Совершенствование технологии возделывание зерновых культур в КФХ "Агеев В.С." Осташковского района с модернизацией плуга ПЛН 3-35

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Инженерный факультет

Кафедра «Технологических и транспортных машин и комплексов»

Выпускная квалификационная работа

на тему: Совершенствование технологии возделывание зерновых культур в КФХ «Агеев В.С.» Осташковского района с модернизацией плуга ПЛН 3-35

Направление подготовки: 35.03.06 Агроинженерия

Направленность (профиль): Технические системы в агробизнесе

Выполнил: студент группы ТС-1401З

Рассадин Артем Сергеевич

Тверь 2019

СОДЕРЖАНИЕ

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Природно-климатические условия хозяйства

1.2 Производственные показатели хозяйственной деятельности КФХ «Агеев В.С.»

1.3 Характеристика состава МТП и показатели его использования

1.4 Затраты на основное производство

1.5 Выводы по разделу

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Современное состояние вопроса возделывания зерновых культур

2.2 Традиционная технология возделывания зерновых культур

2.3 Минимальная технология возделывания зерновых культур

2.4 Нулевая технология возделывания зерновых культур

2.5 Плуг трёхкорпусный навесной ПЛН 3-35

2.5.1 Технические характеристики ПЛН 3-35

2.5.2 Устройство ПЛН 3-35

2.5.3 Настройка плуга перед работой.

2.6 Разработка операционно-технологической карты на заделку соломы при вспашке

2.6.1 Характеристика условий работы агрегата

2.6.2 Выбор состава и режима работы пахотного агрегата

2.6.3 Подготовка машинно-тракторного агрегата к работе

2.6.4 Подготовка рабочего участка к работе

2.7 Работа агрегата в загоне

2.8 Выводы по разделу

3. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Агротехнические требования, предъявляемые к отвальной обработке почвы

3.2 Агротехнические требования, предъявляемые к безотвальной обработке почвы

3.3 Описание конструкторской разработки

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Общие положения

4.2 Состояние пожарной охраны труда в хозяйстве

4.3 Требования безопасности при регулировке плуга

4.4 Инструкция по безопасности работы на модернизированном плуге

4.5 Экологическая безопасность

4.6 Выводы по разделу

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛУГА ПЛН 3-35

5.1 Определение затрат на модернизацию плуга ПЛН 3-35

5.2 Производительность агрегатов

5.3 Затраты труда

5.4 Выводы по разделу

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

АННОТАЦИЯ

Дипломный проект на тему: «Совершенствование технологии возделывание зерновых культур в КФХ «Агеев В.С.» Осташковского района с модернизацией плуга ПЛН 3-35.» содержит 68 страниц печатного текста, 10 таблиц, 13 рисунков и три листа формата А 1 графической части.

Дипломная работа состоит из пяти разделов, содержания, введения, списка используемой литературы и общих выводов.

Первая часть «ОБЩАЯ ЧАСТЬ» содержит экономико-географическую характеристику КФХ «Агеев В.С.» д. Гуща, Осташковский район, Тверской области.

Вторая часть «ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ» содержит разработку операционно-технологической карты на заделку соломы при вспашке плугом ПЛН 3-35 базовой моделью и модернизированной, а также анализ технологий возделывания зерновых культур.

Третья часть «КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ» содержит описание конструктивной разработки - корпуса плуга с рыхлящими элементами.

Четвертая часть «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» содержит общие положения по безопасности жизнедеятельности и правила безопасности при настройке и регулировках плуга, а также при его эксплуатации.

Пятая часть «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛУГА» содержит расчет себестоимости модернизации одного плуга рыхлящими элементами.

В конце работы приведены общие выводы и представлен список используемой литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Непременное условие ускорения социально-экономического развития нашего общества - укрепление и повышение эффективности агропромышленного комплекса. Полное обеспечение страны продовольствием - наиважнейшая задача, которая стоит перед тружениками сельского хозяйства.

Для ее решения следует повсеместно внедрять научные системы ведения хозяйства, рациональные технологии для каждого хозяйства, улучшать использование и повышать плодородие почв, добиваться значительного роста урожайности сельскохозяйственных культур, исключать потери выращенного урожая.

Технология возделывания культур как искусство представляет собой комплекс приемов, направленных на создание наиболее благоприятных условий для роста и развития растений. Технологический комплекс включает приемы, выполняемые с момента освобождения поля предшественником до уборки урожая включительно. К ним относятся основная и предпосевная обработки почвы, внесение удобрений, подготовка семян к посеву, посев, уход за посевами, связанный с поддержанием оптимального агрофизического состояния почвы (пропашные культуры) и защитой растений от сорных растений, вредителей и болезней, уборкой урожая.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Природно-климатические условия хозяйства

КФХ «Агеев В.С.» было создано 13 мая 1992 года. Территория хозяйства находиться в Тверской области, Осташковский район, деревня Гуща. Центральная усадьба расположена в деревне Гуща, Осташковского района. Главой хозяйства является Агеев В.С.

Землепользование КФХ «Агеев В.С» расположено в северной части Осташковского района. Центральная усадьба находиться в 35 км от районного центра - города Осташков. Расстояние до областного центра, города Твери - 220 км.

По своему географическому расположению территория КФХ «Агеев В.С.» расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины, на западе области на Валдайской возвышенности ( высота до 346 м). Почвы подзолистые, дерново-подзолистые, болотные.

Климат района расположения землепользования умеренно-континентальный.

Среднегодовая температура воздуха составляет +3,5С. Средняя температура самого жаркого месяца - июля +18,8С, а самого холодного месяца - января составляет -13,7С.

В отдельные годы минимальная температура зимой доходит до -36 С, а максимальная температура летом до +32 С. Продолжительность периода с температурой выше +5 С составляет 167 дня, а безморозного периода 148 день. Среднегодовое количество осадков 650 мм, среднегодовая относительная влажность 69%. Преобладающими ветрами в районе расположения хозяйства весной и летом юго-западные и западные, а осенью и зимой - южные и юго-западные.

