Вибір машинних агрегатів за операціями і розробка механізованої технологічної операції.

 

 

2.1 Складання технологічної карти на вирощування та збирання сільськогосподарської культури.

Технологічна карта на вирощування та збирання сільськогосподарської культури складається на задану згідно завдання площу за формою, приведеною в таблиці 3.

 

Таблиця 3. Технологічна карта вирощування та збирання соняшнику

 

Назва операції	Обсяг робіт у фіз.од.	Обсяг робіт в ум.ет.га	Агротехн. терміни	Кіль-кість днів робо-ти	Склад агрегату
поча-ток	кінець	марка трактора	марка с-г машини	кі-сть машин в агрегаті
1.Лущення	890 га		9,07	18,07		Т-150К	ЛДГ-10
2.Лущення повтор.	890 га			28,07		Т-150	ППЛ-10-25
3.Навант. міндобр.	1106 т	77,1		14,08		ЮМЗ-6АК	ПЕ-0,8
4.Подріб. міндобр.	1106 т	-		14,08		електр.	АІР-20
5.Зміш. міндобрив	1106 т	-		16,08		електр.	СЗУ-20
6.Внес. міндобрив	890 га	56,6		16,08		МТЗ-80	МВД-900
7.Оранка	890 га			27,08		Т-159К	ПЛП-6-35
8.Вирівнюв. грунту	890 га	61,1	25,08	5,09		Т-70С	ВПН-5,6
9.Снігозатрим.	890 га	125,9	Січень		К-700А	СВШ-10
10.Снігозатрим.	890 га	125,9	Лютий		К-700А	СВШ-10
11.Закр. вологи	1780 га	205,6		5,04		Т-150	СГ-21 БЗСС-1,0
12.Вирівнюв. зябу	890 га	61,1		10,04		Т-70С	ВПН-5,6
13.Протрюювання насіння	13,4 т	-		14,03		електр.	ПС-10
14.Підвезення води	223 т	40,4		13,04		Т-150К	РЖТ-8
15.Приготування гербіцидів	223 т	15,6		13,04		МТЗ-80	АПЖ-12
16.Обприскування	890 га	85,6		13,04		МТЗ-80	ОП-2000
17.Передпосівна культивація	890 га	257,6		13,04		Т-150	КШУ-8
18.Навантаження насіння	13,4 т	-		13,04		електр.	ЗПС-60
19.Транспортув. і заправка	13,4 т	-		13,04		ГАЗ-53	УЗСА-40
20.Сівба	890 га			13,04		МТЗ-80	СУПН-8
21.Прикочування	890 га	89,5		14,04		Т-150К	СП-16 ЗККШ-6А
22.Підвезення води	223 т	40,2		15,06		Т-150К	РЖТ-8
23.Пригот. розчину	224 т			15,06		МТЗ-80	АПЖ-12
24.Обприскування	890 га	56,1		15,06		МТЗ-80	ОП-2000
25.Збирання	890 га	-	20,09	5,10		ДОН-1500	ПСП-10
26.Транспортув. насіння	2670 т		20,09	5,10		Т-150К	1ПТС-9
27.Очищення насіння	2670 т	-	20,09	5,10		електр.	ЗАВ-20
28.Транспорт. насіння	13350 т*км	-	20,09	5,10		ГАЗ-ММЗ-554	-
29.Транспорт. кошиків	5340 т*км		20,09	5,10		МТЗ-80	ПСЕ-20
Разом	-		-	-	-	-	-	-

 

Таблиця 3. Технологічна карта вирощування та збирання соняшнику

 

