Проектирование дисковой выдвижной секции для обработки почвы в рядах сада

Выпускная квалификационная работа написана на 59 страницах, содержит 10 рисунков (некоторые в Автокаде), 2 таблицы, 9 источников использованной литературы.
С учетом малой глубины залегания верхнего яруса корней плодовых де-ревьев в приствольной полосе обработка почвы здесь должна проводиться на глубину 5 -12 см. Для эффективной работы агрегатов, в частности почвообра-батывающих, штамб дерева должен иметь высоту не менее 60 см, а свободный просвет под кроной дерева - не менее 50 см.
...

Основной биологической особенностью плодовых деревьев является их длительное пребывание на одном месте. Поэтому только при правильном содер¬жании почвы в садах они обеспечиваются в достаточном количестве влагой и пи¬тательными веществами. Путём соответствующей обработки и внесением удоб¬рений можно регулировать поступление в растение воды и питательных веществ, то есть управлять ростом и плодоношением деревьев. Вот почему в системе агро-мероприятий по уходу за садами вопрос правильного содержания почвы занимает важное место. В таких садах легче вести борьбу с сорняками и вредителями рас¬тений, защищать почву от эрозии, сохранять и восстанавливать её плодородие.

Основным недостатком существующих средств механизации для обработки почвы в рядах промышленных садов является недостаточно высокая степень рыхления почвы и уничтожения сорной растительности в околоштамбовой зоне, качество обработки которой непосредственно сказывается на урожайности плодовых.
Основным рабочим органом приспособлений для межствольной обработки почвы является плоскорежущий нож, обеспечивающий должный технологический эффект пи обработки почвы в ряду, однако отвод рабочего органа от штамба дерева при его обходе, осуществляется посредством гидравлической следящей системы, не позволяющей снизить до минимума площадь необработанной зоны околоштамбового пространства

Гидроцилиндр связан с двуплечим рычагом посредством жесткой тяги 10, один конец которой шарнирно соединен с гибкой тягой двуплечевого рычага, а другой установлен подвижно на несущем брусе и имеет ограничивающие ход тяги 10 регулируемые упоры 11.Гидромеханизм обвода штамба дерева состоит из щупа 12, гидрозолотника 13 и гидроцилиндра 14.При установившемся поступательном движении дисковая батарея 5 удерживается гидроцилиндром 7 и регулируемыми упорами 11. При получении сигнала от щупа 12 гидроцилиндр 14 воздействует на жесткую тягу 10, которая перемещаясь, поворачивает двуплечий рычаг 8, дисковая батарея 5 за счет сил реакции почвы занимает положение 11. При дальнейшем перемещении жесткой тяги 10 регулируемые упоры 11 воздействуют на тяги параллелограмма 2, дисковая батарея 5 отводится от штамба дерева.Обратным движением шток гидроцилиндра 7 перемещает жесткую тягу 10 в противоположном направлении и после прохождения расстояния между регулируемыми упорами 11 с помощью двуплечевого рычага 8 дисковая батарея 5 занимает положение III. Поворот двуплечевого рычага 8 через гибкую тягу 9 устанавливает дисковую батарею 5 в исходное положение IV.Таким образом достигается постоянство угла атаки дисковой батареи на всех участках обхода штамба дерева при постоянном междисковом расстоянии, 1680210621030что обеспечивает высокое качество обработки почвы в приствольной зоне, при этом рабочие органы не забиваются растительными остатками.Рис.2.1. Дисковая выдвижная секция2.2 Конструктивные параметры дискового рабочего органаОсновными параметрами дискового рабочего органа являются диаметр дисков, глубина обработки, отношение диаметра к глубине , углы установки и расстояние между дисками.В дисковых боронах рабочими органами являются сферические диски, которые применяются для выполнения различных операций: подрезания, измельчения растительных остатков, оборота и крошения пласта, рыхления поверхностного слоя.Различное воздействие дисков на почву достигается изменением диаметров D и кривизны R дисков, а также изменением углов а установки дисков по отношению к линии движения и к горизонту. Указанные параметры не могут быть произвольными, они непосредственно связаны с технологическим процессом, выполняемым дисковой бороной, и функционально зависят между собой (друг с другом).