По характеру рельефа территория представляет собой полого-волнистую равнину, пересеченную балками и оврагами на межбалочные и межовражные водоразделы. Гидрографическая сеть на территории хозяйства представлена озером Селигер, овражными ручьями и искусственными водоемами - прудами.

Территория расположена в лесостепной зоне, для которой характерно присутствие широколиственных лесов и лугово-степной растительности. Естественная травяная растительность характеризуется большим разнообразием.

Почва характеризуется высоким потенциальным плодородием. Средний балл качества пашни равен 74 в то время как средний балл качества пашни по району составляет 53. Содержание гумуса в пахотном слое составляет в щелочных черноземах - 4,8…7,6%, серых лесных 2,1…2,9%.

В настоящее время территория предприятия составляет 220 га. КФХ «Агеев В.С.» специализируется на производстве сельскохозяйственной продукции:

Растениеводство - производство зерновых и зернобобовых культур, количество работающих 25 человек;

Переработка продукции:

Цех по переработке зерна - производит муку пшеничную, сортовую, отруби, количество работающих 9 человек;

Пекарня - производит хлеб и хлебобулочные изделия, количество работающих 5 человек;

СТОа - производит ремонт с/х техники, количество работающих 7 человек;

Автотранспорт - перевозка своей продукции, количество работающих человек 4, единиц автотранспорта 4.

1.2 Производственные показатели хозяйственной деятельности ОАО «Сервис»

Основным направлением ОАО «Сервис» является зерновое производство. Общая земельная площадь составляет 220 га. Дополнительно данное хозяйство специализируется на производстве муки, хлебобулочных изделий.

Основные производственные показатели указанной деятельности представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Основные производственные показатели ОАО «Сервис»

Показатели	Годы	Базисный темп роста, %
	2015	2016	2017
1	2	3	4
Основные средства,.руб.	330002	522020	522020	158,2
Выручка от реализации про-дукции (работ и услуг), тыс. руб.	650474	730641	780717	83,17
Себестоимость всей реализованной продукции, руб.	55462	62779	75998	137,2
Прибыль от реализации, руб.	350086	450019	-340057	-96,2
Общая земельная площадь, га в том числе: сельскохозяйственные угодья	200 130	220 150	220 150	110 115,4
Энергетические мощности, кВт.	1345	1287	1401	104,16
Среднегодовая численность рабочих, занятых в с.-х. производстве, чел.	13	17	25	192,3

Анализ таблицы 1.1 показывает, что основные средства организации увеличились в отчетном году на 58,2 %, что в численном эквиваленте равно 192018 руб. При этом выручка от реализации продукции выросла, на 16,83 % или 130243 руб. Себестоимость всей реализованной продукции увеличилась на 37,2 % или 20536 руб. Прибыль от реализации продукции в отчетном году снизилась на 96,2 % по отношению к базовому, при этом в 2017 году имеет место убыток в размере 10029 руб.

Общая земельная площадь с 2015 года до 2017 года увеличилась на 10%, также изменилась площадь сельхозугодий, выросла на 15,4%.

Объем энергетических мощностей в 2017 году по отношению к 2015 году увеличился на 4, 16 % и составил 1401 кВт.

Среднегодовая численность рабочих занятых в сельскохозяйственном производстве увеличилась на 92,3 % по отношению к 2015 году.

Основные сведения обеспеченности КФХ «Агеев В.С.» основными ресурсами и уровень их использования представлены в таблице 1.2 - 1.3.

Таблица 1.2 - Обеспеченность хозяйства основными ресурсами

Показатели	Годы	Базисный темп роста, %
	2015	2016	2017
Землеобеспеченность (на одного среднегодового работника), га	125,1	106,54	104,36	83,4
Трудообеспеченность (на 10 га с.-х. угодий), чел.	0,79	0,93	0,95	120,25
Энергообеспеченность (на 10 га с.-х. угодий), кВт-ч	143,3	125,8	137,0	95,6
Энерговооружённость (на одного среднегодового работника), кВт-ч.	179,4	134,06	142,9	79,6

Анализ таблицы 1.2 показывает, что землеобеспеченность в отчетном году на 16,6 % уменьшилась по отношению к 2015 году. Трудообеспеченность увеличилась на 20,25 % по отношению к базовому 2015 году.

Энергообеспеченность в 2017 году снизилась на 4,4 % по отношению к 2015 году. Энерговооруженность на одного среднегодового работника уменьшилась на 20,4 %, что в числовом эквиваленте равно 36,5 кВт-ч.

Реализация продукции на 10 га с.х. угодий увеличилось на 10,21% в 2017 году по отношению к 2015 году. Реализация на одного работника уменьшилась на 7,9 % по отношению к базовому году.

Таблица 1.3 - Уровень использования производственных ресурсов хозяйства

Показатели	Годы	Базисный темп роста, %
	2015	2016	2017
Реализовано продукции, (работ, услуг)всего руб. -на 10 га с/х угодий; -на одного работника	650474 6097,7 8072,9	730641 7019,9 7067,09	780717 7069,0 8003,23	100,12 115,9 99,14
Получено прибыли от реализации, всего руб. -на 10 га с/х угодий -на одного работника	35086 380,2 470,8	45019 440,18 470,07	-34057 -330,7 350,27	-97,07 -87 -74,4

Прибыль (Убыток) на 10 га с.х. угодий в 2017 году составил 330,7 труб., при этом убыток на одного работника составил на 350, 27 руб.

1.3 Характеристика состава МТП и показатели его использования

Характеристика состава машинно-тракторного парка ОАО «Сервис» представлена в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Наличие техники и уровень ее использования

Показатели	Годы	Базисный темп роста, %
	2015	2016	2017
Среднегодовое количество машин, шт.:
Тракторов-физических	5	6	7	140
Тракторов-эталонных	6	5	5	83,33
Зерновых комбайнов	1	2	2	200
Силосоуборочных комбайнов	1	2	2	200
Автомобилей грузовых	2	2	3	150

Анализ таблицы 1.4 показывает, что состав машинно-тракторного парка увеличивается.

