Разработка технологического агроприема для довсходового рыхления картофеля

Разработка технологического агроприема для довсходового рыхления картофеля

В современных условиях наиболее прогрессивная форма организации труда механизаторов, отвечающая поставленным задачам по производству необходимой продукции растениеводства, — коллективный подряд, представляющий собой форму внутрихозяйственных хозрасчетных экономических отношений, основанных на взаимном интересе производства как можно большего количества конечной продукции.

Применительно к каждой операции по возделыванию и уборке с/х культуры должны быть решены следующие вопросы: выбрана технология и определены оптимальные сроки выполнения работы; определены, скомплектованы и подготовлены к работе машинотракторные агрегаты; подготовлены поля и организована работа агрегатов на загоне; обеспечены своевременный контроль качества и техника безопасность выполнения работ.

В настоящее время основное внимание уделяется выбору машинных агрегатов или комплексов средств механизации факторами являются соблюдение агротехнических требований и улучшение технико-экономических показателей.

Критическое состояние технического обеспечения АПК России — один из основных факторов регресса всех процессов социально — экономического развития села и предприятий АПК.

Отечественные тракторы и с/х машины более адаптированы к зональным требованиям ведения с/х производства, местным маркам ГСМ. Наша техника в 3−6 раз дешевле зарубежной, более ремонтопригодна, но вот конкурентоспособность отечественной техники нельзя сравнить с зарубежной, так как у нее недостаточная надежность, низкое качество и уровень оснащения современными средствами контроля за состоянием агрегата, выполнением технологических процессов.

Важнейшим фактором снижения материальных ресурсов на производство продукции является интенсификация производства, при которой затраты на единицу площади увеличиваются, а на единицу продукции — снижаются за счет повышения урожайности.

За неимением возможности приобретать новую технику, необходимо бережно использовать имеющиеся в хозяйствах машины.

1. Назначение операции

Довсходовое рыхление картофеля — приём междурядной обработки почвы культиваторами, обеспечивающий её крошение, рыхление, выравнивание поверхности пашни и подрезание сорняков. Основная задача культивации — подрезание всходов проростков сорняков и разрыхление почвы. В результате рыхления почвы, крошения глыб и крупных комков при культивации на поверхности создаётся рыхлый слой почвы. Это улучшает водный и воздушный режимы, ускоряет прогревание почвы весной, усиливает микробиологическую деятельность и создаёт благоприятные условия для накопления доступных растениям питательных веществ, роста культур.

2. Выбор трактора, сельскохозяйственной машины и требования предъявляемые МТА

Описание МТЗ-82.

МТЗ-82 — это колесный, универсальный трактор класса тяги 14 кН с четырьмя ведущими колесами. Предназначен для выполнения в агрегате с навесными прицепными машинами сельскохозяйственных работ (предпосевная обработка почвы и междурядная обработка пропашных культур, посадка рассады, картофеля, заготовка кормов и обслуживание животноводческих ферм, уборка с/х культур) и транспортных работ.

Является модификацией трактора МТЗ-80; отличается от него наличием переднего моста и привода к нему. Сохраняя все качества базовой модели, в том числе и универсальность. Обладает повышенными тягово-сцепными качествами и проходимостью.

Таблица 1

Техническая характеристика.

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.) 55,16 (75)

Частота вращения, об/мин:

коленчатого вала…2200

ВОМ…545 и 1010

Диаметр цилиндра, мм…110

Ход поршня, мм…125

Удельный расход топлива, г/кВт * ч (г/э.л.с.-ч)… 251,6 (185)

Дизельное топливо для МТЗ-82…по ГОСТ 305– — 73 пусковое топливо — смесь автобензина, А — 72 с маслом для дизеля в соотношении 15:1 по объему Вместимость топливного бака, л…130

Колея колес (регулируемая), мм задних…1400…2100

передних…1200…1800

Шины колес:

передних…210 — 508 (8,3/8 — 20)

задних…400 — 965 (15,5 — 38) Р Давление в шинах колес, МПа (кг/см²):

передних… 0,14…0,25 (1,4…2,5)

задних… 0,08…0,14 (0,8…1,4)

Продольная база, мм…2450

Дорожный просвет, мм…470

Наименьший радиус поворота, м…4,3

Габаритные размеры, мм…3930*1970*2470

Масса конструктивная, кг…3370

Описание Т-40М.

