Повышение эффективности использования МТП при проведении полевых механизированных работ

/

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Методы расчета состава и планирования МТП

1.1.1 Определение оптимального состава МТП методом построения графика машиноиспользования

1.1.2 Экономико-математические расчеты состава МТП

1.1.3 Нормальный метод расчета состава МТА

1.2 Оптимальная структура расстановки МТП

1.3 Оперативное управление работой МТП

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

2.1 Цели и задачи технологической разработки

2.2 Расчет состава и проектирования работы МТП хозяйства

2.2.1 Исходная информация

2.2.2 Определение объема механизированных работ

2.2.3 Обоснование сроков начала, продолжительности и темпа выполнения работ

2.2.4 Определение коэффициента сменности

2.2.5 Обоснование выбора агрегатов и расчет их количества

2.2.6 Расчет расхода топлива

2.2.7 Определение затрат труда

2.3 Построение графиков машиноиспользования

2.4 Корректировка расчетов

2.5 Определение количества и календарных сроков технического обслуживания

2.5.1 Расчет затрат труда на технические обслуживание МТА без использования ПВЭМ

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

3.1 Обоснование выбора конструкторской разработки

3.2 Определение технических показателей комбинированных агрегатов

3.2.1 Расчет пахотного агрегата

3.2.2 Определение удельного и полною тягового сопротивления бороны и планировщика

3.2.3 Определение полного тягового сопротивления рабочей части комбинированного МТА

3.2.4 Оценка сформированного комбинированного МТА

3.2.5 Определение производительности проектируемого МТА

3.3 Прочностные расчеты

3.3.1 Расчет пружины

3.3.2 Расчет длины сварочного шва

3.3.3 Расчет пальца на срез

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА

Оценка предлагаемой конструкции на соответствие требований безопасности Инструкция по охране труда для механизаторов проводящего работы с данным агрегатом ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Повсеместное внедрение операционных технологий и правил производства механизированных работ позволяет выполнить задачи, поставленные перед работниками сельского хозяйства, по повышению эффективности использования техники и улучшению качества работ.

Проверка уровня организации и технологии выполнения полевых механизированных работ и массовое обследование регулировок рабочих органов машинно-тракторных агрегатов рядовой эксплуатации, показали значительное отклонение от нормы.

От правильного определения потребности в сельскохозяйственной технике зависят агротехнические сроки выполнения полевых работ, их качество, урожайность сельскохозяйственных культур, их себестоимость. В настоящее время разработано несколько методов определения потребности в технике — прямые: графический, по расчетным таблицам, экономико-математические; нормативные: через гектары условной пахоты, машино-часы; метод дифференцированных нормативов.

За последние 10 лет машинно-тракторный парк (МТП) сократился почти в двое из-за отсутствия у сельских товаропроизводителей финансовых средств на его обновление. Итого средний возраст машин превысил нормативный срок службы и достиг 14 лет по гусеничным и 13 лет по колесным тракторам. Коэффициент готовности тракторного парка в среднем по России на сегодняшний день составляет 0,62 в отличии от нормативного 0,95. выработка на эталонный трактор на сельскохозяйственных предприятиях составляет 500…700 часов.

Ввиду того, что фактическая мощность производственно-технического потенциала сельскохозяйственных предприятиях ниже требуемой работы по производству продукции выполняются со значительными нарушениями технологии, в первую очередь сроков начала работ, их продолжительность и качества.

Для уменьшения негативного влияния снижения технической оснащенности сельскохозяйственного производства в РФ создано более 800 машинно-технологических станций (МТС), основной задачей которых является оказание помощи в выполнении механизированных процессов и работ сельскохозяйственным товаропроизводителям всех типоразмеров и организационно правовых форм. Опыт использования машинно-тракторного парка в МТС показал высокую эффективность этой формы организации машиноиспользования в АПК. Выработка машинно-тракторного парка МТС более чем вдвое превышает этот показатель на сельскохозяйственных предприятиях, но при этом себестоимость механизированных работ остается высокой. Это подчеркивает актуальность и практическую значимость данной работы и указывает на необходимость дальнейшего повышения эффективности использования.

На данный момент перед руководителями и работниками сельскохозяйственных подразделений стоят следующие цели:

— обеспечить механизацию производства и высокую отдачу капиталовложений;

— эффективнее использовать тракторы и машины.

Для этого хозяйства должно иметь:

1. Оптимальный МТП отвечающий условиям производства и специализации хозяйства;

2. постоянно совершенствовать его использование;

3. обеспечивать высокий уровень технической готовности машин.

Успешное решение этих вопросов, прежде всего зависит от квалификации специалистов, их умения правильно организовать работу подведомственных подразделений и служб обеспечивающих производственную и техническую эксплуатацию МТП. Значимость решаемой проблемы повышения эффективности использования МТП, отсутствием методических и программных средств, позволяющих оперативно обосновать и проектировать рациональную организацию использования машин с учетом многообразия условий и вариантов функционирования предприятий.

