автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологии и машины с ленточным высаживающим аппаратом для посадки рассады овощных культур

Введение 4

1. Состояние вопроса, цель и программа исследований

1.1. Развитие технологических схем и пути повышения производительности рассадопосадочных машин.

1.2. Анализ исследований автоматических рассадопосадочных машин.

1.3. Цель и программа исследований.

2. Методика исследований.

2.1. Предлагаемый технологический процесс и схема рассадопосадочной машины.

2.2. Методика теоретических и экспериментальных исследовании. 4

3. Исследование закономерностей технологического процесса посадки рассады. 4

3.1. Равномерность распределения растений вдоль ряда.

3.1.1. Процесс перематывания высаживающей ленты. Ц

3.1.2. Процесс выпадения стебля из паза ленты.

3.2. Факторы, влияющие на глубину посадки.

3.3. Основные причины отклонения высаженных стеблей от вертикали и обоснование условий вертикальности посадки.

3.4. Определение оптимального сочетания основных параметров рабочих органов посадочной секции.

4. Обоснование оптимальных режимов, работы рассадопосадочной машины.

4.1. Факторы, влияющие на производительность.

4.2. Оптимизация основных режимов работы скоростной рассадопосадочной машины.

5. Технико-экономическая оценка предлагаемой схемы рассадо-по-садочной машины и технологии посадки.

5.1. Лабораторно-полевые и хозяйственные испытания экспериментальных образцов скоростной рассадопосадочной машины

5.2. Экономическая эффективность применения скоростной рассадопосадочной машины.

Главным направлением развития современного сельскохозяйственного производства является его интенсификация на базе комплексной механизации, химизации и широкой мелиорации земель. При этом особое внимание уделяется повышению эффективности сельскохозяйственного производства на основе научно-технического прогресса и дальнейшего укрепления его материально-технической базы.

В материалах ХХУ1 съезда КПСС и постановлениях ЦК партии ставится задача увеличения производства основных продуктов сельскохозяйственного производства, в том числе овощей, до уровня, обеспечивающего потребление их населением по медицински обоснованным нормам.

В настоящее время в нашей стране производство овощей 'организовано на базе крупных специализированных совхозов, что открывает широкие возможности для перевода на промышленную основу процессов производства овощных культур.

В технологическом процессе производства овощей значительное место занимает операция посадки рассады. В настоящее время эта операция выполняется так называемыми полуавтоматическими рассадопосадочными машинами, на которых подача растений в посадочный аппарат осуществляется сажальщиком вручную. В связи с этим существующие рассадопосадочные машины работают на скоростях до I км/ч и имеют низкую производительность. Предусмотренные агротехникой сроки посадки в большинстве случаев не выдерживаются. Так, в специализированных хозяйствах Ставропольского края вместо двадцати дней посадка продолжается 2.2,5 месяца.

Повышение производительности посадочных агрегатов и снижение затрат труда на посадку может быть достигнуто путём создания рассадопосадочных машин, работающих без сажальщике^. Посадка, в этом случае, осуществляется из питателей, предварительно заряженных рассадой. В литературе такие рассадопосадочные машины принято называть автоматическими.

Начиная с 1929 года, в нашей стране и за рубежом предложено значительное количество конструкций автоматических рассадопосадочных машин, но применения в сельскохозяйственном произ -водетве они не нашли. Объясняется это, прежде всего, несовер -шенством предложенных технологических схем. Кроме того, автоматизация процесса посадки требует такого изменения технологии производства рассады, в результате которого могли бы быть механизированы и выборка рассады и её закладка в питающие устройства. В свою очередь механизация выборки и зарядки рассады предъявляет повышенные требования к операциям посева и ухода за посевами. Существующие средства механизации не обеспечивают выполнения этих требований, а некоторые операции /выборка/ выполняются вручную. Таким образом, вопрос стоит о переводе на индустриальную основу всего технологического процесса производства и посадки рассады.

В течение ряда лет на кафедре сельскохозяйственных машин Ставропольского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института ведутся работы по разработке технологического процесса и исследованию рабочих органов комплекса машин для производства и посадки рассады овощных культур, в соответствии с постановлением Государственного Комитета СССР по науке и технике и Госплана СССР №9/10 за 1981 г.

