Операционная технология

Операционная технология представляет собой научно обоснован­ную технологию выполнения отдельных работ или операций, обес­печивающую эффективное использование агрегатов в заданных почвенно-климатических и производственных условиях.

Эта технология — составная часть и естественное продолжение общей технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Теоретической основой разработки операционных технологий механизированных работ в сельском хозяйстве являются общие ме­тоды научной организации труда по аналогии с технологией произ­водства различных работ на промышленных предприятиях.

Операционные технологии также разрабатывают научно-исследовательские институты на основе многолетних полевых опытов и обобщения передового опыта и оформляют их в виде типовых опе­рационных карт или правил выполнения механизированных работ в конкретных почвенно-климатических зонах. Типовые зональные операционные технологии уточняют специалисты хозяйств приме­нительно к местным условиям.

Операционные технологии для соответствующих видов полевых механизированных работ в заданных условиях (длина гона, площадь поля, урожайность и др.) должны содержать обоснованные рекомендации по агротехническим требованиям, предъявляемым к качеству выполнения данной операции; подготовке агрегатов к работе и поля; организации работы агрегатов; контролю качества работы; охране труда и природы.

Агротехнические требования содержат конкретные нормативы по обеспечению требуемого качества выполнения данной сельско­хозяйственной работы в конкретных условиях. В зависимости от вида выполняемой операции в агротехнических требованиях ука­зывают как требуемые средние значения показателей качества ра­бот, так и допускаемые отклонения от них — агротехнические до­пуски. Например, при вспашке в качестве одного из основных аг­ротехнических нормативов указывают требуемую среднюю глуби­ну вспашки и допустимое от нее отклонение, равное ±5 %. Более подробно обоснования агротехнических нормативов и допусков будут рассмотрены далее.

Подготовка агрегатов к работе в заданных условиях предусмат­ривает составление (комплектование) ресурсосберегающих агрега­тов изложенными в первой части методами с обоснованием ра­бочей скорости, а также необходимые работы по настройке трак­тора, сцепки и рабочих машин на требуемый режим работы.

Как указывалось ранее, при комплектовании агрегатов в за­висимости от конкретных условий работы (площадь поля, длина гона и др.) сначала выбирают трактор, наиболее полно отвечаю­щий агротехническим требованиям и требованиям ресурсосбере­жения. Затем в пределах допустимого диапазона скоростей выби­рают такую передачу трактора, на которой расход топлива при ра­бочем ходе агрегата наименьший.

После этого по тяговому усилию на выбранной передаче рас­считывают соответствующее число рабочих машин, обеспечиваю­щих рациональную загрузку двигателя. При двух рабочих маши­нах и более выбирают сцепку с требуемым фронтом. Подготавли­вают трактор и сельскохозяйственные машины к выполнению данной работы методами, излагаемыми в соответствующих курсах по тракторам и сельскохозяйственным машинам. Например, при подготовке трактора возможно выполнение следующих работ: расстановка колес на требуемую колею; выбор давления в шинах; настройка навесного или прицепного механизмов; навешивание балластных грузов и др. Подготовка рабочих машин связана с со­ответствующей настройкой рабочих органов (на заданную глубину обработки почвы, на норму высева семян и т. д.). Более подробно эти вопросы рассматриваются далее.

Подготовка поля предусматривает удаление возможных препятст­вий для работы агрегатов и последующую подготовку рабочего участ­ка с разбивкой его при необходимости на отдельные загоны.

Возможные препятствия для работы агрегатов на поле — недоубранные копны соломы, пожнивные остатки, камни и др.

Подготовка рабочего участка в зависимости от выполняемой работы предусматривает: разбивку поля на загоны оптимальных размеров с отбивкой поворотных полос для выбранного способа движения; указание мест технологического обслуживания агрега­тов (загрузки семян, выгрузки зерна из бункера и т. д.). При внесе­нии удобрений, посеве и посадке сельскохозяйственных культур необходимо согласование длины гона с вместимостью технологи­ческой емкости.

На уборочных работах при больших размерах полей целесооб­разна прокладка разгрузочных магистралей, чтобы сократить по­тери времени, связанные с технологическим обслуживанием агре­гатов. Эффективный способ движения и соответствующие опти­мальные размеры загонов выбирают изложенными ранее спосо­бами. Из всех возможных способов движения для выполнения данной операции выбирают тот, который обеспечивает высокое качество работы при наименьших потерях времени и средств на непроизводительные холостые ходы агрегата. Соответственно про­изводительность агрегата будет более высокая, эксплуатационные затраты меньше.

Для согласования длины гона с вместимостью технологической емкости при внесении удобрений, а также при посевных и поса­дочных работах пользуются равенством

(8.5)

где l_р — длина рабочего пути агрегата за время опорожнения технологической ем­кости (длина пути разбрасывания удобрений или высева семян), м; В— рабочая ширина захвата агрегата, м; U— норма внесения (высева или посадки семян), кг/га; Ω_б — номинальная вместимость технологической емкости, м³; ρ_б — плотность тех­нологического материала в бункере, кг/м³; γ_б — коэффициент использования тех­нологической емкости.

