Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и плуга общего назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна

  • Бойкова, Елена Васильевна
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2010, Саратов
  • Специальность ВАК РФ05.20.01
  • Количество страниц 163
Бойкова, Елена Васильевна. Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и плуга общего назначения: дис. кандидат технических наук: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Саратов. 2010. 163 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ I I ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ.

1.1. Отвальная и безотвальная технологии основной обработки почвы

1.2. Почвообрабатывающие: орудия, применяемые- для« основной отвальной обработки почвы.—

1'.3: Результаты исследований лемешно-отвальных плугов общего назначения

1.4. Почвообрабатывающие орудия, применяемые для основной безотвальной обработки почвы

1.5. Результаты исследований почвообрабатывающих орудий для^безотвальной обработки почвы.

1.6; Технологический процесс: чизельной обработки-почвы и орудия для его выполнения:.

1.6.1. Результаты исследований, чизельных плугов.

Выводы. Цель и задачи исследований;.

2; ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОСНОВНОЙ; ОБРАБОТКИ; ПОЧВЫ, ОБОСНОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА И ПЛУГА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ;

2.1. Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы.

2.1.1. Анализ возможных комбинаций отвальной и безотвальной технологий основной обработка почвы.'.

2.1.2. Энергосберегающий технологический процесс основной обработки почвы.'.

2.2.Разработка конструктивно-технологической схемы комбинированного рабочего органа и определение его основных параметров

2.2.1. Разработка конструктивно-технологической* схемы комбинированного рабочего органа.

2.2.2. Основные параметры,комбинироваиного рабочего органа.

2.3. Исследование энергоемкости технологических процессов, выполняемых известным плугом общего назначения и плугом, с комбинированными рабочими органами.

2.3.1. Разработка конструктивно-технологической схемы плуга общего назначения.

2.3.2. Оценка энергоемкости технологических процессов основной обработки почвы, выполняемых плугами общего назначения.

Выводы по разделу.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Объект исследования.

3.3. Технические средства, используемые для экспериментальных исследований.

3.4. Методика лабораторно-полевых исследований технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.

3.4.1. Определение качественных показателей рационального технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.

3.4.2. Определение энергетических показателей технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.

3.4.3. Эксплуатационная оценка работы плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.

3.5. Методика обработки результатов исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.

4.1.1. Условия проведения лабораторно-полевых исследований.

4.1.2. Экспериментальные исследования выполнения энергосберегающего технологического процесса основной обработки поч

4.1.3. Результаты и анализ агротехнических показателей технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом ПБС-8У при лабораторно-полевых исследованиях.

4.1.4. Результаты и анализ энергетических показателей энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом ПБС-8У при лабораторно-полевых исследовани

Выводы по разделу.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ПЛУГА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

5.1. Применение нового плуга общего назначения ПБС-8У с комбинированными рабочими органами на основной обработке почвы

5.2. Исследование и испытание нового плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами на Поволжской машиноиспытательной станции. 116'

5.3. Расчет экономической эффективности применения плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.

5.5. Экономическая эффективность использования новых орудий.

Выводы по разделу.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», 05.20.01 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и плуга общего назначения»

В настоящее время при производстве продукции растениеводства каждая базововая технология возделывания сельскохозяйственных культур включает основную обработку почвы, которая выполняется по двум технологиям. Рыхление почвы на глубину 20.30 см с оборотом почвенного пласта - отвальная технология, и рыхление пласта почвы на глубину 20.30 см без оборота почвенного пласта - безотвальная технология [1-7].

Проведение технологической операции отвальной вспашки позволяет улучшать её плодородие, способствует накоплению и сохранению запасов влаги, снижает засоренность полей. Главным недостатком отвальной технологии обработки почвы является нарушение структуры почвы, которое происходит в результате оборота раскрошенного пахотного слоя.

