Печатается по решению редакционно-издательского отдела ЧГАУ

Учебное пособие

Челябинск

УДК 631.11

Печерцев Н.А., Латыпов Р.М. Разработка операционно-технологической карты на выполнение сельскохозяйственных работ: Учебное пособие. Челябинск, 2005.

Аннотация

Рецензенты:

Зыбалов В.С. - докт.с.-х. наук, профессор (ЧГАУ)

А.Б.Васильевский - канд.экон.наук, доцент (ЧГАУ)

Печатается по решению редакционно-издательского отдела ЧГАУ

ISBN 5-88156-350-6

© ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет», 2005.

Производство сельскохозяйственной продукции подразумевает наличие в хозяйстве технологической документации двух видов:

- технологических карт по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур;

- карт операционной технологии.

Технологические карты на возделывание любой сельскохозяйственной культуры включают в себя весь перечень операций, которые необходимо выполнить в процессе возделывания культуры для получения высоких и устойчивых урожаев; последовательность их выполнения; технические средства и плановые потребности в них; затраты труда; технико-экономические показатели.

Операционно-технологические карты являются рабочим документом, регламентирующим подготовку агрегата и поля к работе, дифференцированное планирование, организацию обслуживания агрегатов, порядок выполнения работ на поле, контроль качества и их приёмку. На оба вида технологической документации имеются типовые карты, на основании которых каждое сельскохозяйственное предприятие разрабатывает свои технологические и операционные карты в соответствии с природно-экономическими и организационно-хозяйственными условиями.

СОДЕРЖАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА ВЫПОЛНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАБОТЫ

Операционная технология – это комплекс агротехнических, технических, организационных и экономических правил по использованию машинных агрегатов, обеспечивающих высокое качество полевых механизированных работ.

Операционная технология разрабатывается на каждый вид работ, которая включает в себя технологические и организационные вопросы, связанные с работой машинно-тракторных агрегатов на загоне, включая работу вспомогательных и транспортных средств, обслуживающих агрегат.

В операционно-технологической карте содержатся следующие сведения: условия работы; агротехнические требования к выполнению данной операции; рациональное комплектование и подготовка агрегатов к работе; подготовка поля; работа агрегата в загоне; контроль качества выполняемой работы; указания по охране труда, техника безопасности; противопожарные мероприятия; основные требования по соблюдению экологических условий. В картах приводятся схемы важных технологических регулировок машин, движения агрегатов на рабочем участке, методика проведения замеров при контроле качества работы. Если на рабочем участке одновременно выполняются две – три операции (например, скашивание силосной культуры, транспортировка силоса), то составляется график цикличности (согласования) работ основного и вспомогательного агрегатов. В заключение приводятся сведения по оплате труда механизаторов и вспомогательных рабочих. Примерное содержание карты показано в таблице 1, а пример оформления приведён в приложение 1.

Таблица 1

Операционно-технологическая карта на выполнение

__________________________________________________________________

(наименование с.х. работы)

Показатели и параметры	Значения показателей	Схемы	Исполнители
1. Условия работы (исходные данные)
Площадь поля, га
Длина гона, м
Тип почвы
Удельное сопротивление, кН/м
Средний уклон местности, град.		Схема подготовки поля к работе
Урожайность, ц/га
Фон
Дальность перевозки грузов, км

Показатели и параметры	Значения показателей	Схемы	Исполнители
2. Агротехнические нормативы и показатели качества работы Сроки и продолжительность работы
Технологические параметры, характеризующие качество с.х. операций (глубина пахоты, высота среза, процент влажности, степень измельчения и т.д.)		Схема движения агрегата на поле (прил.7)
Показатели, определяющие расход материалов (норма высева, норма внесения удобрений, соотношение зерна и соломы в продукте урожая и т.п.) и потери продукта (допустимые потери зерна, дробление зерна и т.п.)
3. Состав и подготовка агрегата
Основной (технологический)
Вспомогательный (транспортный и т.п.)
Ширина захвата, м
Длина выезда, м
Радиус поворота, м
Фронт сцепки, м
Грузоподъёмность, т
Обслуживающий персонал
Подготовка с.-х. машин к работе: основные регулировки (установка на глубину пахоты, высоту среза, глубину заделки семян, норму высева и т.д.)		Схема комплектования агрегатов (прил.8-14)
Составление агрегата в натуре для устойчивой и качественной работы его в поле, размещение вдоль бруса сцепки, составление комбинированных агрегатов и т.д.

