Технология и дождевальная машина «Фрегат» с усовершенствованными ходовыми системами для полива площадей с пересеченным рельефом

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлено, что влажность почвы в ложбинообразных участках пересеченного рельефа (80.85%) на 25−30% больше, чем на равнинных и доказано, что при существующем режиме орошения (полив многолетних о трав со средней нормой полива 500 м /га) ДМ «Фрегат» в условиях пересеченного рельефа происходит значительное переувлажнение в низинных участков и как следствие снижение несущей способности почвы… Читать ещё >

Содержание

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
- 1. 1. Состояние орошения и перспективы развития ДМ «Фрегат»
- 1. 2. Технологические особенности полива ДМ «Фрегат» площадей с пересеченным рельефом
- 1. 3. Краткий анализ повышения проходимости и тягово-сцепных свойств самоходных средств на ходовых системах с жестким ободом
- 1. 4. Цель и задачи исследований
Глава 2. Теоретическая часть
- 2. 1. Теоретические основы залипания колес ДМ «Фрегат»
- 2. 2. Обоснование технологии полива ДМ «Фрегат» участков с пересеченным рельефом
- 2. 3. Обоснование параметров очистительного устройства для ходовых систем ДМ «Фрегат»
- 2. 4. Агроэнергетическое обоснование процесса очистки ходовых систем ДМ «Фрегат»
Глава 3. Методика и программы исследований
- 3. 1. Выбор участка для проведения исследований
- 3. 2. Подготовка приборов и оборудования к исследованию
- 3. 3. Оценка показателей работы ДМ «Фрегат» на усовершенствованных ходовых системах
- 3. 4. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
- 4. 1. Исследование процесса качения и залипаемости ходовых систем ДМ «фрегат»
- 4. 2. Оценка параметров очистительного устройства для ходовых систем ДМ «Фрегат»
- 4. 3. Оценка тягово-сцепные свойств усовершенствованных ходовых систем ДМ «Фрегат»
- 4. 4. Эксплуатационно-технологическая оценка усовершенствованных ДМ «Фрегат» в производственных условиях
Глава 5. Внедрение и экономическая эффективность

Технология и дождевальная машина «Фрегат» с усовершенствованными ходовыми системами для полива площадей с пересеченным рельефом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время состояние сельского хозяйства Российской Федерации характеризуется многоукладностью форм хозяйствования, значительным снижением объемов производства сельскохозяйственных культур на орошаемых площадях. Несовершенство конструкций ранее выпускавшихся дождевальных машин, а также большая длительность сроков их использования (более 8—10 лет) снижает эксплуатационную надежность средств дождевания, ухудшает качество полива и структуру почвы, не дает ожидаемого урожая сельскохозяйственных культур.

Одним из направлений практического возрождения орошаемого земледелия в стране при различных формах хозяйствования является разработка мероприятий по своевременному восстановлению дождевальной техники на действующих оросительных системах при одновременной ее модернизации на основе применения современных научно-технических достижений, обеспечивающих энерговодо-сберегающие и экологически безопасные технологии полива. Данные мероприятия позволят продлить срок службы дождевальных машин на 5 -8 лет.

Особенно это актуально для дождевальных машин «Фрегат» (ДМ «Фрегат»), диапазон применения которых достаточно широк практически все зоны Российской Федерации, что достигается простотой конструкции, высокой надежностью и хорошей согласованностью с технологией возделывания сельскохозяйственных культур.

Однако ДМ «Фрегат» в сравнении с другой сельскохозяйственной техникой имеют более сложные условия работы по колееобразованию и тягово-сцепным свойствам вследствие пониженной несущей способности увлажняемых почв, больших длин дождевателей и площадей орошаемых участков с широким диапазоном изменения прочностных и рельефных характеристик.