1. СОСТОЯНЕ ВОПРОСА

сельскохозяйственный механизированный техника

1.1 Методы расчета состава и планирования МТП

Проектирование работы МТП включает: определение объемов и сроков механизированных работ; обоснование марочного состава МТП; расчет потребности в механизаторах, вспомогательных рабочих, автотранспорте, погрузочных средствах и сельскохозяйственных машинах; определение технологических и техноэкономических показателей использования техники.

Работу МТП планируют на основе разработанных для данного хозяйства технологических карт и системы машин, рекомендованной для данной природно-климатической зоны.

Для расчета состава МТП в общем случае можно использовать экономико-математические методы на базе ЭВМ. При этом одновременно выбирают как марочный так и количественный состав МТП.

Экономико-математическая модель задачи обоснования оптимального состава МТП включает в себя функцию цели, или критерий оптимизации и ограничения, обусловленные условиями задачи. Возможны следующие ограничения: выполнения годового объема работ в оптимальные сроки в соответствии с агротехническими, зоотехническими и другими требованиями; число используемых машин не должно превышать их общего числа; численность механизаторов должна быть строго регламентирована.

В процессе анализа результатов получают лучшие плановые решения в производственно-финансовой деятельности и на этой основе решают вопросы планирования и управления хозяйством.

1.1.1 Определение оптимального состава МТП методом построения графика машиноиспользования

Для определения оптимального состава МТП необходимо знать общую

производительную характеристику хозяйства, особенности природно-производственных условий, наличие техники в хозяйстве и базы технического обслуживания, посевные площади и урожайность сельскохозяйственных культур, характеристику инженерно-технических и механизаторских кадров, перспективы развития хозяйства.

На основе технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур разрабатывают свободный план комплексной механизации (план механизированных работ)

Состав МТП рассчитывают по методу машиноиспользования в два этапа. Сначала обосновывают рациональный марочный состав тракторов, за тем строят график машиноиспользования для трактора каждой марки и определяют потребное число тракторов. В этом случае критерием оптимизации является минимум числа тракторов каждой марки (n_t min), при условии своевременного и качественного выполнения всех работ.

В связи со сложностью оценки стоимостях показателей работы агрегатов обычно ограничиваются определением состава МТП по показателям производительности и объема работ.

Кроме перечня операций в годовом плане механизированных работ для каждой операции указывают объем работы и календарные сроки их выполнения. Число рабочих часов определяют как произведение рабочих смен на нормальную продолжительность смены и коэффициент сменности.

С учетом объемов и сроков выполнения работ, состав агрегатов и их производительность определяют объемы в условных эталонных гектарах, рассчитывают потребность в агрегатах. А также в обслуживающем персонале, топливе, материалах, затратах и средствах.

На основе расчетов составляют графики. График машиноиспользования (рис. 1.1.) строят для трактора каждой марки, указывают дополнительно номера соответствующих операций.

Месяцы года

Рис. 1.1 Схема графика машиноиспользования и потребности в обслуживающем персонале.

Полученный, таким образом, вариант графика машиноиспользования содержит пиковую потребность в тракторах, которую необходимо скорректировать по критерию оптимизации в пределах допустимых календарных сроков. Для этого можно использовать следующие способы: изменить календарные сроки выполнения операций в допустимых пределах; перераспределить работу между тракторами одной марки; изменить число тракторов на данной операций в разные периоды; выбрать другой коэффициент сменности.

Потребность в рабочей силе п_р в любой период года определяют по

соответствующему календарному графику (см. рис. 1.1) аналогично графику машиноиспользования.

Если расчет ведут для известного состава парка основных машин, то составляют график загрузки тракторов. В некоторых случаях для проектирования парка составляет энергетический график МТП или график потребности в эталонных тракторах. На оси абсцисс указывают календарные сроки работы. По оси ординат в первом случае откладывают число необходимых тракторов, во втором потребную номинальную мощность энергетических средств, в третьем число эталонных тракторов.

1.1.2 Экономико-математические методы расчета состава МТП

Экономико-математические методы расчета состава парка позволяют с помощью ЭВМ отыскать оптимальный вариант соотношения между отдельными типами машинных агрегатов и их число в заданных хозяйственных условиях с распределением по видам работ. В качестве критерия оптимальности чаще используют минимум приведенных затрат на выполнение заданного объема работ в установленные агротехнические сроки.

На текущий период или на ближайшую перспективу обычно решается оптимального доукомплектования имеющегося МТП для выполнения заданного объема работ при наличии определенных средств на приобретение новой техники. Система ограничений подразделяется на четыре группы:

1) полное выполнение заданного объема работ по видам и периодам;

2) число имеющихся тракторов и машин в любой день работы МТП не должен быть меньше требуемого их числа;

3) соблюдение необходимой последовательности выполнения технологических связанных друг с другом работ;

4) условные не отрицательности переменных.

Экономико-математическую модель задачи записывают в виде системы линейных уравнений и неравенств с линейной целевой функцией. Задачи решают одним из методов линейного программирования (например, комплексным). Исходные данные для решения задачи берут из технологических карт на возделывание и уборку сельскохозяйственных культур, годовых производственно-финансовых и перспективных планов хозяйства. Применительно к соответствующей модели используют программу расчета на ЭВМ и методику сбора и обработки исходной информации. Результаты расчетов выдаются вычислительным центром в виде, пригодном для практического использования в хозяйстве.