Т-40М — это колесный, универсальный трактор класса тяги 9 кН. Предназначен для выполнения в агрегате с навесными прицепными машинами сельскохозяйственных работ (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка пропашных культур — сахарной свеклы, кукурузы, подсолнечника, картофеля, заготовка кормов). Можно использовать для привода стационарных машин и на транспортных работах, а также на животноводческих фермах для подвоза и раздачи грубых кормов и удаления навоза из помещения.

Таблица 2

Техническая характеристика.

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.)… 36,78

Частота вращения, об/мин:

коленчатого вала…1800

ВОМ заднего…540

ВОМ бокового… …1245

Диаметр цилиндра, мм…105

Ход поршня, мм…120

Удельный расход топлива, г/кВт * ч (г/э.л.с.-ч)… 254,3 (187)

Вместимость топливного бака, л…70

Колея колес (регулируемая), мм задних…1400…2100

передних…1200…1800

Шины колес:

передних…180 — 406 (6,5 — 16)

задних (для работы в узких междурядьях)…240 — 1067 (9,5/9−42)

задних (для остальных работ)…330 — 965 (13,6/12 — 38)

Давление в шинах колес, МПа (кг/см²):

передних… 0,14…0,31 (1,4…3,1)

задних… 0,08…0,15 (0,8…1,5)

Продольная база, мм…2120 и 1245

Колея регулируемая, мм…1200 и 1800

Дорожный просвет, мм…500 и 650

Дизельное топливо… по ГОСТ 305– — 73

для тракторов оборудованных пусковым двигателем пусковое топливо — смесь автобензина, А — 72 ГОСТ 2084– — 67 с маслом для дизеля в соотношении 15:1 по объем Наименьший радиус поворота, м…2,7

Габаритные размеры, мм…3660*1625*2530

Масса конструктивная, кг…2380

ДхШхВ…1590×4400×1615

3. Расчет состава МТА

А. МТЗ-82 + КРН-4,2 Г Диапазон рабочих скоростей 6 — 9 км/ч.

Передачи трактора — III, IV.

Устанавливаем тяговое усилие трактора.

Р_кр = Р_кр.н — G_т * sinб, кН.

Р_кр.нб (III) = 18,1 — 33,7 * 0.034 = 16,96;

Р_кр.нб (IV) = 14,9 — 33,7 * 0.034 = 13,76.

Расчёт возможной рабочей ширины захвата агрегата (Вмах).

Вмах= Ркрa—/—(К + gm _* sina), где:

gm — удельный вес машины.

g_m = G_m / B_m

g_m = 975 / 4,2 = 232,1 кг/м Вмах (III) = 1696/ (155+232,1*0,034) = 10,4 м Вмах? IV) = 1376 / (155+232,1*0,034) = 8,45 м Расчет количества машин — орудий, входящих в агрегат (n_m)

n_{m =} Вмах / b_m,

где b_m — ширина захвата машины

n_k (III) = 10,4 / 4,2 = 2

n_k? IV) = 8,45 / 4,2 = 2

Так как при посадке картофеля использовалась шестирядная сажалка, то нельзя использовать агрегат с большей шириной захвата, а агрегатировать несколько культиваторов невозможно.

Определение тягового сопротивления агрегата (Rагр).

Rагр = n_m * (К _* b_м + G_{м *} sina)+Rсцепки

Rагр (III, IV) = 1 * (155 * 4,2 + 975* 0,034)+0 = 685,1 кг Расчёт рациональности загрузки трактора (h?.

h = Rагр / Ркрa

h??III) = 685,1 / 1696 = 0,40.

h (—IV) = 685,1 / 1376 = 0,49.

Таблица 3. Расчетные показатели агрегатов

Из таблицы 3 видно, что у трактора имеется большой запас мощности по тяговому усилию, более рациональной является работа на IV передаче, так как при большей скорости движения будет достигнута большая производительность.

Б. Т-40М + КРН-4,2 Г Диапазон рабочих скоростей 6 — 9 км/ч.

Передачи трактора — I, II.

Устанавливаем тяговое усилие трактора.

Р_кр = Р_кр.н — G_т * sinб, кН.

Р_кр.нб (I) = 11,0 — 23,8 * 0.034 = 10,2;

Р_кр.нб (II) = 10,5 — 23,8* 0.034 = 9,7.

Расчёт возможной рабочей ширины захвата агрегата (Вмах).