Показатели и параметры	Значения показателей	Схемы	Исполнители
4. Скорость движения (режим работы агрегата)
Агротехнически допустимая скорость движения, м/с (км/ч)
Предельная скорость по пропускной способности основного рабочего органа машины, м/с (км/ч)		Схема поточной технологической линии
Рабочая скорость движения (скорость движения с грузом), м/с (км/ч)
Скорость холостого хода агрегата (скорость движения без груза), м/с (км/ч)
Рабочая передача основного (частичного) скоростного режима работы трактора:
технологического
транспортного
5. Способ движения - маршрут
Выбор и обоснование способа движения технологического агрегата и маршрута движения транспортного агрегата
Коэффициент рабочих ходов
Коэффициент использования пробега
6. Подготовка поля
Отбивка контрольных линий поворотных полос
Провешивание линий первого прохода
Оптимальная ширина загона, м		Схема поточной организации работы основного и вспомогательного агрегатов (графики цикличности, взаимодействия)
Число загонов на поле
Ширина поворотных полос, м.
Выбор направления движения

Показатели и параметры	Значения показателей	Схемы	Исполнители
7. Показатели организации процесса
А. Показатели работы на поле:
основного агрегата
вспомогательного агрегата
Продолжительность цикла, мин
Количество циклов за смену
Количество технологических остановок за цикл (путь наполнения, опорожнения бункеров, ёмкостей)
Выработка за цикл, га/цикл
Б. Итоговые показатели работы
основного
вспомогательного агрегата
Составляющие баланса времени смены, ч
Коэффициент использования времени смены
Выработка за час сменного времени, га/ч, т.км/ч
Расход топлива при различных режимах работы агрегата, кг/ч, кг/т.км
Расход топлива на гектар, кг/га
8. Контроль качества
Методика контроля качества
Применяемые приборы
Объём измерений (число контрольных проверок)
Обработка опытных данных с целью получения итоговых показателей:
при первых проходах агрегата;
внутрисменный контроль;
контроль качества выполненной работы
9. Основные мероприятия по охране труда и природной среды
10. Оплата труда механизаторов и вспомогательных рабочих

Для составления карты необходимо пользоваться сборниками «Типовая операционная технология и правила производства механизированных работ» [1…10], где можно найти ответы на большинство вопросов организации полевых механизированных работ в конкретных производственных условиях.

Методика расчёта операционно-технологической карты

1. Условия работы (исходная информация) отражены в пункте «Условия работы» табл.1 в карте; в пояснительной записке указывают основные показатели условий работы для конкретной операции. Например, для внесения органических удобрений необходимо отразить следующие данные: площадь поля, длина гона, уклон местности, агрофон, норма внесения, плотность удобрений, дальность перевозки удобрений и др.

2. Агротехнические нормативы и показатели качества работы задают в виде технологических показателей и нормативов (временные, количественные и качественные); они служат критерием для наладки машин и контроля за качеством. В агротехнических требованиях отражают номинальные значения и допустимые отклонения показателей качества, дополнительные условия и рекомендации при выполнении заданной операции с учётом следующих факторов:

1) физико-механического состава почвы, состояния обрабатываемого материала и т.д.;

2) технических возможностей машин и их состояния;

3) факторов, связанных с организацией использования техники.

Критерием установки нормативов качества является уборка сельскохозяйственной продукции с минимальными потерями, при высоком качестве выполнения работ и повышении плодородия почв.

Агротехнические нормативы можно устанавливать по нормативам, принятым в данном хозяйстве или по литературным источникам [11,12,13] с учётом условий хозяйства.

Например, для уборки зерновых культур прямым комбайнированием необходимо отразить следующие агронормативы: сроки и продолжительность уборки, урожайность зерна, отношение зерна к соломе (соломистость), влажность зерна, высоту среза, потери зерна жаткой, потери зерна молотилкой, дробление зерна, засоренность зерна в бункере и др.

3. Определение состава и подготовка агрегата предусматривает: сбор и обобщение данных об условиях использования агрегата при выполнении заданной сельскохозяйственной работы, набор трактора и рабочих машин, определение числа машин и фронта сцепки (при необходимости).

К исходным данным относятся агротехнические показатели: качество выполняемой работы, характеристики обрабатываемого материала и рабочего участка, агрофон и тип почвы, интервал технологически допустимых рабочих скоростей, удельное тяговое сопротивление машин и эксплуатационные показатели тракторов применительно к конкретным условиям [14,15,16].