При безотвальной технологии структура почвы сохраняется, происходит накопление гумуса, предотвращаются эрозионные процессы. Однако в этом случае сложно вносить органические удобрения и высока вероятность засорения полей.

Если объединить эти две технологические операции в одну, с условием соблюдения агротехнических требований, то появляется возможность добиться нового качественного результата, повышающего эффективность основной обработки почвы.

Для выполнения основной отвальной обработки почвы широко применяются лемешно-отвальные плуги общего назначения ПЛН-4-35; ПНИ-4-40: ПЛН-5-35; ПНЛ-8-40; ПНИ-8-40 [8,9].

Для основной безотвальной обработки почвы используются плоскорезы-глубокорыхлители: КПГ-2,2; ПГ-3-100; ПГ-3-5; ГУН-4, а также лемешно-отвальные плуги укомплектованные стойками СибИМЭ (ЛП-0,35) [9, 10,11].

Кроме известных плугов и почвообрабатывающих орудий для безотвального рыхления отечественного производства применяют иностранные технические средства известных фирм Lemken, Kvemeland, Eberhard, Kuhn, Naud и ДР

Технологический процесс основной обработки почвы является самой энергоемкой операцией при производстве растениеводческой продукции, при этом энергозатраты на обработку почвы плоскорезами-глубокорыхлителями на 2030% ниже энергоемкости обработки'почвы лемешно-отвальнымиплугами[10-13].

Качественные показатели этих рабочих органов часто не соответствуют требованиям агротехники, что существенно влияет на урожайность возделываемых культур.

Таким образом, научная-задача состоит в объединении технологий отвальной и безотвальной обработки почвы в единый технологический процесс и разработки плуга общего-назначения с комбинированными рабочими органами. Такое совмещение в рамках установленных агротехнических требований позволит снизить тяговое сопротивление плуга и как следствие уменьшить энергоемкость технологического процесса основной обработки почвы.

В связи с вышеизложенным, разработка и исследования энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и1 плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами для его выполнения, представляют собой актуальную научную задачу, имеющую важное хозяйственное значение.

Объект исследований - технологический процесс основной обработки почвы, выполняемый плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.

Предметом исследований являются энергосберегающий технологический процесс и закономерности^ снижения энергоемкости основной обработки почвы.

Научная новизна заключается в разработке энергосберегающего технологического процесса, .совмещающего технологии основной отвальной и безотвальной обработки почвы и обосновании конструктивно-технологической схемы нового плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» им. Н.И. Вавилова по теме №4 «Разработка технического обеспечения аграрных технологий», раздел №4.2. «Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин для основной обработки почвы» и «Региональной программой развития сельского хозяйства Саратовской области до 2012 года» (№260 ПР распоряжение правительства Саратовской области), а также целевой программой «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия Саратовской области на 2008-2012 годы» (утверждена Законом Саратовской области от 9 ноября 2007 года №228-ЗСО).

На защиту выносятся следующие научные положения:

- энергосберегающий технологический процесс основной обработки почвы;

- конструктивно-технологическая схема комбинированного рабочего органа и плуга общего назначения; - аналитические зависимости для определения энергоемкости технологического процесса основной обработки почвы, параметров комбинированного рабочего органа и плуга общего назначения.

Похожие диссертационные работы по специальности «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», 05.20.01 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Бойкова, Елена Васильевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Г. Повысить эффективность основной- обработки почвы путем уничтожения сорных растений, заделки органических и минеральных удобрений в. обрабатываемый^ слой почвы с сохранением структуры почвы и снижением эрозии» почвы возможно за счет объединения технологических процессов отвальной и безотвальной обработки почвы в единый технологический процесс. 2'.Разработанный энергосберегающий технологический процесс выполняется по схеме; согласно-которой, нижняя часть обрабатываемого слоя почвы крошится, а верхняя часть крошится, сдвигается, и укладывается на раскрошенную нижнюю часть. Вследствие этого в нижней части пахотного слоя сохраняется структура почвы, а за счет оборота верхней части происходит уничтожение сорных растений, заделка их и стерни в пахотный слой1.

