Удосконалення технологічного процесу основного обробітку ґрунту з обґрунтуванням робочих параметрів глибокорозпушувача об’ємного типу

Abstract

У кваліфікаційній роботі розглянуто обґрунтування робочих параметрів глибокорозпушувача об’ємного типу, призначеного для глибокого розпушування ущільнених ґрунтових шарів без обертання пласта. Актуальність теми зумовлена потребою підвищення ефективності обробітку ґрунту, поліпшення його водно-повітряного режиму, зменшення щільності підорного горизонту та зниження енергоємності технологічної операції. У роботі проаналізовано існуючі конструкції глибокорозпушувачів, особливості процесу об’ємного розпушування ґрунту та фактори, що впливають на якість розпушування і тяговий опір агрегату. Основну увагу приділено параметрам робочого органу, формі стійок, глибині обробітку, ширині захвату та взаємодії робочих поверхонь із ґрунтом. У розрахунковій частині обґрунтовано основні робочі параметри глибокорозпушувача, визначено тяговий опір, енергетичні показники та продуктивність машинно-тракторного агрегату. Запропоновані рішення спрямовані на підвищення повноти розпушування ґрунтового профілю, зменшення витрат пального та забезпечення стабільної роботи знаряддя на заданій глибині. У конструктивному розділі розглянуто будову глибокорозпушувача, обґрунтовано вибір основних елементів конструкції та параметрів робочого органу. Розроблене технічне рішення забезпечує руйнування ущільненого шару ґрунту, накопичення вологи, розвиток кореневої системи рослин і підвищення родючості ґрунту. У розділі з охорони праці визначено небезпечні та шкідливі виробничі фактори під час експлуатації агрегату, запропоновано заходи безпечної роботи та виконано відповідний розрахунок. У техніко-економічному обґрунтуванні розраховано експлуатаційні витрати, собівартість робіт, річний економічний ефект і строк окупності. Результати роботи можуть бути використані для удосконалення ґрунтообробних машин, організації глибокого обробітку ущільнених ґрунтів і підвищення ефективності використання машинно-тракторних агрегатів у сільському господарстві.

This thesis examines the justification of the operating parameters of a volumetric deep loosener designed for deep loosening of compacted soil layers without turning the soil. The relevance of the topic stems from the need to increase the efficiency of soil cultivation, improve its water-air regime, reduce the density of the subsoil horizon and lower the energy consumption of the operation. The paper analyses existing designs of deep loosening machines, the characteristics of the volumetric soil loosening process, and the factors influencing the quality of loosening and the traction resistance of the machine. The main focus is on the parameters of the working body, the shape of the tines, the working depth, the working width and the interaction of the working surfaces with the soil. The calculation section substantiates the main operating parameters of the deep loosener, determines the traction resistance, energy consumption and productivity of the machine-tractor unit. The proposed solutions are aimed at improving the thoroughness of soil profile loosening, reducing fuel consumption and ensuring stable operation of the implement at a specified depth. The design section examines the structure of the deep loosener and justifies the selection of the main structural elements and parameters of the working body. The developed technical solution ensures the breaking up of the compacted soil layer, moisture accumulation, the development of the plant root system and an increase in soil fertility. The occupational health and safety section identifies hazardous and harmful production factors during the operation of the unit, proposes safety measures and performs the relevant calculations. The technical and economic justification calculates operating costs, the cost of works, the annual economic benefit and the payback period. The results of this work can be used to improve soil cultivation machinery, organise deep tillage of compacted soils and enhance the efficiency of machine-tractor units in agriculture.