Курсовая работа: Обґрунтування процесу формування структури продуктивного шару ґрунту і параметрів ротаційного сепаратора

Механічний обробіток потужного малогумосного чорнозему у Лісостепу України проводиться з метою надання оброблюваного шару ґрунту дрібко грудкуватого стану. За даними досліджень Білоцерківського с/г інституту оптимальна об’ємна маса оброблюваного шару такого ґрунтового горизонту складає 1,1…1,2 г/. Однак при цьому різні с/г культури неоднаково реагують на щільність складу грунту. Оптимальна щільність в момент сівби для цукрових буряк і гороху відповідає ущільненому стану ґрунту з об’ємною масою 1,2-1,3 г/; для кукурудзи ячменю – розпушеному стану з Мv=0,9-1,1г/; для озимої пшениці – мало ущільненому стану Мv=1,1-1,2 г/;

В зоні Лісостепу родючість частин орного горизонту( 0-10,10-20,20-30см) для різних культур неоднакова. Наприклад, врожай цукрових буряків отримують вищий, якщо шар ґрунту 0-30см утворюється з середньої частини (10-20см) необробленого орного шару після збирання озимої пшениці, а ячменю – з верхньої частини 0-10см.

Взаємний перерозподіл, тобто переміщення частин орного шару під впливом обробітку ґрунту на 30 см для різних культур теж різний. Так для ячменю сприятливе розміщення частин орного шару зверху вниз виражено в такій послідовності: 20-30-0-10-10-20см, а для цукрових буряків – 20-30-10-20-0-10см. Характерно, що оптимальна частина орного шару ґрунту для різних культур теж має відмінності. Врожайність ячменю з збільшенням глибини обробітку ґрунту підвищується при h=20-24см, а при h >24см – врожайність знижується. Необхідно зазначити що під впливом технологічних схем різноглибинного обробітку ґрунту з обертанням оброблювального шару різних змін в агрофізичних властивостях, верхньо-повітряному і живильному режимах ґрунту не проходить. .[12]

На відміну від різноглибинного обробітку безполицевий під всі культури на таку ж глибину як і оранка, викликає більшу їх диференціацію і супроводжується зниженням продуктивності зерно-буряківничої сівозміни. Але безполицевий обробіток ґрунту на глибину орного шару, а також поверхневий (10-12см) під озиму пшеницю проявляє позитивний вплив на агрегатно-структурний стан ґрунту нижній частині (20-30см) орного шару і негативний у верхній частині (0-10см) порівняно з іншими загальними схемами різноглибинного обробітку в сівозміні.

1.3 Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційних машин-знарядь та агрегатів

У сільському господарстві важливу роль відіграють механічні засоби виробництва - трактори, автомобілі, та інші робочі і силові машини. Для здійснення процесу виробництва кожне сільськогосподарське підприємство повинно мати необхідну кількість відповідних засобів виробництва, і насамперед механічних (наприклад, комбінованих машин).

Комбіновані машини за способами здійснення технологічних процесів, можна об’єднати в декілька груп:[16]

- комбіновані машини і агрегати, діють на ґрунт у такій ж послідовності, як і окремі одноопераційні машини (вирівнювання поверхні, розпушення з переміщенням, ущільнення);

- машини з робочими органами, що надають складну дію іншим способом (наприклад, фрезеруванням замість вирівнювання і спушення з перемішуванням);

- машини, що надають комбіновану дію (фрезерування і подальше ущільнення).

Відповідно з наявними способами здійснення технологічних процесів розрізняють декілька типів комбінованих машин і агрегатів: [16]

- агрегати, складені з декількох одноопераційних машин;

- машини з декількома одноопераційними робочими органами;

- машини з комбінованими (багатоопераційними) робочими органами;

- комплексні агрегати.

Застосування комбінованих агрегатів, складених з декількох одноопераційних машин, являється простим способом виконання ряду технологічних операцій за один прохід агрегату. Такими агрегатами , наприклад, є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиватор з сівалкою і катками, і тому подібне.