3. Теоретически установлено, что комбинированный рабочий орган для выполнения энергосберегающего технологического процесса, должен состоять из части корпуса плуга, у которого заменена полевая доска на левый лемех стрельчатой лапы. Удельное тяговое сопротивление комбинированного рабочего органа по сравнению с корпусом плуга снижается на 24,5-29,2%, при этом ширина захвата лемеха стрельчатой лапы должна составлять в3=0,25м, а ширина захвата всего комбинированного рабочего органа е=0,65м. Для обеспечения прямолинейности движения комбинированного рабочего органа в обрабатываемом пахотном слое необходимо; чтобы расстояние между носком лемеха корпуса плуга и носком лемеха стрельчатой лапы, в направлении движения, было 0,25 м. Определено, что для эффективной загрузки тракторов тягового класса 5, новый плуг общего назначения должен обеспечивать ширину захвата 5=4,6 м, при этом его длина по сравнению с плугом ПНЛ-8-40 снижается на 22,5%.

4. Проведенными теоретическими исследованиями энергоемкости технологических процессов выполняемых пахотными агрегатами МТЗ-2522ДВ+ПНЛ-8

40 и МТЗг2522ДВ, агрегатируемым с плугом укомплектованным комбиниро

125 ванными рабочими органами установлено, что энергоемкость агрегата МТЗ-2522ДВ+разработанный плуг меньше энергоемкости агрегата МТЗ-2522ДВ+ПНЛ-8-40 на 25,1-28,2 % .

5. Полученные результаты экспериментальных, исследований профиля обрабатываемого слояшочвы показывает; что теоретически разработанный технологический; процесс основной , обработки почвы, объединяющий отвальную и безотвальную обработку почвы, реализуется* новым плугом ПБС-8У с комбинированными рабочими органами. При этом происходит заделка: растительных и пожнивных остатков за счет сдвига и оборота раскрошенного слоя почвы на глубину 12-13 см, а ниже этой глубины сохранятся структура раскрошенной почвы.

6; Результаты расчетов удельной энергоемкости агрегата МТЗ:2522ДВ+ПБС-8У и энергетические показатели, полученные при экспериментальных исследованиях агрегата МТЗ-2522ДВч-ПБС-8У свидетельствуют о том7, что: изменения экспериментальной и теоретической: удельной; энергоемкости? агрегатов от скорости движения, имеют одинаковую закономерность и на1 основании критерия % согласуются с доверительной вероятностью;0,05. 7. Сравнение эксплуатационно-технологических показателей плугов общего назначения) 1ШЛ-8-40 и Г1БС-8У выявило, что за счет применения вг плуге ПБС-8У рабочих органов, выполняющих энергосберегающий? технологический процесс основной обработки почвы, происходит увеличение часовой производительности на 25,0-28;9%, при этом затраты труда на обработку 1 га пашни уменьшаются на 17,3%, что способствует получению годового приведенного экономического эффекта на один предлагаемый плуг в сумме 337693 рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна, 2010 год

1. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий.М.:ГНУ Информагротех, 2000.-517с.

2. Горячкин, В. П. Собрание сочинений Т 2 ./Горячкин В.П.//- М.: Наука, 1970. 544 С.

3. Горячкин, В. П. Собрание сочинений. изд. II. Том II. /Горячкин

4. B.П.// -М.: Колос, 1968.-455 С. .

5. Иофинов, С. А. Эксплуатация машинно-тракторного парка./ Иофинов

6. C. А., Лышко, Г. П. // М.: Колос, 1984. -351 С.

7. Летошнее, М. Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет, проектирование и испытания. Изд. 3-е, перераб. и доп. Уч. Пособие для студ. инст-ов и факультетов механизации сельского хозяйства. / ЛетошневМ. Н. //-М.: Л. Сельхозизд., 1955.-764С.

