Сельскохозяйственные машины
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 280
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-010345-7
ISBN-онлайн: 978-5-16-105755-1
Артикул: 480150.08.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебном пособии представлены способы и средства регулировки и настройки машин и агрегатов на оптимальные режимы работы, приборы и приспособления для регулировки и настройки сельскохозяйственных машин, рекомендованные к внедрению Центральной государственной машиноиспытательной станцией, ЦЧО МИС и КубНИИТиМ.
Содержит технические требования, предъявляемые к сельскохозяйственным машинам. Приведена классификация способов и средств регулировки основных сельскохозяйственных машин, их узлов, рабочих органов и агрегатов, описаны правила проведения регулировок, организация подготовки сельскохозяйственных машин и агрегатов на регулировочной площадке и техника безопасности при подготовке машин к работе.
Представлены задачи, а также решения типовых задач по каждому разделу.
Предназначено для бакалавров 2-го и 3-го курсов направления подготовки 35.03.06 всех форм обучения. Будет полезно аспирантам, занимающимся совершенствованием рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий, и магистрам, обучающимся по направлению подготовки 35.04.06 «Агроинженерия».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ Допущено Учебно-методическим объединением вузов России по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» Москва ИНФРА-М 20УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ В.П. КАПУСТИН Ю.Е. ГЛАЗКОВ
УДК 631.3(075.8) ББК 40.72я73 К20 Капустин В.П. Сельскохозяйственные машины : учебное пособие / В.П. Капу- стин, Ю.Е. Глазков. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 280 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/7696. ISBN 978-5-16-010345-7 (print) ISBN 978-5-16-105755-1 (online) В учебном пособии представлены способы и средства регулировки и настройки машин и агрегатов на оптимальные режимы работы, приборы и приспособления для регулировки и настройки сельскохозяйственных машин, рекомендованные к внедрению Центральной государственной машиноиспытательной станцией, ЦЧО МИС и КубНИИТиМ. Содержит технические требования, предъявляемые к сельскохозяйственным машинам. Приведена классификация способов и средств регулировки основных сельскохозяйственных машин, их узлов, рабочих органов и агрегатов, описаны правила проведения регулировок, организация подготовки сельскохозяйственных машин и агрегатов на регулировочной площадке и техника безопасности при под- готовке машин к работе. Представлены задачи, а также решения типовых задач по каждому разделу. Предназначено для бакалавров 2-го и 3-го курсов направления подготовки 35.03.06 всех форм обучения. Будет полезно аспирантам, занимающимся совершен- ствованием рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий, и магистрам, обучающимся по направлению подготовки 35.04.06 «Агроинженерия». УДК 631.3(075.8) ББК 40.72я73 К20 © Капустин В.П., Глазков Ю.Е., 2015 Р е ц е н з е н т ы: А.Н. Зазуля, доктор технических наук, профессор, директор Всерос- сийского научно-исследовательского института использования тех- ники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии); В.И. Горшенин, доктор технических наук, профессор кафедры «Транс- портно-технологические машины и основы конструирования» Мичу- ринского государственного аграрного университета ISBN 978-5-16-010345-7 (print) ISBN 978-5-16-105755-1 (online)
ВВЕДЕНИЕ Улучшение продовольственного обеспечения населения Россий- ской Федерации во многом связано с повышением эффективности работы всех сельскохозяйственных товаропроизводителей независи- мо от форм собственности. Исходя из задач сельскохозяйственного производства в растени- еводстве, необходимо обеспечить, с одной стороны, систематическое совершенствование технологии за счет постоянного внедрения до- стижений науки и опыта передовиков, с другой — эффективное ис- пользование сельскохозяйственной техники, правильно и своевре- менно отрегулированной и настроенной на оптимальные режимы работы. Проверка уровня организации и технологии выполнения полевых механизированных работ и массовое обследование регулировок ра- бочих органов машинно-тракторных агрегатов в условиях рядовой эксплуатации показали значительные отклонения от нормативных показателей. Так, по данным ВИИТиН, 80% пропашных культива- торов работают с отклонениями регулировочных параметров, часто превышающих допуск в 5 раз. В результате снижается урожайность пропашных культур на 15%, а производительность труда на 10…12%, расход топлива увеличивается на 5…10% [1]. За последние 5 — 10 лет эти проблемы еще ярче проявили себя из-за того, что на полях работает в основном устаревшая техника с 10–15-летним сроком службы. Такую сельскохозяйственную технику практически нельзя пра- вильно отрегулировать и настроить на оптимальные режимы работы. Исследованиями, проведенными в ряде регионов страны, выяв- лены следующие причины низкого качества выполнения полевых работ [2, 3]: 1. Сельскохозяйственная техника на село поступает все более слож- ная, а методы и средства для проверки ее технического состояния и настройки на оптимальные режимы работы остались примитивными. Отсутствуют также единые правила проверки и настройки машин. 2. Сельскохозяйственные машины выпускаются с недостаточной надежностью, большим процентом брака и низким коэффициентом приспособленности к регулировкам. 3. Большинство механизаторов (около 53%) не знают, как регули- ровать и настраивать сельскохозяйственные машины на оптималь- ные режимы работы. 4. Исполнители не несут ответственность за плохое и не получают вознаграждение за хорошее качество выполнения полевых работ.
