автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка технологических параметров рабочих органов машины для формовки кустов хлопчатника

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор исследований по обоснованию эффективности машинной чеканки кустов хлопчатника

1.2. Обзор исследований по изучению характеристик кустов хлопчатника в период чеканки

1.3. Обзор устройств для чеканки верхушек главных стеблей кустов хлопчатника

1.4. Обзор устройств для формовки кустов хлопчатника

Выводы.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ ВЛИЯНИЯ

ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И КОЛЕБАНИЙ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

НА КАЧЕСТВО ФОРМОВКИ КУСТОВ ХЛОПЧАТНИКА.

2.1. Краткое описание объекта исследований и предложенных перспективных устройств для формовки кустов хлопчатника

2.2. Вывод уравнения модели куста хлопчатника

2.3. Определение возможных потерь коробочек при чеканке верхушек кустов хлопчатника

2.4. Определение возможных потерь коробочек при чеканке боковых частей кустов хлопчатника

2.5. Определение влияния вертикальных колебаний верхних ножей на возможные потери коробочек

2.6. Определение влияния поперечных колебаний боковых ножей на возможные потери коробочек

2.7. Определение суммарных потерь коробочек цри формовке кустов хлопчатника в зависимости от вероятностей распределения размеров последних по высоте и ширине.

Выводы.

3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ КУСТОВ ХЛОПЧАТНИКА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА МАШИНЫ ДНЯ ФОРМОВКИ КУСТОВ ХЛОПЧАТНИКА

3.1. Цели и критерии методики.

3.2. Определение габаритов и расположения плодоэле-ментов относительно главного стебля кустов хлопчатника

3.3. Статистические исследования по определению рациональных величин высоты среза горизонтальных и ширины расстановки вертикальных ножей

3.3.1. Определение рациональных величин высоты среза горизонтальных (верхних) ножей

3.3.2. Определение рациональных величин ширины расстановки вертикальных (боковых) ножей

3.4. Исследование энергетических показателей и пространственных колебаний машины для формовки кустов хлопчатника.Н

3.4.1. Описание тензометрических узлов для регистрации 1футящих моментов на валах ножей режущего аппарата и пространственных колебаний машины для формовки кустов хлопчатника.И?

3.4.2. Методика тарировки тензометрических конструкций

3.4.3. Методика проведения полевых опытов

3.4.4. Результаты обработки осциллограмм полевых опытов.

Выводы.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОТЕРЬ ШГОДОЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТЯХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ

РАЦИОНАЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ НОЖЕЙ.

4.1. Определение возможных потерь плодоэлементов цри машинной формовке кустов с учетом пространственных колебаний режущего аппарата

4.1.1. Определение возможных потерь коробочек цри чеканке верхушек кустов хлопчатника,.

4.1.2. Определение возможных потерь коробочек при чеканке боковых ростовых и плодовых ветвей кустов хлопчатника.

4.1.3. Определение возможных потерь коробочек в результате вертикальных колебаний верхних ножей

4.1.4. Определение возможных потерь коробочек в результате поперечных колебаний боковых ножей

4.1.5. Определение суммарных расчетных потерь коробочек в результате формовки кустов хлопчатника

4.2. Результаты полевых опытов по определению качественных показателей формовки кустов хлопчатника

4.3. Обоснование диаметров верхних и боковых ножей режущего аппарата.

4.4. Расчет экономической эффективности промышленного образца формовщика кустов хлопчатника.

Выводы.

Материалами ХХУТ съезда КПСС, а также постановлениями партии и правительства последних лет намечена широкая программа мероцри-ятий по дальнейшему увеличению цроизводства хлопка-сырца в нашей стране. В одиннадцатой пятилетке ежегодное цроизводство хлопка-сырца решено довести до 9,2.9,3 млн.тонн, а в Узбекистане до 6 млн.тонн.

В условиях интенсивного ведения хозяйства цроизводство хлопка-сырца увеличивается за счет повышения урожайности. Выполнение этой задачи в значительной степени зависит от внедрения передовых агроцриемов и повышения уровня механизации всех трудоемких процессов при выращивании и уборке хлопчатника.

Актуальность темы. В общем агрокомплексе по уходу за хлопчатником, немаловажное значение имеет его чеканка. Своевременное и правильное ее проведение в значительной мере способствует сохранению бутонов, цветков и завязей, вследствие чего на кустах образуется больше полноценных коробочек раннего созревания, увеличивается масса каждой коробочки и урожай хлопка-сырца в целом.