Результаты научно-исследовательских работ переданы ГСКБ Москвы, Ленинграда, Бельцев и проектно-конструкторскому техноб логическому бюро "Ставропольсельхозтехпроект". По проектно-конструкторской документации перечисленных организаций изготовлены экспериментальные образцы основных машин комплекса: мостовое электрошасси, сеялка точного высево/', почвенная фреза, выборочная машина и автоматическая рассадопосадочная машина. В 1984- году в совхозе "Правокубанский" Кочубеевского района Ставропольского края проводится второй этап хозяйственных испытаний комплекса машин. Проведение государственных испытаний запланирована на период 1986 года.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Применяемые в настоящее время рассадопосадочные машины малопроизводительны, посадка рассады трудоёмка и осуществляется на скоростях до I км/ч.

2. Дальнейшее совершенствование конструкции существующих рассадопосадочных машин не может привести к существенному повышению производительности, так как скорость агрегата ограничивается физическими возможностями сажальщиков.

3. Основным условием перехода на индустриальную технологию посадки рассады и повышения рабочей скорости и производительности рассадопосадочных машин является разработка технологии и машины для скоростной посадки рассады без сажальщиков.

4. Существующие технологические схемы не позволяют создать на их базе многорядную машину, а в тех случаях, когда это возможно, замена питателей требует больших затрат труда и времени, что ставит под сомнение целесообразность использования таких машин.

5. Исследовательские работы по теме носят, в основном, постановочный характер, проведены для скоростей до двух километров в час и относятся к схемам, непригодным для создания на их базе многорядной машины.

6. При работе ленточного посадочного аппарата шаг посадки определяется расстоянием между растениями в питателе и соотношением скоростей высаживающей ленты и рассадопосадочной машины. Поскольку в процессе перемотки натяжение ветвей ленты изменяется, наблюдается скольжение её по поверхности ведущего ролика и, как следствие, нарушение шага посадки. Перематывание ленты с допустимым скольжением возможно в том случае, если отношение натяжений её ветвей не превышает двух раз. Длина ленты в питателе, в этом случае, может быть 20.25 метров, а ёмкость составит

400.500 шт.рассады. Дальнейшее увеличение ёмкости питателя требует применения в лентопротяжном механизме регулируемых фрикционных муфт.

Равномерность шага посадки зависит также от колебаний положения точки выпадения стеблей. В свою очередь, положение точки выпадения определяется диаметром сбрасывающего ролика. Наилучшие условия посадки будут в том случае, если диаметр сбрасывающего ролика не превышает 20.25 мм.

7. Глубина, вертикальность и плотность посадки взаимосвязаны и определяются правильностью укладки растений в питатель и параметрами посадочного аппарата. Для достижения высокого качества посадки необходимо зарядку рассады производить так, чтобы корни располагались относительно края ленты на расстоянии 0.2 см. Основные параметры посадочного аппарата рекомендуется выбирать в следующих пределах:

- угол наклона высаживающей ленты к горизонту - 30°.35°;

- расстояние между центром вращения прикатывающих катков и осью сбрасывающего ролика на уровне почвы - 173.181 мм;

- расстояние между обрезом сошника и осью сбрасывающего ролика - 3.4 см;

- расстояние между катками в нижней части 58.62 мм;

- угол развала катков - О.Л50.

8. Изменение соотношения скоростей высаживающей ленты и рассадопосадочной машины не влияет на качество работы. Это позволяет производить регулирование шага посадки в широких пределах подбором передаточного отношения в приводе лентопротяжного механизма.

9. Производительность рассадопосадочной машины и стоимость работ определяется заданными условиями посадки и режимами работы сажалки. Для достижения высоких показателей необходимо, перед началом работы, поле разбивать на загоны, длина которых не должна превышать длины безостановочного пути рассадопосадочной машины. Это позволит производить замену отработанных питателей только на конце гона и исключит проезд транспортных средств по полю.

Длительность остановок для замены отработанных питателей и заправки водой не должна превышать двух минут на одну посадочную секцию.