Кількість обслугов. персоналу	Продуктив-ність агрегату за годину	Коефіцієнт змінності	Виробіток агрегату за добу	Необхідна кількість агрегатів	Витрата палива, кг	Затрати праці, годин
на одиницю роботи	на весь обсяг	на одиницю роботи	на весь обсяг
	8,9	2,0	124,6		3,0		0,11	98,0
	2,43	2,0	34,02		7,8		0,41
	8,60	1,4	84,28		0,9		0,116
		1,4	137,2		-	-	0,21
		1,4			-	-	0,15
		1,4	107,8		0,80		0,09
	1,25	2,0	17,5		15,0		0,80
	13,1	1,4	128,38		0,80		0,076	67,6
	14,85	1,0	103,95		0,80		0,067	59,6
	14,85	1,0	103,95		0,80		0,067	59,6
	14,28	2,0			1,20		0,07	124,6
	13,1	2,0	183,4		0,80		0,076	67,6
	13,7	1,0	95,9	-	-	-	0,145	16,4
	9,1	1,4	89,1		0,70		0,11	24,5
		1,4	98,0		0,70		0,30	66,9
	7,28	1,4	71,3		1,25		0,137	121,9
	5,7	1,4	55,8		3,5		0,175	155,7
	7,57	1,4	74,1		-	-	0,13	1,75
	5,14	1,4	50,4		-	-	0,39	2,60
	3,35	1,4	32,8		3,5		0,30
	16,4	1,4	160,7		1,2		0,06	53,4
	9,14	1,4	89,5		0,7		0,11	24,5
		1,4	9,8		0,7		0,30	67,2
	11,1	1,4	108,7		0,8		0,09
		1,4	19,6				1,0
	9,14	1,4	89,6		0,9		0,11
	-	1,4	-		-	-	-	-
		1,4			-	-	0,012
	8,0	1,4			1,3		0,20
-	-		-	-	-		-

 

 

За основу приймають типові технологічні карти [1;2], які необхідно скорегувати стосовно умов господарства. Корегування полягає у наведенні переліку операцій, перегляду складу машинно-тракторних агрегатів з урахуванням наявності нових машин та перерахунку показників у відповідності з конкретними обсягами робіт.

В таблиці 3 приведено приклад складання технологічної карти на вирощування соняшника на площі 890 гектарів.

В перелік операцій технологічної карти слід включати всі механізовані операції, які необхідно виконувати для одержання кінцевої продукції, починаючи з основного обробітку грунту та внесення добрив після збирання попередника і закінчуючи збиранням і заготівлею основної і побічної продукції.

(Графа 1). Операції заносяться в хронологічній послідовності.

Обсяг робіт в фізичних одиницях (графа 2) визначається посівною площею, кратністю обробітку; для транспортних та навантажувальних робіт валовим виходом основної або побічної продукції, кількістю перевезених вантажів і відстані перевезень.

, (1)

, (2)

, (3)

 

де Qп, Qн, Qтр – обсяг, відповідно, польових робіт в га; навантажувальних робіт в т; транспортних робіт в т*км;

К – кратність обробітку(К=1,2,3);

q _га – норма висіву (витрати матеріалу), т/га;

l _в – відстань перевезень, км;

F – посівна площа, га

На прикладі операції лущення обсяг робіт 890 га.

 

Обсяг робіт в ум.ет.га визначається за залежністю (графа3):

, (4)

де F – обсяг робіт в фізичних одиницях;

W_Г – продуктивність агрегату за годину, фіз. одиниці;

𝜆_У – коефіцієнт переведення в умовні еталонні трактори;

ум.ет.га

 

Агротехнічні терміни (оптимальна дата початку і кінця робіт) виконання технологічних операцій (графи 4,5) проставляються по типових технологічних картах для зон розміщення господарства.

Кількість днів роботи за агротехнічний термін приймається в межах агротехнічно допустимих на відповідний вид роботи (графа 6). Приймаємо для лущення в межах 10 днів.

В графи 7,8,9 занести марочний склад агрегату та кількість робочих машин в агрегаті.

При виборі агрегатів враховують: якісний склад рекомендованих технологією машин, посівну площу культури, розміри окремих полів, техніко-економічні показники агрегату.

Для прикладу в курсовому проекті необхідно провести вибір раціонального складу машинного агрегату з 3-х альтернативних. Рекомендується здійснити багатокритеріальний вибір за відстанню до цілі, можна за методом Парето або за лексикографічним методом [5]. Обгрунтування агрегату провести для заданої технологічної операції.