Кроме того, чеканка увеличивает общую массу корневой системы и делает стебель хлопчатника устойчивым к полеганию, а также создает благоприятные условия для механизации таких процессов, как дефолиация и уборка хлопка-сырца.

Однако, до сих пор процесс чеканки - прищипывание или подрезка верхушек главного стебля и точки роста боковых ростовых и плодовых ветвей - полностью не механизирован. Используемые в хозяйствах чеканочные приспособления ЧВХ-4, ЧВХ-3,6 и ЧХТ-4Б производят чеканку только верхушек главного стебля, а чеканку боковых ростовых и плодовых ветвей производят вручную или вообще не производят из-за высокой трудоемкости.

Настоящая работа посвящена решению актуальной задачи по созданию специализированной машины - формовщика кустов хлопчатника, предназначенной для одновременной чеканки верхушек главных стеблей и точки роста развитых боковых ростовых и плодовых ветвей хлопчатника.

Цель исследований. Разработка рационального технологического процесса работы формовщика кустов хлопчатника, обоснование схемы и основных технологических параметров его рабочих органов.

Объект исследований. Объектом исследований являются кусты хлопчатника в период формовки, рабочие органы экспериментального образца формовщика кустов хлопчатника и схема расстановки их на его раме рабочего аппарата.

Постановка задач. На основании анализа результатов ранее цроведенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ сделаны выводы об эффективности применения машины для формовки кустов хлопчатника и выбраны основные направления теоретических и экспериментальных исследований.

В соответствии с целью исследований определены следующие основные задачи: определение закономерностей изменения габаритов и расцреде-ления плодоэлементов кустов хлопчатника по высоте и ширине последних в период формовки; теоретическое исследование влияния высоты установки верхних, ширины расстановки боковых ножей и пространственных колебаний режущего аппарата на качество формовки; определение оценочных критериев качества формовки для выбора рациональных параметров рабочих органов; экспериментальная проверка результатов теоретических исследований и разработка цредложений по применению результатов работы; определение экономической эффективности црименения результатов исследований.

Научная новизна. Разработана математическая модель, позволяющая оценивать влияние габаритных размеров формируемых кустов хлопчатника, колебаний и технологических параметров рабочих органов на агротехнические показатели формовщика кустов хлопчатника; получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать рациональные величины высоты установки верхних и ширины расстановки боковых ножей и их диаметров; разработана методика экспериментальных исследований по установлению амплитуд пространственных колебаний режущего аппарата и затрачиваемой им мощности для формовки кустов хлопчатника.

Практическая ценность. Разработанные методы аналитического расчета агротехнических показателей формовщика кустов хлопчатника позволили на стадии его цроектирования выбрать рациональные параметры рабочих органов.

Внедрение результатов работы в конструкцию экспериментального формовщика позволило увеличить среднюю массу раскрытой коробочки на 0,3 гр., опадения листьев с кустов хлопчатника цри дефолиации на 5 %, общую урожайность хлопка-сырца по раскрытому хлопку на 0,388 ц/га.

Работа выполнена по теме 80.009-81 "Приспособление для формовки кустов хлопчатника ФХУ-4", включенной в отраслевой координационный тематический план НИР и ОКР по ВП0 "Союзмашхлопководс-тва".

Лабораторные эксперименты цроводились в лаборатории "Динамика машин" ТашИИТ, лабораторно-полевые опыты ставились на полях опытно-полевой базы ГСКБ по машинам для хлопководства.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В главе дан обзор исследований по обоснованию эффективности машинной чеканки, изучению качественных и количественных характеристик кустов хлопчатника и плодоэлементов, отечественных и иностранных изобретений и литературных источников по устройствам для формовки кустов хлопчатника, обоснованы и сформулированы цель и задачи исследований.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В настоящее время формовку кустов хлопчатника производят механизированным удалением верхушек глазных стеблей с использованием серийных приспособлений ЧВХ-4, ЧВХ-3,6, ЧХТ-4Б и ручным прищипыванием точки роста боковых ростовых и плодовых ветвей растений. Однако этот способ требует больших затрат труда (20,7 чел.ч/га).

