Разработка схемы и обоснование параметров модернизированного снегопаха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Шишкин, Владимир Иванович

• Шишкин, Владимир Иванович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шишкин, Владимир Иванович

Введение

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ 6 МЕХАНИЗАЦИИ СНЕГОЗАДЕРЖАНИЯ:

1.1 Влияние снегозадержания на накопление влаги и урожайность сельскохозяйственных культур.

1.2 Существующиеособы задержанияега при возделываниих. культур.

1.3 Средства механизации задержания снега на полях.

1.4 Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СНЕГОПАХА С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВАЛОФОРМИРОВАТЕЛЕМ.

2.1 Обоснование необходимости совершенствования снегопахов.

2.2 Обоснование схемы снегопаха с регулируемым валоформирователем

2.3 Определение параметров экспериментального снегопаха.

2.3.1 Определение длины удлинителя отвала.

2.3.2 Определение параметров направляющих пластин.

2.3.2.1 Обоснование длины направляющей пластины.

2.3.2.2 Определение угла установки направляющей пластины.

2.4 Определение тягового сопротивления модернизированного снегопаха

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Общие положения экспериментальных исследований.

3.2 Методика определения параметров преград, формируемых экспериментальным орудием.

3.3 Планирование многофакторного эксперимента при определении оптимальных параметров снегопаха.

3.3.1 Общие положения.

3.3.2 Выбор параметра оптимизации.

3.3.3 Обоснование варьируемых факторов в многофакторном эксперименте.

3.3.4 Порядок обработки результатов многофакторного эксперимента

3.4 Методика энергетической оценки снегопаха.

3.5 Методика тарировки измерительной установки для определения тягового сопротивления.

3.6 Методика определения влияния работы орудия на урожайность зерновых.

3.7 Методика обработки результатов экспериментальных исследований.

3.8 Оценка погрешностей измерений.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Методика определения параметров преград, формируемых снегопахом.

4.2 Результаты многофакторного эксперимента при определении оптимальных параметров снегопаха.

4.3 Результаты энергетической оценки экспериментального снегопаха.

4.4 Сравнительные испытания снегопаха.

4.5 Результаты производственных испытаний экспериментального снегопаха.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ В Ю

ПРОИЗВОДСТВО МОДЕРНИЗИРОВАННОГО СНЕГОПАХА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка схемы и обоснование параметров модернизированного снегопаха»

В условиях Оренбургской области эффективность производства продукции растениеводства, в частности урожайность сельскохозяйственных культур во многом определяется наличием почвенной влаги. Согласно исследованиям многих ученых, грунтовые воды в формировании водного баланса в почве практически не участвуют, так как в этом регионе они находятся на большой глубине. Таким образом, атмосферные осадки являются основной приходной составляющей почвенной влаги.

В комплексе мероприятий по накоплению и рациональному использованию влаги существенная роль принадлежит такой операции как снегозадержание. Следует отметить, что доля осадков в виде снега в общем балансе составляет 30-40% от общегодового количества.

Основу современной технологии механизированного снегозадержания составляет формирование снежных валов поперек господствующего направления ветра. Однако, следует признать, что использование несовершенных технологий снегонакопления и соответственно средств механизации зачастую приводит к снижению эффективности, а иногда и к убыточности этой операции. Такое положение дел приводит к отказу сельских товаропроизводителей от проведения этой операции.

Одной из причин низкой эффективности средств механизации является недостаточное внимание к энергетическим показателям орудий, непосредственному функционированию рабочих органов машин.

В связи с этим в условиях, когда сельское хозяйство начинает получать новую технику, внедряет прогрессивные технологии, следует обратить внимание и на накопление влаги за счет снегозадержания, поскольку эффективность её бесспорна и доказана исследованиями многих ученых.

Учитывая актуальность поставленной проблемы, целью работы является совершенствование орудия для снегонакопления и обоснование его параметров, обеспечивающих увеличение количества накопленного снега и снижение энергетических затрат.

В качестве объекта исследования принят процесс формирования преград из снега при механизированном накоплении.

Предмет исследования: Закономерности функционирования снегонакопительного орудия.

