Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
1. КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЙ
ДЛЯ ПРЕДУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ БОТВЫ КАРТОФЕ- 11 ЛЯ
-
Биологическая ценность ботвы 11
-
Механическая обработка листостебельной массы 13 картофельного куста
1.2.1. Тины рабочих органов ботвоуборочных машин: 17
Роторные измельчающие аппараты 17
Барабанные измельчающие аппараты: 20
Цепные 22
Теребильные 23
-
Химическая обработка картофельной ботвы * 28
-
Пути совершенствования технологии и средств предубо- ._ рочной обработки ботвы
-
Анализ применяемых способов агрегатирования 37
-
Выводы по разделу 40
-
Цель и задачи исследования 40
2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРТОФЕЛЬНОЙ БОТВЫ
2.1. Методика исследований 42
2.1.1. Размерная и весовая характеристика картофельного >_
куста
2.1.2. Определение обобщенного показателя жесткости .,
стебля
-
Определение влажности 45
-
Определение энергоемкости резания маятниковым . „
работомером
2.1.5. Погрешность опытов, проведенных на маятниковом _п
копре
2.1.6. Определение коэффициента трения движения 52
-
Обработка результатов опытов 56
-
Выводы по разделу 77
3. ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 79
-
Выбор технологической схемы машины, осуществляющей -„ химико-механическую обработку картофельной ботвы
-
Выбор типа измельчающего аппарата 80
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
СТЕБЛЕЙ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ ВО ВРЕМЯ ПРЕДУБО- 82
РОЧНОЙ ОБРАБОТКИ
-
Цель исследований 82
-
Анализ процесса измельчения стеблей ботвы барабанным ^.
измельчающим аппаратом
4.2.L Наклон растений 83
-
Срезание растений 86
-
Измельчение верхней части ботвы 92
4.3. Теоретическое обоснование основных параметров барабан- Q8
ного измельчителя
-
Длина измельчающего органа 98
-
Угол заточки ножей 100
-
Угол скольжения ножа 104
-
Энергоемкость измельчения. Составляющие энерго- . ~„
баланса барабанного измельчителя
4.3.5. Частота вращения барабана и количество режущих ,. „
элементов на нем
4.4. Выводы по разделу 115
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕЛЬЧЕ
НИЯ СТЕБЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ПРЕДУБОРОЧНОГО УДА- 116
ЛЕНИЯ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ
5Л. Программа экспериментальных исследований 116
5.2. Общая методика экспериментальных исследований энерго- . й
емкости измельчения
-
Описание лабораторной установки 117
-
Кинематика движения стебля перед измельчителем 119 5.4.1. Методика и приборы 119
-
Результаты экспериментальных исследований 123
-
Выводы по разделу 140
6. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБ-
РАЗЦА МАШИНЫ ДЛЯ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБ- 142 РАБОТКИ КАРТОФЕЛЬНОЙ БОТВЫ
6.1. Особенности предлагаемой технологии химико- 1 . _
механической обработки картофельной ботвы
6.2. Устройство и технологический процесс работы экспери-
ментального образца машины для проведения химико- 143
механической обработки картофельной ботвы
6.3. Методика настройки оборудования для проведения хими- .
ческой десикации картофельной ботвы
6.4. Производственные испытания опытного образца машины
для предуборочной химико-механической обработки кар- 149 тофельной ботвы
6.5. Выводы по разделу 159
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВА
НИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА МАШИНЫ ДЛЯ
ПРЕДУБООЧНОЙ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРА
БОТКИ БОТВЫ КАРТОФЕЛЯ
Выводы по разделу 167
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 168
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 170
ПРИЛОЖЕНИЯ 178
Введение к работе
Картофель - важнейшая продовольственная, техническая и кормовая культура. Питательная ценность его определяется оптимальным соотношением органических и минеральных веществ. Благодаря хорошим вкусовым качествам и высокой питательной ценности он стал вторым после хлеба продуктом питания.
В нашей стране картофелеводство широко развито в Нечерноземной и Центрально-черноземной зонах РФ, Поволжье, на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке, а также в странах ближнего зарубежья; Белоруссии, Прибалтике, Украине [1].
Несмотря на свою высокую питательную ценность выращивать картофель в настоящее время берутся далеко не многие хозяйства. На сегодняшний момент, состояние картофелеводства в стране и регионе Поволжья — весьма плачевное. По данным НИИКХ, 92% собираемого урожая выращивается на личных участках граждан [2]. По Саратовской области 97% производства данной культуры перешло в частный сектор. Поскольку, в условиях частного землепользования не возможно обновление посадочного материала, то репродуктивность клубней, с каждым последующим годом - снижается. Это приводит к значительному уменьшению урожая и повышению его стоимости при низком качестве клубней.
Отказ хозяйств от производства картофеля связан с высокой трудоемкостью данной отрасли. В большей степени это связано с уборкой данной культуры. На ее долю приходится от 60 до 70% общих трудовых затрат. Недостаток рабочих в этот период приводит к растягиванию сроков выполнения работ, что отрицательно сказывается на урожае [3, 4].