5. Отсутствуют объективный, полный оперативный и приемоч- ный контроль качества выполненных полевых работ. 6. Не выпускаются приборы, приспособления и оборудование для проверки технического состояния, регулировки и настройки сель- скохозяйственных машин. 7. Отсутствует техническая литература по регулировке и настрой- ке сельскохозяйственных машин, так как за последние 15–20 лет она не выпускается. Следует отметить, что какие бы совершенные автоматизирован- ные машины не выпускались, операции регулировки и настройки, а также контроль за этими параметрами будет присутствовать всегда. Это связано, во-первых, с износом рабочих органов, во-вторых, с изменяющимися почвенно-климатическими условиями (разные зоны страны), в-третьих, совершенствованием технологий различ- ных возделываемых культур. Исходя из этого, повышение качества выполнения всех механизированных работ при возделывании и пе- реработке сельскохозяйственных культур возможно только при свое- временном проведении технологического обслуживания используе- мой техники. Поэтому специалистам инженерной службы нужны глубокие знания не только по конструкции, теории рабочих процес- сов сельскохозяйственных машин, но и умение выполнять регули- ровку и настройку в зависимости от свойств и состояния обрабаты- ваемого материала, технического состояния, износа деталей, узлов и механизмов машин с учетом агротехнических требований. Целью учебного пособия является подготовка студентов к реше- нию профессиональных задач по организации подготовки сельскохо- зяйственных машин и орудий к выполнению технологических опера- ций по возделыванию сельскохозяйственных культур, приближение учебного процесса к условиям профессиональной деятельности в проектных организациях, обеспечение студентов необходимой ин- формацией, способствующей выработке подходов и навыков само- стоятельного формирования и разработки конструктивных решений. В результате изучения учебной дисциплины у обучающегося бу- дут сформированы следующие компоненты профессиональных ком- петенций: • готовностью к профессиональной эксплуатации машин и техно- логического оборудования для производства, хранения и первич- ной переработки сельскохозяйственной продукции; • способностью использовать современные методы монтажа, налад- ки машин и установок, поддержания режимов работы электрифи- цированных и автоматизированных технологических процессов, непосредственно связанных с биологическими объектами.
