

3.10. Методика обработки опытных данных

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАШИН

НА ВНЕСЕНИИ ИЗВЕСТИ И ИХ АНАЛИЗ

4.1. Влияние влажности извести на ее основные физико-механические свойства и параметры разбрасывателя

4.2. Обоснование формы и размеров кузова разбрасывателя известковых материалов

4.3. Результаты исследования распределения извести вертикальным ротором

4.4. Влияние массы груза в кузове разбрасывателя на расход топлива и твердость почвы

4.5. Параметры и режимы работы низкорамной машины

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АГРЕГАТОВ НА ВНЕСЕНИИ ИЗВЕСТИ

5.1. Машина для внесения извести

5.2. Выбор технологической схемы и машин для внесения извести

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности работы агрегата на внесении извести»

Основной задачей агропромышленного комплекса является надежное обеспечение страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем.

С этой целью к 2010 году среднегодовое производство зерна необходимо довести до 135, сахарной свеклы - до 50 млн.тонн [94]. Чтобы решить эту проблему, нужно добиться динамичного развития и роста эффективности производства продукции растениеводства за счет повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Экспертная оценка весомости факторов урожая показала, что увеличение сельскохозяйственной продукции на 43% достигается за счет удобрений, 36% -за счет новых сортов сельскохозяйственных культур, 8% - за счет оптимизации структуры посевных площадей и выполнения мелиоративных работ, 8% - за счет концентрации производства, 5% -за счет выполнения работ в агротехнические сроки [84]. Поэтому важно уделить внимание внесению удобрений, в том числе и известкованию кислых почв. Для этого необходимо последовательно осуществлять меры по увеличению поставок извести и более рациональному использованию средств химизации земледелия.

Повысить роль агрохимической службы хозяйств по эффективному применению известковых материалов, резко сократить потери извести и мела при хранении, транспортировании и использовании, повысить качество известкования кислых почв. Всемерно повышать эффективность капитальных вложений производственного назначения, используя их в первую очередь на повышение плодородия земель.

Продолжить техническое перевооружение сельского хозяйства для внесения известковых материалов.

Значительно улучшить использование техники, не допускать преждевременного ее списания.

Однако, как показали исследования, прирост продовольственной продукции увеличивает расход топлива и не компенсируется ростом производительности машинно-тракторных агрегатов. Например, при увеличении производства зерна на 9% потребность в дизельном топливе и бензине возрастает на 14% [94].

Для сокращения расхода нефтепродуктов необходимо совершенствовать развитие системы технологий и машин. На основании ее нужно проводить единую технологическую и техническую политику в агропромышленном комплексе России [93].

К сожалению, приходится констатировать, что выбытие техники вследствие износа и непополнения не только не остановилось, но даже увеличилось [44]. Поэтому в работе [67] предложено одобрить проект федеральной целевой программы "Техника для продовольствия России на 1999-2005 годы".

В программе предусмотрено ускорить разработку региональных концепций технического обеспечения сельских товаропроизводителей перспективной сельскохозяйственной техникой.

Научно-исследовательским и конструкторским организациям при создании новой техники обратить внимание на обеспечение ее высокого технического уровня. Для этого требуется вооружить крестьянина самыми современными низкозатратными технологиями и высокопроизводительными, принципиально новыми машинами, созданными на базе новейших достижений науки и техники. Их применение обеспечит высокую прибыль, приведет к ускорению платежеспособного спроса на технику, а следовательно, послужит толчком к выходу из кризиса как сельхозмашиностроения, так и других отраслей промышленности [43]. Приоритет отдан технике с принципиально новыми конструктивными и технологическими характеристиками.

Исследованиями установлено, что растения после известкования кислых почв лучше растут, больше усваивают питательных веществ из почвы и удобрений и поэтому в конечном счете дают более высокие урожаи. Значения известкования особенно возрастают в условиях применения больших доз минеральных удобрений, поскольку многие из них подкисляют почву.

Данные опытных станций подтверждают, что на каждый затраченный на известкование рубль можно получить 5.6 рублей в виде стоимости прибавки урожая сельскохозяйственных культур [23].

Однако существующие средства механизации для внесения известковых удобрений сложные по конструкции, дорогостоящие и малопроизводительные. Поэтому возникла необходимость в обосновании принципиально нового технологического и технического решения машины для внесения извести.

Тема выполнялась в течение 1997-2001 гг. и входила в план исследований Курской государственной сельскохозяйственной академии им.профессора И.И.Иванова (тема №11, номер государственной регистрации 01.9.20.006402).

Цель работы состоит в повышении производительности агрегата, снижении затрат труда и денежных средств на внесение извести, за счет обоснования типа, параметров и режимов работы разбрасывателя, с учетом физико-механических свойств извести.