Поэтому важнейшим в совершенствовании многоопорных ДМ является в первую очередь изучение почвенно-рельефных условий орошаемых земель и их влияния на технологические и технические способы решения проблемы проходимости. Также важней вопрос залипаемости ходовых систем тележек ДМ поскольку она влияет на сцепные и эксплуатационно-технологические показатели работы дождевальной машины на орошаемых участках.

Для повышения сцепных свойств ДМ применяют различные механико-технологические решения, основанные на изменении конструкции ходовых систем и установки очистительных устройств.

Однако до настоящего времени отсутствуют какие-либо параметры технологического процесса полива пересеченного рельефа для увеличения сцепных свойств ДМ и соответственно оптимизированные устройства для его осуществления. Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии полива ДМ «Фрегат» и создание для этого специального очистительного устройства, представляется весьма важным.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы дождевальных машин «Фрегат» на орошаемых площадях с пересеченным рельефом посредством разработки технологических и технических решений по повышению тягово-сцепных свойств ходовых систем ДМ «Фрегат», от налипшей почвы обеспечивающих энергосберегающие и экологически безопасные показатели ее работы.

Обработка экспериментальных данных осуществлялась современными программными средствами на персональных ЭВМ.

Объектами исследования являются усовершенствованная технология полива на орошаемых участках с пересеченным рельефом и очистительные устройства ходовых систем ДМ «Фрегат» с расширенными функциональными возможностями. Для анализа механико-технологических решений по повышению сцепных свойств дождевальных машин использовались материалы по всем федеральным округам Российской Федерации и зарубежные источники.

При выполнении диссертационной работы проводились теоретические и экспериментальные исследования.

Теоретические исследования заключались в определении параметров при усовершенствовании технологии полива ДМ «Фрегат"и очистительных устройств для ее ходовых систем при работе на участках с пересеченным рельефом.

Экспериментальные исследования при лабораторных, лабораторно-полевых и производственных испытаниях в хозяйственных условиях выполнены на макетных и экспериментальных образцах очистительных устройств.

Исследования проводились с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента, экспертных исследований, вероятностно-статистической оценки результатов работы.

Научная новизна заключается в следующем:

— на основании исследования сцепных свойств ДМ «Фрегат» при поливе участков поля с пересеченным рельефома, также в результате анализа различных способов и средств увеличения их предложена технология полива посредством уменьшении нормы полива на ложбинообразных участках. Для реализации указанного способа разработана и рекомендована усовершенствованная технология полива с теоретической и экспериментальной оценкой параметров и схем работы.

— обосновано применение очистительных устройств для повышения сцепных и эксплуатационно-технических свойств дождевальной машины «Фрегат» (снижение энергоемкости, повышение производительности). Научная новизна работы подтверждена свидетельствами на полезную модель № 29 440, 29 441, 29 442, 44 914, разработанными в ходе выполнения исследований по теме диссертационной работы.

Практическая ценность работы заключается в том, что применение новой технологии и очистительных устройств ходовых систем ДМ «Фрегат» позволяет обеспечить в течение поливного периода надежность работы, с исключением образования поверхностного стока воды в ложбинообразных участках поля и повышение производительности дождевальной машины.

Обоснование технологии полива и очистительного устройства для ее осуществления внедрены в ПНО «Пойма» Луховицкого района Московской области и СЗАО «Ленинское» Коломенского района. На основании исследований и опытного внедрения ДМ с очистительными устройствами, разработаны агротехнические и исходные требования, технологический регламент.

Основные результаты исследований доложены, рассмотрены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА имени профессора П.А. Костычева» в 2002.2006 г. г., международных и Всероссийских конференциях в ВНИИГИМ, ВНИИ «Радуга», Пензенская ГСХА, КоломенскомГПИ. По результатам исследований опубликована 21 работа, из которых четыре патента на полезную модель, а две в центральном журнале «Сельский механизатор».