Часть I. НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Глава 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН 1.1. Факторы, определяющие технологическую регулировку и настройку сельскохозяйственных машин Основой повышения урожайности сельскохозяйственных культур служит высокое качество выполняемых технологических операций. Эта проблема особенно обострилась в последнее время, так как ши- роко внедряемые интенсивные и индустриальные технологии возде- лывания и уборки сельскохозяйственных культур в сельскохозяй- ственных предприятиях, с целью резкого увеличения их производ- ства, требуют выполнения всех технологических операций только с высоким качеством. В противном случае, а это, к сожалению, пока не редкость, от внедрения прогрессивных технологий запланирован- ного эффекта (отдачи) не получится. Кроме того, в настоящее время в организациях всех форм собственности работают на сельскохозяй- ственных машинах малоквалифицированные механизаторы. Поэто- му требуется постоянное улучшение качества регулировки и настрой- ки всех сельскохозяйственных машин и орудий, которые выполняют полевые работы. Высокого качества полевых механизированных работ можно до- стичь только путем реализации взаимосвязанных агротехнических, технических, организационных и экономических мероприятий. Од- ним из основных элементов агротехнического и технического ком- плексов является технологическое обслуживание машин, т.е. регу- лировка и настройка машин и агрегатов на заданные агротехничес- кими требованиями режимы. Своевременная и качественная проверка технического состояния, регулировка и настройка машин и агрегатов перед началом и в ходе выполнения технологических операций гарантируют высокое их ка- чество, способствуют росту эффективности производства: повыше- нию урожайности сельскохозяйственных культур до 30%; увеличе- нию сменной производительности на 10 … 12%; уменьшению расхо-
да топлива на единицу выполненной работы на 5 … 8%; сокращению простоев по техническим причинам до 20% [4]. Как известно, основные условия развития растений (глубина посева, количество потребляемых влаги и света, питательных веществ) создаются различными сельскохозяйственными машинами. Но различные растения предъявляют к факторам жизни, или, как говорят, к окружающей среде, неодинаковые условия. Они обладают свойствами избирательности. Наивысшая продуктивность растений возможна только в том случае, если количественное соотношение перечисленных факторов соответствует требованиям растений на разных стадиях их развития. Если же такое соответствие не будет достигнуто, то продуктивность растений будет определяться факторами, находящимися в минимуме, другими словами, недостаточность хотя бы одного фактора жизни значительно снизит степень использования растениями других факторов, имеющихся в достаточном количестве. Факторы развития различных видов и сортов растений определяются во время выведения новых сортов и улучшения продуктивности растений. Численное их значение затем устанавливается в агротехнических требованиях, предъявляемых к технологическим операциям и сельскохозяйственным машинам, их выполняющих. Причем, факторы развития растений, например, глубина посева, норма высева семян и удобрений и др., зависят не только от почвенно- климатических зон их произрастания, но и от каждого поля отдельного хозяйства [5–7]. Например, во влажный год глубина посева и норма высева семян уменьшаются, причем значительно, в засушливый год — наоборот, эти показатели увеличиваются. Следовательно, сельскохозяйственные машины и агрегаты, выполняющие механизированные работы, должны иметь соответствующие регулировки и механизмы их исполнения различные по конструкции: тяги, шарниры, болты и др., с допусками и отклонениями. Сельскохозяйственные машины и агрегаты, перемещаясь по полю на ходовых колесах, из-за различной твердости почвы утопают в нее на различную глубину, что в свою очередь, сказывается на значении отклонений от агротехнических требований. Таким образом, если требования к технологическим процессам изменяются во времени и пространстве, то и сельскохозяйственные машины и агрегаты, выполняющие их, должны иметь соответствующие изменения в значениях регулировок. Ввиду сложности изготовления (по точности регулировки) регулировочных узлов и приближенного определения условий работы (из-за того, что они, особенно в летнее время, сильно изменяются) параметры регулировок должны иметь соответствующие значения, учитывающие агротехнические требования. Кроме того, регулировочные узлы машин и агрегатов, имея свободу перемещения, и испытывая во время работы нагрузку, будут изнашиваться, что приведет к изменению параметров регулировки и настройки машины в целом.