Кількість обслуговуючого персоналу, які обслуговують один агрегат на протязі зміни, встановлюється на основі характеристик агрегатів і заноситься в графу 10. На лущенні це один механізатор.

Продуктивність агрегату (графа11) і витрата палива на одиницю роботи (графа 15) приймаються з типових норм виробітку і норм витрати палива [3,4] у відповідності з нормативною групою господарства.

Коефіцієнт змінності (графа 12) визначається за формулою:

, (5)

 

де Т_дн – прийнята тривалість робочого дня, годин;

(Т_дн може бути 7; 10; 14 годин – для звичайних робіт і 6; 12 годин – для робіт зі шкідливими умовами)

Т_зм – тривалість зміни, годин

(Т_зм = 7 год – для звичайних робіт; Т_зм = 6 год – для шкідливих робіт)

Виробіток агрегату за добу (графа 13) становитиме:

, (6)

 

га

Необхідну кількість агрегатів (графа 14) визначають за залежністю:

, (7)

 

де Д_р – кількість днів роботи агрегатів.

, приймаємо 1 агрегат.

 

Витрату палива на весь обсяг робіт визначаємо за формулою (графа 16):

, (8)

 

де q_га – витрата палива на одиницю роботи, кг;

F – обсяг робіт в фізичних одиницях.

кг

 

Затрати праці на одиницю роботи становитимуть (графа 17):

, (9)

 

де n_обс – кількість обслуговуючого персоналу

год/га

 

Затрати праці на весь обсяг робіт (графа 18) становитимуть:

, (10)

 

годин

Підраховують по технологічній карті сумарні значення граф 3, 6, 16, 18.

 

2.2 Розробка механізованої технологічної операції

 

Всі механізовані технологічні операції по вирощуванню сільськогосподарських культур повинні проводитися у відповідності з операційними технологіями.

Операційна технологія – це комплекс агротехнічних, технічних, організаційних і економічних заходів, направлених на високопродуктивне використання машинних агрегатів з метою забезпечення високої якості механізованих робіт.

Для конкретних умов господарств розробляють операційні технології по окремих видах робіт і по полях у вигляді операційно-технологічних карт.

В курсовому проекті необхідно розробити операційну технологію виконання заданої технологічної операції і подати її у вигляді операційної карти. Розробку рекомендується провести в наступній послідовності:

 

2.2.1 Призначення та агротехнічні вимоги до операції

 

Охарактеризувати призначення та важливість заданої технологічної операції в загальному комплексі механізованих робіт по вирощуванню сільськогосподарської культури.

Привести умови роботи: розміри та площа поля; рельєф місцевості, агрофон, відстань перевезення добрив, матеріалів, питомий опір.

Висвітлити основні агротехнічні вимоги до заданої технологічної операції та показники якості роботи. [6]

 

2.2.2 Обгрунтування складу та режиму роботи агрегату

 

Підбір трактора і робочих машин в склад агрегату, збирального агрегату залежить від виду виконуваної роботи і с-г культури, технології, особливості зони розміщення господарства.

Вибрані для агрегатування засоби механізації повинні входити в склад раціональних технологічних комплексів, рекомендованих системою машин для комплексної механізації рослинництва. Після вибору основного агрегату визначають склад допоміжних агрегатів (транспортних, навантажувальних). При цьому керуються наступними принципами: потоковістю виробництва, пропорційністю, погодженістю і ритмічністю процесу, досягненням найбільш раціонального завантаження машин.

В курсовому проекті якісний склад агрегату по кожній технологічній операції технологічної карти вибраний. Наше завдання полягає в обґрунтуванні швидкісного режиму роботи та кількісного складу агрегату (якщо завідомо він не одномашинний).

Розрахунок кількісного складу агрегату та режиму його роботи здійснюють в такій послідовності:

1) Встановлюють агротехнічно допустиму швидкість руху для виконання заданої технологічної операції (по якості роботи).