1.1.3 Нормативный метод расчета состава МТП

Нормативным методом расчета состава МТП является более оперативным по сравнению с традиционным ручным расчетам по графикам машиноиспользования, а также достаточно простым и быстрым. Он основан на применении нормативных коэффициентов к_Hi, показывающих оптимальное число машин данной марки для соответствующего модельного хозяйства в расчете на 100 или 1000 га площади, занятой сельскохозяйственной культурой. Значения нормативных коэффициентов определяют по результатам расчета оптимального состава парка с использованием экономико-математических методов для модельных, типичных для данной зоны хозяйства, отличающих различной структурой посевных площадей.

Расчет состава парка для конкретного хозяйства начинают с определения перспективной структуры посевных площадей. Удельный вес в процентах k-ой культуры П_удк площадей и общей посевной площади П₀ подсчитывают по формуле:

П_удк = П_{к *} 100/ П₀ (1,1)

где П_к — площадь, занятая данной культурой, га.

Особое внимание уделяют трудоемким культурам, таким как сахарная свекла или картофель, поскольку даже при небольшом удельном весе в структуре посевных площадей они оказывают существенное влияние на состав парка машин и тракторов. Структуру площадей и состава парка можно определить не только для всего хозяйства в целом, но и для отдельных подразделений.

После выбора номера модельного хозяйства зоны, структура посевных площадей которого наиболее близка к перспективной структуре данного хозяйства, определяют число машин или тракторов данной i-ой марки n_м по формуле:

n_мi = k_{Hi *} П max / 100 (1.2)

где П max — максимальная площадь, занятая данной культурой или обрабатываемая данной машиной, га.

Расчетное значение n_мi округляют до большего числа. При определении числа тракторов по маркам расчет ведут на соответствующую площадь пашни. Число машин для возделывания только одной конкретной культуры находят в расчете на площадь, занятую этой культурой. Потребность в машинах универсального назначения определяют по максимальной обработки в напряженный период года.

1.2 Оптимальная структура расстановки МТП

Особенности сельскохозяйственной техники с точки зрения использования техники заключается в том, что комплекс средств для его механизации представляет собой систему, требующую большого числа переналадок на протяжении производственного цикла. Если представить машинно-тракторный парк сельскохозяйственного предприятия в виде системы взаимосвязанных машин, то на протяжении года эта система будет многократно меняться ка по числу одновременно участвующих в работе тракторных агрегатов, так и по составу используемых сельскохозяйственных машин не говоря уж об изменении режимов их работы. Это обусловлено двумя причинами: изменением способов воздействия машин на почву и растения в разные стадии роста и развития, и изменением условий производства работ.

Технологические карты и графики машиноиспользования, являясь важнейшими документами планирования работы МТП, тем не менее не решают задачи оптимизации состава МТП и расстановки машин по видам работ и участкам применительно к конкретным условиям. Эта задача решается моделированием сельскохозяйственного производства. На основе методов линейного программирования.

Конечная цель производственного процесса на сельскохозяйственном предприятии — получение максимального количества продукции при возможных максимальных затратах. Для МТП задача заключается в выполнении механизированных работ в установленные агротехнические сроки при соблюдении оптимальных параметров качества и минимальных затратах и денежных средствах.

Первая задача будет решаться тем успешнее, чем большая производительность агрегата будет обеспечена при выполнении каждого вида работ. Это достигается путем правильного подбора состава МТП. Вторую часть задачи можно заменить требованием максимальной нагрузки тракторных агрегатов на протяжении производственного цикла, что означает уменьшение постоянных издержек (амортизации, хранение, расходы на управление и т. п.), приходящих на единицу выполненных работ. Благодаря этому будет уменьшаться себестоимость работ.

В соответствии с изложенными целями и задачами управления работой МТП можно поделить на стратегическое и практическое. Стратегическими задачами являются установление структуры посевных площадей, технологии возделывания культур, планирование состава МТП, приобретение новых машин, распределение машин и тракторов производственными подразделениями и т. п. К тактическим задачам можно отнести: распределение тракторов по полям и видам работ, закрепление техники за механизаторами и все другие вопросы, относящиеся к организации работы факторных агрегатов на полях.

1.3. Оперативное управление работой МТП

Управление работой МТП включает в себя оперативное управление, планирование, контроль, регулирование и учет выполнения работ.

Комплекс работ, особенно, в напряженный период, следует планировать с учетом таких существенных элементов времени. Требуемого на выполнение всего комплекса работ и его отдельных элементов; стоимости всего комплекса работ и его отдельных элементов; сырьевых, энергетических и людских ресурсов.

При планировании сложных комплексов работ, когда одни операции обуславливают другие, выбор оптимального решения без применения специальных методов затруднен. В этом случае одним из наиболее доступных методов является сетевое планирование, исходный материал для чего — комплекс взаимообусловленного комплекса работ. Связи между работами, входящим в комплекс, изображают стрелками, а события, состоящие в выполнении каких-то работ и возможности начать новые работы — кружками или узлами. Преимущество такого способа заключается в том, что его легко приспособить к учету времени выполнения отдельных работ и комплекса в целом.