Научная новизна. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана математическая модель процесса функционирования снегопаха (формирования преград), на основе которой предложена схема модернизации орудия для снегонакопления и обоснованы его параметры.

Практическая значимость.

Разработан модернизированный снегопах, применение которого обеспечивает формирование преград увеличенной высоты, что позволяет увеличить накопление снега на полях, влаги в почве и урожайность сельскохозяйственных культур.

Внедрение.

Опытные образцы орудия в 2003.2006 гг. использованы для накопления снега в ООО «Затонное» Илекского района, ОПХ «Экспериментальное»

Оренбургского района.

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертационной работы представлены, доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях факультета механизации ОГАУ (2002-2006 гг.), на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию ОГАУ (Оренбург, 2005 гг.), на межвузовской научно-практической конференции «Решение проблем стабилизации сельскохозяйственного производства» (Оренбург, 2005 г.).

Результаты научных исследований по диссертации отмечены серебряной медалью Российской Агропромышленной выставки «Золотая осень»

Москва «ВВЦ», 2005 г.)

Публикации

По результатам исследования опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованной литературы (136 наименований) и приложений. Работа изложена на 130 страницах и включает 13 таблиц, 30 рисунков и 7 приложений.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Шишкин, Владимир Иванович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ состояния вопроса механизации накопления снега на полях показывает, что:

- количество накопленного снега и эффективность работы снегопахов определяется высотой сформированного вала;

- наиболее оптимальным профилем преграды является равнобедренный треугольник с углом у основания, равным углу осыпания снега;

- существующие снегопахи не обеспечивают формирование снежного вала в виде равнобедренного треугольника

2. На основе выполненного анализа закономерностей формирования снегопахом снежного вала определено направление его модернизации. Установлено, что конструкция снегопаха должна обеспечивать профиль снежной массы в валоформирователе в виде равнобедренного треугольника с углом у основания равным ушу осыпания снега.

3. Установлено, что для реализации обоснованных требований к конструкции необходимо отвал снегопаха снабдить шарнирно установленным удлинителем, позволяющим регулировать ширину валоформирователя, и кроме того, с внутренней стороны отвалов установить направляющие пластины, для распределения снега в валоформирователе.

4. В процессе теоретического исследования получены аналитические зависимости, устанавливающие влияние параметров удлинителя и направляющих пластин на размеры формируемой преграды. Указанные зависимости позволили обосновать конструктивные параметры снегопаха.

5. Исследования работы снегопаха на основе многофакторного эксперимента позволили установить, что длина удлинителя отвала должна составлять 0,8.0,95 м, длина направляющих пластин 1,1. 1,3 м, а угол их установки 28 градусов.

6. Энергетическая оценка модернизированного снегопаха показала, что установка направляющих пластин вызывает незначительное увеличение тягового сопротивления снегопаха, но предотвращает сгруживание снега и связанный с ним рост энергетических затрат. Диапазон тягового сопротивления при глубине хода отвалов 0,10.0,15 м составляет 3,22.3,34

7. Производственные и сравнительные испытания снегопаха в полевых условиях показали, что применение модернизированного снегопаха обеспечивает повышение урожайности на 1,1 ц/га по сравнению с применением серийного агрегата. При этом годовой экономический эффект от внедрения составляет около 125136 рублей. кН.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шишкин, Владимир Иванович, 2006 год

1. А.с.1575957 СССР, МКИ А01В 13/16 Снешпахотный агрегат./Соавторы: А.Ф.Таушканов, Г.П.Кузьмин, А.А.Яненко, В.Э. Болендер и А.Х.Акчурин. БИЛ 990,-№25.