Кривизной сферического диска определяется степень крошения почвы: чем меньше радиус кривизны R, тем интенсивнее крошение. Радиус кривизны R зависит от диаметра D диска, угла установки а угла заточки лезвия I, глубины обработки а и заднего угла резания (в соответствии рис.2.2) [5,6,7].Рис.2.2 – Параметры сферического дискаДиаметр и кривизна диска связаны между собой и определяются по формуле:(2.1)где - угол при вершине сектора.В тоже время диаметр диска находится в прямолинейной зависимости от глубины обработки:D=ka(2.2)гдеk – коэффициент отношения диаметра диска к глубине обработки (для садовых борон k=4-6):а – глубина обработки, см.Заточку лезвия сферических дисков в основном принимают нижнюю со стороны выпуклой поверхности диска (в соответствии с рис.2.2). Для борон работающих в тяжелых почвенных условиях, на твердых почвах, диски затачивают с верхней стороны с вогнутой поверхности (в соответствии с рис.31). Такая заточка улучшает условия заглубляемости дисков на твердых почвах. Угол заточки лезвия дисков борон равен 10-200.Заточка наружной режущей кромки диска выполняется по поверхности корпуса с вершиной в точке О на расстоянии Н от основания конуса (в соответствии с рис.2.2). Поверхность конуса должна совпадать с плоскостью режущей кромки диска, которая должна быть расположена под углом а к линии направления движения диска орудия. На рис.2.2 а, показано экваториальное сечение диска горизонтальной плоскостью А-А.Угол установки диска:(2.3)где –угол резанияДля обеспечения нормальной работы диска необходимо, чтобы значение заднего угла резания должно быть положительным. При уменьшении угла или при достижении отрицательного значения возникают условия, препятствующие заглублению диска в почву, вызывающие неустойчивость хода и повышение тягового сопротивления.а – в экваториальном сечении; б – в сечении равном глубине пахотыРис.2.3. Параметры сферического дискаУглы, образованные секущей Б - Б, на уровне врезания диска в почву будут иными (в соответствии с рис.2.3. б).Угол зазора у диска бороны имеет не положительное, а отрицательное значение. Если [-а]=[ia], где ia - угол заточки лезвия диска в горизонтальной плоскости, проведённой на уровне максимальной глубины а от дна борозды, то данное условие может быть заменено равнозначным ему условием а= а эти углы характеризуют взаимодействие затылка лезвия диска на почву и исключают возможность соприкосновения с почвой выпуклой поверхности диска [6,7].Согласно рис. 2.3 6:sin a=Da /(2Ra) (2.4)Так как Da/2 есть средняя пропорциональная величина между (D - а) и а, то можно записать:(2.5)Подставляя эти величины, получаем:(2.6)Из этого выражения определяем R, заменяя а и а на k и а:(2.7)Толщину диска устанавливаем из эмпирической зависимости: = 0,008D(2.8)Расстояние между дисками по оси вращения должно быть не менее:(2.9)При меньшем расстоянии пласт может заклиниться между смежными дисками.Ширина захвата дисковой бороны Вд определяется в зависимости от тяговых возможностей трактора:(2.10)где Рт - сила тяги трактора, кН; q - удельное тяговое сопротивление бороны, кН/м;Число дисков односледной бороны определяется:(2 11)Расчёты произведены в приложении С и сведены в таблицу З.1Таблица 3.1 - Расчетные характеристики дискового рабочего органаПараметрыЗначенияДиаметр диска, мм.450Толщина диска, мм.4Радиус кривизны диска, см.28,24Расстояние между дисками, мм.240Число дисков, шт,4Охрана окружающей среды и безопасности жизнедеятельностиЭтапами формирования дисциплины "БЖД", а следовательно этапа ми решения оптимального взаимодействия человека со средой обитания являются: 1) техника безопасности (ТБ) - это идентификация и защита человека от опасных производственных Факторов; 2) ОТ - это идентификация и защита человека от опасных и вредных производственных Факторов; 3) ООС (промышленная экология) - это идентификация негативных воздействий производств и ТС на биосферу, разработка и применение средств для снижения этого воздействия до допустимых значений и развитие основ мало- и безотходных технологий и производств; 4) ГО - это идентификация негативных воз действий от оружия массового поражения я других современных средств нападения противника защита населения и ОНХ от них, проведение спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в очагах поражения и зонах ЧС мирного времени; 5) защита в ЧС - это идентификация негативных воздействий стихийных явлений и антропогенных аварий и катастроф, разработка и использование средств для защиты людей, ОНХ и ликвидации последствий негативного воздействия. Как видим, это достаточно длительный и сложный процесс как формирования дисциплины "БЖД", так и решения оптимального взаимодействия человека со средой обитания. Сейчас дисциплина "БЖД" включает в себя достижения по ОТ, ООС и ГО (защита в ЧС) и рассматривает социальные, медико-биологические, экологические, технические, правовые и международные аспекты БЖД.