Вмах= Ркрa???(К + gm _* sina), где:

gm — удельный вес машины.

g_m = G_m / B_m

g_m = 975 / 4,2 = 232,1 кг/м Вмах (I) = 1020/ (155+232,1*0,034) = 6,26 м Вмах? II) = 970 / (155+232,1*0,034) = 5,95 м Расчет количества машин — орудий, входящих в агрегат (n_m)

n_{m =} Вмах / b_m,

где b_m — ширина захвата машины

n_k (I) = 6,26 / 4,2 = 1

n_k? II) = 5,95 / 4,2 = 1

Определение тягового сопротивления агрегата (Rагр).

Rагр = n_m * (К _* b_м + G_{м *} sina)+Rсцепки

Rагр (I, II) = 1 * (155 * 4,2 + 975* 0,034)+0 = 685,1 кг Расчёт рациональности загрузки трактора (h?.

h = Rагр / Ркрa

h??I) = 685,1 / 1020 = 0,67.

h (II) = 685,1 / 970 = 0,70.

Таблица 4. Расчетные показатели агрегатов

Из таблицы 3 видно, что у трактора имеется запас мощности по тяговому усилию, более рациональной является работа на II передаче.

4. Технико-экономические показатели агрегатов

А. МТЗ-82 + КРН-4,2 Г Определение производительности за час сменного времени (Wч).

Wч = 0,1 Вр Vр (га/ч), где Вр — рабочая ширина захвата агрегата

Vр — рабочая скорость агрегата

— коэффициент использования времени смены Скорость на передаче с учетом буксования Vр = Vт (1 — /100)

Vр = 8,9 (1 — 18/100) = 7,3 км/ч — IV передача Коэффициент использования времени смены = Тр / Тс Тр — чистое рабочее время, Тр=6 ч Тсм — время смены, Тсм = 8 ч

= 6 /8 = 0,75

Wч = 0,1 4.2 7,3 0,75 = 2,3 га — для IV передачи Определение сменной выработки агрегата (Wсм)

Wсм = 0,1 Вр Vр Тр, где

Wсм — техническая производительность (сменная).

Wсм = 0,1 4,2 7,3 6 = 18,4 га — для IV передачи Расчёт погектарного расхода топлива (Q).

Q = (Gтp _* Tp + Gтx _* Tx + Gтo _* To)/Wсм, где

G — расход топлива (кг/ч);

Т — время работы трактора;

р — рабочий ход;

х — холостой ход;

о — остановка.

Gтр = 12 кг/ч

Gтх = 8 кг/ч

Gто = 1,4 кг/ч Тр =6 ч То = (tтехн + tотд) Тр + Тто, где

tтехн, tотд — время простоев из-за отдыха механизаторов, ч Тто — время простоев при ТО в течении смены, ч

tтехн = 0,1

tотд = 0,1

Тто = 0,2

То = (0,1+ 0,1) 6 + 0,2 = 1,4 ч — время остановки агрегата в течении смены Тх = Тсм — Тр-То = 8 — 6 — 1,4 = 0,6 ч — время движения агрегата при холостых поворотах

Q = (12 6 + 8 0,6 + 1,4 1,4)/ 18,4 = 4,3 кг/га — для IV передачи Расчёт затрат труда на единицу выполненной продукции (Н).

Н = m / Wч, где

m — число рабочих Н = 1/ 2,3 = 0,43 чел. — ч/га — для IV передачи.

Б. Т-40М + КРН-4,2 Г Определение производительности за час сменного времени (Wч).

Wч = 0,1 Вр Vр (га/ч), где Вр — рабочая ширина захвата агрегата

Vр — рабочая скорость агрегата

— коэффициент использования времени смены Скорость на передаче с учетом буксования Vр = Vт (1 — /100)

Vр = 8,2 (1 — 12/100) = 7,2 км/ч — II передача Коэффициент использования времени смены = Тр / Тс Тр — чистое рабочее время, Тр=6 ч Тсм — время смены, Тсм = 8 ч

= 6 /8 = 0,75

Wч = 0,1 4.2 7,2 0,75 = 2,2 га — для II передачи Определение сменной выработки агрегата (Wсм)

Wсм = 0,1 Вр Vр Тр, где

Wсм — техническая производительность (сменная).

Wсм = 0,1 4,2 7,2 6 = 18,1 га — для II передачи Расчёт погектарного расхода топлива (Q).

Q = (Gтp _* Tp + Gтx _* Tx + Gтo _* To)/Wсм, где

G — расход топлива (кг/ч);

Т — время работы трактора;

р — рабочий ход;

х — холостой ход;

о — остановка.

