Повышение эффективности работы пахотного агрегата с плугом ПЛН-4-35

Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

Федеральное государственное  образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

Казанский Государственный  Аграрный Университет

 

 

 

 

Кафедра лесные культуры

                                                      и защиты леса

 

 

 

 

 

 

 

 

      Курсовая работа

      по дисциплине “Машины и механизмы”

на тему: Повышение  эффективности работы пахотного 

агрегата с плугом ПЛН-4-35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 452 группы

                                        Гиниятова А.Ш.

                                                 Проверил: профессор

                                        Галиуллин Ш.Р.

 

 

 

 

 

 

 

Казань 2008

1 Введение

 

 

Дисциплина «Лесохозяйственные машины и их применение» изучает теоретические и конструктивные особенности лесохозяйственных машин, орудий, механизмов и оборудования, используемых в лесном хозяйстве и в различных климатических и почвенных условиях.

Лесное хозяйство проводит работы по искусственному лесовосстановлению на вырубках, при полезащитном лесоразведении, на песчаных почвах, горных склонах и т.п. Кроме того, оно проводит работы по предупреждению и тушению лесных пожаров, по рубкам ухода за лесом, а также по лесозаготовкам.

Развитие и перспективы механизации и автоматизации лесохозяйственных работ основаны на системе машин для комплексной механизации лесохозяйственного производства. Система машин представляет собой комплекс машин и средств различного назначения, взаимно увязанных в технологическом процессе по своим технико-экономическим  и эксплуатационным показателям, обеспечивающих непрерывность механизации последовательно выполняемых рабочих операций лесохозяйственного цикла. Перспективы развития лесохозяйственной техники заключаются в разработке и внедрении новых, более совершенных и производительных машин на расчистке вырубок, выращивании укрупненного посадочного материала в питомниках и посадке на вырубках, лесопарках, при озеленении городов, выращивании и посадке сеянцев с закрытой корневой системой, на обработке почвы, облесении овражно-балочных и горных склонов. Все шире внедряется автоматизация лесопосадочных работ, особенно на вырубках.

От квалификации специалистов и  знаний или особенностей конструкции  лесохозяйственных машин и орудий, умения их правильно эксплуатировать зависит уровень более эффективного их использования, быстрого освоения новых машин и прогрессивных технологий лесовосстановительных работ. 

Целью курсовой работы является закрепление теоретических положений дисциплины путем проектирования  и расчетов процессов, выполняемых машинами и развития у студентов умения применять полученные инженерные знания для совершенствования конструкции и повышения эффективности использования лесохозяйственной техники.   

 

 

 

 

 

 

 

                2. Анализ конструкции рабочих органов

  существующих плугов

 

 

2.1 Классификация плугов

 

Плуги классифицируют по назначению, роду применяемой тяги, способу агрегатирования с трактором, конструкции и числу корпусов.

По назначению тракторные плуги делятся на две группы: общего назначения и специальные.

Плуги общего назначения применяют в полеводстве и в лесном хозяйстве.

Лемешные плуги общего назначения маркируют буквами ПЛН (навесные) и вторая- ширину захвата  одного корпуса в сантиметрах.

Плуги специального назначения- это плуги для каменистых почв, кустарниково-болотные, плантажные, садовые и ярусные.

По способу  агрегатирования тракторные плуги делятся на навесные, полунавесные и прицепные.

Навесные плуги  простые по устройству и обладают наименьшей массой. При работе с ними требуется поворотная полоса небольшой ширины. Однако в транспортном положении они сообщают трактору сравнительно большой опрокидывающий момент.

Полунавесные плуги характеризуются меньшим удельным сопротивлением, чем навесные, но большим радиусом поворота. В транспортном положении часть массы плуга воспринимается его заднем колесом.

Прицепные плуги, в конструкцию которых входят три колеса и прицеп, обеспечивают достаточную устойчивость хода и высокое качество вспашки и условиях, где плугами других типов сделать это трудно. По технологическому процессу на плуги для овально-развальной  и гладкой вспашки. Последние снабжены право - и левооборачивающими корпусами попеременно включаемыми в работу в зависимости от направления движения агрегата.

По скорости обработки  почвы плуги делятся на обычные (скорость обработки до 1,4м/с) и скоростные (выше 1,4м/с).