Научное содержание дисциплины - это теоретические основы БЖД в системе «человек-среда обитания-машина-ЧС», которые даны ниже.В дисциплине БЖД рассматриваются как общие вопросы безопасности, ООС и ГО, так и вопросы, имеющие непосредственное отношение к избранному студентом направлению своей деятельности. Дисциплина "БЖД" освещает современные этапы обеспечения комфортного и безопасного взаимодействия человека со средой обитания. Такими этапами являются идентификация опасностей и определение принципов, приемлемых методов и средств обеспечения БЖД. Они должны реализовываться на всех стадиях деятельности человека, а именно: научный замысел, НИР, ОКР, проект, реализация проекта, испытания, транспортирование, эксплуатация, модернизация м реконструкция, консервация и ликвидация, захоронение.Основные термины и определения в дисциплине "БЖД". К ним относятся следующие термины и определения. Опасность (негативное воздействие или негативный фактор) - это негативное свойство системы "человек-среда обитания-машина-ЧС", способное причинять ущерб здоровью) человека, ОНХ и ПС и обусловленное энергетическим состоянием среды, действиями человека, машины и ЧС.Опасный фактор (по ГОСТ 12.0.002-80) - негативный фактор, воздействие которого на человека приводят к травме (нарушение целостности ткани) или другому внезапному резкому ухудшению здоровья (например, отравлению).Вредный фактор (по ГОСТ 12.0.002-80) - негативный фактор, воздействие которого на человека приводят к заболеванию или снижению работоспособности.Авария - это повреждение, выход из строя какого-либо механизма, машины, транспортного средства и т.п. во время работы, движения.Катастрофа - это событие с несчастными, трагическими последствиями (травмирование или гибель пяти и более человек, пропажа без вести людей).Загорание ( по ГОСТ 12.1.033-81х) - это неконтролируемое горение вне специального очага, без нанесения ущерба; пожар - это загорание, но с материальным ущербом.Взрыв (по ГОСТ 12.1.010-76*) - это быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу.ЧС - это обстановка на определенной территорий, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или ПС, значи тельные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности. Техносфера - это регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого дли косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия людским, социально-экономическим потребностям.Технические системы (ТС) - это производственное оборудование, механизмы, машины, аппаратура управления определенной степени сложности, с которыми взаимодействует человек в процессе трудовой деятельности.Рабочая зона - это пространство высотой 2 м над уровнем земли, пола или площадка, на которой расположено рабочее место (РМ) - зона постоянной или временной деятельности человека.Риск - это вероятность реализации опасности в зоне пребывания человека.Безопасность труда (БТ) - это состояние условий труда (УТ), при котором исключено воздействие на работающих вредных и опасных факторов (по ГОСТ 12.0.002-80).УТ (по ГОСТ 19605-74) - это совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.Средство защиты (по ГОСТ 12.0.002-80) - это средство, применение которого предотвращает или уменьшает воздействие на одного или более работающих опасных и (или) вредных факторов. По ГОСТ 12.4.011-87 все средства защиты (СЗ) делят на средства коллективной (одновременная защита двух и более работающих) и индивидуальной защиты (сокращенно ОКЗ и СИЗ).