8. Мальцев, Т.С. Система безотвального земледелия./Мальцев Т.С// -М.: Агропромиздат, 1988.- 128с.

9. Халанский, В. М. Сельскохозяйственные машины / Халанский В. М., Горбачев И. В.//- М.: Колосс, 2003. 623 С.

10. Сельскохозяйственная техника. Справочник. М., 1962. - С.26 - 35.

11. Сельскохозяйственная техника: Каталог. Под. ред. В.И. Черноивано-ва. М., 1991.-Т.1.-364 С.

12. Грибановский А.П. Комплекс противоэрозионных машин (теория, проектирование)./ Грибановский А.П., Бидлингмайер Р.В. //- Алма-Ата: Кайнар, 1990.-256с.

13. Лурье, А. Б. Широкозахватные почвообрабатывающие машины./ Лурье А. Б., Любимов, А. И. // Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1981.-270 С.

14. Босой, Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственныхмашин: Учебник для вузов сельскохозяйственного машиностроения?/ Босой Е.С., Верняев О.В., Смирнов И.И., Султан-Шах E.F. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1977 568 е., ил.

15. Кушнарев, A.C. Выбор способа основной обработки почвы. / Кушна-рев A.C., Алба В.Д. // В кн.: «Теория и расчет почвообрабатывающих машин». Том 120.-M, 1989 с. 156-164.

16. Бахтин; Г1. У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР / Бахтин: П.У.//.-М.:Колос, 1969. 270 с.

17. Бурченко, П.Н. Основные технологические параметры почвообрабатывающих, машин нового поколения / Бурченко П.Н. // CIIT В ИМ. -Т. 12 : Теория и расчет почвообрабатывающих машин; М., 1989. -С.12-43.

18. Гармашов; J3.M Влияние основношобработки на агрофизические показатели чернозема обыкновенного / Гармашов В.М. // Земледелие. -2004.-№6.-С. 12-13

19. Марченко, О С. Тенденция развития технологий и рабочих органов машин, для почвообработки. /Марченко О.С. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1991, № 7, с. 61-63.

20. Румянцев, В.И. Система обработки почв в засушливых районах Юго-Востока./ Румянцев В.И.//: М., Колос, 1964. 199 с.

21. Румянцев; В.И. Земледелие с основами почвоведения / Под ред. В.И. Румянцева. // Р}^мянцев В.И., Коптева'З.Ф., Сурков H.H.// М.: Колос, 1979:- 367с. .

22. Щучкын, Н. В. Лемешные плуги и лущильники. / Щучкин Н: В. // М.::

23. Государственное научно-техническое издательство машинострои тельной литературы. 1952. - 290 С.

24. Бледных, В.В. Технологические основы определения параметров ра бочих органов почвообрабатывающих машин / Бледных В.В. // Ма шины почвообрабатывающие, посевные,и для внесения удобрений. -Вып. 2.-М., 1978.-С. 3-4.

25. Вагин; А. Т. Механизация защиты почв от водной эрозии в нечерно земной полосе./Вагин А.Т.//- Л.: Колос, 1977. -270с.

26. Предприятия-изготовители и поставщики сельскохозяйственной техники в регионах России; странах СНГ и Балтии. Справочник. М.: ООО АгроПроектИнвест, 2006.- 656 с.

27. Семенов В.А. НТП в зерновом производстве. / Семенов В.А.// М.-.ФГУ РЦСК,2006-172 с.

28. Протокол № 19 127 - 90 (2060210) периодических испытаний плуга полунавесного оборотного Ешх^атаЩ 8 5Ы00 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1990.

29. Синеокое, Г. Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. / Синеоков Г. Н. //М.: Машиностроение, 1965, 311 с.

30. Протокол № 19-127-90 (2060210) периодических испытаний плуга восьмикорпусного навесного ПНЛ-8-40. Поволжская МИС, г. Кинель, 1990 г.