Поступательную скорость агрегата следует выбирать в пределах IД. .1,7 км/ч.

Наибольший эффект автоматические рассадопосадочные машины будут давать при посадке рассады с большим шагом без одновременного полива.

10. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования подтвердили возможность осуществления посадки рассады без сажальщиков на скоростях 56 км/ч и позволили разработать технологическую схему многорядной рассадопосадочной машины. Испытания экспериментальных образцов показали работоспособность предлагаемой технологической схемы и приемлемость технологии посадки для использования в хозяйственных условиях.

11. Экономический эффект предлагаемом технологий, по сравнению с существующей, характеризуется снижением затрат труда на 90% и прямых эксплуатационных затрат на 73%'. Годовой эко -номический эффект от использования шеатирядной рассадопосадочной машины составляет 6921 руб.

1. Материалы майского /1982 г/ Пленума ЦК КПСС. М.: Политиздат, 1982.

2. Черненко К.У. Речь на Пленуме ЦК КПСС. 13 февраля 1984 г. "Правда", 1984, 14 февраля.

3. Абашкин A.C. Исследование технологического процесса заделки рассады рабочими органами посадочных машин.

4. Дис. .канд. техн. наук. Тирасполь, 1969. с.51.

5. Авторское свидетельство СССР Ii? 22375, кл. А 01 С II/02, 1931.

6. Авторское свидетельство СССР № 25330, кл. А 01 С II/02, 1932.

7. Авторское свидетельство СССР № 28066, кл. А 01 С II/02, 1932.

8. Авторское свидетельство СССР № 28703, кл. А 01 С II/02, 1932.

9. Авторское свидетельство СССР № 29657, кл. А 01 С 11/02, 1933.

10. Авторское свидетельство СССР № 973057, кл. А 01 С II/02, 1982.

11. Агеев Л.Е. Основы расчёта оптимальных и допускаемых режимов работы машинно-тракторных агрегатов.1. Л.: Колос, 1978.с. 91.

12. Анализ работы■рассадопосадочных машин. Леви С.А. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1967, т.

13. Антонов И.А. Исследование заделки корней растении почвой в рабочем процессе рассадопосадочной машины.

14. Автореф. дис. .канд.техн.наук. Волгоград, 1972. с.6.

15. Арсеньев Ю.Д. Инженерно-экономические расчёты в обобщенных переменных. М.: Высшая школа, 1979. с. 21,12-13.

16. Бозжон В.И. Варианты математической модели оптимизации пара -метров конструкции и эксплуатационных характеристик полевых тракторных опрыскивателей. В кн.: Анализ и оценка эффективности конструкций сельскохозяйственных машин. Ростов, РИСХМ, 1973. с.21.

17. Василенко Г.А. Исследование процесса каткования почв. Дис. . канд.техн.наук. Киев, 1947.

18. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967. с.53.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964^.143,313,370.

20. Влияние времени технологического обслуживания на эффективность использования автоматической рассадопосадочной машины. /Захарченко В.Г.; Орлянский A.B. Тр. Ставропольского сельскохозяйственного института, 1981, вып. 44, т.4. с.40.

21. Волохов А.Н. Опытное определение моментов инерции. М., 1936. с.17.

22. Высоцкий A.A. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1968. с.230.

23. Гинсбург С.А., Лехтман И.Я., Малов B.C. Основы автоматики и телемеханики. М.; Л.: Энергия, 1965. с. 270.

24. Голубева О.В. Теоретическая механика. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., I96I.C.208.

25. Горячкин В.П. Скольжение, опрокидывание, качение. Полн.собр. соч. т.1.

26. ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдения. Основные положения.

27. ГОСТ 23729-79. Техника сельскохозяйственная. Методы эконо -мической оценки специализированных машин.

28. ГОСТ 24056-80. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологическом оценки машин на этапе проектирования.

29. ГОСТ 25057-80. Техника сельскохозяйственная.

30. Методы эксплуатационно-технологической оценки машин на этапе испытаний.

31. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос,' 1979. с.204.