Теоретические основы БЖД. В основу теории БЖД положена аксиома, что любое взаимодействие человека со средой обитания потенциально опасно. Ее справедливость можно проследить на всех этапах развития системы "человек-среда обитания". Так, на ранних стадиях своего развития (система "человек-ПС"), когда отсутствовали технические средства, человек испытывал значительные воздействия опасных и вредных факторов естественного происхождения (например, повышенная и пониженная температура воздуха, атмосферные осадки, грозовые разряды, контакты с дикими животными и т.п.). Сейчас, (система "человек-техносфера") к естественной прибавились много численные факторы антропогенного происхождения (например, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах и почве, ионизирующие излучения, электромагнитное поле и др.). Эта аксиома также предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания (прежде всего ТС и технологии) кроме позитивных свойств и результатов обладают способностью генерировать опасные и вредные факторы. При этом любое позитивное действие неизбежно сопровождается возникновением новой потенциальной опасности или даже группы опасностей (например, при применении электрической, атомной или лазерной энергий; автомобилей, тепловозов или самолетов).В результате взаимодействия человека со средой обитания наблюдаются: 1) рост числа травмируемых и погибших, как на производстве, так и в быту; 2) сокращение продолжительности жизни, особенно среди мужчин; 3) возрастание материального ущерба, как на производства, так и в быту и (или) ПС.Хозяйственная деятельность человека также связана с получением огромных отходов, которые загрязняют атмосферу, гидросферу и литосферу, что, конечно, нарушает устойчивое развитие как природных, так и искусственных эко систем. Кроме того, человек взаимодействует со средой обитания посредством той или иной машины, которая может иметь свои какие-то опасные и вредные факторы. Последние при определенных условиях могут воздействовать как на человека, так и среду его обитания. А неконтролируемый выход энергии, ошибочные и несанкционированные действия человека и различные стихийные явления в природе могут стать причиной возникновения и развитая ЧС как антропогенного, так и природного характера. Эти ситуации характеризуются своими опасными и вредными факторами, которые сильно воздействуют как на человека, так и на ОНХ и ПС. Они являются первичными негативными факторами, которые, как правило, вызывают возникновение вторичных и третичных факторов на ОНХ и прилегающей местности. Последние имеют значительный энергетический уровень и более мощно действуют на человека и среду его обитания.Таким образом, в процессе взаимодействия человека со средой обитания налицо сложная многоуровневая система "человек-среда обитания-машина-ЧС", каждый уровень которой несет свои опасные и вредные Факторы соответствующего энергетического уровня. Об этом должен помнить будущий специалист и обеспечивать оптимальное взаимодействие человека со средой обитания.Обеспечение БЖД - это сложный процесс. Он состоит из решения как научных, так и практических (инженерно-технических) задач. Первые сводятся к теоретическому анализу и разработке методов идентификации опасных и вредных факторов, генерируемых элемента ми системы "человек-среда обитания-машина-ЧС"; комплексной оценке многофакторного влияния их на работоспособность и здоровье человека; оптимизации условий деятельности и отдыха; реализации новых методов защиты; моделированию опасных и чрезвычайных ситуаций и т.д. Практические задачи БЖД - это выбор принципов я методов за щиты, разработка и рациональное использование СЗ человека и ПС от негативных воздействий этих факторов, а также средств, обеспечивающих комфортное состояние среды жизнедеятельности.В начале обеспечения БЖД выделяются элементарные составляющие (идея, мысль, основные положения), именуемые принципами. С их помощью определяется уровень знаний об опасностях системы "человек-среда обитания-машина-ЧС" и, следовательно, формируются требования к проведению защитных мероприятий и методы их расчета. Они позволяют находить оптимальные решения защиты от опасностей на основе сравнительного анализа конкурирующих вариантов.Принципов обеспечения БЖД много, так как они определяются спецификой производства, особенностями технологических процессов, разнообразием оборудования и т.д. По признаку их реализации они делятся на ориентирующие, технические, управленческие и организационные.