Количество тракторов, комбайнов зерновых и комбайнов кормозаготовочных соответственно составляет 7, 2 и 2. Количество грузовых автомобилей в 2015 и 2016 годах увеличилось, что составляет 3 ед.

1.4 Затраты на основное производство

Основные затраты на дополнительное производство приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Материальные затраты на основное производство

Показатели	Годы	Базисный темп роста, %
	2015	2016	2017
Электроэнергия, руб.	32981	65698,5	61694,17	187,0
Топливо, руб.	10274	12167	12233,22	119,05
Дизельное топливо, руб.	178987,90	288954,90	253663,37	141,7
Бензин, руб.	27656,77	32563,26	84554,46	305
Запасные части, ремонтные и строительные материалы, руб.	58041,80	66534,65	106615,70	183,7
Оплата услуг выполненных на стороне, руб.	36567,66	27810,78	38217,82	104,5
Затраты на оплату труда, руб.	308030,80	425478,55	433509,35	140

Затраты на электроэнергию в 2017 году увеличилась на 87,0 % , а относительно 2016 года уменьшились на 6,1 %. Затраты на топливо увеличились и составили 12 233,22 руб. Затраты на дизельное топливо увеличились в 2017 году на 41,7 % по отношению к базовому 2015 году и составили 253 663,37 руб. Затраты на бензины увеличились на 205 процентов в 2017 году. Затраты на оплату труда увеличились на 125 478, 55руб., что в процентном эквиваленте составило 40%.

Размер оплаты услуг выполненных на стороне увеличился на 1 650,16 руб., или на 4,5%.

1.5 Выводы по разделу

Анализ хозяйственной деятельности показал, что основное направление КФХ «Агеев В.С.» растениеводческое, преимущественно производство зерновых культур. В целом, проведя анализ хозяйственной деятельности предприятия за последние 3 года ( 2015 г., 2016 г., 2017 г.) можно сделать вывод, что хозяйство является прибыльным.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Современное состояние вопроса возделывания зерновых культур

Технология возделывания зерновых культур представляет собой комплекс методов, направленных на создание наиболее благоприятных условий для роста и развития растений. Технологический комплекс, включает в себя приемы, выполняемые с момента полной очистки поля до уборки урожая включительно. Различают основную и предпосевную обработку почвы, внесение удобрений, подготовку семян к посеву, посев, уход за посевами, связанный с поддержанием оптимального агрофизического состояния почвы (пропашные культуры) и защитой растений от сорняков, вредителей и болезней, заканчивается - уборкой урожая.

Исходной позицией при разработке технологии возделывания культур являются агроэкологические требования культуры и сорта к условиям произрастания. Последовательное преодоление факторов, снижающих урожайность культуры и качество продукции, позволяет сформировать наиболее оптимальную технологию возделывания для конкретных условий хозяйства.

Для создания наиболее благоприятных условий произрастания растений, требуется материально-технические ресурсы хозяйства, его экономическая эффективность, а также опыт производства.

Все технологические методы по возделыванию культур должны тесно увязываться с другими звеньями системы земледелия: обработка почвы, внесение удобрений, защита растений и т. д., которые разрабатывают с учетом требований культуры и воспроизводства плодородия почвы.

Для эффективности выращивания зерновых культур, хозяйство использует различные производственные ресурсы: с/х техника, семена, удобрения, пестициды и др. Также разрабатывают и применяют различные варианты технологий возделывания.

Интенсивные технологии принципиально отличаются от традиционных по набору технических, агрохимических, биологических средств. Эти технологии предполагают не только обеспечение оптимального уровня минерального питания растений и соответствующую защиту от сорняков, болезней и вредителей, но и качественно отличные способы предпосевной обработки почвы с помощью специальных машин, посева на одинаковую глубину сеялками точного высева, ухода за посевами с использованием опрыскивателей, уборки урожая высокопроизводительными техническими средствами.

При многоукладной экономике необходим дифференцированный подход к технологиям возделывания сельскохозяйственных культур в зависимости от различных форм организации труда. Особенности этих технологий -- подбор сортов со сроками посева и уборки урожая, уменьшающими напряженность полевых работ, совмещение технологических приемов по обработке почвы, внесению удобрений, пестицидов, посеву и т. д.

2.2 Традиционная технология возделывания зерновых культур

Традиционная (отвальная) технология возделывания зерновых культур основывается на ежегодной или периодической вспашке почвы с оборотом пласта, многократных проходах сельскохозяйственной техники по полю.

Это способствует уплотнению почвы, разрушению ее механической структуры, уменьшению плодородного слоя в результате водной и воздушной эрозии, нарастанию отрицательного баланса гумуса, фосфора и калия в почве, неэффективное использования минеральных удобрений, пестицидов и биологических препаратов, но самое главное - нарушению природной экосистемы и загрязнению среды обитания человека, флоры и фауны.

При росте валовой продукции следует учитывать качество продукции, чтобы оно отвечало требованиям рынка по техническим параметрам и соответствовало сертификатам по потребительским качествам.

На сегодняшний день, отвальная пахота является самой важной и популярной технологией обработки почвы, т.к. она обеспечивает самую качественную подготовку почвы под посев и посадку с/х культур, независимо от типа и фона почвы. Для сохранения и защиты окружающей среды, всё чаще многие хозяйства стараются как можно реже пользоваться химическими средствами для борьбы с вредителями и сорняками. Самым эффективным методом возделывания с/х культур без применения гербицидов - это применение отвальных плугов. Они позволяют глубоко заделывать пожнивные остатки, что ведёт к уничтожению сорняков, личинок вредителей и заражения сельскохозяйственных культур.

Методы отвальной вспашки постоянно совершенствуются (гладкая, мелкая, с почвоуглублением), неизменным остается только принцип работы плужного корпуса - отваливание и оборот пласта в открытую соседнюю борозду. С агрономической точки зрения перемещение верхнего более плодородного, но «обесструктуренного» слоя на место нижнего создает благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных растений.

