Исследовательская работа по профессиональной дисциплине "Сельскохозяйственные машины". Проект "Мини-картофелекопалка"

Аннотация

Автор: Астраханцев Максим Александрович, 24.09.1996 с.Ильинка, ул.Набережная, 2.

г. Назарово, Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Назаровский аграрный техникум им. А.Ф. Вепрева», второй курс, группа №12, профессия «Тракторист- машинист сельскохозяйственного производства»

Автор: Воробьёв Вадим Владимирович, 19.11.1996 с. Едет, ул. Заречная,4

г. Назарово, Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Назаровский аграрный техникум им. А.Ф. Вепрева», второй курс, группа №12, профессия «Тракторист- машинист сельскохозяйственного производства»

Руководитель: Алексеева Надежда Николаевна – мастер производственного обучения

Цель исследовательской работы: создание конструкции мини-картофелекопалки с отсутствием вибрации на руки и повышающей качество сепарации.

Методы проведённых исследований:

Эмпирические (изучение и анализ литературы по данной теме);

Сравнительные характеристики изучаемых картофелеуборочных машин (изучение, обобщение и систематизация полученных сведений).

Основные результаты исследования: обучающиеся приобрели опыт:

1.      по использованию простейших способов при уборке картофеля;

2.      по изучению программы по сокращению энергозатрат и трудозатрат при уборке картофеля;

3.       по проведению исследования по повышению качества сепарации и снижению уровня вибрации;

4.      по развитию аналитического мышления, конструкторских способностей в решении инженерно-технических задач.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Назаровский аграрный техникум им. А.Ф. Вепрева»

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА: САМОДЕЛЬНАЯ

МИНИ - КАРТОФЕЛЕКОПАЛКА

НОМИНАЦИЯ: Машиностроение и металлургия: технологические машины и оборудование

отраслевая номинация конкурса

Автор (творческий коллектив):

Воробьёв Вадим Владимирович

(3 курс, тракторист- машинист

сельскохозяйственного производства)

(Ф.И.О., курс, специальность)

Астраханцев Максим Александрович

(3 курс, тракторист- машинист

сельскохозяйственного производства)

(Ф.И.О., курс, специальность)

Научный руководитель проекта:

Алексеева Надежда Николаевна

(мастер производственного обучения)

(Ф.И.О., должность, ученая степень/звание)

г. НАЗАРОВО 2014 г.

Основная часть работы

1.   Введение. Описание проблемы

Данная работа посвящена проблеме качества сепарации во время копки картофеля.

Уборка картофеля – наиболее трудоёмкая работа в картофелеводстве.  Известно несколько способов уборки картофеля: прямое комбинирование, комбинированный способ, уборка копателем-погрузчиком с последующей доочисткой и сортировкой, выкапывание клубней копателями с последующей подборкой клубней вручную. При этом выполняют следующие технологические операции. Перед уборкой срезают ботву. После чего картофель выкапывают, очищая от ботвы и почвы или только от почвы, и загружают в рядом движущийся транспорт или при погрузке картофелеуборочную и транспортную машины останавливают. Транспортируют картофель с участка на сортировальный пункт.

При реализации известных способов наиболее сложной, трудоемкой и энергоемкой операцией является очистка картофеля от почвы, которую сепарируют в основном только картофелеуборочные машины. В связи с этим машины оснащены сложными конструктивными элементами для сепарации почвы, для их привода требуются значительные энергозатраты. В результате указанные способы уборки картофеля малоэффективны, трудоемки и энергоемки. Кроме того, в ряде случаев они не обеспечивают качественную сепарацию почвы.

Повреждение клубней и потери их при уборке во многом зависят от регулировки комбайна. Глубину хода лемеха необходимо устанавливать с таким расчётом, чтобы резанные клубни не превышали 0,5% от подкопанных. Поэтому в глубину лемех должен заходить не более 25 см.

Значительные повреждения клубней наблюдаются при неправильной регулировке амплитуды колебаний (встряхивания) элеватора комбайна.