Агротехнические требования на технологические процессы и машины, их выполняющие, разрабатывались на основе получения наибольшего урожая при минимальных затратах труда, т.е. с учетом развития техники. Если существующий уровень развития техники позволяет выполнять все полевые механизированные работы с незначительным отклонением в пределах агротехнических требований, то в этом случае должны получать хорошие урожаи всех сельскохозяйственных культур. Для почвообрабатывающих машин отклонение от среднего значения заданной глубины обработки почвы для плугов и плоскорезов составляет: на выровненных полях ±10 мм, на не выровненных — ±20 мм; культиваторов, лущильников и дисковых борон ±10 мм. Отклонение от глубины заделки семян и удобрений зерновыми сеялками составляет ±15%, от нормы высева ±5%. При опыливании, опрыскивании пестицидами и внесении минеральных удобрений отклонение от заданной нормы внесения (кроме зерновых сеялок) составляет — ±15% и внесении органических удобрений — ±25% [8]. Таким образом, основополагающими факторами регулировки и настройки сельскохозяйственных машин и агрегатов являются: агротехнические требования, разработанные на основе изучения основных факторов жизни растений; качество (точность) изготовления и конструкция регулировочных механизмов и их износ; природно-климатические условия. В общем виде это можно выразить функцией: Фр = f (З, Ку, Тв, Кк, И), (1) где Фр — фактор регулировки (настройки) сельскохозяйственной машины ( агрегата); З — зона возделывания сельскохозяйственной культуры; Ку — климатические условия возделывания и уборки сельскохозяйственной культуры; Тв — технология возделывания; Кк — конструкция и качество изготовления регулировочного узла; И — износ регулировочного узла. С увеличением ширины захвата машины точность регулировки и настройки должна возрастать, так как в случае некачественного вы- полнения полевых работ, площадь, обработанная агрегатом за один проход, возрастает, а вместе с ней возрастает и брак в работе. 1.2. Приспособленность сельскохозяйственных машин и орудий к регулировке и настройке В процессе эксплуатации сельскохозяйственных машин и орудий постепенно ухудшается их работоспособность, т.е. возможность вы- полнять заданные функции, сохраняя значения эксплуатационных
допусков в пределах, установленных нормативно-технической доку- ментацией. Эксплуатационный допуск — это такие установленные опытом или расчетом допустимые границы (а, b) для значений параметра X, что, если значение параметра не вышло за эти границы в данный момент, то машина с вероятностью Р будет выполнять требуемые функции по назначению в течение времени Т при определенных (конкретных) условиях эксплуатации. Чтобы поддержать работоспособность сельскохозяйственной ма- шины, при эксплуатации проводят техническое обслуживание в со- ответствии с ГОСТ 20793–86 [9]. По этому ГОСТ проверка, регули- ровка и настройка сельскохозяйственных машин включены в пере- чень операций ежедневного технического обслуживания (ЕТО). Однако ЕТО не регламентирует всех технических и технологических регулировок и настройку на оптимальные режимы работы сельско- хозяйственных машин в течение смены, суток из-за изменения по- годных условий, изменения глубины обработки, нормы высева и т.д. То есть частота их не совпадает со сменностью. Поэтому встает воп- рос о технологическом обслуживании сельскохозяйственных машин и орудий. Материалы по этому вопросу в учебниках для сельскохо- зяйственных вузов отсутствуют [10, 11]. Одним из элементов технологичности сельскохозяйственных ма- шин является приспособленность к регулировке и настройке на за- данные режимы работы, основным показателем которой следует считать разовые затраты времени, труда и средств на выполнение операций по регулировке и настройке [12–17]. Уровень приспособленности сельскохозяйственных машин к ре- гулировкам и настройке в настоящее время не регламентирован, о чем говорят проверенные акты испытания сельскохозяйственных машин на машиноиспытательных станциях и инструкции по эксплу- атации, в которых отсутствуют показатели времени на регулировку и настройку сельскохозяйственных машин. Вместе с тем учет таких нормативов даст безусловно толчок создателям машин к улучшению конструкции не только регулировочных узлов и механизмов, но и сельскохозяйственных машин в целом. Отсутствие методических основ оценки приспособленности кон- струкций сельскохозяйственных машин к регулировке и настройке затрудняет выбор лучшей модели при сравнительных испытаниях. Чтобы обеспечить при проектировании взаимоувязку конструкции сельскохозяйственной машины с технологией регулировки и на- стройки, необходимо знать приемлемый перечень и уровень показа- телей, характеризующий приспособленность сельскохозяйственных машин к регулировке и настройке. Так как рабочие органы сельскохозяйственных машин, работая, взаимодействуют с почвой, водой, растениями, корнеплодами и др.,