Но при этом у отвально-лемешных плугов есть серьезные технологические и конструктивные недостатки. Например: высокая энергоемкость (до 50-80 кВт/м) при малой производительности, уплотненное дно борозды, неполное крошение почвы, плохая слитность и сглаженность поверхности пашни. «Чистая» поверхность пашни, лишенная стерни и растительных остатков, подвержена смыву и выдуванию. Из-за углового расположения корпусов плуги имеют большие габариты и повышенную металлоемкость (до 1500 кг/м).

Модернизирование современных отвально-лемешных плугов в значительной мере направлено на устранение изложенных выше недостатков.

Технологическая карта традиционной технологии:

1. Обработка почвы:

- пахота

- боронование

- сплошная культивация

- «дискование»

- прикатывание

- посев и посадка

- посев зерновых культур в районах с почвами, подверженными ветровой эрозии

- посев зерновых и зернобобовых комбинированными агрегатами

- посев пшеницы, ржи, овса, риса, гороха, чечевицы, льна, чины, люпина, вики, нута

- посев кукурузы, подсолнечника

- посадка картофеля

- посев сахарной свеклы

2. Уход за посевами:

- боронование посевов до всходов

- боронование посевов по всходам

- прикатывание посевов

- междурядная обработка широкорядных посевов зерновых и зернобобовых культур

- междурядная обработка кукурузы и подсолнечника

- боронование посевов сахарной свеклы

- прореживание всходов сахарной свеклы вдоль рядов

- междурядная обработка сахарной свеклы

- опрыскивание

3. Уборка

- уборка зерновых колосовых культур

- кошение зерновых колосовых культур в валки

- подбор валков зерновых колосовых культур

- прямое «комбайнирование» зерновых колосовых культур

- уборка гороха

- кошение гороха в валки

- подбор валков гороха

- уборка подсолнечника

- уборка кукурузы на зерно

- уборка семенников трав

- подбор и обмолот семенников клевера

- подбор и обмолот семенников бобовых трав

- подбор и обмолот семенников злаковых трав

- уборка сахарной свеклы

- уборка ботвы

- уборка корнеплодов

2.3 Минимальная технология возделывания зерновых культур

В последние годы во всех развитых странах мира ведутся усиленные поиски новых технологических способов обработки почвы, сосредоточенные на защиту ее разрушающих процессов, сохранение и увеличение плодородия почвы, а также на уменьшение трудовых, денежных и энергетических затрат. Одобрены и широко внедряются различные приемы минимальной обработки почвы и выборочной замены отвальной вспашки безотвальным рыхлением и бесплужной обработки.

В современной отечественной и мировой практике к наиболее многообещающим, почвозащитным, ресурсосберегающим технологиям относятся минимальная (безотвальная) и нулевая технология обработки почвы.

Минимальная обработка даёт возможность уменьшить механическое воздействие почвообрабатывающих машин на почву и уплотнить действия их ходовых систем, сократить количество проходов агрегатов по полю. В последние годы минимальная обработка почвы широко используется во многих регионах страны. Технологические и экономические достоинства минимальной обработки почвы подтверждены опытом работы сельхозпредприятий в разных областях страны. При дефиците удобрений и средств защиты растении, мелиорантов, других средств повышения плодородия почвы особое внимание должно быть направлено на совершенствование структуры посевных площадей, изучению научно-обоснованных севооборотов, посеву и запашке растений. Для снижения переуплотнения почв энергонасыщенной техникой обрабатывание сельскохозяйственных культур промышленностью применяется новое семейство комбинированных агрегатов. Из накопленного исследовательского и производственного опыта в различных агроклиматических зонах показано, что минимальная обработка почвы в различных условиях обеспечивает фактически одинаковый урожай зерновых в сравнении с традиционной вспашкой на 20-22 см, в 2 раза менее энергоемка и на 10-15 кг уменьшает расход горючего на 1 га возделываемой площади. По оценкам ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, энергетические затраты на проведение отвальной обработки под озимые составляют 1813 МДж/га, а поверхностной обработки дисковой бороной в 2 следа с дальнейшим боронованием - только 673 МДж/га.

Отличительной особенностью использования минимальной технологии под озимые культуры является устойчивое повышение урожайности в засушливые годы в пределах 1,3 - 5,4 ц/гa, а в среднем по стране - на 1,5 ц/га по сравнению со вспашкой на 20-22 см, и, наоборот, снижение в годы умеренного увлажнения. Ограниченное по срокам применение минимальных обработок под яровые зерновые и однолетние растения также не уменьшает их продуктивности, но и не увеличивает. Главный их недостаток - значительное повышение загрязненности посевов, причем растущей по мере роста срока применения. По средним оценкам, при регулярном применении минимальных обработок засоренность сорняками первой культуры возрастает на 30-150%, второй и третьей культуры - в 2 и более раз и в целом за ротацию севооборота - в 4-8 и более раз. В дальнейшем наблюдается, что в составе сорняков резко возрастает количество зимующих злаковых и однодольных многолетников, что является весьма нежелательным фактом.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что минимальная обработка имеет множество отрицательных сторон. Но она имеет право на существование при строгом соблюдении всех необходимых условий, на основе рекомендаций зональных научных исследований.

2.4 Нулевая технология возделывания зерновых культур

Нулевая (No Till) технология - предусматривает прямой посев семян в почву, предварительно обработанную гербицидами. В отношении нулевой обработки необходимо отметить, что решающим фактором, определяющим успех ее применения, является необходимость учитывать основные особенности и свойства почв (устойчивость к уплотнению, дренированность, содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ). Без научно обоснованной оценки пригодности почв для нулевой обработки ее применение может представлять определенный риск и дать отрицательные агрономические, экономические и экологические результаты.