2) По тяговій характеристиці трактора [8] встановлюють передачі, які входять в діапазон агротехнічно допустимих швидкостей і для цих передач вибирають значення V_р (робочу швидкість руху, км/год) і значення Р_т (тягової сили трактора, кН).

3) Визначають найбільш можливу ширину захвату агрегату (для багатомашинного агрегату) по передачах, які попали в діапазон агротехнічно допустимих

 

а) для тягового причіпного

, (11)

 

б) для тягового начіпного

, (12)

 

в) для начіпного плуга

, (13)

 

г) для тягово-привідного начіпного

, (14)

 

де Р_т.н – номінальне тягове зусилля трактора на обраній передачі (по тяговій

характеристиці), кН;

G_тр – вага трактора, кН;

і – нахил поля, %;

К – питомий опір грунту, кН/м;

К_П – питомий опір плуга, кН/м²;

g_м, g_пл – вага машини і плуга, що припадає на 1м ширини їх захвату, кН/м;

f_зч, f_тр – коефіцієнт опору перекочуванню відповідно зчіпки та трактора на відповідному грунтовому фоні;

𝜆 – коефіцієнт, який враховує довантаження ведучих коліс трактора вагою начіпної машини;

С – поправочний коефіцієнт, що враховує вагу грунту на корпусах плуга

(С = 1,1÷1,4);

R _ВВП – опір на привід В.В.П. трактора, кН:

, (15)

 

де N _ВВП – витрати потужності на привід В.В.П. трактора, кВТ;

𝜂_м – механічний к.к.д. трактора

(орієнтовно можна приймати 𝜂_м=0,86-0,88 – для гусеничних тракторів, 𝜂_м = 0,91-0,92 – для колісних);

і _тр – передаточне число трансмісії по передачах;

r_K – динамічний радіус кочення ведучого апарату трактора, м;

r_K = r_З – для гусеничного трактора, м;

r_K = r_о + К_ш · Н_ш, (16)

де r_K – радіус кочення колісного трактора, м;

r_о – радіус обода колеса, м;

К_ш – коефіцієнт усадки шини (К_ш = 0,75:0,80);

Н_ш – висота профілю шини, м;

n_дв – частота обертання колінчастого вала двигуна, хв^-1.

 

4) Визначають кількість машин в агрегаті (для плугів – кількість корпусів):

, (17)

, (18)

 

де В _К – конструктивна ширина захвату однієї машини, м;

В _кор – ширина захвату одного корпуса, м.

 

5) Розраховують фронт зчіпки і підбирають марку зчіпки:

Ф_зг = В_к (п _м – 1), (19)

 

Для плуга по кількості корпусів з каталогу підбирають марку плуга.

 

6) Після вибору зчіпки розраховують повний тяговий опір агрегату на кожній із визначених передач

 

а) тягового причіпного агрегату:

, (20)

 

б) тягового начіпного агрегату:

, (21)

 

в) орного начіпного агрегату:

, (22)

 

г) тягово-привідного причіпного агрегату:

, (23)

 

де G _м, G _пл – вага відповідно машини та плуга, кН.

 

7) Розраховують коефіцієнт використання тягового засилля трактора (ступінь завантаження)

, (24)

 

Розрахунок проводять для всіх визначених передач, порівнюють з допустимими значеннями і остаточно вибирають робочу передачу трактора.

Для збиральних машин (зернозбиральних та спеціальних комбайнів), розкидачів добрив, прес-підбирачів встановлюють робочу швидкість руху, враховуючи пропускну спроможність машин і потужність двигуна. Повинна забезпечуватися наступна умова:

, (25)

 

де ϑ_пз – швидкість руху машини, обмежена пропускною спроможністю, км/год;

ϑ_р·Nдв – максимально можлива швидкість руху по потужності двигуна, км/год.

, (26)

 

де q _Д – допустима пропускна спроможність робочого органу машини, кг/с;

B _р – робоча ширина захвату машини, м;

и – урожайність маси, яка поступає до робочого органу машини, т/га.