2. Предложены формулы для оцределения следующих технологических параметров режущего аппарата: высоты установки Нс верхних ножей, ширины расстановки боковых ножей и диаметров с/^ соответственно верхнего и бокового ножей; для формовки кустов средневолокнистых сортов хлопчатника 5 и 6 типа рекомендуется Нс = 0,94. .0,97 м; = 0,30. .0,35 м; = = 0,69 м; дд- = 0,6 м.

3. Установлено, что для формовки кустов хлопчатника с шириной междурядий 0,9 м потребляемая мощность режущего аппарата четырехрядной машины равна 4 кВт; основной спектр частот динамических показателей находится в цределах от 0 до 3,5 Гц, причем максимумы спектральных плотностей находятся в диапазоне 0,159. .1,57 Гц.

4. По результатам настоящей работы создан промышленный образец формовщика кустов хлопчатника, содержащий верхние и боковые ножи для чеканки соответственно верхушек главных стеблей и точки роста боковых частей растений. Годовая экономия от применения одного формовщика кустов хлопчатника 2853 руб.

5. Формовка кустов хлопчатника экспериментальным агрегатом с рекомендованными параметрами показала по сравнению с механизированной чеканкой верхушек следующие преимущества: средняя масса раскрытой коробочки больше на 0,3 гр; общая урожайность хлопка-сырца, по расщштому хлопку больше на. 0,388 ц/га.

6. Дальнейшие исследования следует вести в направлении повышения эффективности формовщика кустов хлопчатника путем автоматического регулирования высоты среза верхних и ширины расстановки боковых ножей (с использованием устройства по а.с. № 1029896), стабилизации рабочих органов (с использованием а.с. 882487) относительно формируемых кустов хлопчатника при пространственных колебаниях агрегата и получения нужного для уборочного аппарата хлопкоуборочной машины профиля растений.

1. Хлопководство. М.: Колос, 1967. / 320 с.

2. Кошевников Г., Раев Б. Вопросы механизации чеканки хлопчатника. Хлопководство, 1958, Je 7, с.40.45.

3. Раев Б.Г. Механизация чеканки хлопчатника. Хлопководство, i960, № 2, с.42.46.

4. Белоусов A.C., Зайцев B.C., Хачатуров H.A. О сроках и способах чеканки хлопчатника на квадратно-гнездовых посевах в условиях Азербайджана. Хлопководство, i960, № 7, с.20.23.

5. Раев Б.Г. Исследование и обоснование рациональных параметров рабочих органов для машинной чеканки хлопчатника. Автореф. дис. на соиск.учен.степ.канд.техн.наук. Ташкент, ТИИИМСХ, 1971.

6. Орипов М., Ибрагимов 0. Машинная чеканка важный агротехнический црием. - Хлопководство, 198I, № 10, с.22.

7. Отчет о совместных исследованиях в 1980 г. по механизацииформовки хлопчатника в междурядьях 60 см: Отчет / ГСКБ по машинам для хлопководства. Руководитель темы Б.Г.Раев, СоюзНИХИ, Руководитель темы Б.Г.Алеев. Ташкент, 198I, 50 с.

8. Кошевников Г.А., Раев Б.Г. Некоторые технологические свойства стеблей хлопчатника в период чеканки. Механизация хлопководства, 1971, №2, с.5.8.

9. Раев Б.Г. Исследование процесса резания стеблей без цротиво-режущей части. Тракторы и сельхозмашины, 1961, № II,с.18.21.

10. Ганиев М.С., Валеев Р.Х. 0 некоторых физико-механических свойствах стеблей хлопчатника. Механизация хлопководства, 1970, 2, с.3.,.5.

11. Шагиев H.A., Шагиева М.Ф. 0 некоторых физико-механических свойствах стеблей хлопчатника. Механизация хлопководства, 1982, В 8, с.9.12.

12. Нишанбаев К. 0 ширине ведущих колес и обтекателей к цропаш-ному трактору. Механизация хлопководства, 1974, № 12,с • XX«• • •

13. Авдеева H.A., Раев Б.Г., Топольский Ю.М. Машина для чеканки хлопчатника. Сельхозмашина, 1953, № 10, с.17.19.

14. Цыба А.Т. Приспособленность перспективных сортов хлопчатника к машинной уборке. Хлопководство, 1970, № 7, с.8.9.

15. Мамед-заде Т.А. и др. Закономерность распределения коробочек по высоте кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 1980, & II, с.27.28.