Подбор трактора и машин в состав агрегата зависит от вида выполняемой операции, особенностей хозяйства и применяемой технологии. Так, энергоёмкие работы (например, вспашка, сплошная культивация, лущение) на полях большой площади производят мощными тракторами общего назначения, такими как, К-701, Т-4А, Т-150К и Т-150К в составе широкозахватных агрегатов. Те же работы, но на средних и небольших полях целесообразно выполнять агрегатами с тракторами ДТ-75М и ДТ-75Н

Универсальные тракторы МТЗ-80, МТЗ-142, Т-40АМ и Т-25А предназначены для агрегатирования с одной-двумя машинами на возделывании и уборке, прежде всего пропашных культур, на заготовке кормов, при внесении удобрений и обработке посевов гербицидами или ядохимикатами.

После выбора основного агрегата определяют состав вспомогательных (транспортных, погрузочных и др.) агрегатов. При этом руководствуются следующими принципами: непрерывностью работы машин (поточностью производства), пропорциональностью, согласованностью и ритмичностью процессов, достижением наиболее рациональной загрузки машин при минимуме перемещений обслуживающего персонала, техники и обрабатываемого материала по рабочим местам и участкам.

4. Подготовка агрегата к работе состоит из нескольких операций:

а) проверка комплектности и состояния машин агрегата;

б) проверка правильности установки рабочих органов и узлов машины;

в) необходимые регулировки, применительно к заданным условиям работы;

г) установка дополнительного оборудования (маркеров, следоуказателей и др.)

с расчётом длины вылета маркеров;

д) пробная проверка работы агрегата при холостом ходе, под нагрузкой и др.

Длину вылета маркера, м, от крайнего рабочего органа агрегата (сошник, лапа культиватора и т.д.) определяют по формулам

; , (1)

где а_к – колея передних колёс трактора или расстояние между внешними кромками гусеничных цепей, м; В_р – рабочая ширина агрегата, м; m – ширина междурядья, м.

При сочетании маркеров со следоуказателями длину вылета правого и левого маркеров определяют по формуле

, (2)

где С – длина вылета следоуказателя от середины переднего колеса или наружного обреза гусеницы трактора, м.

4. Скоростной режим устанавливают с учётом загрузки двигателя, пропускной способности машины и качества выполняемой работы (агротехнически допускаемой скорости). При необходимости, выбирая рабочие передачи, дополнительно учитывают ограничения на скорость, например, по сцеплению и опрокидыванию.

Наиболее экономичный режим работы трактора обычно соответствует тем передачам, для которых тяговая мощность имеет наибольшее значение. Эти передачи целесообразно принимать в качестве рабочих. Однако при выборе передач трактора учитывают не только эффективность использования его тяговых возможностей, но и интервал агротехнически допустимых скоростей рабочей машины (прил. 2).

Кроме того, при выборе передачи (скорости движения) для зерноуборочных, силосоуборочных, картофелеуборочных и других машин учитывают пропускную способность агрегата.

Пропускная способность агрегата – это количество сельскохозяйственного материала (зелёной или хлебной массы, вороха и др.), которое агрегат способен переработать за единицу времени при соблюдении агротребований к качеству работы.

Таким образом, если состав агрегата известен, то задача сводится к определению рационального скоростного режима его работы. Для этого необходимо определить предельно допустимые скорости движения агрегата:

a) агротехнически допустимая скорость движения МТА (максимальная устанавливается на основе опытных данных и приводится в рекомендациях и справочниках (прил.2);

V_{агр min} £ V_p £ V _{агр max} (3)

б) максимально допустимая скорость движения агрегата (м/с), определяется по пропускной способности основного рабочего органа (молотилки, измельчающего аппарата и т.д.)

Vp max = 10 G_m / Bp H (4)

где G_m – максимальная пропускная способность машины, кг/с; B_p– рабочая ширина захвата агрегата, м.;

В_р = b В_к (5)

где b - коэффициент использования конструктивной ширины захвата, (прил.3). В_к - конструктивная ширина захвата машины, м; Н - биологическая урожайность культуры, норма внесения материала и т.п., т/га;

Биологическая урожайность определяется по выражению:

Н = Н_з (1+d_с), (6)

где Н_з - урожайность основной продукции (зерна и т.п.), т/га; d_с - доля побочной продукции (солома и т.п.)