Преимущества технологии без обработки почвы (No Till):

- исключение водной и ветровой эрозий

- накопление питательной среды для биоты почвы

- уменьшение применения минеральных удобрений и ядохимикатов

- уменьшение уплотнения почвы

- более полное впитывание в почву и экономное расходование влаги

- естественное снегозадержание

- совмещение полосного посева, внесения удобрений и прикатывания за один проход

- повышение урожайности

- сокращение расходов топлива до 60%

- минимальные трудозатраты

- сокращение до 50% затрат на приобретение техники

- уменьшение затрат на лесо- и гидромелиорацию

На основе имеющегося отечественного и мирового опыта по применению нулевой обработки почвы необходимо учитывать следующие ее основные особенности:

- более высокие затраты на химические средства защиты растений от сорной растительности, вредителей и болезней

- дополнительные затраты на специальную технику при сохранении традиционной, поскольку обычно не все участки пашни пригодны для нулевой обработки, а повторять ее следует каждые 3-4 года

- факт, что не все сельскохозяйственные культуры дают высокий урожай при нулевой обработке

- необходимость соблюдения более строгих требований, особенно в отношении применения химических средств защиты растений, минеральных удобрений, мелиорантов почв

- трудности с использованием органических удобрений, эффективность которых без заделки в почву низкая

Другим важным фактором, определяющим развитие почвообрабатывающей и посевной техники, является рост энерговооруженности сельского хозяйства, в том числе путем увеличения единичной мощности тракторов. Рациональная реализация повышенной мощности энергонасыщенных тракторов на современном этапе осуществляется путем создания широкозахватных почвообрабатывающих машин и посевных агрегатов.

2.5 Плуг трехкорпусный навесной ПЛН 3-35

Трехкорпусный плуг ПЛН 3-35 разработан специально для почвы не излишне засоренной плетнями и сорняками. Обработка почвы на ПЛН 3-35 происходит на глубину до 300 мм. Эта модель бывает без корпуса и укомплектованная корпусом. Если установлен корпус с углоснимами, то предплужник на такую модель не устанавливается. Если на корпус установлен вертикальный нож, то дисковый нож уже не используют.

2.5.1 Технические характеристики ПЛН 3-35

Арегатироваться такой ПЛН 3-35 может с трактором мощностью 1,4 кН. Это например трактор МТЗ-80, МТЗ-82. ПЛН 3-35 прост в настройках и работе, с ним может управиться даже один работник. Общую характеристику такого плуга можно представить в виде таблицы 2.1.

Таблица 2.1 - Технические характеристики ПЛН 3-35

Технические показатели ПЛН 3-35	Значение показателей
Ширина обрабатываемой поверхности почвы	1.05 метров
Скорость работы	5-12 км/час
Глубина возделываемой почвы	200-300 мм
Количество рабочих корпусов	3 штуки
Срок службы техники	8 лет
Заводские гарантии	2 года
Вес техники	470 кг
Размер техники:
Длина техники вместе с корпусом	2660 мм
Ширина техники вместе с корпусом	1380 мм
Высота техники вместе с корпусом	1300 мм

2.5.2 Устройство ПЛН 3-35

Чертеж схемы ПЛН 3-35 представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 - Чертеж схемы ПЛН 3-35: 1 - навески; 2 - предплужник; 3 - опорные колеса; 4 - корпуса; 5 - прицепка для бороны; 6 - рамы

На опорном колесе есть винт, позволяющий регулировать глубину возделываемой почвы. От того как глубоко рассчитывается вспахать почву устанавливают предплужник.

Предплужник имеет несколько положений:

1. Верхнее положение - для возделывания на глубину 20 см.

2. Второе с верху положение - на глубину возделывания 22 см.

3. Третье отверстие сверху - на глубину обработки 25 см.

4. Четвертое отверстие - на глубину возделывания 27 см.

5. Самое нижнее отверстие - на 30 см.

Стойка у плуга ПЛН 3-35 цельная и к ней прикреплены основные лемехи, полевая доска и отвал. Предплужник имеет небольшой корпус с рабочей поверхностью. Он имеет функцию заделки остатков растительности. Он имеет стойку и лемех отвала. С помощью колес регулируется глубина вспашки. Есть навеска, которая соединяет ПЛН 3-35 и сам трактор.

2.5.3 Настройка плуга перед работой

Настраивать такой ПЛН 3-35 следует на специальной площадке, еще до выезда в поле. Берутся подложки, которые будут равны глубине предполагаемой вспашки и устанавливаются под левое и опорное колесо трактора и плуга. После этого ПЛН 3-35 и лемехи опускаются на площадку. Винтом опорного колеса подкручивают колесо до положения соприкосания с поверхностью подкладки. Регулировку плуга можно представить в виде схемы на рисунке 2.2

Рисунок 2.2 - Схема регулировки плуга ПЛН 3-35: 1 - скоба; 2 - детали крепления; 3 - чистик; 4 - колесо; 5 - стойка; 6 - механизм винтовой

После этого выравнивается сам ПЛН 3-35 при помощи раскоса тракторной навески и центральной тяги. Основное что требуется сделать при такой настройке, это отрегулировать плуг параллельно площадки. Причем он должен быть отрегулирован как в продольных, так и в поперечных плоскостях. На передние отверстия продольных тяг монтируются раскосы агрегата. Соединять раму с верхней тягой нужно только при помощи автосцепки через отверстие. Соединение через паз может привести ПЛН 3-35 к плохому и неустойчивому положению во время работы.

Между осями шарниров устанавливается левый раскос навесной системы трактора расстояние должно быть равно 51,5 см. При работе длину левого раскоса менять нельзя. На стойку устанавливаем нужную нам глубину возделывания земли, она должна ровняться 2/3 от заданной глубины. При проходе первого ряда убедитесь, что задний корпус у ПЛН 3-35 пашет на заданную ему опорным колесом глубину, а передний на половину от этой глубины. Если этого не происходит, то снова отрегулируйте ПЛН 3-35.