Рассмотрим временную структуру комплекса работ вместе с логической структурой изображенную в виде сетевого графика (1.2).

Вдоль оси абсцисс (времени) О_t в определенном масштабе отметим время выполнения работ. Длину каждой стрелки выберем такой, чтобы ее проекция на ось О_t равнялась времени выполнения данной работы. Начальный узел А₀ изображает начало комплекса работ, а конечный узел, А — его окончание. Логические связи между работами обозначим штриховыми линиями — стрелками.

При построении временного сетевого графика узлы расположим по вертикали (ось ординат) произвольно, но абсцисса каждого узла должна быть равна времени окончания соответствующей работы. Длина стрелок считать от центра кружка до другого.

Вполне естественно, что графический способ анализа, когда планируемый комплекс не очень сложен, приемлем. Для оптимизации сложных комплексов работ используют стандартные алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ.

После обоснования последовательности выполнения работ изложенными методами основная задача оперативного управления сводится к контролю за практической реализацией принятого плана использования МТП. с этой целью на диспетчерский пункт хозяйства оперативно должны поступать сведения о фактическом ходе выполнения работ, о возможном выполнении и изменении ранее принятого плана использования техники и др.

Рис. 1.2. Сетевой график выполнения работ я,

a₁ … a₁₀ — обозначение работы;

t от 10…90 — время выполнения работы.

Примером практического применения в сельском хозяйстве методов оперативного управления использование МТП является поточно-цикловой метод организации полевых работ.

Соответственно график машиноиспользования строят таким образом, чтобы обеспечить точное соблюдение сроков выполнения указанных операций. На основе таких графиков формулируют комплексные механизированные отряды различного назначения: по выполнению отдельных видов полевых работ и транспортных операций; по техническому обслуживанию работающих агрегатов; по устранению отказов и др.

Разрабатывают также маршрутные системы последовательности обработки полей севооборота, графики технического и других видов обслуживания. Практическое применение поточно-циклового метода выполнения механизированных работ существенно повышает показатели использования МТП.

2. Технологическая разработка

2.1 Цели и задачи технологической разработки

Из первого раздела «Анализ хозяйственной деятельности» таблица 1.8. видно, что происходит снижение уровня рентабельности на протяжении анализируемых лет. Это связанно во многом из-за большой себестоимости усл.эт.га. Для понижения себестоимости усл.эт.га. необходимо снизить эксплуатационные затраты. Сумма эксплуатационных затрат в основном зависит от рациональной организации использования МТП в хозяйстве.

Основной путь снижения эксплуатационных затрат на работу машинно-тракторных агрегатов — повышение их сменной, сезонной и годовой наработки. Сростом этих показателей уменьшаются затраты на амортизацию, ремонт и техническое обслуживание машин, отнесенные к 1 га обработанной площади.

Конечная цель производственного процесса на сельскохозяйственном предприятии — получение максимального количества продукции при возможных минимальных затратах. Для МТП задача заключается в выполнении механизированных работ в установленные сроки при соблюдении параметров качества и минимальных затратах денежных средств.

Первая часть задач будет решаться тем успешнее, чем большая производительность агрегатов будет обеспечена при выполнении каждого вида работ. Это достигается путем правильного подбора состава МТП.

Вторую часть задачи можно заменить, требованием максимальной загрузки тракторных агрегатов на протяжении производственного цикла, т. е. повышение коэффициента сменности, что приведет к уменьшению постоянных издержек. Благодаря этому будет уменьшаться себестоимость работ.

Существует множество методов определения рационального состава МТП построением графика машиноиспользования. Для упрощения расчетов воспользуемся ПЭВМ.

2.2 Расчет состава и проектирования работы МТП хозяйства

2.2.1 Исходная информация

Проектирование работ МТП включает определение объектов и сроков механизированных работ; обоснование марочного состава МТП; расчет потребности в механизаторах; вспомогательных рабочих, погрузочных средствах и сельскохозяйственных машинах; определении технологических и технико-экономических показателей использования техники.

План проведения механизированных работ планируется на основе разработанных для данного хозяйства технологических карт. Технологические карты являются основой для планирования рабочей силы и техники хозяйства и его подразделений; определение потребности в сменах, удобрениях, нефтепродуктах и других материалах.

Также для составления плана проведения механизированных работ используются данные, предоставленные в разделе «Анализ хозяйственной деятельности»: структура землепользования, структура посевных площадей, состав энергетических и сельскохозяйственных машин, наличие механизаторских кадров.

При планировании работы МТП удобно использовать сводную расчетную таблицу «План проведения механизированных работ» приложение 1. Данная таблица была создана на ПЭВМ с помощью электронной таблицы Excel, которую применяют для автоматизации вычислений с цифровыми данными и формулами, а также для автоматизации учета и разного рода отчетности.

Применение данной электронной таблицы позволило облегчить расчет по введенным данным. Так как по ранее применяемой программе, по расчету состава машинно-тракторного парка, приходилось применять кодировку видов работ, сельскохозяйственных, энергетических машин.

