2.3. Аналіз технологій і способів збирання зернових в тов "Агро-Флагман"

?????

2.4. Розрахунок технологічного забезпечення при запропонованій технології збирання

??????

3. Обгрунтування параметрів культиваторної стійки зі змінною жорсткістю

3.1. Аналіз існуючих конструкцій робочих органів ґрунтообробних машин

У комбінованих культиваторах для поверхневого обробітку ґрунту забезпечується ешелонованість розміщення робочих органів та збільшення загальної ширини захвату. Широко використовуються підпружинені робочі органи з розпушувальними або полольними лапами 30-330 мм завширшки, подрібнювачі грудок та вирівнювачі поверхні. До основних робочих органів розпушувачів належать плоскорізна та чизельна лапи, дисковий подрібнювач, котки та ротаційні борони (різних типів). Допоміжними елементами конструкції розпушувача є рама, опорні та транс­портні колеса. Розпушувач для різноглибинного обробітку ґрунту є одним із найскладні­ших ґрунтообробних знарядь типу чизелів.

Різноглибинний чизельний обробіток ґрунту передбачає поєднання мілкого суцільного та глибокого смужного розпушення за певного взаємного роз­міщення робочих органів чизельного типу. Основні агротехнічні вимоги до основних робочих органів наступні:

- поєднання двох типів чизельних робочих органів - для мілкого розпушення орного шару ґрунту та його поглиблення;

- глибина суцільного мілкого розпушення 12...22 см;

- глибина ходу робочих органів для смужного поглиблення шару ґрунту Н₁;

- ширина глибокорозпушувача 5 - 20 см;

- відстань D між розпушеними смугами в нижньому шарі ґрунту.

- відстань S між стояками суміжних робочих органів у ряду, що відповідає умові незаклинювання скиби.

Глибина ходу робочих органів для смужного поглиблення шару ґрунту Н₁ повинна відповідати умові:

Н₁ = Н + 5 - 15 см, (3.1)

де Н - глибина попередньої оранки;

Відстань D між розпушеними смугами в нижньому шарі ґрунту визначається згідно умови:

, (3.2)

де h - глибина поверхневого розпушення верхнього шару ґрунту, яка зумовлена глибиною розміщення основної маси коріння бур’янів, h = 3...16 см;

α - кут сколу, α = 40...50°.

Відстань S між стояками суміжних робочих органів у ряду, що відповідає умові незаклинювання скиби повинна відповідати наступній умові:

, (3.3)

де В_л - ширина розпушувальної лапи;

Н_мах - максимальна глибина роз­пушення;

ψ - кут сколу ґрунту.

При недостатній відстані між робочими ор­ганами верхнього і нижнього ярусів виникає згруджування ґрунту, оскільки елементи верхньої скиби стикаються з нижніми до падіння їх на дно бороз­ни. Розпушення ґрунтового середовища клином є одним із найпоширеніших способів поліпшення його властивостей. Обсяги застосування розпушення ґрунту без обертання скиби знаряддями неполицевого типу зростають і найближчим часом можуть становити 25 - 35 % всіх посівних площ в Україні.

Агротехнічні вимоги до розпушувачів передбачають їх роботу на глибину 5 - 22 см, а при розущільненні підорного шару ґрунту до 35 см, з 75 %-м розпушен­ням ґрунту, збереженням 60 - 80 % рослинних решток на поверхні поля та гребінчастістю поверхні, що не перевищує 5 см. Плоскорізи та розпушувачі (чизелі) доцільно ширше використовувати в зонах недостатнього зволоження, а також на агрофонах з незначною кількістю рослинних решток замість оран­ки, особливо весняної. Це дає змогу скоротити на 20 - 40 % терміни проведен­ня обробітку ґрунту, зменшити на 6-12 кг/га витрати пального, вирішити загальні проблеми ґрунтозахисту при лімітованому енергозабезпе­ченні.

На вітчизняних заводах серійно випускають ефективні ґрунтообробні знаряддя на основі плоскорізних та чизельних робочих органів. У цих розпушувальних агрегатах застосовують ефективні ротаційні приставки для подрібнення і вирівнювання поверхневого шару ґрунту. Такі знаряддя відіграють важливу роль під час обробітку схилових (3-7°) земель, зокрема, при впро­вадженні контурно-меліоративної ґрунтозахисної системи землеробства. Вони сприяють додатковому накопиченню 12-15 мм продуктивної вологи, тому їх рекомендується використовувати, зокрема, на півдні України. За потреби більш інтенсивного обробітку поверхневого шару ґрунту - подрібнення рос­линних решток - поширюється обробіток чизельними культиваторами, до складу робочих органів яких додаються також дискові секції або окремі диски (ПЩН - 2,5, КРН - 4,5, КШН - 5,6 тощо). Ці знаряддя широко застосовують для суцільного обробітку ґрунту.