16. Садриддинов A.C. и др. Выбор величины рабочей щели хлопкоуборочного аппарата. Механизация хлопководства, 1983, № 3, с.8.10.

17. Изучение влияния машинной чеканки на урожайность, темпы созревания и агротехнические показатели работы машины СЖ-48 : Отчет / ГСКБ по хлопку. Руководитель темы Н.А.Авдеева. Ташкент, 1951.

18. A.c. № 132450 (СССР). Навесная машина для чеканки хлопчатника. Раев Б.Г., Федорова М.Н., Вартанянц A.B., Пальмин Г.И., Канцебовская Е.Д., Комочков И.В. Опубл. в Б.И., i960,19.

19. Раев Б.Г. Машина для чеканки хлопчатника. Хлопководство, 1959, № II, с.14.16.

20. Приспособления для чеканки верхушек кустов хлопчатника ЧВХ-4, ЧВХ-3,6, ЧХТ-4Б. Техническое описание, инструкция по эксплуатации. Hay, 1976, с.39.

21. A.c. № 967300 (ССОР). Чеканщик хлопчатника. Кан В.А., Караханов А. Опубл. в Б.И., 1982, ja 37.

22. Пат. № 3.017.732 (США). Чеканщик для хлопчатника. Запатентован 23 января 1962 г.

23. Раев Б.Г. 0 машинной чеканке в США. Сборник иностранной сельскохозяйственной информации, 1959, №7, с.24.27.

24. Визгин В. Некоторые сведения об агротехнике и механизации хлопководства в США. Хлопководство, 1957, }£> 12, с.34.36.

25. Пат. № 4062171 (США). Режущий аппарат косилки. Запатентован 13 декабря 1977 г.

26. Пат. № 2.578.963 (США). Чеканщик хлопчатника. Запатентован 18 декабря 1951 г.

27. Пат. № 3.892.061 (США). Деформатор. Запатентован 18 декабря 1972 г.

28. Пат. № 2505952 (США). Уборочная машина с устройством для срезания верхушек стебля. Запатентован 2 мая 1950 г.

29. A.c. № I086I0 (СССР). Машина для чеканки хлопчатника. Тюленев A.B.

30. Исследование процесса механизированной чеканки боковых ростовых ветвей хлопчатника с целью уточнения агротехнических требований на чеканочное приспособление: Отчет / ГСКБ -САИМЭ. Руководитель темы Б.Г.Раев. Ташкент, 1978, с.64.

31. Агротехнические требования на цриспособление для формовки кустов хлопчатника. Зарегистрировано Министерством сельского хозяйства СССР под № 1189, 1982, с.6.

32. A.c. J® 1029896 (СССР). Устройство для чеканки кустов хлопчатника. '.Глущенко А.Д., Матчанов Р.Д., Ташболтаев М.Т., Гулямов Х.Х. Опубл. в Б.И., 1983, J6 27.

33. A.c. JB 1045860 (СССР). Машина для обрезки кустов. Глушенко А.Д., Матчанов Р.Д., Ташболтаев М.Т., Гулямов Х.Х. Опубл. в Б.И., 1983, № 37.

34. A.c. J& 974970 (СССР). Способ машинной чеканки кустов хлопчатника. Глущенко А.Д., Гулямов Х.Х., Раев Б.Г., Матчанов Р.Д., Сливинский Е.В. Опубл. в Б.И., 1982, № 43.

35. A.c. № 882487 (СССР). Приспособление для чеканки верхушек кустов хлопчатника. Глущенко А.Д., Сливинский Е.В., Сенькин В.Г., Бурмистров С.П., Гулямов Х.Х., Раев Б.Г. Опубл. в Б.И., 1981, № 43.

36. Бронштейн И.Н., Семендяков К.А. Справочник по математике. М. : Наука, 1967, 608 с.

37. Справочник по хлопководству. Ташкент. : Узбекистан, 1981.423 с.

38. Гулямов Х.Х., Ташболтаев М.Т. Определение размеров и координат плодоэлементов кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 1982, Jß II, с.4.6.

39. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972, 368 с.

40. Соколов Ф.А. и др. Агротехника хлопчатника. Учебное пособие. Ташкент.: Госиздат УзССР, 1962. 203 с.