2. А.с.1595356 СССР, МКИ А01В 13/16 Снегопахотный агрегат. /Соавторы: А.А.Фролов, А.Ф.Таушканов, А.Ю.Терпиловский. БИ 1990,- №36

3. А.с.1741625 СССР, МКИ А01В 13/16 Способ снежной мелиорации./Соавторы: А.Ю.Терпиловский, В.Л.Астафьев. БИ 1992,-№23

4. А.с. № 1635912. Агрегат для снегозадержания на полях. /Авт. изобрет. И.П. Слобоняник/

5. А.с. № 605565. Агрегат для образования снежных валиков, /авт. изобрет. Г.И. Шарин, Н.И. Ермоленко, В.Ф.Кириенко, И.И.Майоров/

6. А.с. № 1209045. Способ снегозадержания и устройство для его осуществления, /авт. изобрет. Н.Г. Деев, В.А. Демин/

7. А.с. № 1715218. Способ снежной мелиорации, /авт. изобрет. В.Е. Горяев, П.И. Костров/

8. А.с. № 431832. Орудие для задержания снега на поверхности поля. /авт. изобрет. В.Е. Ковтунов, Н.В. Краснощекое

9. А.с. № 1613008. Орудие для снегозадержания, /авт. изобрет. /А.К. Кострицын, Н.А. Уфиркин, А.П. Спирин, Б.И. Резников/

10. А.с. № 793429. Агрегат для образования снежных валиков, /авт. изобрет. П.И. Костров, В.А. Демин/

11. А.с. № 1650019. Снегопах, /авт. изобрет. Н.А. Уфиркин, А.К. Кострицын, А.П. Спирин, Б.И. Резников, Е.З. Маркман/

12. А.с. № 919615. Система снегозадержания на полях, /авт. изобрет.

13. Н.Н. Дюкарев, А.В. Ларин и др./

14. А.с. № 1605940. Способ снежной мелиорации, /авт. изобрет. В.Е. Горяев, П.И. Костров, В.А. Демин/

15. А.с. № 416026. Способ механизированного снегозадержания, /авт. изобрет. В.Е. Ковтунов, Н.В. Краснощеков/

16. А.с. № 565641. Снегопах, /авт. изобрет. П.П. Нужнов, Л.И. Пучкова и др./

17. Агроклиматические ресурсы Оренбургской области./Отв.ред. В.Н. Бодрикова.- Л.: Гидрометеоиздат, 1971.-120 с.

18. Агротехническая эффективность снегозадержания: Лекция. Н.Е. Черепанов, Н.И. Фольмер, В.Е. Ковтунов, А.Р. Макаров.-Омск: 1977.-20 с.

19. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Программированное введение в планирование эксперимента. -М.: Наука, 1971.-283 с.

20. А.с. 1489590 .А 01 В 13/16. Способ регулирования снеготаяния./Н.М. Круглов. //

21. А.с. 1475496. А 01В 13/16 . Способ регулирования снегозадержания мульчированием снега. В.Е. Горяев и др. // БИ 1989 №16.

22. Бакаев Н.М., Васько И. А.Снегозадержание повышает урожай.//Кормопроизводство, 1986,-№ 1.

23. Белоппазов Е.А. Динамика расхода воды и питательных веществ культурами полевых севооборотов на типичном черноземе Саратовской области: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. с.-х. наук. Воронеж, 1981

24. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов. Изд 2-ое, -М.:Наука, 1967.

25. Бурматов И.М. Влияние снегозадержания на тепловой режим и продуктивность осушаемых болот Барабы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. с.-х. наук. -Иркутск, 1970

26. Васильев А.В., Раппопорт Д.М. Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов. М.: Машгиз, 1963. -339 с.

27. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1973. -199 с.

28. Воейков А.Н. Избранные сочинения. Сельскохозяйственная метеорология. JL, Гидрометеоиздат, 1957 г., 259 с.

29. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных.-М.: Колос, 1966, с.254.

30. Волков А.Е., Янкин М.В., Цуцоев В.И. Особенности эксплуатации тракторов зимой. М.: «Колос», 1975,-127с.

31. Высоцкий А.А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1968. - 291 с.

32. Галиев Р.Э. Ковриков И.Т. Принципы эффективного снегонакопления.//Труды сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства. Том 1.- Оренбург, 1997.-С. 21-22.

33. Галиев Р.Э. Определение оптимальных параметров орудия для снегонакопления. // Тезисы докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбуржья (часть I). Оренбург: Издательство ОГУ, 1999. - С. 36-37.

34. Галиев Р.Э., Ковриков И.Т. Свально-отвальный снегопах. / Информ. листок № 105-97. Оренбург, 1997. 4 с.34