Совершенствование технологии утилизации отходов обрезки в слаборослых садах с обоснованием параметров измельчителя

• Автор: Ланцев, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Мичуринск- Наукоград
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

ОБРЕЗКИ В САДАХ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности системы ухода за кроной плодовых насаждений

1.2. Существующие технологические операции по утилизации срезанных веток

1.3. Обзор и анализ конструкций машин для измельчения веток

1.4. Обоснование технологической схемы машины для измельчения плодовых веток и их заделки в почву

1.5. Цель и задачи исследования

2. РАЗМЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТВЕЙ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ ЯБЛОНИ

2.1. Программа и методика проведения исследований
2.2. Размерные характеристики валков сучьев после обрезки в садах
2.3. Влияние размеров щепы на продолжительность ее разложения в почве
2.4. Физикомеханические свойства плодовой древесины
2.5. Выводы по разделу
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
И РЕЖИМОВ РАБОТЫ НОЖЕВОГО БАРАБАНА
3.1. Направления теоретических исследований
3.2. Обоснование угла установки ножей на барабане
3.3. Анализ кинематики рабочих органов
3.4. Определение сил действующих на нож
3.5. Обоснование основных конструктивных и
технологических параметров измельчителя
3.6. Мощность привода ножевого барабана
3.7. Моделирование процесса измельчения
плодовых ветвей
3.7.1. Зависимость силы резания от угла подъема ветви до перерезания
3.7.2. Влияние на силу резания углов заточки ножа
3.7.3. Влияние на силу резания угла наклона лезвия ножа
3.7.4. Влияние скорости вращения рабочего органа на производительность и энергоемкость машины
3.8. Выводы по разделу
4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Обзор исследований, проводимых по
измельчению древесины
4.2. Программа исследований
4.3. Методика исследований, обработки и анализа
полученных данных
4.4. Характеристика материала для исследования,
экспериментальных установок и приборов
4.5. Последовательность и техника проведения экспериментов
4.5.1. Оптимизация геометрических параметров ножей и угла наклона ветви в момент перерезания
4.5.2. Оптимизация конструктивных и
технологических параметров машины
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Оптимизация геометрических параметров ножей и угла наклона ветви в момент перерезания
5.2. Влияние конструктивных параметров машины на энергоемкость процесса и параметры щепы
5.3. Оптимизация скорости вращения ножевого барабана
5.4. Сравнения результатов теоретического и экспериментального исследований
5.5. Выводы по разделу
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИНЫ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ
ОБРЕЗАННЫХ ВЕТВЕЙ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Этот и все описанные выше способы уборки обрезанной древесной массы не учитывают системы содержания почвы в садах, состояние микрорельефа междурядий. Наличие посередине междурядья свальных или развальных борозд после оссенней почвообработки резко ухудшает условия работы сволакивающих и подбирающих аппаратов. В результате в саду остаются неубранные ветки. Более рациональной с этой точки зрения является технология измельчения сучьев непосредственно при движении по междурядью с одновременной заделкой полученной массы в почву (рис. Положительным аспектом применения данной технологии является использование обрезанной биомассы для повышения плодородия почвенного покрова в садах []. Исследования И. А. Гинтова, К. Н. Преображенского, Канта [, , 8] показали, что при освоении закустаренных земель методом прямой запашки кустарника разложение его происходит в течение 2-4 лет, а перегнившие древесные остатки повышают плодородие и улучшают структуру почвы, обогащая ее гумусом, способствующим активной деятельности почвенной микрофлоры. Но во время разложения запаханные древесные остатки снижают урожайность сельскохозяйственных культур. Это объясняется содержанием в древесине смол и танидов. Поэтому попытки применения данной технологии в садах на сильнорослых подвоях привели к снижению урожайности плодовых деревьев, в результате чего от нее отказались. Другая картина наблюдается в садах на слаборослых подвоях. В таких насаждениях корневая система деревьев практически полностью (%) находится в радиусе 1 м от штамба []. Свободная часть междурядья, предназначенная для передвижения садовой техники, остается чистой от корней. Другой положительной стороной применения данной технологии является возможность совмещения операций утилизации срезанных ветвей с весенней обработкой почвы [4]. Положительные отзывы по применению технологии совместного фрезеровании почвы и древесных включений при освоении закустаренных земель представлены в работах А. М. Лопатина, A. C. Мирохина и др. Вследствие всего выше сказанного можно сделать вывод, что использование технологии измельчения и заделки плодовой щепы в почву непосредственно в междурядьях слаборослых садов является перспективным направлением развития механизации в садоводстве. В результате анализа применяемых технологий установлено, что процесс измельчения плодовой древесины на щепу включают в себя большинство схем уборки обрезанных ветвей. Переработка отходов садоводства на технологическую щепу создает благоприятные возможности для практического осуществления важнейшей народнохозяйственной проблемы - безотходной технологии с. В связи с этим промышленностью и исследовательскими институтами предложены различные схемы машин данного назначения, многие из которых стали впоследствии серийными. Все существующие измельчители по типу конструкций можно классифицировать на следующие группы: стационарные, позиционные и передвижные (рис. Рис. Стационарные измельчители (прил. Работают они следующим образом. Собранные сучья вручную подаются в приемную камеру измельчителя. Затем масса поступает к рабочему органу и измельчается, после чего щепа отправляется на дальнейшую переработку (или разбрасывается и заделывается в почву). Наиболее распространенными рабочими органом таких машин являются дисковые или барабанные измельчители. Из выпускаемых в России известны машины марки МРР5- (рис. МРР8-, ТРМБ-5 и т. Эти машины используются на деревообрабатывающих предприятиях. Основным узлом таких машин является механизм рубки, состоящий из ротора, диск которого установлен под углом к горизонтальной плоскости или вертикатьно, кожуха и загрузочного патрона. Рис. Позиционные измельчители работают в агрегате с трактором. Двигаясь по междурядью, такой агрегат делает периодические остановки около заранее приготовленной массы сучьев. Рабочие подают сучья в измельчитель, после чего агрегат переезжает на следующую позицию. Привод таких машин осуществляется через карданную передачу от ВОМ трактора. У нас в стране эти машины разработаны как с дисковым (УПР ІБ) так и с барабанным (ДОН -1) рабочим органом (рис.