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованной литературы, который включает 100>

Общие выводы по диссертации:

1. Установлено, что влажность почвы в ложбинообразных участках пересеченного рельефа (80.85%) на 25−30% больше, чем на равнинных и доказано, что при существующем режиме орошения (полив многолетних о трав со средней нормой полива 500 м /га) ДМ «Фрегат» в условиях пересеченного рельефа происходит значительное переувлажнение в низинных участков и как следствие снижение несущей способности почвы до 60.80 кПа и в конечном счете проходимости дождевальной машины.

2. Выявлено, что физико-механические свойства суглинистой почвы при орошении дождеванием средней нормой полива 500 м3/га в местах понижения наряду с низкой несущей способностью, характеризуются: липкостью — 1,04 МПа, сопротивлением резанию — 140. 150 Н, сопротивлением срезу 0,1. .0,2 МПа.

3. Определено, что снижение нормы полива ДМ «Фрегат» в местах о понижения пересеченного рельефа в среднем на 300 м /га, позволила увеличить прочностные характеристики почвы до 100 кПа и выше, сцепные свойства на 30.35% и снизить сопротивление качению с 4000 Н до 2550 Н или на 38%.

4. Доказано, что дополнительное увеличение сцепных свойств ДМ «Фрегат» в понижениях, может быть обеспечено оснащением ее ходовых колес очистительными устройствами, для чего с учетом физико-механических свойств почвы обоснована и разработана их конструкция на базе противооткатного тормоза машины со следующими параметрами, исходя из наименьших энергетических затрат и качества очистки: длина тормоза-очистителя, L — 0,2 м, высота тормоза-очистителя над колесом, Н -0,07 м, упругость пружины, Кпр. — 5 Н*м/рад.

5. Исходя из условий работы переднего и заднего очистительных устройств ходовых систем машины, по результатам теоретических и экспериментальных исследований установлено, что количество зубьев для гребенчатого ножевого элемента должно соответственно составлять, при угле резания 20 град, не более 5иЗ шт.

6. Доказано, что оснащение ходовых систем ДМ «Фрегат» очистительными устройствами с обоснованными параметрами обеспечивает, с учетом совершенствования технологии полива, дополнительно увеличение сцепных свойств ДМ «Фрегат» до 0,60.0,65 или на 20% и, в целом, ее проходимость с 0,18 до 0,39 или на 30%, при снижении сопротивления качению до 0,2.

7. Установлено, что эксплуатационно-технологические показатели при работе ДМ «Фрегат» с усовершенствованными технологей полива и ходовыми системами в производственных условиях, на пересеченном рельефе, получены в пределах установленных требованиями и превышают аналогичные значения, присущие для серийной модификации дождевальной машины в среднем на 30. .35%.

8. Выявлено, что экономическая эффективность работы ДМ «Фрегат» от внедрения технологических и технических решений по ее усовершенствованию в сравнении с базовой дождевальной машиной, за счет экономии воды, снижения энергоемкости полива и повышения производительности машины составляет 18 746 руб. в год. Срок окупаемости внедряемых технических решений — три месяца.