Природно-производственные условия использования МТП представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Природно-производственные условия использования МТП

2.2.2 Определение объема механизированных работ

Учет суммарной выработки тракторов и условных единиц необходимо:

а) для оценки уровня использования отдельных тракторов и всего тракторного парка по среднесменной, среднедневной и годовой наработке;

б) для планирования потребности в тракторах, межремонтных сроков, расхода топлива, денежных средств на техническое обслуживание и ремонт;

в) для определения эксплуатационных затрат на единицу тракторных работ и других технико-экономических показателей МТП. Эталонная выработка трактора W_HЭ — это выработка трактора данной марки в эталонных условиях.

Физические тракторы переводят в условные эталонные умножением на коэффициент _{э т} определяемый по соотношениям из эталонных выработок.

Перевод объема различных механизированных работ в условные эталонные гектары производится по формуле:

F_i = Q _* W_э / W_см, (2.1)

где: F_i — объем работ в условных эталонных гектарах;

Q — объем работ в физических единицах, га, т, ткм;

W_э — эталонная наработка трактора за смену, усл.эт.га;

W_см — нормативная производительность агрегата за смену, га, т, ткм.

F_i = 464 _* 11,6 / 7,35 = 732,3 усл.эт.га.

2.2.3 Обоснование сроков начала, продолжительности и темпа выполнения работ

По природным условиям в каждом районе получить максимальный урожай при оптимальном сочетании условий работы. Получение и сохранение урожая во многом зависит от выбора момента начала и продолжительности выполнения посева, уборки и других работ предусмотренных технологиями.

Отклонение сроков выполнения работ от оптимальных приводит к увеличению удельного сопротивления и приводит к снижению эффективности данной операции, следовательно и к увеличению затрат энергии на обработку единицы площади.

Своевременное выполнение работы является одним из основных показателей качества выполнения операции, существенно влияющих на урожайность. Начало проведения работы в каждом отделенном случае устанавливают с учетом состояния поля и обрабатываемого материала. Например, скашивание в валки начинают в фазе середины восковой спелости озимых и яровых, что соответствует влажности зерна 20−35%. Существенным также является длительность проведения операций. Промедление с посевом на один день приводит к потере урожая в среднем на 20−30 кг с га, а при уборке зерновых 80−90 с 1 га.

Планировать проведения механизированных работ необходимо в минимальные, оптимальные агротехнические сроки.

В составлении плана проведения механизированных работ используются агротехнические сроки, соответствующие климатическим условиям хозяйства.

Календарные сроки выполнения механизированных работ принимаем согласно технологическим картам для выполнения данного вида работ.

Количество рабочих дней для выполнения сельскохозяйственных работ определяется по формуле:

Д_р = Д_{к *} К_м, (2.2)

где: Д_р — количество рабочих дней;

Д_к — количество календарных дней;

К_м — коэффициент, учитывающий простой по метеоусловиям.

Д_р = 39 _* 0,9 = 35,1 .

Коэффициент К_м определяется как отношение количества возможных дней для работы агрегата к общему числу календарных дней в сельскохозяйственном периоде.

Для хозяйств Красноярского края коэфицент, учитывающий простой агрегатов можно принять: при выполнении работ в зимний период К_м — 1,0; при выполнении работ в весенний период К_м — 0,9; при выполнении работ в летний период К_м — 0,7.

2.2.4 Определение коэффициента сменности

С учетом того, что в течении суток работа может быть двух и трех сменной, а в отдельных случаях и односменной не совпадающей с нормативным временем в расчеты вводят коэффициент сменности.

Чтобы повысить производительность и сократить число используемых агрегатов в напряженный период работ (предпосевная обработка почвы, посев, уборка урожая), очень важно организовать работы в две, а иногда и в три смены. Необходимо стремиться повышать коэффициент Т: исключить или значительно сокращать непроизводительные затраты рабочего времени.

Продолжительность работы агрегата в течении суток устанавливаем на основании принятого в хозяйстве режима рабочего дня с учетом выполняемой сельскохозяйственной работы и обеспеченности механизаторами.

— зимний период (снегозадержание, вывоз кормов и др.). Продолжительность работы агрегата в течении суток — 7ч;

— весенний (предпосевная обработка почвы, посев и др.) составляет — 10ч.

— летний (заготовка грубых кормов и др.) составляет — 10ч.

— осенний (уборка урожая, вспашка) продолжительность рабочего дня в течении суток составляет — 10ч.

при работе с ядохимикатами и обработки посевов гербицидами продолжительность суток составляет — 14ч.

На основании выше указанных данных производится расчет по определению коэффициента сменности:

_см = Т_{р р} /Т_см, (2,3)

где: _см — коэффициент сменности;

Т_{р р} — продолжительность рабочего дня, ч;

Т_см — продолжительность смены, ч.

_см = 7/7=1.

2.2.5 Обоснование выбора агрегатов и расчет их количества

Чтобы получить экономические показатели и хорошее качество работ, для каждого сельскохозяйственного процесса необходимо выбирать наиболее рациональный состав агрегатов, включая машины, и орудия, имеющиеся в хозяйстве и рекомендованные системой машин для данной природно-климатической зоны.