Стремясь улучшить сепарацию почвы, некоторые механизаторы  увеличивают амплитуду колебаний встряхивающих роликов до таких пределов, что почва просеивается уже на первой половине элеватора и клубни, оставаясь без почвенной подушки, получают значительные повреждения. Регулировка считается правильной, если на элеваторе просеивается до 70% почвы, а примесь почвы в бункере комбайна составляет 10-15%.

В результате повышенных колебаний происходит вибрация механизмов, влияющая негативно на организм человека. Под воздействием вибрации в организме человека наблюдается изменение сердечной деятельности, нервной системы, спазм сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению их подвижности. Длительное воздействие вибраций приводит профессиональному заболеванию – вибрационной болезни. Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека.

Борьба с вибрацией в источнике её возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей, вместо подшипников качения используются подшипники скольжения. Применение специальных видов зацепления и чистоты поверхности шестерен позволяют снизить уровень вибрации на 3 – 4 дБ. Устранение дисбаланса вращающихся масс достигается балансировкой.

2. Основное содержание:

Цель: создание конструкции мини-картофелекопалки с отсутствием вибрации на руки и повышающей качество сепарации.

Задачей изобретения является сокращение затрат труда, средств и энергозатрат на уборку картофеля.

Просев частиц почвы прутковым элеватором вызывает колебания. Для решения поставленной цели предложена модель мини-картофелекопалки с отсутствием вибрации на руки и повышающей качество сепарации. (Приложение 1)

2.1. Назначение

Мини-картофелекопалка предназначена для уборки картофеля на тяжёлых суглинистых почвах садово-огородных участках, частичного отделения клубней картофеля от почвы и укладывания их на поверхность поля для дальнейшей подборки. Также предназначена для ручного управления с отсутствием передачи вибрации на руки.

2.2. Устройство и принцип работы мини-картофелекопалки

Состоит: 1. из рамы, на которой установлены 2. дисковый вращающийся лемех 3. элеватор из каскада «Беличьих колёс» 4. Ведущих задних колёс 5. опорного ролика (регулятора глубины хода лемеха) и  6. привода, состоящего из электродвигателя или бензинового двигателя.

Взаимодействие обеспечивается приводными цепями и ремнями на соответствующих звёздочках и шкивах. (Приложение 1)

Лемех состоит из двух вращающихся дисков, которые взяты от сошника сеялки. Вращение передаётся цепями на закреплённые диском звёздочки. Диски расположены под углом 90◦  друг к другу для охватывания рядка. Также эти диски установлены под углом к направлению движения, с тем чтобы приводная звёздочка и цепь находились за диском (т.е. плоскость диска защищает звёздочку и цепь от контакта с почвой, чтобы уменьшить износ).

Исключение: так как часть почвы может переваливаться через диск и попадать на цепь на звёздочках в углублениях имеются пропилы для выдавливания прессуемой почвы.

Почва с клубнями, взрыхлённая и приподнятая дисками, при помощи вращающихся лопастей подаётся на первое беличье колесо элеватора. С первого беличьего колеса клубни с частью неотсепарированной почвы передаётся на второе беличье колесо, затем на третье. (Приложение 1)

На втором и третьем колесе поперечные прутки заменены на радиальные кольца. Радиальные кольца применены потому, что после испытаний выяснилось, что при переходе клубней с одного беличьего колеса на другое происходит заклинивание беличьих колёс из-за попадания клубня между прутками, которые движутся навстречу друг другу. При работе мини-картофелекопалки  приходится предварительно выдёргивать ботву с участка, так как она наматывается на механизмы приводов. 

2.3. Преимущество применения в конструкции «беличьих колёс»

В нашей конструкции мини-картофелекопалке в качестве сепарирующих механизмов используются «беличьи колёса». (Приложение 1)

Без вибрирующих механизмов клубни и почва подвергаются вертикальным колебаниям, при переходе с одного барабана на другой, что влияет на качество сепарации.

2.4. Преимущество применения в конструкции вращающихся дисков

Преимущество вращающихся дисков заключается в том, что они без вибрации подкапывают без проблем твёрдую слижавшуюся суглинистую почву. (Приложение 1)

2.5. Результат использования мини-картофелекопалки

Была использована на нашем участке.