Показать весь текст

Список литературы

Сапунков А.П. Механизация полива дождеванием. М.: Колос, 1984.
Система ведения сельского хозяйства в колхозах и совхозах центрального района Нечерноземной зоны РСФСР (рекомендации). М.:Россельхозиздат, 1980.-322 с.
Справочник по эксплуатации мелиоративных систем Нечерноземной зоны РСФСР / Т. Н. Дайшев, Э. А. Бишов, Д. Б. Циприс и др.- Сост. Т. И. Дайшев. -Л.: Агропромиздат, Ленингр. Отделение, 1987.-263 с.
Стельмах Е.А. Режимы орошения сельскохозяйственных культур на юге Нечерноземной зоны РСФСР. М.: Россельхозиздат, 1987.-112с.
Стельмах Е.А., Сидоров И. В., Черенков Н. Д. Увлажнение пойменных земель Нечерноземной зоны. М.: Россельхозиздат, 1985.-54 с.
Циприс Д.Б. Орошение в Нечерноземной зоне. — М.: Колос, 1973.-192 с.
Алексакин А.В., Дружинин Н. И. Мелиорация земель в Нечерноземной зоне РСФСР. М.: Колос, 1980.- 288 с.
Орошение и осушение в странах СНГ (краткий обзор по материалам продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, 1997 год).Перевод С. Б. Пинаевой — М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 1999. — - 38 с.
Кленин Н.И., Сакун В. А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 1994.
Круцко В.Г., Штыка В. П. Эффективность мелиорации в Нечерноземной зоне. -М.: Россельхозиздат, 1978.-44 с.
Винникова Н. В., Рыжонков В. П. Технический уровень орошения дождеванием в США. — М.: Обзор, информ./ЦБНТИ Минводстроя СССР. Мелиорация и водное хоз-во, 1989. — - Вып. 8.
Сельскохозяйственные и мелиоративные машины/ Г. Е. Листопад, Демидов Г. К., Зонов Б. Д. и др.- Под общ. ред. Листопада Г. Е. ~ М.: Агропромиздат, 1986.
Карпенко А.Н., Холанский В. М. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1983.
Винникова Н. В., Митрюхин А. А., Перевезенцев Л. А., Бело-вол Н. А. Совершенствование и опыт эксплуатации многоопорных широко захватных дождевальных машин, работающих в движении. М. :ЦБНТИ, 1985.—88с.
Егоров Ю.Н., Рязанцев А. И. Повышение проходимости многоопорных дождевальных машин посредством заравнивания колеи: Рекомендации. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002.
Рекомендации по обоснованию рациональной технологии полива склоновых земель машиной «Фрегат». Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1990.-35 с.
Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге.-Л.:Гидрометеоиздат, 1969.-Т. 2.-663 с.
Рязанцев А. И. Механизация полива широкозахватными дождевальными машинами кругового действия в сложных условиях. -Рязань: «Рязаньагроинформ», 1991.- 131 с.
Richter R., Hoffmann В. Probleme des Einsatzen von Fahrzeugen auflandwirtschafflich genutztem Boden. Agrartechnik, 1981.--V. 31.— № 91. P. 419−421.
Салдаев A. M. Способы снижения колееобразования под опорамиширокозахватных дождевальных машин. Волгоград: ВНИИОЗ.1994.—С. 189−205.
Рязанцев А. И., Гаврилица А. О. Оптимизация широкозахватных до ждевальных машин кругового действия для сложных почвенно-рсльефных условий. — Кишинев: Штиинца, 1991. 207 с.
Рязанцев А. И., Гаврилица А. О. Способ повышения проходимости многоопорной дождевальной машины. Авт. Св. № 1 665 980.
Манерко Н. Я., Копий А. Ф., Зубенко М. С. Некоторые предложе ния по совершенствованию дождевальной техники. — ГиМ. — 1986.—№ 11.
Справочник по механизации орошения. Под ред. Штепы Б. Н. 1979, — с. 180.
Гусейн-Заде С. X., Коваленко В. И. Колесо приводной тележки перекатываемого дождевального трубопровода. Авт. Св. № 1 066 503.
Никитин А.Г., Пономарев А. Г., Евтюхин В. И. Самоочищающееся колесо дождевальной машины с гидроприводом. Авт. Св. № 1 701 189.
Рязанцев А. И., Кириленко Н. Я., Малько И. В. Очиститель колёсного движителя //Сельский механизатор, 2003. № 7.