Машинно-тракторные агрегаты необходимо комплектовать с учетом размеров полей, рельефа местности, объемов работы и других факторов. Агрегаты, которыми можно выполнять ту или иную работу с одинаковым качеством, необходимо сопоставлять по степени использования мощности двигателя, по экономическим показателям и по затратам рабочего времени.

При составлении плана проведения механизированных работ используем агрегаты имеющиеся и в хозяйстве и которые рекомендованы системой машин для природно-климатической зоны, где расположено хозяйство. При этом предпочтение отдается универсальным, навесным и гидрофицированным машинам, обеспечивающим высокую производительность, требуемое качество работ и меньшие эксплуатационные затраты и денежных средств на единицу выполняемой работы.

Количество тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин для выполнения заданного объема работ определяется по формуле:

n_м =Q_i / Д_{к *} W_{см * см *} К_{м *} К_г (2,4)

где: Q_i — объем работ в физических единицах, га, т, т/км;

Д_к — количество календарных дней;

W_см — нормативная производительность трактора за смену, га, т, т/км;

_см — коэффициент сменности;

К_м — коэффициент, учитывающий простои агрегатов по метеоусловиям;

К_г — коэффициент технической готовности машин.

Коэфицент технической готовности машин (К_г) зависит от продолжительности выполнения сельскохозяйственной работы:

— до 15 дней К_г — 0,95;

— более 15 дней К_г — 0,90.

Количество тракторов Т-150К для выполнения вспашки зяби:

n_м =464 / 39 _* 7,35 _* 1 _* 0,9 _* 0,9 = 1,99 2 трактора.

Сменная норма выработки агрегата на единицу работы (W_см) определяется по типовым нормам с учетом нормативной группы, к которой относится хозяйство по пахотным работам.

2.2.6 Расчет расхода топлива

удельные расходы топлива g_r и g_e — зависят не только от конструкции трактора (двигатель, топливная аппаратура), но и в значительной степени от режима работы, определяемого степенью использования (загрузки) мощности. Из этого следует, что при комплектовании МТП энергетическое средство было максимально загружено.

Расход топлива на весь объем работ определяем по формуле:

G_T = р_{i *} Q_i, (2,5)

где: G_T — расход топлива на весь объем работ, кг;

р_i — расход топлива на единицу i — работы, кг/га, кг/т, кг/т.км;

Q_i — объем работ;

i — работы в физических единицах, га, т, е.км.

Требуется топлива для выполнения вспашки зяби трактором Т-150К:

G_T = 20,4 _* 464 = 9465,6 кг.

Расход топлива на единицу выполняемой работы определяем по типовым нормам, с учетом нормативной группы, к которой относится хозяйство по пахотным работам.

2.2.7 Определение затрат труда

Одним из важнейших показателей технико-экономической эффективности средств механизации использования МТП является наряду с экономией денежных средств, экономия затрат труда.

Затраты труда на единицу выполненной работы определяются по формуле:

З_ед = (т_мех + т_всп) _* Т_см / W_см, (2,6)

где: З_ед — затраты труда на единицу работы, чел-ч/га, чел-ч/т, чел-ч/т.км;

т_мех — количество трактористов-машинистов, чел;

т_всп — количество вспомогательных рабочих, чел;

W_см — нормативная производительность агрегата за смену, га, т, т. км;

Т_см — продолжительность смены, час.

Затраты труда на единицу выполненной работы по вспашке стерни трактором Т-150К:

З_ед = (2+0) _* 7 / 7,35 = 1,9 чел.-ч/га.

Потребное количество механизаторов (m_мех) определяется по целому числу тракторов с учетом коэффициента сменности, а вспомогательных рабочих (m_всп) — в зависимости от надобности обслуживания агрегатов.

Затраты труда на весь объем работы определяется по формуле:

З_общ = З_{ед *} Q_i (2,7)

где: З_общ — затраты труда на весь объем работы, чел-ч/га, чел-ч/т, чел-ч/т.км;

З_ед — затраты труда на единицу выполненной работы, чел-ч/га, чел-ч/т, чел-ч/т.км;

Q_i — объем работы в физических единицах, га, т, т.км.

Затраты труда на весь объем вспашки стерни трактором Т-150К.

З_общ = 1,9 _* 464 = 883,81 чел-ч.

2.3 Построение графиков машиноиспользования

Для определения годового объема механизированных работ и состава МТП с использованием ПЭВМ с помощью созданной программы в электронной таблице Excel (Приложение 1), необходимо по технологическим картам возделывания сельскохозяйственных культур, и по имеющимся в хозяйстве энергетическим и сельскохозяйственным машинах определить и занести в таблицу:

1. планируемые виды работ (колонка 1);

2. планируемый объем работ в физических единицах (колонка 2);

3. планируемый состав МТА (колонка 5,6,7);

4. начало и окончание работ (колонка 8,9);

5. коэффициент, учитывающий простои по метеоусловиям: в зимний период ;

1,0; весенний — 0,9; летний — 0,8; осенний — 0,7;

6. продолжительность рабочего дня (колонка 11);

7. сменную выработку агрегата (колонка 13);

8. количество вспомогательных рабочих (колонка 18);

9. расход топлива на единицу работы (колонка 19).