2.6. Усовершенствование конструкции

На период испытаний копалка была снабжена электрическим приводом. После доработки конструкции электрический привод изменён на бензиновый двигатель. Планируется снабдить мини – картофелекопалку механизмом для скашивания ботвы с участка.

3. Заключение

Вывод:

Сущность изобретения заключается в том, что при уборке картофеля сепарацию почвы осуществляют дополнительно в транспортном процессе: при выполнении операций погрузки картофеля на элеватор из каскада «Беличьих колёс» и выгрузку из него. В результате использования нашей мини-картофелекопалки упрощенной конструкции - без специальных сепарирующих органов позволило:

1. Сократить энергозатраты на привод нашей картофелекопалки

2. Повысить уровень механизации уборки картофеля

3. Сократить трудозатраты.

Список литературы:

Источники информации:

 1. Карпенко А. Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. 6 изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989, с. 347 - 358.

 2. Летошнее М., Сельскохозяйственные машины (Теория, расчет, проектирование и испытание), 2 изд., М.-Л., 1949;

3. Мельников В., Машины по культуре картофеля, 2 изд., М., 1948;

4.  Сельскохозяйственные машины. Под общ. ред. П. И. Минина, М., 1949;

5. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. С ил. М Машиностроение 1971г. 400с

6. Красниченко А.В. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Том 2. ВИСХОМ. 1961

Источники информации с ресурсов-Интернет

1.     http://www.fermer.ru/forum/minitekhnika-i-selskokhozyaistvennay

2.     http://booksshare.net/index.php?id1=4&category=machine&author=dolgov-ia&book=2003&page=95

Приложение №1

Мини-картофелекопалка в работе

Сепарирующие устройства – элеватор из каскада «беличьих колёс»

 

РЕЦЕНЗИЯ

на конкурсную работу Самодельная мини-картофелекопалка,

заявленную в номинации: Машиностроение и металлургия: технологические машины и оборудование

Работа посвящена проблеме качества сепарации во время копки картофеля. При реализации известных способов наиболее сложной, трудоемкой и энергоемкой операцией является очистка картофеля от почвы, которую сепарируют в основном только картофелеуборочные машины. В связи с этим машины оснащены сложными конструктивными элементами для сепарации почвы, для их привода требуются значительные энергозатраты. В результате указанные способы уборки картофеля малоэффективны, трудоемки и энергоемки. Кроме того, в ряде случаев они не обеспечивают качественную сепарацию почвы, в результате чего происходит повреждение клубней и потери их при уборке. Значительные повреждения клубней наблюдаются при неправильной регулировке амплитуды колебаний (встряхивания) элеватора комбайна. В результате повышенных колебаний происходит вибрация механизмов, влияющая негативно на организм человека. В результате повышенных колебаний происходит вибрация механизмов, влияющая негативно на организм человека, а также может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека.

Новизна и оригинальность идей: творческим коллективом студентов «Назаровского аграрного техникума им. А.Ф. Вепрева» Астраханцевым М. и Воробьёвым В. предложена идея по созданию конструкции мини-картофелекопалки с отсутствием вибрации на руки и повышающей качество сепарации. В предлагаемой конструкции мини-картофелекопалке в качестве сепарирующих механизмов используются «беличьи колёса»

Основные результаты исследований, их теоретическая и практическая значимость:

Теоретическая значимость: используется при изучении ПМ «Эксплуатация и техническое обслуживание сельскохозяйственных машин и оборудования»

МДК 1 Технология механизированных работ в сельском хозяйстве: (Тема 1.1. Общие сведения о сельскохозяйственных машинах)

Практическая значимость: для уборки картофеля на тяжёлых суглинистых почвах садово-огородных участках, оказание помощи по уборке картофеля пенсионерам, участникам и ветеранам ВОВ.

Считаю, что работа может быть оценена следующим образом: по основным  требованиям, представленным на Конкурс, согласно критериев п.7.2 настоящего положения о порядке проведения Всероссийского конкурса работ научно-технического творчества студентов учреждений среднего профессионального образования.