31. Протокол № 19 162 - 86 (1060110) государственных приемочных испытаний плуга с регулируемой шириной захвата к тракторам класса 5 ПНИ-8-40 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1986. - 34с.

32. Протокол № 19 58 - 87 (4062410) государственных приемочных испытаний плуга с изменяемой шириной захвата ПНИ-8-40 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1987. - 29с.

33. Протокол № 19 175 - 88 (1063710) государственных приемочных испытаний опытного образца плуга 5-ти корпусного навесного (модернизация ПЛН-5-35) / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1988. - 37с.

34. Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства (конструкции и основные тенденции развития): По материалам Международного салона сельскохозяйственной техники 81МА-2001. -М.: ИНФРА-М, 2001. С. 152.

35. Бахтин, П. У. Удельное сопротивление почвы плуга при вспашке и методы его определения. / Бахтин П.У. //- Тр. Почвенного института им. Докучаева. Т.17, 1954. - С.66 - 69.

36. Бредун, М. И. Тяговое сопротивление плуга с различными покрытиями корпусов. /Бредун М.И.// Вестник сельскохозяйственной науки. 1963.-№7.

37. Бурченко, П. Н., Кузнецов, Ю. Н., Кашаее, Б. А. Подготовка почвы для возделывания зерновых культур. // Техника в сельском хозяйстве. 1986. - №2, С.3-8.

38. Буряков, А. Т., Просвирин, В. Г. Прогрессивные машины и технологии основа высокоэффективного сельскохозяйственного производства. // Земледелие, 2001. - № 1 - С. 2-4.

39. Василъковский, С. М, Клюев, В. В. Исследование сопротивления почвы движению культиваторной лапы. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987. № 4 - С. 37—39.

40. Вопросы земледельческой механики. Т V под редакцией Мацепуро М.Е. Минск, 1960. -С. 152-178.

41. Вериго, С. А., Разумова, 77. А. Почвенная влага, Ленинград. Гидро-метеоиздат, 1973. -С. 215-224.

42. Протокол № 08 96 - 2002 (4010482) приемочных испытаний плуга ПБС-8. / Поволжская МИС. -г. Кинель, 2002.-39 с.

43. Бахтин, П. У. Физическая спелость почвы и скорость вспашки. «Почвоведение», 1962 №5.

44. Кулен, А., Куиперс, X Современная земледельческая механика. Перевод с английского А.Э. Габриэляна. Под. ред. Ю.А. Смирнова. М., Агропромиздат, 1986. - 349 С.

45. Курбак, Н. А. О работе двухслойных лемехов.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1952. №3 - С. 12 - 16.45 http:// www. agrargruppe. ru.

46. Кострицын, A.K. Снижение сопротивления почвообрабатывающих орудий при безотвальной обработке почвы./ Кострицин А.К. Пец А.К. // В кн: «Теория и расчет почвообрабатывающих машин». Том 120.-М, 1989 с. 94-108.

47. Бледных В.В., Свиненко П.Г. Рабочий орган для безотвальной обработки почвы // Техника в сельском хозяйстве.-1984.-№5.-с.25-26.

48. Лившиц М.В. Влияние геометрии плоскорезных орудий на качество обработки почвы// Техника в сельском хозяйстве. 1979. - №8. -с.15-16.

49. Ревякин Е.Л., Просвирин В.Г. Система орудий для чизельной обработки почвы//Земледелие.-1990.-№4.-с.51-55.

50. Юдкин В.В., Бойков В.М. Плоскорез-глубокорыхлитель с регулируемой шириной захвата // Земледелие. 1983. - №4, с. 15-17.

51. Таланов, И.П. Эффективность плоскорезной обработки./ Таланов И.П. // Земледелие. 1995. - №6. - С. 13-14

52. Протокол №06-67-68-69-70(406000172; 406000182; 406000192; 406000202) государственных приемочных испытаний опытного образца глубокорыхлителя универсального ГУ-4,4 к тракторам кл.5 / Поволжская МИС.-Кинель, 1992,-67с.53

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.