Значение γ_б одновременно учитывает как заполнение, так и опорожнение технологической емкости. Например, при посеве се­мян для обеспечения равномерности высева не допускается пол­ное опорожнение семенного бункера (ящика).

На основании равенства (8.5) сначала вычисляют

(8.6)

Затем рассчитывают соответствующее число рабочих ходов агрегата в зависимости от длины гона L

n_p=l_p /L (8.7)

Длину гона L в соответствии с этим равенством выбирают та­кой, чтобы n_р было целым числом: четным, если технологическое обслуживание агрегата (загрузку семян, удобрений и т. д.) осуще­ствляют на одном конце загона, и нечетным — при двустороннем технологическом обслуживании. Более эффективно с практической точки зрения одностороннее технологическое обслуживание при меньших потерях времени смены, уменьшается также потребность в загрузочных средствах. Например, если при посеве пшеницы се­ялкой типа С3-3,6 принять Ω_б = 0,453 м³, ρ_б = 800 кг/м³, γ_б = 0,80, В = 3,6 м, U= 240 кг/га, то

l_p = = 3356 м.

Четному числу рабочих ходов n_р = 6 при этом из равенства (8.7) соответствует округленная длина гона

По формуле (8.6) при уборке той же пшеницы можно рассчи­тать расстояние между разгрузочными магистралями, на которых выгружается зерно из бункера комбайна в кузов транспортного средства. При этом значение Ω_б соответствует вместимости зерно­вого бункера, a U— урожайности убираемой пшеницы.

Например, для комбайна ДОН-1500 при Ω_б = 6 м³, B = 7 м, ρ_б = 750 кг/м³, γ_б ⁼ 0,90, U= 4500 кг/га округленно получим

Если работа агрегата возможна без разбивки поля на загоны (например, при челночном и круговом способах движения), то со­ответствующим образом подготавливают края обрабатываемого уча­стка и поворотные полосы.

Организация работы агрегатов в общем случае предусматривает выбор рациональной схемы движения основных и обслуживаю­щих агрегатов, включая схемы первого прохода, обработки пово­ротных полос и стыков между обрабатываемыми загонами, а так­же взаимосвязанное движение в загоне: определение общего тре­буемого числа агрегатов для выполнения всей работы в установ­ленные календарные сроки; расчет состава транспортно-техноло­гических комплексов для соответствующих видов работ; организа­цию соответствующих видов обслуживания, включая обслужива­ние механизаторов, техническое обслуживание и заправку топливом, устранение технических и технологических неисправностей и др. Основные задачи организации движения агрегатов решают методами, изложенными ранее.

Общее требуемое число основных агрегатов для выполнения всей работы в установленные агротехнические сроки

где — F_∑ общая обрабатываемая площадь, га; Д_к — установленные агротехническими требованиями календарные сроки выполнения работы, день; α_к — коэффициент использования календарного времени; W_m— часовая производительность основного аг­регата, га/ч; Т_см — продолжительность смены, ч; К_см — коэффициент сменности.

Значение α_к учитывает местные природно-климатические условия, а также выходные и праздничные дни и приближенно составляет сек = 0,75...0,90.

Часовую производительность агрегата W_m рассчитывают по ранее приведенным формулам или выбирают из типовых норм (при их наличии). Коэффициент сменности зависит от вида работы и конкретных производственных условий каждого хозяй­ства, включая наличие механизаторских кадров.

Под вспомогательными агрегатами в зависимости от вида вспо­могательной работы подразумевают транспортные средства для тех­нологического обслуживания основных агрегатов, погрузочные и разгрузочные средства, средства для послеуборочной обработки урожая и т. д. Общее требуемое число вспомогательных агрегатов каждого i-го вида определяют по аналогии с формулой (8.8) или из условия взаимосвязанной поточной работы с основными агрегата­ми. Указанное условие в обобщенной форме соответствует равен­ству суточных (дневных) производительностей основных и вспо­могательных агрегатов

где n_∑ — общее требуемое число вспомогательных агрегатов; W_n — производитель­ность вспомогательного агрегата, кг/ч; К_смп — коэффициент сменности вспомогательного агрегата.

Если W_n удобнее определять в т/ч, то для U также выбирают соответствующую размерность — т/га.

На основании обобщенной формулы (8.9) можно определить n_∑ для любого частного случая взаимосвязанной работы.

При различных значениях К_смп и К_смт возможен технологичес­кий разрыв между основными и вспомогательными агрегатами в течение суток. Например, уборочные агрегаты обычно могут работать в сутки ограниченное число часов, тогда как транспор­тные средства и агрегаты для послеуборочной обработки уро­жая часто могут работать даже круглосуточно (К_смт < К_смп). При этом

Если агрегаты работают по непрерывному поточному принци­пу (К_смт ⁼ К_смп), то следует пользоваться равенствами

При пользовании равенством (8.10) необходимы межсменные технологические компенсаторы для временного хранения технологического материала, перевозимого за те же сутки после завершения работы основных агрегатов.