 

Максимально можливу швидкість руху по потужності двигуна визначають за формулами:

а) для тягово-привідного агрегату:

, (27)

 

б) для самохідного агрегату:

, (28)

 

де N _ен – номінальна потужність двигуна трактора або самохідної машини, кВт;

N _пит – питомі витрати потужності на технологічний процес (на одиницю пропускної спроможності або на 1 рядок культури), кВт;

N _ВВП.хх, N _{ВВП.дод} – витрати потужності відповідно на холостий хід машини та на привід додаткових механізмів, кВт;

R _м – робочий опір машини, кН:

, (29)

де G _м – експлуатаційна вага машини, кН;

G _т – вага трактора тягово-привідного агрегату, кН;

f _т, f _м – коефіцієнт опору кочення трактора, робочої машини;

𝜂_м, 𝜂_б, 𝜂_пп – к.к.д. відповідно механічний, буксування, пасових передач;

, (30)

де 𝛿 – буксування рушія трактора або самохідної машини, %;

𝜂_ВВП – к.к.д. приводу на вал відбору потужності (𝜂_ВВП = 0,95)

 

Встановлюється також агротехнічно рекомендована швидкість руху (по якості роботи).

Порівнянням трьох значень швидкостей визначається робоча. Нею завжди буде найменша з них. Тепер для тягово-привідного агрегату по тяговій характеристиці [8] трактора буде прийнята передача і значення сили тяги Р_т.

Перевіряється можливість роботи агрегату на даній передачі по коефіцієнту використання сили тяги:

, (31)

 

2.2.3 Підготовка агрегату до роботи

 

Приводиться порядок підготовки агрегату до роботи (трактора, робочої машини, зчіпки, комбайна). В тім числі приводиться послідовність та порядок проведення основних технологічних регулювань (глибини обробітку або зароблення насіння; норми висіву чи внесення добрив і т.ін.). Приводиться схема агрегату в плані.

 

2.2.4 Підготовка поля і організація роботи агрегатів

 

Згідно агротехнічних рекомендацій вибирають спосіб руху при виконанні заданої технологічної операції. Можливі способи руху: всклад, врозгін, з чергуванням загінок всклад і врозгін, комбінований, човниковий, перекриттям, діагонально-перехресний, перехресний, коловий, загінний, загінно-петльовий [7,9].

Спосіб руху вибирають керуючись агровимогами, особливостями конструкції машини, найменшими затратами на холостий хід.

Для способів руху всклад, врозгін або комбінованого визначають оптимальну ширину загінки:

, (32)

 

де R _o – радіус повороту агрегату, м;

В _р – ширина захвату агрегату, м;

L _p – робоча довжина загінки, м.

L_p = L - 2E, (33)

 

де L – довжина поля, м;

Е – ширина поворотної смуги поля, м.

 

Ширину поворотної смуги визначають за формулами:

а) для петльового повороту:

E = 1,5R + l, (34)

б) для безпетльового повороту:

E = 3R + l, (35)

де l – довжина виїзду агрегату, м.

l = 0,5l _к- для агрегатів з причіпними машинами;

l = 0,1l _к- з начіпними машинами.

 

де l _к – кінематична довжина агрегату, м

 

l _к = l _тр +l _зч +l _м, (36)

 

де l _тр, l _зч, l _м – кінематична довжина, відповідно трактора, зчіпки, машини, м.

 

Розраховану ширину поворотної смуги Е узгоджують з робочою шириною захвату агрегату. Вона повинна бути кратною цілому числу проходів агрегату.

Наводять схему поля з розмірами (довжиною і шириною), шириною поворотніх смуг, довжиною робочого ходу, лінією першого проходу, схемою руху та повороту агрегату.

 

2.2.5 Оцінка якості проведення технологічної операції

 

Дають перелік основних показників контролю якості технологічної операції; методику та послідовність їх визначення; необхідні інструменти, прилади та пристосування, а також номінальні значення показників та допуски.

По результатах розрахунків операційної технології складається операційна карта на технологічну операцію, яка приводиться в графічній частині. В додатку приведено зразок операційної карти.