Остальные колонки содержат формулы и расчет в них производится автоматически.

В соответствии с исходными данными введенных в таблицу электронно-вычислительная машина производит расчет и выдает предварительное решение задачи по определению состава МТП (приложение 1 рис. 1).

На основе полученных данных предварительных расчетов для каждой сельскохозяйственной операции строят план-график использования тракторов. Для этого откладывают по оси абсцисс календарные строки выполнения операции, а по оси ординат количество потребных энергетических машин.

Из графиков видно, что некоторые операции совпадают по срокам. Такие операции указываются мл графике одна над другой, а количество агрегатов одинакового состав суммируется. После построения всего плана-графика использования тракторов видно, что имеются периоды, когда потребность в тракторах повышена, это свидетельствует о неравномерной загрузки тракторов в течении года.

Для уменьшения количества и более равномерной загрузки тракторов производим корректировку расчетов.

2.4 Корректировка расчетов

Для того чтобы на графиках машиноиспользования не было пиковых загрузок тракторов в данный период времени необходимо производить корректировку.

Существует три способа проведения корректировки:

1. Изменения времени данной операции в пределах агросроков.

2. Увеличения коэффициента сменности за счет увеличения

продолжительности рабочего дня.

3. Перераспределение объемов работ между тракторами.

С учетом этих способов произведена корректировка графиков машиноиспользования.

После корректировки графиков машиноиспользования все изменения вносят в исходные данные. После чего заносят в ПЭВМ и далее вычислительный центр выдает окончательное решение по составу МТП (приложение 1 рис2.).

Расчет и корректировка состава машинно-тракторного парка производились с помощью ПК по программе разработанной на кафедре ЭМТП с использованием программы Microsoft Excel.

2.5 Определение количества и календарных сроков технического обслуживания

Исходными данными для разработки годового плана технических обслуживаний машин являются:

1. Планируемая на год загрузка каждого физического трактора в единицах наработки или килограммах расходуемого топлива по месяцам.

2. Техническое состояние каждого трактора к началу планируемого периода, оцениваемое наработкой от начала эксплуатации или от капитального ремонта в килограммах израсходованного топлива.

3. Периодичность технических обслуживаний и ремонтов в единицах наработки или в килограммах израсходованного топлива.

Календарные сроки выполнения технических обслуживаний и ремонтов определяют с помощью графиков планируемого годового расхода топлива (интегральных кривых). При этом, если в подразделении менее пяти тракторов, интегральные кривые планируемого расхода топлива желательно строить для каждого трактора, что позволяет более точно планировать проведение технических обслуживаний. При пяти и более единицах в подразделении целесообразно строить интегральную кривую расхода топлива для всех тракторов одной марки, что позволяет определить общее количество технических обслуживаний и примерные календарные сроки их проведения. На основании этого

производят расчеты затрат труда на техническое обслуживание тракторов и сельскохозяйственных машин.

Интегральную кривую расхода топлива для всех тракторов одной марки строят на графике машиноиспользования, откладывая по оси абсцисс дни календарного года, а по оси ординат — расход топлива в килограммах или в тоннах. По характеру наклона интегральной кривой судят о напряженности механизированных работ.

Зная периодичность технического обслуживания для данной марки трактора, на оси ординат откладывает отрезки, разные расходу топлива до ТО — 1, ТО — 2, ТО — 3, ТР и КР и проектируют их на интегральную кривую.

Количество обслуживаний за любой период времени, например, по месяцам, можно определить также по формуле 2.8:

N_j = _* G_Ti / P_j — _Ni +1, (2.8)

где: N_j — количество j — х видов обслуживания по месяцам;

S — сумма израсходованного топлива за j — й период, кг;

P_j — периодичность j — го вида обслуживания по расходу топлива данного типа трактора, кг;

n — количество периодов;

_Ni +1 — сумма одноименных и высших по сравнению с j — м видом обслуживании за предыдущий период времени.

При дальнейших расчетах последующие расходы топлива суммируются к предыдущим. А при определении количества обслуживаний учитываются только целые числа.

Календарные сроки проведения технических обслуживаний за каждой машиной уточняют в процессе эксплуатации по фактическому расходу топлива или наработке.

2.5.1 Расчет затрат труда на техническое обслуживание ИТА без использования ПЭВМ

затраты труда на проведение технического обслуживания тракторов и самоходных машин определяют по формуле:

ЗТО = N_{ТО j *} h_j, (2.9)

где: N_{ТО j} — количество технических обслуживаний j — го вида за данный период машин одной марки;

h_j — трудоемкость одного технического обслуживания j — го вида, чел-ч.

Затраты труда на устранение эксплуатационных отказов, чел-ч.

З_ЭО = 0,5 _* З_ТО, (2.10)

Затраты труда на сезонное (весеннее и осеннее) техническое обслуживание тракторов определяют по формуле:

З_СО = n_{м *} h_СТО, (2.11)

где: n_м — количество машин одной марки;

h_СТО — трудоемкость сезонного технического обслуживания одного трактора, чел-ч.