По конструкции  корпусов различают лемешные, дисковые, чизельные, Ротационные и комбинированные плуги. Лемешные плуги наиболее распространены; дисковые - используют для вспашки тяжелых почв и при лесовосстановительных работах; ротационные и комбинированные- в зависимости от условий и требований …

Лемешные плуги  подразделяются на плуги общего назначения для вспашки  старопахотных земель и специальных (кустарниково-болотные, плантационные, садовые, виноградниковые, лесные и ярусные).

 

 

2.2 Рабочие органы плугов

 

Качество вспашки зависит  от конструкции корпуса плуга. Корпус состоит из отвала и полевой доски, прикрепленных к стойке. По конструкции корпуса бывают отвальные, вырезные, безотвальные, дисковые и комбинированные.

1. Отвальный корпус применяют для вспашки с оборотом и рыхлением пласта.
2. Безотвальный корпус предназначен для рыхления почвы в засушливых районах, подверженных ветровой эрозии.
3. Вырезной корпус служит для отвальной вспашки почв и одновременного углубления пахотного горизонта на 4-5см.
4. Корпус с почвоуглубителем выполняет ту же задачу, что и, вырезной корпус. С его помощью можно увеличить глубину обработки до 15см без выноса нижних слоев.
5. Корпус с накладным долотом предназначен для вспашки  твердых почв, засоренных камнями.
6. Дисковый корпус применяют для вспашки тяжелых твердых почв засоренных древесными корнями, а также на переувлажненных почвах при возделывании риса.
7. Комбинированный корпус предназначен для вспашки тяжелых почв с одновременным интенсивным рыхлением почвенного пласта.

Назначение лемеха - отрезать (отрывать) пласт почвы от дна борозды и направлять его на отвал. Эта задача выполняется наиболее успешно, если толщина лезвия лемеха составляет 1…1,5мм, а угол заточки 25…35°.

Характер износа лемеха зависит в основном от твердости, влажности почвы и ее абразивных свойств. Лемех испытывает большое  давление пласта и быстро изнашивается: теряет первоначальную форму и затупляется. Это может привести к нарушению технологического процесса вспашки. Кроме того, по мере затупления лемехов возрастают тяговые сопротивления плуга и расход топлива.

Восстанавливают лемех  оттяжкой ударами молота, используя  запас металла на его тыльной стороне. Затем лемех затачивают с верхней стороны до толщины лезвия  0.5…1мм. По форме лемеха бывают трапецеидальные, долотообразные, вырезные и треугольные.

Отвал отрезает пласт  от стенки борозды, деформирует его, сдвигает в сторону и оборачивает верхним слоем вниз. Под давлением скользящего по его поверхности почвенного пласта отвал  изнашивается, а крыло отвала испытывает большой изгибающий момент. Отвал подвергается также ударами встречающихся в почве камней, корней, древесных  остатков.

Для придания отвалу достаточной прочности его изготовляют двух- и трехслойными: твердые наружные поверхности обеспечивают достаточную износостойкость отвала, а мягкий внутренний слой придает ему прочность- устойчивость от изгибающего момента и ударов почвы. Полевая доска служит для опоры плуга: упираясь в стенку борозды, она уравновешивает горизонтальные составляющие силы сопротивления пластов почвы; давление же от вертикальных составляющих, а также от силы тяжести плуга воспринимается колесами. Лемехами и нижней поверхностью полевых досок, опирающихся о дно борозды. Полевые доски устанавливают под углом 2…3° к горизонту и к стенки борозды.

Предплужник служит для срезания верхнего задерненного верхнего слоя. Он представляет собой уменьшенную копию корпуса плуга.

Ширина захвата предплужника составляет 2/3 ширины захвата корпуса плуга. Он устанавливается впереди корпуса плуга и снимает верхний слой почвы на глубину 10-12см по глубине обработки предплужник фиксируется

Ножи служат для отрезания пласта в вертикальной плоскости с целью получения гладкой стенки и чистого дна последней борозды. Различают ножи дисковые,                                           черенковые и плоские. 

        Рис.1 Предплужник:

        1-стойка; 2- отвал;3- лемех;

        4- болт; 5- державка; 6- хомут болтами.