41. Кржеменевский В., Гулямов X., Раев Б. Обоснование критерия оптимальной высоты машинной чеканки хлопчатника. Хлопководство, 1980, 10, с.33.34.

42. Гулямов X., Кржеменевский В. Теоретическое обоснование машинной формовки кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 1983, J& 10, с.4.5.

43. Васильев A.B., Раппопорт Д.И. Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов. М.: Машгиз, 1963. -267 с.

44. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. 372 с.

45. Митков А.Л., Кардашевский C.B. Статистические методы в сельхозмашиностроении. М.: Машиностроение, 1978. - 360 с.

46. Щиголев В.М. Математическая обработка на.блюдений. М. : Физ-матгиз, 1962. 344 с.

47. Гулямов Х.Х., Ташболтаев М.Т. Исследование энергетических параметров рабочего аппарата машины для формовки кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 198I, № 12,с.19.20 «

48. Гулямов Х.Х. Оценка вертикальных перемещений срезажщих ножей машины для формовки кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 1982, }Ь 2, с.13.14.

49. Фортуна В.И. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1979. 375 с.

50. Ландсман М.И., Корсун А.И. Статистические характеристики микроцрофиля хлопкового поля. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1968, JI& 3, с.22.25.

51. Раев Б.Г. Влияние колебаний трактора на качество машинной чеканки хлопчатника. Механизация хлопководства, 1961,1. Я 5, с.18.21.

52. Гулямов Х.Х., Ташболтаев М.Т. Исследование поперечных колебаний машин для формовки кустов хлопчатника. Механизация хлопководства, 1983, №6, с.6.7.

53. Корсун А.И. Статистические характеристики посевного агрегата МТЗ-50Х, СЧХ-4. Механизация хлопководства, 1979, № 9,с.З.

54. Корсун А.И. Изучение микрорельефа поверхности хлопкового поля в период междурядных обработок. Труды ТИИИМСХ, вып. 23, 1964, с.55.57.55. «Вдвшан С.М. Об оценке управляемости хлопковых культиваторов.- Тракторы и сельхозмашины, 1968, с.25. .27.

55. Ташболтаев М.Т. Статистический анализ неровностей поверхности хлопкового поля. Механизация хлопководства, 1978, № 12, с.7.ф

56. Ташболтаев М.Т., Фурсова Т.Н. Экспериментальное исследование управляемости куракоуборочной машины СКО-5,4 цри прямолинейном движении. Механизация хлопководства, 1980, № 2, с.16.

57. Дадабаев Ф.К. и др. Исследование вероятностных характеристик микропрофиля почвенных и дорожных фонов. Труды ТИИИМСХ, вып.100, 1978, с.23.27.

58. Гулямов Х.Х., Ташболтаев М.Т. Аналитическое определение возможных потерь курака. при чеканке верхушек кустов хлопчатника.- Механизация хлопководства, 1984, I, с.5.6.

59. Гулямов Х.Х. Обоснование диаметров верхних и боковых ножей рабочего аппарата машины для формовки кустов хлопчатника.- Механизация хлопководства, 1983, № 7, с.12.13.

60. ГОСТ 23728-79 ГОСТ 23730-79. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.

61. Методические указания по определению лимитных цен на новую сельскохозяйственную технику. М.: Гос.ком.СССР по производственно-техническому обеспечению сельского хозяйства, МТСХМ, МСХ СССР, 1982. 12 с.

62. Прейскурант № 21-03: Оптовые цены на машины сельскохозяйственные. Утв.Гос.ком.цен Совета Министров СССР 13.01.81. Ввод. 01.01.82г. М.: Прейскурантиздат, 1981. - 507 с.

63. Прейскурант JS 21-05: Оптовые цены на тракторы. Утв.Гос.ком. цен Совета Министров СССР 13.01.81. Ввод. 01.01.82. М.: Прейскурантиздат, 1981. - 139 с.

64. Типовые перспективные технологические карты по цроизводству хлопка-сырца для Узбекской ССР на 1981-85 гг., Ташкент.: МСХ УзССР, 198I. 72 с.

65. Нормативно-справочные материалы для экономической оценки сельскохозяйственной техники, М.: Гос.ком.СССР по цроизводс-твенно-техническому обеспечению сельского хозяйства, ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1980. 297 с.

66. Производство хлопка, кенафа и табака в 1981 г. (Справочник), Ташкент.: МСХ УзССР, 1982. 181 с.