Затраты труда для постановки тракторов и самоходных машин на хранение:

З_nx = n_{м *} h_nx, (2.12)

где: h_nx — трудоемкость постановки одной энергетической машины на хранение, чел-ч.

Затраты труда для снятия машин с хранения:

З_сх = n_{м *} h_сх, (2.13)

где: h_сх — трудоемкость обслуживания одной энергетической машины при хранении и снятии её с хранения, чел-ч.

Затраты труда на техническое обслуживание сельскохозяйственных машин определяют по формуле:

З_СОХР = n_{C-Х. М *} (h_СО + h_X +h_P +), (2.14)

где: n_{C-Х. М} — количество сельскохозяйственных машин рассматриваемой марки;

h_СО, h_X, h_P — трудоемкость послесезонного обслуживания, хранения и ремонта сельскохозяйственных машин рассматриваемой марки, чел-ч.

— коэффициент охвата ремонтом.

По результатам расчетов строится план-график затрат труда на проведение технических обслуживаний машин.

Расчет количества ТО и затрат труда производились с помощью ПК по программе разработанной на кафедре ЭМТП с использованием программы Microsoft Excel.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

3.1 Обоснование выбора конструкторской разработки

Комбинированные машинно-тракторного агрегата являются сложными техническими системами, к которым предъявляются следующие основные требования; технические; экономические; экологические; агрономические; энергетические и др.

К эксплуатационным показателям использования комбинированных машинно-тракторных агрегатов относятся: высокое качество выполняемого технологического процесса; минимальные затраты топливо — энергетических и других ресурсов; как можно меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду; высокая производительность и надежность в составе агрегата и др.

Наибольшее отрицательное влияние простых агрегатов на урожайность сельскохозяйственных культур оказывает уплотняющее воздействие на почву ходовых систем энергетических средств и рабочих машин, а также буксование движителей.

В переуплотненных почвах нарушаются водный, воздушный, тепловой и другие режимы нормального развития растений, в результате чего падает урожайность.

Для снижения уплотняющего воздействия на почву необходимо широко использовать комбинированные и комплексные агрегаты, которые за один проход выполняют несколько технологических операций.

В настоящее время выпускается множество серийных комбинированных агрегатов для посевной, послепосевной обработки почвы и посева зерновых культур. Но при их эксплуатации возникают определенные сложности, требующие дополнительных затрат. Из-за сложности конструкции, большой металлоемкости и т. д.

В дипломном проекте комбинированный агрегат для основной обработки почвы, созданный на базе плуга ПЛН-4−35. Выполняющий за один проход следующие технологические операции: вспашку, боронование, планирование почвы, внесение жидких удобрений (аммиачная селитра). Основное преимущество данного агрегата

— это простота и надежность конструкции не требующие при эксплуатации и техническом обслуживании больших затрат.

Рис 3.1. Кинематическая схема комбинированного агрегата для основной обработки почвы

1 — Энергетическая установка (Т-150К); 2 — Емкость; 3 — Плуг (ПЛН-4−35); 4 — Борона; 5 — Планировщик; АВС — вершины прямоугольного треугольника

3.2 Определение технических показателей комбинированных агрегатов

Комплектование агрегатов или агрегатирования сводится к выбору типа машин, определение рационального количественного состава и скоростного режима движения агрегатов с учетом конструктивных возможностей тракторов и ограничений, налагаемых требованиями агротехники и составлению агрегата в натуре.

3.2.1 Расчет пахотного агрегата

По данным паспортизации полей СПК «Искра» некоторые земли отделений:

Создают удельное сопротивление при скорости равной 5 км/ч 52 кН/м;

Имеют наибольший угол, характеризующий рельеф рабочего участка равным 0,035 сотых долей;

Наибольшие площади сельскохозяйственных угодий заняты под возделывание зерновых культур;

Опираясь на выше перечисленные данные произведем расчет проектируемого комбинированного агрегата.

Задача по формированию пахотного агрегата сводится к определению количества плужных корпусов для конкретных условий пахоты.

Расчет количества плужных корпусов производится по формуле:

nкор = P_T — G _* i / R ^н_кор, (3.1)

где: n_кор — количество корпусов;

P_T — тяговое усилие трактора на передаче соответствующей скорости выполнения заданной сельскохозяйственной работы, кН;

G — сила тяжести трактора, кН;

i — угол, характеризующий рельеф рабочего участка, сотые доли;

R ^н_кор — тяговое сопротивление одного корпуса плуга, кН.

Для выше перечисленной формулы не известно тяговое сопротивление одного корпуса плуга, которое определяется по формуле:

R ^н_кор = в_{к *} h _* К ^н_пл + _{н *} С _* (_* f_{п +} i), (3.2)

где: R ^н_кор — тяговое сопротивление одного корпуса, кН;

в_к — ширина захвата одним корпусом, м;

h — глубина вспашки, м;

К ^н_пл — удельное сопротивление плуга, кН/м;

_н — вес плуга, приходящийся на один корпус, кН;

С — коэффициент, учитывающий вес почвы, приходящейся на один корпус;

— коэфицент, учитывающий догрузки трактора при работе с

навесными рабочими органами;

f_п - коэффициент, учитывающий сопротивление качения плуга;