Сведения о рецензенте: Алексеева Надежда Николаевна (Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Назаровский аграрный техникум им. А.Ф. Вепрева», мастер производственного обучения

ДАТА: 25.03.2014 г.                                              ПОДПИСЬ: Н.Н.Алексеева

• 1 слайд

  Free Powerpoint Templates
  Министерство образования и науки Красноярского края
   Краевое государственное бюджетное профессиональное
  образовательное учреждение
  "Назаровский аграрный техникум им.А.Ф.Вепрева" 
  
  г. Назарово 2014
  

• 2 слайд

  Проект
  «Мини-картофелекопалка»
  Работу выполнили:
  Астаханцев М. обуч-ся гр .№12
  Воробьёв В. обуч-ся гр.№12
  

• 3 слайд

  Обоснование проблемы
  Уборка картофеля
  Срезка
  ботвы
  Выкапывание
  картофеля
  Очистка
  (от ботвы
  и почвы)
  Загрузка
  в
  транспорт.
  машины
  Транспортировка
  картофеля
  с участка на
  сортировальный
  пункт
  Некачественная сепарация почвы
  Картофелеуборочные машины
  

• 4 слайд

  Признаки некачественной сепарации почвы
  Неправильная регулировка
  глубины хода лемеха
  Неправильная регулировка
  амплитуды колебаний
  (встряхивания) элеватора
  Вибрация
  ?
  ?
  ?
  

• 5 слайд

  Цель
  создание конструкции мини-картофелекопалки с отсутствием вибрации на руки и повышающей качество сепарации.
  сокращение затрат труда, средств и энергозатрат на уборку картофеля.
  

• 6 слайд

  Назначение и область применения.
  Мини-картофелекопалка предназначена для уборки картофеля на тяжёлых суглинистых почвах садово-огородных участках, частичного отделения клубней картофеля от почвы и укладывания их на поверхность поля для дальнейшей подборки. Также предназначена для ручного управления с отсутствием передачи вибрации на руки.
  
  

• 7 слайд

  6
  3
  2
  5
  1
  Устройство мини-картофелекопалки
  1 – рама
  2 – дисковый вращающийся
  лемех
  3 – элеватор (из каскада
  «беличьих колёс»
  4 – ведущее заднее колесо
  5 – опорный ролик (регулятор
  глубины хода лемеха)
  6 – привод
  4
  

• 8 слайд

  В нашей конструкции мини-картофелекопалке
  в качестве сепарирующих механизмов используются «беличьи колёса».
  Без вибрирующих механизмов клубни
  и почва подвергаются вертикальным
  колебаниям, при переходе с одного
  барабана на другой, что влияет на качество сепарации.
  
  Преимущество применения в конструкции «беличьих колёс»
  

• 9 слайд

  Преимущество применения в конструкции вращающихся дисков
  Вращающиеся диски без вибрации подкапывают без проблем твёрдую слижавшуюся суглинистую почву.
  
  

• 10 слайд

  Была использована на нашем участке.
  
  Результат использования мини-картофелекопалки
  

• 11 слайд

  Усовершенствование конструкции
  На период испытаний копалка была снабжена электрическим приводом. После доработки конструкции электрический привод изменён на бензиновый двигатель. Планируется снабдить мини – картофелекопалку механизмом для скашивания ботвы с участка
  

• 12 слайд

  Вывод:
  Сущность изобретения заключается в том, что при уборке картофеля сепарацию почвы осуществляют дополнительно в транспортном процессе: при выполнении операций погрузки картофеля на элеватор из каскада «Беличьих колёс» и выгрузку из него. В результате использования нашей мини-картофелекопалки упрощенной конструкции - без специальных сепарирующих органов позволило:
  
  1. Сократить энергозатраты на привод нашей картофелекоопалки
  2. Повысить уровень механизации уборки картофеля
  3. Сократить трудозатраты.
  
  

• 13 слайд

  Free Powerpoint Templates
  г. Назарово 2013
  Спасибо за внимание!