Gтр = 6,5 кг/ч

Gтх = 5 кг/ч

Gто = 1,0 кг/ч Тр =6 ч То = (tтехн + tотд) Тр + Тто, где

tтехн, tотд — время простоев из-за отдыха механизаторов, ч Тто — время простоев при ТО в течении смены, ч

tтехн = 0,1

tотд = 0,1

Тто = 0,2

То = (0,1+ 0,1) 6 + 0,2 = 1,4 ч — время остановки агрегата в течении смены Тх = Тсм — Тр-То = 8 — 6 — 1,4 = 0,6 ч — время движения агрегата при холостых поворотах

Q = (6,5 6 + 5 0,6 + 1,0 1,4)/ 18,1 = 2,4 кг/га — для II передачи Расчёт затрат труда на единицу выполненной продукции (Н).

Н = m / Wч, где

m — число рабочих Н = 1/ 2,2 = 0,45 чел. — ч/га — для II передачи

5. Определение основных экономических показателей МТА

А. МТЗ-82 + КРН-4,2 Г Определяем заработную плату рабочих, отнесенную к 1 Га обрабатываемой площади.

Сз= (Сзтр + Сзвсп m всп)/ Wсм, руб./га, где

Сзтр, Сзвсп — сменная заработная плата соответственно тракториста и вспомогательных рабочих, руб.

m всп — количество вспомогательных рабочих Сзтр= 800 руб.

Сз= 800 /18,4=43,4 руб./га Определяем комплексную стоимость Ст дизельного топлива, расходуемого на 1 га обрабатываемой площади каждым агрегатом.

Ст = Qга Cк, руб./га, где

Qга — норма расхода дизельного топлива на 1 га, кг/га Ск — комплексная цена дизельного топлива, руб. за 1 литр Ск=20 руб./л Ст= 4,3 20 = 86 руб./га Определяем отчисления Св на восстановление машин, отнесенных к 1 Га обрабатываемой каждым агрегатом площади.

Св = (1/(100 Wч)) [((Цб тр Атр)/Тн тр) + ((Цб м Ам)/Тн к], руб./га Где:

Цтр — стоимость трактора (560 000 руб.)

Цб тр= 1,1*560 000=616000 руб.

Атр — норма амортизации трактора (9,1%)

Тн тр — время использования трактора (1100 часов) Цм — стоимость Культиватора (290 000 руб.)

Цб м= 1,1 * 290 000=319000 руб.

А м — норма амортизации культиватора (12,5%)

Тн м — время использования культиватора (170 часов)

Wч — часовая производительность, га Св=(1/(1002,3))[((6 160 009,1)/1100)+((31 900 012,5)/170)] = 122,7 руб./га Определяем отчисления Ср на ремонт тракторов и обслуживание машин, отнесенные к 1 га обрабатываемой площади Ср = (1/(100 Wч)) [((Цб тр Rтр)/Тн тр) + ((Цб м Rт м)/Тн м)], где

Rтр — отчисления на ремонт трактора (30%)

Rт м — отчисления на ремонт культиватора (24%)

Ср = 1/(100 2,3)) [((616 000 30)/1100) + ((319 000 24)/170] = 265,9 руб./га Расчет затрат Са на выполнение операции.

Са = Сз + Ст + Ср + Св, руб./га Где:

Сз — затраты на з/п тракториста, руб./га Ст — затраты на топливо, руб./га Ср — затраты на ремонт агрегата, руб./га Св — затраты на амортизацию, руб./га Са = 43,4 + 86 + 265,9 + 122,7 = 518,0 руб./га Б. Т-40А + КРН-4,2 Г Определяем заработную плату рабочих, отнесенную к 1 Га обрабатываемой площади.

Сз= (Сзтр + Сзвсп m всп)/ Wсм, руб./га, где Сзтр, Сзвсп — сменная заработная плата соответственно тракториста и вспомогательных рабочих, руб.

m всп — количество вспомогательных рабочих Сзтр= 800 руб.

Сз= 800 /18,1=44,2 руб./га Определяем комплексную стоимость Ст дизельного топлива, расходуемого на 1 га обрабатываемой площади каждым агрегатом.

Ст = Qга Cк, руб./га, где

Qга — норма расхода дизельного топлива на 1 га, кг/га Ск — комплексная цена дизельного топлива, руб. за 1 литр Ск=20 руб./л Ст= 2,4 20 = 48 руб./га Определяем отчисления Св на восстановление машин, отнесенных к 1 Га обрабатываемой каждым агрегатом площади.