По бороздам ПЛН 3-35 должен двигаться ровно и быть устойчив. Рама не должна перекашиваться и всегда находиться строго параллельно земле. Посмотрите, устраивает ли вас захват земли, и на одну ли глубину происходит возделывание. При этом растения должны полностью заделываться, а завалы быть ровными.

Если правая сторона плуга ниже чем левая, то укорачиваем раскос рамы с противоположной стороны. Если задний корпус пашет не на заданную глубину, то укорачивается верхняя тяга.

После того как регулировка всей системы проведена можно спокойно работать, не меняя положение ПЛН 3-35. Если вы уже вспахали один участок и решили перейти на другой, то регулировку нужно провести по новому, придерживаясь той же схемы.

2.6 Разработка операционно-технологической карты на заделку соломы при вспашке

2.6.1 Характеристика условий работы агрегата

Характеристика условий работы агрегата приведена в таблице 6.

Таблица 2.1 - Характеристика условий работы агрегата

Показатель	Значение показателя
Сельскохозяйственная работа	Вспашка
Марка трактора	МТЗ-82
Марка сельскохозяйственной машины	ПЛН 3-35
Глубина обработки, м	0,27
Длина гона, м	600
Ширина участка, м	300
Фон поля	Солома
Уклон поля, %	до 1 %

2.6.2 Выбор состава и режима работы пахотного агрегата

Установим диапазон скоростей движения агрегата, при котором качество работы будет наилучшим.

Скорость работы плуга ПЛН 3-35 от 6 до 12 км/ч.

Определим передачи, на которых может работать трактор в выбранном диапазоне скоростей.

П₁ --- 6,21 км/ч,

П₂ --- 7,28 км/ч,

П₃ --- 8,30 км/ч.

Определим номинальную силу Р_крн тяги на крюке трактора для выбранных передач.

Определим число корпусов плуга по выражению.

(2.1)

где п_к - число корпусов плуга;

P _крн - номинальная сила тяги на крюке трактора для выбранных передач, кН;

b_к - ширина захвата корпуса плуга, b_к= 0,35 м;

k_пл - удельное сопротивление плуга, кПа;

а - глубина пахоты, а= 0,27 м.

По данным хозяйства для плугов традиционной конструкции К_пл = 67 кПа.

По данным германской фирмы «Eberhardt» для пластинчатых плугов удельное сопротивление почвы снижается на 10... 15 %. Следовательно, для модернизированного плуга мы можем принять К_пл = 61 кПа.

Подставим имеющиеся данные в выражение (2.1) для выбранных передач. Расчеты будем вести для двух вариантов: для базовой сельскохозяйственной машины плуга ПЛН 3-35, а также для проектируемого модернизированного плуга ПЛН 3-35С.

Базовый плуг:

Модернизированный плуг:

Определим тяговое сопротивление плуга по формуле.

(2.2)

где - тяговое сопротивление плуга, кН;

- ширина захвата корпуса плуга, м;

- удельное сопротивление плуга, кПа;

а - глубина пахоты, м.

Подставим имеющиеся данные в выражение (2).

Базовый плуг:

R _пл = 0,35 • 67• 0,27 3= 19 кН.

Модернизированный плуг:

R_пл = 0,35• 61• 0,27• 3 = 17,3 кН.

Определим рациональный состав пахотного агрегата и основную рабочую передачу через коэффициент использования силы трактора.

(2.3)

где - коэффициент использования силы тяги трактора;

R_пл - тяговое сопротивление плуга, кН;

Р_крн - номинальная сила тяги трактора на крюке, кН.

Подставим имеющиеся данные в выражение (3).

Базовый плуг:

?_и1,2 = 19 / 36,7=0,52

?_и3 =19 / 35,6=0,53

Модернизированный плуг:

?_и1,2=17,3 /36,7=0,47

?_и3=17,3 / 35,6=0,49

Полученные при расчете значения необходимо сравнить с оптимальным значением . У рационально скомплектованного агрегата значение всегда наиболее близко к , но не превышает его. Чем ближе к тем выше производительность и экономичность работы агрегата.

Результаты расчетов по комплектованию представим в виде таблицы 7

Для модернизируемого плуга из рассчитанных значений наиболее близок к оптимальному значению коэффициент использования силы тяги трактора на третьей передаче. Рабочая скорость движения пахотного агрегата при этом составит 8,3 км/ч. Для базового плуга при трёх корпусах возможна работа на второй передаче, на рабочей скорости 7,28 км/ч.

Таблица 2.2 - Результаты расчета агрегата

Диапазон рабочих скоростей, км/ч	Рабочая передача	Номинальная сила тяги трактора, кН	Число корпусов плуга	Тяговое сопротивление плуга Rпл, кН	Значения коэффициентов
5…12			Базовый плуг ПЛН 3-35
	1	36,7	3		0,52	0,53
	2	36,7	3	19	0,52
	3	35,6	3		0,99
		Модернизированный плуг ПЛН 3-35Т
	1	36,7	3		0,47
	2	36,7	3	17,3	0,47	0,53
	3	35,6	3		0,49

2.6.3 Подготовка машинно-тракторного агрегата к работе

Подготовка пахотного агрегата включает в себя: проверку технического состояния трактора, подготовку плуга и соединение их в агрегат. Схема агрегата представлена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Схема пахотного агрегата:

1 - трактор; 2 - плуг; l_к - кинематическая длина агрегата; l_т - кинематическая длина трактора; l_м - кинематическая длина плуга

Необходимо проверить правильность сборки плуга и его техническое состояние. Проверяют состояние и крепление рабочих органов, плавность вращения колес, дискового ножа и механизмов. Проверить взаимное расположение носков и пяток корпусов плуга при помощи шнура.

Далее необходимо установить навеску трактора по двухточечной схеме. Для этого продольные тяги трактора соединяют в одной точке на оси навески трактора.

Установка глубины вспашки. Агрегатируемый плуг опустить на ровную площадку, т.е. перевести его в рабочее состояние.