Машини з'єднуються в агрегаті ешелонно (одна за одною ), фронтально (поруч) або комбіновано. У першому випадку весь технологічний процес обробітку повністю здійснюється за один прохід агрегату, в останніх випадках - за декілька проходів (2 або 3).

Ешелоноване розміщення машин до мінімуму скорочує проміжок часу між операціями і виключає вплив на технологічний процес погодних умов, проте на вологих ґрунтах посилюється залипання робочих органів машин, які слідують за першою машиною (сівалок, катків). При даному розміщенні в основному застосовують причіпні машини або першу навісну, а подальші - причіпні.

При фронтальному розміщенні машин між операціями є певний проміжок часу (5 - 20 хв), що при дощовій погоді може заважати, а при хорошій - сприяти роботі агрегату. Крім того, при такому розміщенні машини знаходяться ближче до трактора і агрегат може бути використаний навісним.

Основною перевагою описаного способу є те, що комбіновані агрегати складають з наявних серійних машин без їх переробки або з незначними доповненнями (устаткуванням зчіпними пристроями для з'єднання машин між собою). Недоліком є те, що такі комбіновані агрегати громіздкі і металоємні. В порівнянні з одномашинними агрегатами вони мають знижені коефіцієнти готовності, технічного використання і використання змінного і експлуатаційного часу. Крім того, машини, що входять в агрегат, зазвичай розраховані на самостійну роботу з тракторами при їх оптимальному завантаженні. Тому вони часто не узгоджуються по ширині захвату і оптимальної швидкості роботи і буває важко підібрати оптимальні параметри складеного комбінованого агрегату. Все вищезгадане є причиною обмеженого використання агрегатів, що складаються з декількох одноопераційних машин.

Більш раціональнішим рішенням є комбінована машина-агрегат (машини з декількома одноопераційними робочими органами), на загальній рамі якої послідовно розміщені різні за призначенням робочі органи або секції робочих органів, запозичені від простих машин. Прикладами таких машин є плуг ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару, комбіновані культиватори КШП-8, КПС-4, УСМК-5,4 і РВК-3,6. Агрегат основної і передпосівної підготовки ґрунту АКП-2,5 складається з двох секцій і поєднує ознаки першого і другого типів.

Техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних машин-знарядь та агрегатів можна розглянути на прикладі плуга ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару та комбінованого культиватора КПС-4.

Плуг-розпушувач комбінований ПРК-4-42 (П — плуг; Р — розпушувач; К — комбінований; 4 — кількість корпусів; 42 — ширина захвату одного корпусу, см) призначений для виконання полицево-чизельного або полицево-плоскорізного основного обробітку ґрунту на глибину 25...35 см під культури II технологічної групи. Він складається з рами, встановлених на ній верхніх полицевих корпусів та розпушувачів, механізму приєднання до трактора та опорного колеса. [9]

Технологічний процес оранки з поглибленням орного шару ґрунту характеризується підрізуванням, розпушенням, обертанням та переміщенням верхньої скиби і розпушенням без переміщення нижньої. Розпушення може здійснюватися плоскорізним або чизельним робочим органом. При застосуванні плоскорізного робочого органу відбувається повне підрізування нижнього шару ґрунту, а отже, і коренів багаторічних бур'янів. Проте створюються умови для виникнення «плужної підошви». Такий процес (полицево-плоскорізний обробіток ґрунту) реалізовано на ярусних плугах за допомогою змінного плоскорізального корпусу нижнього ярусу. Щодо другого варіанту виконання технологічного процесу оранки з поглибленням орного шару ґрунту, то застосування чизельного робочого органа дає змогу виконувати обробіток (полицево-чизельний) без створення «плужної підошви», проте й без підрізування коренів бур'янів у нижньому шарі. Конструктивно-технологічні параметри встановлення чизельного робочого органа мають відповідати певним умовам. Положення розпушувача відносно плужного корпусу характеризується параметрами ас та с, що визначаються з виразів

0 < ас < а2 + 0,5b; с = ас + hpctgβ,

де — висота гребенів на дні борозни; β — кут сколу нижньої скиби.

Для ефективного (100 %) знищення «плужної підошви» розпушувачі мають працювати на глибині не менше ніж

a1≥ + ∆h