Объектом исследования является технологический процесс перегрузки и внесения известковых материалов.

Предметом исследования является установление закономерностей по определению типа разбрасывателя, размеров кузова и оценка качества работы его на внесении извести.

Научная новизна заключается в обосновании типа машины для внесения извести, формы и размеров кузова разбрасывателя, в определении вместимости его с учетом твердости почвы.

Методика исследования.

Методической основой явились аналитические и синтетические методы, физическое моделирование процесса перегрузки извести в разбрасыватель и качество внесения ее.

В основу методики положен оптимизационно-имитационный метод с применением ЭВМ-1030, индуктивный и дедуктивный методы, факторный анализ.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена сходимостью теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными в лабораторно-полевых и производственных условиях и подтверждена актами о внедрении результатов исследований в производстве.

На защиту выносятся форма и параметры кузова низкорамного разбрасывателя, с учетом физико-механических свойств извести, конструктивные и режимные параметры вертикального ротора, основные эксплуатационные показатели опытного агрегата на внесении извести.

Практическая ценность и реализация результатов исследования.

Исследования показали возможность применения низкорамного разбрасывателя на внесении извести.

Переоборудованная низкорамная машина опробована на внесении извести в сельскохозяйственном кооп. «Бабино» Обоянского района Курской области.

Производительность опытного агрегата на перевозке извести на 5 км и внесении ее по 1 т/га по перегрузочной технологии возросла по сравнению с серийным, состоящим из трактора МТЗ-80 с МВУ-5 в 1,48 раза, денежные затраты уменьшились на 28%.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской (1998г., 1999г., 2000 г.) государственной сельскохозяйственной академии, Орловского (1998г.) и Воронежского (1999г.) государственных агро-университетов и на III международной научно-производственной конференции в Белгородской государственной сельскохозяйственной академии (1999г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и рекомендаций производству, списка использованных источников из 134 наименований, в том числе трех на немецком языке.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Белоусов, Николай Иванович

4.3. Результаты исследования распределения извести вертикальным ротором

Обоснование конструктивно-режимных параметров вертикального ротора для внесения извести проводилось по изложенной методике в с/х кооперативе «Бабино» Обоянского района Курской области на специально изготовленной экспериментальной установке.

Для сравнения результатов проводилось исследование равномерности распределения извести при различной подаче и скорости движения разбрасывателя МВУ-5 с трактором МТЗ-80. При внесении извести без кожуха снижается ширина рассева в два раза, поэтому исследования ротора проводились с кожухом.

Данные опытов обрабатывались методами математической статистики, установлены корреляционные уравнения.

В последние годы предложен ряд новых методов оценки сельхозмашин, например, по обобщенному показателю. Это значит, что эффективность функ

Сга, руб/га п с

5 6 7 8

V, м3 ционирования агрегата возможна при более объективной и качественной оценке работы разбрасывателя по качеству выполнения технологического процесса.

На основании ГОСТа 26759-85 качество работы машины оценивалось по равномерности распределения извести при использовании ротора с различными параметрами и режимами работы.

По результатам испытаний предусмотрено определение основных статистик ряда распределения: математического ожидания массы извести на 1м2 тх, сред-неквадратического отклонения ах и коэффициента вариации и. Однако их совершенно недостаточно для оценки качества внесения извести, имеющего вероятностно-статистический характер. Для этого эффективно определение законов распределения оценочных показателей.

Закон распределения извести при работе машины с различными параметрами на разных режимах позволяет оценить вероятность попадания извести в установленные противни.

Стабильность процесса внесения извести имеет важное значение, поэтому качество работы агрегата определялось при работе его с различной подачей извести и скорости.

Математическое ожидание массы извести на 1 м определялось по формуле [64]

-к к тх = X = ^--(4.22)

7 = 1 2 где Х\ - 1-ое значение массы извести в противне, г/м ;

П) - количество повторений случайной величины в одном разряде; к - количество разрядов.

Среднеквадратическое отклонение ах - положительное значение квадратного корня из дроби, числитель которой равен сумме произведений квадратов разностей между каждым значением ряда и его средним значением на соответствующую частоту, а знаменатель равен сумме всех частот п [64]:

X (х,-х)2 стх = ^-. (4.23)

V п

Коэффициент вариации определяется по формуле [64] = ■^-•100%. (4.24) л

Основные статистики ряда распределения при внесении извести ротором диаметром 920мм с четырьмя лопастями с кожухом шт. при частоте вращения п=800мин~', норме внесения N=2,54 т/га с углом установки лопаток ос=+12° при влажности извести 5% по форме табл. 4.17.