Под колеса (или гусеницы) трактора, а также под опорное колесо плуга подложить подкладки высотой, равной глубине вспашки, уменьшенной на 2...3 см (на величину деформации почвы). Винтами механизма навески трактора и опорного колес установить раму плуга в горизонтальное положение так, чтобы носки долотообразных лемехов всех корпусов касались опорной площадки, а пятки находились на высоте 10 мм.

Продольные и поперечные перекосы рамы плуга устраняют изменением длины центральной тяги и раскосов трактора. Такие перекосы вызывают неравномерную глубину вспашки, что ухудшает ее качество.

Глубину вспашки после выравнивания рамы плуга следует установить механизмом опорного колеса, подняв его на высоту, равную глубине вспашки с учетом деформации почвы.

Установка предплужника и ножа. Ослабить крепление предплужника на раме плуга и переместить его вперед или назад с таким расчетом, чтобы между носком предплужника и носком корпуса было расстояние 0,35 м.

Одновременно следует установить предплужник по высоте, отмерив, расстояние от площадки до лезвия лемеха предплужника.

(2.4)

где h - расстояние от площадки до лезвия лемеха предплужника, м;

а - глубина вспашки, м;

а₁ - глубина установки предплужника, а₁ = 0,12 м.

Откуда:

Эту установку проще выполнять, используя специальный угольник.

Установка дискового ножа. Центр диска располагают над носком предплужника (вертикальная ось ножа проходит через носок предплужника) или впереди него на расстоянии 130 мм. Нижняя кромка ступицы выше поверхности поля на 1...2 см. Плоскость вращения диска смещают от полевого обреза корпуса на 1…3 см.

Кинематическую длину агрегата определим по выражению:

(2.5)

где - кинематическая длина агрегата, м;

- кинематическая длина соответственно трактора и плуга, м.

В нашем случае имеем ?_m = 2,3 м, ?_пл = 2,6 м.

Откуда:

?_к = 2,3 + 2,6 = 4,9 м.

Рабочую ширину захвата агрегата определим по формуле:

(2.6)

где В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м;

В_к - конструктивная ширина захвата плуга, м;

в - коэффициент использования конструктивной ширины захвата, .

Подставим имеющиеся данные в выражение (2.6).

B_р = 1,05 • 1,03 = 1,08 м.

2.6.4 Подготовка рабочего участка к работе

Для производительной и качественной работы плугов большое значение имеет подготовка поля. Поле должно быть очищено от камней, соломы и других растительных остатков. Стерню подсолнечника, кукурузы, клещевины и других высокостебельных культур рекомендуется измельчать.

Далее устанавливается направление обработки, выбирается способ движения, отбиваются поворотные полосы, разбивается поле на загоны, отпахиваются поворотные полосы, пропахиваются гребни на загонах, вспаханных всвал (при вспашке с чередованием загонов «всвал - вразвал»).

Способ движения агрегата выбираем гоновый с чередованием вспашки всвал и вразвал. При использовании данного способа движение целесообразно начинать вдоль длинной стороны гона.

Радиус поворота агрегата определим по формуле.

(2.7)

где R_o - радиус поворота агрегата, м;

- эмпирический коэффициент, = 3;

В_к - ширина захвата, м.

Откуда:

R_o = 3•1,05 = 3,15 м.

Минимальную ширину поворотной полосы определим по выражению:

(2.8)

(2.9)

где E_min - минимальная ширина поворотной полосы, м;

R_o - радиус поворота агрегата, м;

е - длина выезда агрегата, м.

Для рассматриваемого агрегата длина выезда приблизительно равна его кинематической длине, т. е. е = 4,9 м.

Подставим имеющиеся данные в выражения (2.8) и (2.9).

Е_min^{в - р} =3,0 • 3,15+ 4,9 =14,35 м.

Е_min^? =1,5 • 3,15 +4,9 = 9,63 м.

Ширина поворотной полосы выбирается такой, чтобы ее величина была не меньше минимальной ширины и кратна рабочей ширине захвата агрегата.

(2.10)

где п_п - число проходов агрегата;

В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м.

Откуда:

n_n^{в -р} =14,35/1,08 ? 13,29

n_n^? =9,63/1,08 ? 8,92

Определяем уточненную ширину поворотной полосы:

(2.11)

где Е - уточненная ширина поворотной полосы, м;

п_п - число проходов агрегата.

Подставим полученные данные в выражение (2.8) и (2.9).

Е ^{в -р} =13•1,08=14,04 м.

Е^? =9•1,08=9,72 м.

Рабочую длину гона определим по выражению:

(2.12)

где L - рабочая длина гона, м;

(2.13)

L_yч - длина участка, м.

Откуда:

L^?_p =600 - 2 • 14,35 = 571,3 м,

L^?_p =600 - 2 • 9,72 = 580,56 м.

Оптимальная ширина загона для способа движения с чередованием загонов в свал и вразвал находится по выражению.

(2.14)

где С_опт - оптимальная ширина загона, м;

R₀ - радиус поворота агрегата, м.

Подставим имеющиеся данные в выражение (13).

С_опт^{в - р} =v2•1,08•571,3 +16•3,15 = 36,6 м.

С_опт^{в - р} =v2•1,08•580,56 +16•3,15 = 36,8 м.

Действительное значение ширины загона должно быть не меньше оптимальной ширины и кратно двойной ширине прохода агрегата.

(2.15)

где п_кр - число двойных проходов агрегата;

В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м.

Откуда:

n_кр^{в - р} = 36,6 / 2• 1,08 = 16,94?17,

n_кр^{в - р} = 36,8 / 2• 1,08 = 17,03?17.

Действительную ширину загона определим по выражению

(2.16)

где С - действительное значение ширины загона, м;

- число двойных проходов агрегата.

Тогда:

С ^{в - р} = 17• 2 • 1,08 =36,72 м,

С ^? = 17• 2 • 1,08 =36,72 м.

Определим длину холостого хода для принятого способа движения пахотного агрегата по формуле:

(2.17)

(2.18)

где 1_x - длина холостого хода, м.