Ориентирующие принципы определяют основополагающие идеи для поиска безопасных решений. Они служат методической и информационной базой БЖД. К ним относятся принципы активности оператора, гуманизации деятельности, замены оператора, классификации, ликвидации или снижения опасности, системности и т.д.Технические принципы направлены на предотвращение действия опасных и вредных факторов и основаны на использовании физических законов. К ним относят принципы блокировки, вакуумирования, герметизации, защиты расстоянием, компрессий, прочности, слабого звена, флегматизации, снижения потенциала земли или напряжения прикосновения и т.д.Управленческие принципы позволяют определять взаимосвязь и от ношения между отдельными стадиями, этапами процесса обеспечения БЖД. К ним относят принципы контроля, адекватности, обратной связи, ответственности, плановости, стимулирования, управления, эффективности, однозначности и т.д.Организационные принципы реализуют положения НОТ. К ним относят принципы несовместимости, эргономичности, подбора кадров, последовательности, резервирования, нормирования, компенсации, информации, защиты времени, рациональной организаций труда на РМ и т.д.По сфере реализации все принципы обеспечения БЖД подразделяют на группы: общественно-методологические, медико-биологические и инженерно-технические.Общественно-методологические принципы применяют во всех сферах деятельности. К ним относят принципы системности, информации, классификации, организации, планирования, контроля, анализа, управления, эффективности, обучения и т.д.К медико-биологическим принципам относят принципы нормирования вредных веществ, санитарного зонирования, медицинского профилактического предупреждения, компенсации и т.д.Самые многочисленные принципы инженерно-технические: экранирования, прочности, слабого звена, недоступности, блокировки, резервирования, дублирования, вакуумирования, ограничения, несовместимости и т.д.Принципы обеспечения БЖД следует рассматривать во взаимосвязи, т.е. как элементы, дополняющие друг друга. Детально они рассматриваются ниже, в ходе изложения вопросов обеспечения БЖД.Метод - это способ достижения цели, которой является обеспечение безопасности. Применяемые методы в БЖД основаны на вышеуказанных принципах. Они осуществляют конструктивное и техническое воплощение принципов в реальной действительности. Сейчас обеспечение безопасности достигается тремя основными методами:А - метод, использующий пространственное и (или) временное разделение гомосферы  HYPERLINK "http://www.coolreferat.com/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8_%D0%BF%D0%BE_%D0%B4%D0%B8%D1%81%D1%86%D0%B8%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B5_%D0%B1%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B6%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D1%8F%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8_%D0%B8_%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F" \l "sdfootnote1sym" 1и ноксосферы. Это достигается при механизации и автоматизации производственных процессов, дистанционном управлении оборудованием, использовании манипуляторов и роботов различных поколений;Б - метод, направленный на нормализации ноксосферы путем исключения опасностей и на приведение характеристик ноксосферы в соответствие с характеристиками человека. Это совокупность мероприятия, защищающих человека от шума, вибраций, газа, пыли, опасности травмирования и т.д. с помощью СКЗ;В - метод, направленный на адаптацию человека к соответствующей среде и повышению его защищенности (например, с помощью СИ3. Он реализуется путем профотбора, обучения, инструктирования, психологического воздействия и т.д.Как правило, в процессе проектирования техники и технологии стремятся применять первые два метода, Если же они не обеспечивают требуемого уровня безопасности, то применяют В-метод, использующий различные СИЗ. В реальных условиях используют названные методы в том или ином сочетании (Г-метод).Для реализации этих методов чаще всего используют различные СКЗ и СИ3. При этом СКЗ классифицируют на основании защиты оттех или иных опасных и вредных факторов (например, СЗ от шума, вибрации, электростатических зарядов и т.д.), а СИЗ - от защищаемых органов или групп органов (например, С3 органов дыхания, рук, головы, лица, глаз, слуха и т.д.).