                                   

Дисковый нож представляет собой стальной диск толщиной 4мм  и диаметром 390мм, свободно вращающийся на подшипниках качения. Для лучшей устойчивости хода лезвия диска затачивают с двух сторон. Вилка свободно надета на нижний конец коленчатой стойки и может поворачиваться в горизонтальной плоскости в пределах, ограниченных корончатой шайбой. Во время работы нож  самоустанавливается в плоскости, совпадающей с направлением движения плуга. Стойку ножа крепят на раме плуга при помощи хомута и накладки.

Дисковые ножи применяют  на плугах общего назначения и кустарниково-болотных для вспашки почв, не засоренных корнями деревьев и камнями.

Черенковый  нож представляет собой заостренную пластину, установленную на раме плуга впереди корпуса. У черенкового ножа различают черенок, обух, щеки и лезвия.

Нож устанавливается  впереди корпуса на расстоянии 3-4см от носка лемеха. На лесных плугах он устанавливается вплотную к лемеху так, чтобы нож разрезал почву на полную глубину.

Плоский нож с опорной лыжей устанавливаются на кустарниково-болотных плугах для вспашки почв, заросших кустарником высотой до 2м. Справа и слева от ножа установлены лыжи, положение которых по высоте относительно нижней кромки ножа можно изменить. Лыжи приживают ветви кустарника, нож их разрезает. По мере износа нож, имеющий 2 лезвия, разворачивают на 180°.

 

 

2.3 Вспомогательные части лемешного плуга

 

  К вспомогательным частям плуга относятся: рама, колеса, навески и прицепы, подъемно-установочные и предохранительные устройства.

Рама  служит  для крепления рабочих органов и механизмов установки и регулировки плугов, а также для приложения тягового усилия.

Рис.2. Навесное устройство плуга:

1- понизитель; 2-палец; 3- раскос; 4-кронштейн; 5- болты; 6- стойка.

Наибольшее распространение  нашли плоские рамы, состоящие  из продольных полос, которые между  собой соединены диагональными  и прямоугольными поперечными распорками.

  Колеса служат для установки и поддержания заданной глубины вспашки, а заднее колесо полунавесного плуга - для его транспортировки. Опорные колеса имеют жесткий обод или пневматические шины.

Сопротивление перекатыванию  по рыхлой влажной почве колес  с пневматическими шинами на 25-30% ниже, чем колес с жестким ободом. Они меньше залипают почвой и хорошо амортизируют удары, что позволяет увеличить транспортную скорость и снизить сопротивление плуга.

 

 

2.4 Плуги специального назначения

 

Специальные плуги можно  разделить на плуги для подготовки почвы отдельными полосами под последующую  посадку или посев лесных культур. В дно борозды на площадях с легкими дренированными почвами, образующие пласты или микроповышения в виде гряд на площадях с временно переувлажненными почвами, но не требующими осушительной мелиорации. Нарезающие мощные пласты и прокладывающие осушительные канавы на площадях постоянного избыточного увлажнения производящих «нулевую» обработку почвы путем ее рыхления и перемешивания.

 

 

2.5 Плуги для гладкой вспашки

 

Гладкой вспашкой называется вспашка без овальных гребней  и развальных борозд. Вспаханное поле имеет выровненную поверхность, что создает более благоприятные условия для роста растений и работы машин, выполняющих следующие за вспашкой технологические операции. Урожайность возделываемых растений повышается на 5-10%, а производительность машин на- 10-15%. На гладко-вспаханных участках снижаются потери при уборке урожая. Для гладкой вспашки применяют оборотные, фронтальные, челночные и поворотные плуги.

 

 

2.6 Ярусные плуги

 

Ярусные плуги предназначены  для основной обработки солонцовых, каштановых и подзолистых почв с целью их коренного улучшения.

Солонцовые почвы имеют  явно выраженное послойное строение: верхний плодородный слой,  средний  солонцовый и нижний карбонатный, содержащий гипс. По глубине залегания карбонатов солонцы делятся на высококарбонатные и глубококарбонатные. Ярусные плуги применяют также для глубокой (до 40см) вспашки почв под посев хлопчатника сахарной свеклы, посадку садов и виноградников.