Рязанцев А. И., Кириленко Н. Я., Малько И. В. Очиститель колёсного движителя многоопорной дождевальной машины. Свидетельство на полезную модель № 29 442, 2003.
Рязанцев А. И., Кириленко Н. Я., Малько И. В. Очиститель колес дождевальной машины.- Люберцы: МособлЦНТИ, 2003.
Рязанцев А. И., Кириленко Н. Я., Малько И. В. Противооткатный тормоз колесного движителя многоопорных дождевальных машин. Свидетельство на полезную модель № 29 440, 2003.
Рязанцев А. И., Кириленко Н. Я., Малько И. В. Противооткатныйтормоз дождевальной машины.-Люберцы: МособлЦНТИ, 2003.
Малько И.В. Технические решения по повышению проходимости дождевальных машин «Фрегат»// Материалы Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов.-Воронеж, 2003.-с. 191.
Рязанцев. А.И., Малько И. В. Обеспечение повышения тягово-сцепных свойств дождевальных машин «Фрегат» при орошении площадей с пересеченным рельефом.//Сб. науч. тр. Рязань: РГСХА, 2003,-с. 33.
Рязанцев А.И. Механико-технологическое совершенствование дождевальной техники. Коломна: ГУП «Коломенская типография», 2003.
Машина дождевальная «Фрегат» ДМУ. Технические условия ТУ 23.2.1202−87.
Patentschrift № 269 720, 1914.
Известия бюро по сельскохозяйственной механике. Петроград: Типография И. П. Сойкина, 1914.
Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов. М.: издательство по строительству, 1968, с. 77.
Юлдашев З.Ш. и др. ходовое колесо многоопорной дождевальной машины. Авт.св. № 1 514 282.
Раков А.Н. и др Колесо многоопорного поливного трубопровода. Авт.св. № 1 743 485.
Фарносов В.Г. и др. Многоопорная дождевальная машина. Авт.св. № 1 178 364.
Борисоглебский А.И. Колесо тележки дождевальной машины. Авт.св. № 1 644 826.
Воробьев В.И., Чужинов В. И. Ходовое колесо дождевальной машины. Авт.св. № 1 824 106.
Бабков В.Ф. Проходимость колесных машин по грунту. М.: Министерство автомобильного транспорта и шоссейных дорог РСФСР, 1959, с. 26.
Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. -М.: Машиностроение, 1972, с. 28.
Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. -М.: Колос, 1968, с. 176.
Марголин Ш. Ф. Исследование проходимости канавокопателей на неосушенных болотах. Экспериментально-теоретические обоснования механизации процессов осушения болот. Минск: АН БССР, 1959, с. 176.
Гусев В.А., Мородкович А. Г. Математика: Справочные материалы: Кн. для учащихся. М.: Просвещение, 1988. — 416 с.
Грищенко Н.В. Исследование плоскорезов с полиэтиленовым покрытием.// Сборник: Исследование и изыскание новых рабочих органов сельскохозяйственных машин. Харьков: Ротапринт УкрНИИСХОМ, 1974.-282с.
Голушкевич С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды. -М.: Гостехиздат, 1948.
Баловнев В.И. Физическое моделирование резания грунтов. М.:
Машиностроение, 1969. 160 с.
Артемьев К.А. Основы теории копания грунта скреперами. — М.: Машгиз, 1963.
Nelson R.D., Selig Е.Т. Buldozing Resistance of Plane Bledes in Cohesionleess Soil. SAE preprints 897A, 1964.
Косилов Г. Т. и др.Технический отчет. Современные сельскохозяйственные машины С.Ш.А. и Канады. С.Ш. А. Вашингтон, 1944−1945.58.Авт. Св. № 1 655 379.
Кальбус Г. Л. Исследование конструктивных параметров ведущего аппарата и почвозацепов колесного трактора. Автореферат. 1950.
Алещенко А.А. Повышение проходимости трактора типа К-701 при работе на рисовых чеках Приморского края. Автореферат. — 1986.
Протокол испытаний дождевальной машины «Фрегат» марки ДМУ-А392−50. Коломна: ВНИИМ и ТП, 1975.
Сагов М. С. Отчет по сравнительным испытаниям конструкций колес. -М.:НАТИ, 1991.63 .http://www.Mehanika.ru
Пономарев А. В. Пастушенко В.И. Исследование вопросов планировки рисовых полей по воде в условиях Приморского края: отчет по научно-исследовательской теме. Уссурийск, 1980, 37с.