Св = (1/(100 Wч)) [((Цб тр Атр)/Тн тр) + ((Цб м Ам)/Тн к], руб./га Где:

Цтр — стоимость трактора (300 000 руб.)

Цб тр= 1,1*300 000=330000 руб.

Атр — норма амортизации трактора (14,2%)

Тн тр — время использования трактора (1100 часов) Цм — стоимость Культиватора (290 000 руб.)

Цб м= 1,1 * 290 000=319000 руб.

А м — норма амортизации культиватора (12,5%)

Тн м — время использования культиватора (170 часов)

Wч — часовая производительность, га Св=(1/(1002,2))[((33 000 014,2)/1100)+((31 900 012,5)/170)] = 124,7 руб./га Определяем отчисления Ср на ремонт тракторов и обслуживание машин, отнесенные к 1 га обрабатываемой площади Ср = (1/(100 Wч)) [((Цб тр Rтр)/Тн тр) + ((Цб м Rт м)/Тн м)], где

Rтр — отчисления на ремонт трактора (30%)

Rт м — отчисления на ремонт культиватора (24%)

Ср = 1/(100 2,2)) [((330 000 30)/1100) + ((319 000 24)/170] = 243,1 руб./га Расчет затрат Са на выполнение операции.

Са = Сз + Ст + Ср + Св, руб./га Где:

Сз — затраты на з/п тракториста, руб./га Ст — затраты на топливо, руб./га Ср — затраты на ремонт агрегата, руб./га Св — затраты на амортизацию, руб./га Са = 44,2 + 48 + 243,1 + 124,7 = 462,4 руб./га.

6. Анализ эффективности и выбор альтернативного варианта

трактор агроприем картофель довсходовый Таблица 5. Показатели уровня эффективности использования МТА

В условиях хозяйства выгодно использовать агрегат Т-40А + КРН-4,2 Г, так как он:

— имеет низкие прямые затраты на 1 га выполняемой работы;

— имеет низкий расход топлива.

7. Подготовка поля и движение агрегата

А. МТЗ-82 + КРН-4,2 Г Оптимальная ширина поворотной полосы (Е) для петлевого поворота Е = 3R + lа, где

R — радиус поворота (3,8 м)

lа — длина выезда агрегата

lк — кинематическая длинна агрегата Так как агрегат навесной, то:

lа =0,1lк = 0,1 2,6= 0,26 м Е = 3 3,8+ 0,26=11,66 м тип поворота — петлевой.

Ширина участка (Суч) = 750 000/650 =1154 м Оптимальная ширина загона © С = (2Вр L + 16RІ, где

R — радиус поворота агрегата, (м)

R = 3,8 м С = (2 4,2 650 + 16 3,8І) = 75 м Так как ширина загона должна быть кратна ширине захвата агрегата, то принимаем C=75,6 м Рабочая длинна гона, м.

L_р = L — 2 * Е

L_р = 650 — 2 * 11,66 = 626,68 м Б. Т-40А + КРН-4,2 Г Оптимальная ширина поворотной полосы (Е) для петлевого поворота Е = 3R + lа, где

R — радиус поворота (3,4 м)

lа — длина выезда агрегата

lк — кинематическая длинна агрегата Так как агрегат навесной, то:

lа =0,1lк = 0,1 2,6= 0,26 м Е = 3 3,4+ 0,26=10,46 м тип поворота — петлевой.

Ширина участка (Суч) = 750 000/650 =1154 м Оптимальная ширина загона © С = (2Вр L + 16RІ, где

R — радиус поворота агрегата, (м)

R = 3,4 м С = (2 4,2 650 + 16 3,4І) = 74,8 м Так как ширина загона должна быть кратна ширине захвата агрегата, то принимаем C=75,6 м. Рабочая длинна гона, м.

L_р = L — 2 * E

L_р = 650 — 2 * 10,46= 629,08 м.

Список литературы

Справочник механизатора под редакцией А. Н, Карпенко. — М.: Агропромиздат, 1986.

2. Земледелие/под редакцией А. И. Пупонина — М: Колос, 2002.

3. Болотов А. К. и другие. Эксплуатация сельскохозяйственных тракторов. — М: Колос, 1994.

4. Каталог «Сельскохозяйственная техника». 1981 г.

5. Иофинов С. А., Лышко Г. П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. — М.: Колос, 1984.

6. Воронов Ю. И. И другие. Сельскохозяйственные машины. — М.: Высшая школа, 1978.