32. Захарченко В.Г.; Семёнов В.Ф. Изыскание рациональных условий работы сажальщиков рассадопосадочных машин.-В кн.: Тез.док л.НИИСХ, Ставрополь,1972, с.166.

33. Исследование факторов, влияющих на продольную равномерность посадки ленточным высаживающим аппаратом.

34. Захарченко В.Г.; Семёнов В.Ф. Тр. Ставропольскогосельскохозяйственного института. Ставрополь, 1971, вып.34, т.5. с.83.

35. Каменев Н.В. Испытание посадочных машин системы "Блас" и системы "Голдинг", М.: Сельхозгиз, 1930. с.5-17.

36. Каменев Н.В. Посадочные машины. М.; JI.: Сельхозгиз, 1932.

37. Кацыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров тракторов и с.-х. машин. Автореф. дисс. на соискание учёной степени доктора технических наук. Минск, 1964. с.5.

38. К выбору оптимальной ёмкости питателей и рабочей скорости автоматической рассадопосадочной машины.

39. Захарченко В.Г.; Орлянский A.B. Тр. Ставропольского сельскохозяйственного института, 1980, вып.43, т.5. с.71.

40. К методике определения основных конструктивных параметров рассадопосадочной машины.

41. Захарченко В.Г. Тр. Ставропольского сельскохозяйственного института. Ставрополь, 1972, вып.34, т.6 , с.93.

42. Коломиец A.A. Комплексная механизация возделывания овощных культур в открытом грунте.

43. М.: Россельхозиздат, 1969. с.74-.

44. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.

45. М: Наука, 1973. с.270,.278.

46. Кузичев М.В., Ордынский М.С. Рассадопосадочные машины НИИОХ.

47. М.: Сельхозгиз, 1936. с.3-11.

48. Лабораторно-полевые испытания рассадопосадочной машины с ленточным высаживающим аппаратом.

49. Захарченко В.Г.; Семёнов В.Ф. Тр. Ставропольского сельскохозяйственного института. Ставрополь, 1973, вып.36, т.6. с.71.

50. Лурье'A.B., Любимов А.И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение, 1981. с.72-78.

51. Методика изучения физико-механических свойств сельскохо-" зяйственных растений. М.: Отдел НТИ ВИСХОМ, i960.

52. Методика определения оптовых цен на новые сельскохозяйственные машины. М.: Прейскурантгиз, 1969.

53. Методика технологического расчёта основных параметров рабочих органов ленточного высаживающего аппарата рассадопосадочной машины. /Захарченко В.Г. Тр.Ставропольского сельскохозяйственного института, 1976, вып.38, т.7, с.66.

54. Налимов В., Чернова Н. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1963. с.41-73.

55. Некоторые проблемы автоматизации процесса посадки овощных и других культур. /Георгиев М.; Троянов Р. Тракторы и сельхозмашины, 1971, № I. с.29.

56. Некрасов П.А. Машины и орудия в механизированном овощном хозяйстве. М.: Сельхозгиз, 1983. с.12.

57. Новожилов В.Ф. Исследование работы рассадопосадочных машин СРН-4А и СРН-4В: Автореф.дис. . канд. сельхоз.наук. М., 1956.

58. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники /справочное приложение к ГОСТ 23728-79 23730-79/ . М.: ЦНИИТЭИ, 1980. c.III-138.

59. Обоснование некоторых конструктивных параметров ленточного высаживающего аппарата для посадки рассады на повышенных скоростях. /Захарченко В.Г.; Семёнов В.Ф. Тр.Ставропольского сельскохозяйственного института. Ставрополь, X97I,вып.33. т.5. с.83.

60. Обоснование рабочих органов рассадопосадочных машин. /Кузьмин В.М. Механизация сельского хозяйства, 1975, № 5.

61. О номинальном количестве аппаратов посадочных машин. /Демидко М.Е. Тракторы и сельхозмашины, i960, № 3. с.23.

62. О поступательной скорости посадочных агрегатов /Леви С.А.-Техника в сельском хозяйстве, 1967, № 3. с.47.

63. О путях повышения поступательных скоростей посевных и посадочных машин. /Семёнов В.Ф. -Тр.Ставропольского сельскохозяй55,56