Цехов Е.С. О залипании звеньев гусениц тракторов. Сб. науч. тр./БСХА т.54., Повышение эффективности использования техники в с/х производстве, Горки, 1968, 64 с.
Цехов Е.С. Влияние нагрузки на липкость почвы. Сб. науч. тр./БСХА т.63., Повышение эффективности использования техники в с/х производстве, Горки, 1970, 82 с.
Скотников В.А., Пономарев А. В., Климанов А. В. Проходимость машин. М.: Наука и техника, 1982, 322 с.
Методические требования РД 10.11.1−89 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Программы и методы испытаний»
Цехов Е.С. Исследование залипания гусеничных движителей. Дис. На соиск. уч. степени канд. техн. наук. Горки, 1969. -155 с.
Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследовании сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980, 132 с.
Мартынов А. Д. Руководство к универсальному динамометру У ДМ конструкции ВНИИ. М. гВНИИ, 1969, 21с.
Анисимов И.С., Савинкин В. П., Лысаков В. П. Методическое пособие по выполнению лаб.раб. «Определение сил резания при точении». -Коломна: КГПИ, 1998, 12 с.
Роде А.А. Почвенная влага. М.:АН СССР, 1952.
Роде А.А. Методы изучения водного режима почв. М.: АН СССР, 1960.
Агроклиматические ресурсы Молдавской ССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1982.-187 с.
Будыко М.И. Тепловой баланс поверхности. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. -256 с.
Вадюнина Л.Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. — М.: Высшая школа, 1973. 398 с.
Вериго С.А., Разумова Л. А. Почвенная влага. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. -327 с.
Кельчевская Л.С. Влажность почв европейской части СССР. Л.:
Гидрометеоиздат, 1983. 173 с.
Рязанцев А.И. Проходимость машины «Фрегат» // Механизация и электрофикация с/х. 1980. — № 7.
Деменьтев В.Г. Орошение. М.: Колос, 1979. — 303 с.
Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики. -М.: ЮНИТИ, 1998. 1022 с.
Васильев Б.А., Гантман В.Б, Леонтьев И. И. и др. Лабораторный практикум по мелиоративным машинам. Учебное пособие. М.:МГМИ, 1980. -150 с.
Гутер Р.С., Овчинский Б.В.Элементы численного анализа и результатов обработки опыта. М.: Физматгиз, 1962. — 356 с.
Девис Ф. Гамма функция и родственные ей функции: Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. -М.: Наука, 1979.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. — 416 с.
Дьяконов В. Mathcad 2000: учебный курс. СПб.:Питер, 2001. — 592 с.
Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. — 239 с.
Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973, 195 с.
Duke G.V. Comparative Experiments with Field Crops. London, 1974, 182p.
Pearce S.C. Field Experimentation with Fruit Trees and other perennial Plants. Commonwealth Bureaux, England, 1976? 182p.
Методика определения экономической эффективности использования всельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980.
Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель. М.: Коломенская типография, 2002. -133 с.
Шпилько А.В., Бутенко Т. Я., Драгайцев В. И. и др. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. М.: Минсельхоз России, часть 1, 1998. — 220 с.
ОСТ 10 11.3 -2001. стандарт отрасли
Ольгаренко Г. В. Техническая инструкция по подготовке исходной иформации для контроля и диагностики эффективности использования поливной техники на оросительных- системах. — Новочеркасск: НГМА, 2001.-38 с.
Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения ГОСТ 24 055–80-Гост24 059−80
ЮО.Техника сельскохозяйственная мобильная. Нормы воздействия движителей на почву. ГОСТ 269 955–86.

Заполнить форму текущей работой