Аналізуючи різні конструкції робочих органів ґрунтообробних машин і знарядь, можна констатувати, що вони завжди зв’язані зі стійками, при чому стійки прикріплюються до рами машин жорстко або шарнірно. Шарнірне з’єднання може бути одне або багато шарнірним (чотирьохланковим). Жорстке кріплення полягає в тім, що стійки 2 (рис. 3.1, а) разом з робочими органами 3 прикріплюють болтами до бруса 1 рами машини. Заглиблення робочих органів визначається силою ваги машини та реакцією R_xz на робочі органи. Глибина ходу обмежується опорними колесами 4.

Система жорсткого кріплення відрізняється простотою конструкції та малою вагою. Копіювання рельєфу при такому з’єднанні залежить у поздовжньому напрямку від положення рами, а в поперечному - від ширини захвата знаряддя. При твердому з’єднанні недостатньо копіюється мікрорельєф поля, не витримується постійної глибина ходу робочих органів по ширині захвата. Одношарнірне кріплення характеризується тим, що стійки (рис. 3.1,б) разом з робочими органами 3 і повідцем 8 шарнірно пов’язані із брусом 1 рами машини.

Розрізняють індивідуально-поводкову та секційну одношарнірну систему кріплення. При індивідуально-поводковій системі до кожного поводця приєднують по одному робочому органу (лапи культиваторів для поверхневого обробітку ґрунту, а також сошники зернових і універсальних сівалок), а при секційної - кілька робочих органів (начіпні бавовняні культиватори, лущильники та інш.). Робочий орган заглиблюються під дією сили ваги P_с секції, реакції R_xz на робочі органи, а також за допомогою натискних пружин (сила F_u) або додаткових вантажів. Максимальна глибина обмежується упорами штанг 7, ребордами (полозками) або катками.

Рис. 3.1. Схеми кріплення робочих органів до рами:

а - жорстке; б - одношарнірне; в - чотирьохланкове;

1 - брус рами машини; 2 - стійка; 3 - робочий орган; 4 - колесо рами; 5 - двухплечий важіль; 6 - натискна пружина; 7 - штанга; 8 - поводець; 9 - опорне колесо секції; 10 - повзун важеля; 11 й 12 - планки паралелограмного механізму

Одношарнірна система кріплення дозволяє краще, ніж жорстке кріплення, копіювати рельєф поля, як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. Чотирьохланкова система кріплення виглядає так (рис. 3.1, в): стійки 2 (ланка BC) разом з робочими органами 3 прикріплені до бруса l (ланка AD) рами машини через повідців 11 й 12 (ланки АВ й DC).

В основному застосовується чотирьохланкова система з паралелограмним механізмом, у якому ланки AB\\DC и AD\\BC. Опірне колесо 9 секції копіює мікрорельєф поля. Рух коле­са по нерівностям призводить к основному переміщенню ланки ВС, яка входить в паралелограмний механізм. При цьому кут установки робочого органа до поверхні поля не змінює свого значення. Паралелограмна система застосовується для кріплення лап в просапних культиваторах, сошників в бурякових і кукурудзних сівалках, а також у садильних машинах. При такій системі краще копіюється мікрорельєф поля і робочі органи витримують задану глибину ходу.

Заглиблення робочих органів визначається силою ваги Р_с і реакцій R_xt. Положення ланок АВ й DC механізму впливає як на заглиблення, так і на силу реакції R_кс діючої на колесо. Плечі h₁ й h₁ при нахилі ланок АВ й CD змінюються незначно. Тоді реакція R_кс на опорне колесо секції тим менше, чим більше кут α. Зі збільшенням кута α здатність робочих органів до заглибленню зменшується. Необхідний кут установки робочих органів у всіх системах кріплення досягається поворотом стійки щодо поводця. У паралелограмній системі може змінюватися довжина верхньої ланки АВ, що дозволяє впливати й на кут установки.

В існуючих конструкціях підвіски робочих органів культиваторів основною проблемою є невідповідність ступеню копіювання рельєфу поля заданим параметрам. Причина цього заключається в тому, що рельєф поля копіюють два елементи – опорне колесо та сам робочий орган. Тому на стійкість ходу лапи по глибині обробки в першу чергу буде впливати переміщення опорного колеса.

Виходячи з цього в конструкціях механізму підвіски, особливо паралелолограмної, визначальне значення мають співвідношення розмірів елементів кріплення колеса і робочого органу. В конструкціях сучасних ґрунтообробних машин ці параметри вимагають вдосконалення. Сучасні світові тенденції в одержанні екологічно чистої продукції потребують хоча б часткової відмови від хімічних засобів боротьби з бур'янами. Тому в проведенні знищення бур'янів підвищується значення культиваторів як найбільш ефективного механічного засобу. У свою чергу зростають вимоги і до технічного рівня ґрунтообробних знарядь.

Культиваторні лапи є найбільш поширеними робочими органами ґрунтообробних сільськогосподарських машин. У процесі взаємодії з ґрунтом вони піддаються інтенсивному абразивному спрацюванню. їх термін служби залежить від матеріалу, умов експлуатації, типу і властивостей ґрунту, кутів загострювання тощо. Головною вимогою до роботи культиваторних лап є забезпечення якісного виконання технологічного процесу за мінімально можливих енерговитрат. Комплексний підхід до вирішення викладених питань у процесі спрацювання ґрунтообробних робочих органів є, безумовно, актуальним.