На основании изучения данного вопроса, можно сделать вывод, что решение проблемы увеличения производства картофеля - в концентрации площадей фермерских хозяйств, занимающихся возделыванием данной культуры и возможностью использования в этом случае, энергонасыщенных
8 тракторов и высокопроизводительной техники, главным образом, комбайнов на уборке урожая [5].
Максимальный эффект от использования картофелеуборочных комбайнов можно получить, если обеспечить им благоприятные условия для работы, а именно: создать рыхлое состояние почвы на поле; сохранить рыхлое состояние клубненосного слоя до уборки урожая; провести грамотное предуборочное удаление ботвы и другой растительности.
Первые две задачи решаются выбором технологии возделывания картофеля: гребневая ("Заваровская"), ленточно-гребневая или "голландская". Выбор той или иной технологии должен основываться с учетом почвенно-климатических условиях региона, где предполагается выращивание данной культуры.
Одна из главных задач:- правильный выбор технологии и машины для проведения предуборочной обработки ботвы картофеля. Эта проблема до сих пор окончательно не решена. Хорошо развитая, ботва часто оказывается причиной забивания подкапывающих рабочих органов, затрудняет работу сепарирующих и ботвоудаляющих устройств копателей и комбайнов и приводит к значительным повреждениям клубней при уборке. Это существенно усложняет труд людей, работающих на переборочном столе картофелеуборочного комбайна, увеличивает потери урожая на поле и при хранении [1,2, 3, 4].
Предуборочное удаление ботвы поможет снизить потери, сократив их до минимума. Проведение этой операции способствует скорейшему дозреванию клубней и образованию на них плотной кожуры, подсыханию почвы на поле. Все это ведет к снижению их травмирования рабочими органами картофелеуборочных машин, повышается эффективность работы сепарирующих устройств уборочной техники, уменьшается вероятность поражения клубней различного рода болезнями, в значительной степени повышаются семенные и продовольственные качества картофеля. В целом, предуборочное удаление
9 ботвы, хотя несколько и снижает урожайность, но при этом повышает качество клубней и уменьшает отходы при их последующем хранении.
Именно поэтому, при подготовке поля к уборке урожая, необходимо проводить предуборочную обработку ботвы картофеля.
Эта задача решается по-разному. В большинстве случаев используется два способа обработки листостебельной массы: механический и химический. Третий способ - химико-механический, распространен менее.
Первый способ, механический, имеет достаточно широкое распространение, так как машины, применяемые для этой цели, как правило - универсальные, то есть применяются и для заготовки кормов.
Универсальность используемой техники отражается на низком качестве работы в роли ботводробителей. Это объясняется тем, что при создании машин не учитывались, очень важные, биологические свойства растения картофеля. Оставшиеся черешки ботвы, под воздействием влаги от выпадения дождей или обильных рос прорастают, забирая питательные элементы из клубней.
Химический способ основан на применении десикантов. При обработке этими препаратами, растения получают химический ожег, и увядают на корню. Для этих целей применяются различного рода ядохимикаты.
Химическое уничтожение картофельной ботвы (десикация) выгодно отличается от механического тем, что: после обработки химическими препаратами не происходит перезаражение здоровых кустов частями измельченных больных растений; отсутствует вероятность повторного прорастания клубней, при этом в них сохраняются питательные вещества [3,4, 5].
Недостаток данного способа в том, что высохшие стебли ботвы затрудняют работу сепарирующих устройств комбайнов и копателей [3,4, 6].
Химико-механический способ практически не применяется, и в настоящий момент находится в стадии разработки.
Его сущность заключается в последовательном проведении химической обработки картофельной ботвы, а затем ее механическом измельчении с разбрасыванием по полю измельченных частей.
Применение химико-механического способа связано с использованием двух отдельных агрегатов: со штанговым опрыскивателем и с дробителем ботвы. Этот способ более эффективен, чем механический или химический, взятые в отдельности, но при этом, степень уплотнения почвы в междурядьях повышается многократно, что отрицательно сказывается на работе картофелеуборочной техники.
Найти оптимальное решение главной задачи, можно только ответив на следующие вопросы: какова ценность ботвы? когда обрабатывать ботву? каким способом? какими техническими средствами? какова экономическая эффективность этой операций?
Сложность правильного ответа на эти вопросы связана с недостаточным количеством исходных теоретических и экспериментальных исследований. Этот пробел частично устраняет настоящая работа.
Работа "Совершенствование технологии предуборочной химико-механической обработки картофельной ботвы с обоснованием параметров измельчающего рабочего органа дробителя" выполнена автором в период с 1996 по 2004 год в Саратовском государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова.
На защиту выносятся следующие основные научные положения: - выявление сущности проведения химико-механической обработки ботвы картофеля; ~ обоснование рациональной технологической схемы машины для проведения химико-механической обработки ботвы картофеля; - методы расчета оптимальных параметров измельчающего устройст ва при различных режимах его работы.