то показатели приспособленности их к регулировкам и настройке следует рассматривать как функцию не только внутренних (конс- труктивных) свойств, но и внешних эксплуатационных факторов. Одновременно оценочные показатели должны характеризовать ос- новные свойства сельскохозяйственных машин, определяющие их при- годность к регулировке, настройке в процессе эксплуатации или про- изводства, и указывать пути совершенствования конструкции. При этом необходимо обеспечить возможность задавать их количественные значения в технической документации, определять на этапе проекти- рования, испытания и доводки, а также контролировать при производ- стве и эксплуатации сельскохозяйственных машин. Систему показате- лей приспособленности сельскохозяйственных машин к регулировке и настройке можно оценить по трем критериям: техническому, техноло- гическому и экономическому. Технический критерий определяет внут- ренние (конструктивные) свойства сельскохозяйственных машин и орудий и характеризуется такими показателями, как число регулировок и настройки, периодичность регулировок, стабильность регулируемых параметров, допускаемых отклонений без регулирования и т.д. Число регулировок — это отправной фактор, воздействующий на объем, продолжительность и стоимость регулировок и настройки. Задача выбора этого числа носит экстремальный характер: оно долж- но быть минимальным, но достаточным для приведения сельскохо- зяйственной машины или орудия в состояние, при котором она мо- жет выполнять технологическую операцию в соответствии с агротех- ническими требованиями, не создавая аварийных ситуаций. При этом следует исходить из операций, предусмотренных инструкциями по эксплуатации сельскохозяйственных машин, а также требований надежности: N Ni i n = =∑ 1 , (2) где N — общее число регулировок и настроек; Ni — число регулировок и настроек i-го вида, при которых машина выполнит технологичес- кую операцию в соответствии с агротехническими требованиями; n — число видов регулировок и настроек. Периодичность регулировки и настройки какого-либо узла, ме- ханизма, рабочего органа или машины в целом может быть оценена показателем: τ τ ср = ∑ ∑ i i i n n , (3) где τср — средневзвешенная периодичность; τi — периодичность регули- ровки i-го узла, механизма, рабочего органа или машины (агрегата); ni — число регулировок и настроек i с данной периодичностью.
Периодичность регулировок и настройки сельскохозяйственных машин и орудий зависит не только от стабильности регулировочных параметров (способность узла, рабочего органа механизма в течение заданного времени сохранять регулировочный параметр в заданных пределах), но и от погодно-климатических условий, севооборота и технологии возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. Чем больше возделываемых культур, чем больше плотность механи- зированных работ, чем более изменчивы погодно-климатические условия, тем больше увеличивается количество регулировок и на- строек. Другими словами, узел, рабочий орган, механизм могут не выработать еще свой ресурс, а машина начинает обрабатывать поле под другую культуру и она требует уже технологической регулировки и настройки. Номинальные значения регулируемых параметров на- ходят из технической документации на новую модель сельскохо- зяйственной машины и орудия; предельные значения, исходя из агротехнических требований, должны устанавливать конструкторы сельскохозяйственных машин. Технологический критерий характеризуется такими показателя- ми, как оснащенность встроенными приборами и приспособления- ми, коэффициентом уровня контролируемости, коэффициентом преемственности средств регулировки и настройки, коэффициентом технологичности операций процесса регулировки и настройки. Коэффициент оснащенности сельскохозяйственной машины или агрегата встроенными приборами и приспособлениями определяет- ся по формуле K N N o o p = ∑ ∑ , (4) где Nо — число регулировочных узлов, параметры которых регулируют- ся приборами и приспособлениями, установленными на машине; Nр — общее число регулировочных узлов на машине. Коэффициент уровня контролируемости: K N N N N к в р п = + + ∑ ∑ ( ) , c o . (5) где Nв — число регулировочных параметров, контролируемых визуаль- но; Nc — число регулировочных параметров, контролируемых сред- ствами серийного производства; Np.п — общее число регулировоч- ных параметров, контролируемых на машине. Коэффициент унификации средств для контроля регулировочных параметров определяется по формуле K mN N j j m п = − =∑ ( ) , o 1 1 (6)
Доступ онлайн
В корзину