Откуда:

l_x ^{в - р} =0,5•36,72 + 3• 3,15+ 2• 4,9 = 37,6 м,

l_x ^?=0,5•36,72 + 2• 3,15+ 2• 4,9 = 34,5 м.

Коэффициент рабочих ходов определим по выражению.

(2.19)

где ц - коэффициент рабочих ходов.

Подставим имеющиеся данные в выражение (2.19).

? = 571,3 / 571,3 + 37,6 = 0,938,

? = 580,56 / 580,56 + 34,5 = 0,944.

Расчеты по определению кинематической характеристики агрегата и рабочего участка сведем в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Кинематические характеристики агрегата и рабочего участка

Способ движения
Всвал-вразвал	4,9	3,15	4,9	14,35	571,3	36,72	37,6	0,938
Двухзагонный	4,9	3,15	4,9	9,72	580,56	36,72	34,5	0,944

Рациональный способ движения двухзагонный, так как у него коэффициент ц больше.

Схема подготовки участка к работе представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Схема подготовки рабочего участка со схемой движения агрегата при отпашке поворотных полос и пропашке свальных гребней.

2.7 Работа агрегата в загоне

Плуг следует включить в работу, когда предплужник первого корпуса подойдет к контрольной линии, а выключить, когда последний корпус пройдет контрольную линию. Необходимо соблюдать прямолинейность движения агрегата.

При первом проходе, проехав 40…50 м от контрольной линии, проверить качество работы плуга и при необходимости окончательно отрегулировать на заданную глубину хода и равномерность пахоты передним и задним корпусами.

Рисунок 2.10 - Схема движения агрегата на загоне.

У навесных плугов глубину пахоты регулировать винтовым механизмом опорного колеса. Равномерность - изменением длины верхней тяги. У полунавесных плугов регулировки выполняются аналогично, но равномерность пахоты всеми корпусами регулируют с помощью бруса догружателя и механизма заднего колеса. В конце гона перевести плуг в транспортное положение, развернуть агрегат и выехать на линию очередного хода, перевести плуг в рабочее положение и совершить очередной рабочий проход агрегата. После вспашки всего поля обработать поворотные полосы.

Схема движения агрегата на загоне представлена на рисунке 10.

Рассчитаем технико-экономические показатели работы агрегата.

Время цикла найдем по формуле.

(2.20)

где t_ц - время цикла, ч.;

t_pц - время, затраченное на совершение агрегатом двух рабочих ходов, ч;

t_xц - время, затраченное на совершение агрегатом двух холостых ходов, ч.

(2.21)

где t_pц - время, затраченное на совершение агрегатом двух рабочих ходов, ч;

L_p - рабочая длина гона, км;

V_p - рабочая скорость движения, км/ч.

(2.22)

где t_хц - время, затраченное на совершение агрегатом двух холостых ходов, ч;

L_x - длина холостого хода, м;

V_x - скорость холостого хода, V_x = 6 км/ч.

Для базового плуга имеем:

t_pu = 2•0,58 / 7,28 =0,159 ч,

t_xu = 2•0,0376 / 6 = 0,013 ч,

t_u = 0,159 + 0,013 = 0,172 ч.

Для модернизируемого плуга:

t_pu = 2•0,58 / 8,3=0,140ч,

t_xu = 2•0,0376 / 6 = 0,013 ч,

t_u = 0,140+ 0,013 = 0,153ч.

Определим число циклов за смену:

(2.23)

где - число циклов за смену;

- нормированное время смены, ч, Т_см= 7 ч;

Т_ето - затраты времени на проведение ежесменного технического обслуживания трактора и машин входящих в агрегат,

Т_ЕТ0 =0,40 + 0,13 = 0,53 ч;

Т_физ - затраты времени на физиологические потребности механизатора, ч; Т_физ =(0,25...0,30) ч;

Т_техн - продолжительность простоя агрегата в течение смены при технологическом обслуживании, Т_техн = (0,20...0,35) ч.

Для базового плуга:

Для модернизируемого плуга:

Определим продолжительность рабочего времени за смену по выражению:

(2.23)

где Т_р - продолжительность рабочего времени агрегата за смену, ч;

t_pц - время, затраченное на совершение агрегатом двух рабочих ходов, ч;

- число циклов за смену.

Определим затраты рабочего времени за смену на совершение агрегатом холостых поворотов:

(2.24)

где Т_х - затраты времени на совершение агрегатом холостых поворотов, ч;

t_xц - время, затраченное на совершение агрегатом двух холостых ходов, ч.

Действительная продолжительность времени смены составит:

(2.25)

где - действительное время смены, ч;

- продолжительность рабочего времени агрегата за смену, ч;

- затраты времени на совершение агрегатом холостых поворотов, ч;

- нормированное время смены, ч;

- затраты времени на проведение ежесменного технического обслуживания трактора и машин входящих в агрегат, ч;

- затраты времени на физиологические потребности механизатора, ч;

- продолжительность простоя агрегата в течение смены при технологическом обслуживании, ч.

Коэффициент использования времени смены найдем по формуле:

(2.26)

где ф - коэффициент использования времени смены.

Для базового плуга:

Для модернизируемого плуга:

Производительность агрегата за один час рабочего времени рассчитаем по выражению:

(2.27)

где W_ч - производительность агрегата за один час времени смены, га/ч;

В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м;

V_p - рабочая скорость движения агрегата, км/ч;

ф - коэффициент использования времени смены.

Производительность агрегата за смену найдем по формуле:

(2.28)

где W_см - сменная производительность агрегата, га/см;

Т_см - нормативное время смены, Т_см = 7 ч.

Для базового плуга:

W_см = 0,1 • 1,08 • 7,28 • 0,81 = 0,64 га/ч,

W_см = 0,64 • 7 = 4,48 га/ см.

Для модернизируемого плуга:

W_см = 0,1 • 1,08 • 8,3 • 0,80 = 0,72 га/ч,

W_см = 0,72 • 7 = 5,04га/ см.

Массовый расход топлива на единицу выполненной агрегатом работы определим по выражению.