Общую требуемую вместимость таких компенсаторов рассчи­тывают по формуле

Значение n_m∑ при этом меньше n_∑, определяемого из формулы (8.10). При известном значении п_т∑ получим:

Общее требуемое число транспортных средств для перевозки технологического материала из компенсаторов за те же сутки после завершения работы основных агрегатов находим из равенства

Перевозки из компенсатора можно осуществлять после основ­ной смены и транспортными средствами, входящими в состав n_m∑ в формуле (8.14). Если при этом n_к∑ > п_т∑, то потребуются допол­нительные транспортные средства.

Следующий этап организации работы агрегатов — формирова­ние транспортно-технологических комплексов (ТТК). Необходи­мость организации ТТК обусловлена следующими преимущества­ми групповой работы агрегатов: повышается качество всех видов обслуживания агрегатов и людей, включая техническое, техноло­гическое, организационно-бытовое при одновременном уменьше­нии затрат на обслуживание; повышается эффективность исполь­зования транспортных средств по сравнению с индивидуальным их закреплением за отдельными агрегатами; оперативнее распрос­траняются среди механизаторов передовые методы работы; сокра­щаются сроки обработки каждого поля и ускоряется обеспечение фронта работы для последующих агрегатов. Например, при общей продолжительности уборки зерновых колосовых культур 10 дней каждое отдельное поле может быть удобрено ТТК за 1...3 дня. При этом поле сразу же освобождают для последующего лущения стер­ни, сохраняя влагу в почве. Основной недостаток групповой рабо­ты агрегатов в виде ТТК — увеличение потерь времени смены на холостые переезды с одного загона на другой, а также с одного поля на другое.

Исходя из этого, составы и режимы работы ТТК должны быть такими, чтобы свести к минимуму указанные недостатки группо­вой работы агрегатов.

Число основных технологических агрегатов в составе ТТК дол­жно быть таким, чтобы исключить или свести к минимуму пере­езды в пределах рабочего дня в соответствии с равенством

Под F_П можно подразумевать и общую площадь массива не­скольких расположенных рядом полей, если переезд на сосед­нее поле не связан с большими дополнительными потерями времени смены.

Наибольшее допустимое значение т_тах ограничивается по ор­ганизационным соображениям, и его принимают т_тах = 4...6 в за­висимости от вида работы. Значение т в формуле (8.17) с учетом значения т_тах подбирают за счет изменения Д_к1, а также организации двух и более ТТК. Например, если из формулы (8.17) получено т=7, то можно организовать два ТТК соответственно при т₁ = 4 и m₂ = 3. При выборе значения т учитывают также вмести­мость кузова транспортного средства. Например, число посевных агрегатов должно быть таким, чтобы вместимость бункеров всех сеялок была равна вместимости кузова загрузчика семян. Посколь­ку чаще поля имеют разные площади и F_п соответствует средней площади одного поля, то полное исключение переездов с одного поля на другое в пределах рабочего дня почти невозможно. Воз­можно лишь существенное уменьшение числа таких переездов. Для сокращения потерь времени смены на холостые переезды с одного загона на другой, а также из-за остановок агрегата, идущего впере­ди, необходимо, чтобы каждый из т агрегатов ТТК работал на от­дельном загоне. Площадь загона при этом не должна быть больше дневной выработки агрегата. Если ТТК связаны с уборкой сель­скохозяйственных культур, то их называют уборочно-транспортными комплексами (УТК) или звеньями (УТЗ).

Требуемое число транспортных и других вспомогательных аг­регатов п в составе ТТК определяют на основании формул (8.10)...(8.12) при п_∑= п и т_∑ = т. С учетом этих соотношений формулы (8.13)...(8.16) по расчету технологических компенсаторов справедливы и для ТТК.

Необходимое число транспортных средств для обслуживания одного технологического агрегата (т = 1) упрощенно

Для упрощения предполагают, что вместимости бункера и ку­зова транспортного средства равны. Если технологический мате­риал выгружают в кузов идущего рядом транспортного агрегата, то кузов рассматривают как бункер.

Указанные ранее задачи технического и других видов обслужи­вания при организации работы агрегатов решают, используя соот­ветствующие методы технической эксплуатации МТП.

Формулы (8.8)...(8.18) используют в дальнейшем при изложе­нии интенсивных технологий возделывания основных сельскохо­зяйственных культур.

Контроль качества работы агрегатов сводится к проверке каче­ства выполненной работы в соответствии с агротехническими тре­бованиями. Более подробно показатели качества работы и методы их определения рассмотрены далее.

Охрана труда при выполнении конкретной операции предусмат­ривает целый комплекс мероприятий по обеспечению безопасной работы механизаторов в процессе работы, включая наличие прав на управление агрегатом, техническое состояние машин, входящих в состав агрегата, проведение инструктажа перед работой и др.

Методы проведения указанных мероприятий излагают в специ­альном курсе по охране труда. Задачи охраны природы решают в соответствии с экологическими требованиями.