Допустимая скорость по пропускной способности определяется для зерноуборочных, силосоуборочных, картофелеуборочных и других комбайнов, машин по внесению удобрений, пресс-подборщиков, косилок-измельчителей и других подобных машин;

в) максимально возможная скорость агрегата, км/ч, по загрузке двигателей выбирается из условия

; (7)

(8)

где h_Ne - коэффициент допустимой загрузки двигателя; в зависимости от технологического процесса он составляет 0,80-0,95; N_ВОМ- мощность, необходимая для привода рабочих органов машины, кВт.(прил.4); h_ВОМ - КПД вала отбора мощности, h_ВОМ=0,94…0,96; h_мг - КПД трансмиссии трактора; для энергонасыщенных тракторов принимается равным 0,75-0,80; для старых марок тракторов 0,80-0,85; h_d - КПД буксования трактора при рабочем ходе агрегата. Для конкретных условий определяется по тяговой характеристике трактора при Р_кр = R_а или принимается равным 0,88-0,96; R_а - рабочее сопротивление агрегата, кН; f- коэффициент сопротивления перекатыванию трактора (прил.4); i- уклон поля, град.

Из трёх или более определённых таким образом скоростей движения агрегата выбирают наименьшую. Подбирают по тяговой характеристике трактора ближайшую передачу (или определяют расчётным путём).

5. Способ движения выбирают, исходя из требований агротехники, состояния поля и применяемого агрегата: способ движения должен обеспечивать наибольший коэффициент рабочих ходов j. В соответствии с выбранным способом движения и составом агрегата устанавливают радиус поворота агрегата R_о, длину выезда агрегата е, ширину поворотной полосы Е, рабочую длину гона L_р, оптимальную ширину загона С, коэффициент рабочих ходов j и среднюю длину одного холостого поворота на конце гона l _х.

Радиус R_о для навесных агрегатов определяется радиусом поворота трактора, но он не должен быть менее 5-6 м. Для широкозахватных агрегатов с В_р >6 м радиус поворота R_о » В_р. При определении R_о для прицепных агрегатов с приводом от ВОМ трактора следует учитывать допустимый угол поворота карданной передачи. Значение R_о при заданной скорости V_р определяют перемножением R_о, соответствующего V_р = 5 км/ч = 1,39 м/с, на коэффициент К_R изменения R_о в зависимости от скорости движения (прил.5).

Длина выезда агрегата е с задним расположением машин относительно центра агрегата составляет» 0,5 l_к (с прицепными машинами);» 0,1 l_к (с навесными машинами);» - l_к (с передней фронтальной навеской).

Значение кинематической длины агрегата l_к для прицепных агрегатов определяется с учётом кинематической длины трактора l_т (расстояние от точки прицепки или навески машины до кинематического центра агрегата), сцепки l_сц (расстояние от точки прицепки к трактору до места присоединения к сцепке машины) и машины l_м (расстояние от места присоединения машины к сцепке до линии задних рабочих органов) (прил.8-14):

l_к = l_т + l_сц + l_{м .} (9)

Ориентировочно l_м можно принять по габаритной длине машины, учитывая расположение её рабочих органов.

В соответствии с выбранным способом движения по формулам табл.2 определяют ширину поворотной полосы Е_min. Ширина поворотной полосы Е должна быть не менее Е_min и быть кратной рабочей ширине захвата В_р агрегата, который будет осуществлять заделку поворотных полос.

Рабочая длина гона

L_p = L – 2E, (10)

где L – общая длина гона (участка), м.

Оптимальную ширину загона С_ОПТ определяют по формулам табл.2, или по учебным пособиям [13,14,16]. Действительное значение ширины загона С должно быть не менее С_ОПТ и кратно двойной ширине захвата агрегата. Для круговых способов движения загоны планируют таким образом, чтобы соблюдалось соотношение С=L/5…8. Во всех случаях площадь загона должна быть кратна сменной или дневной производительности агрегата.

Коэффициент рабочих ходов j определяют по формулам табл.2. Для кругового способа движения этот коэффициент определяют по следующим выражениям:

а) для агрегатов с прицепными несимметричными машинами

, (11)

где a - расстояние от центральной оси агрегата до внутреннего края ширины захвата, м;

б) для симметричных агрегатов

. (12)

Средняя длина холостого хода агрегата

. (13)

6. Подготовка поля заключается в определении количества загонов на участке, разбивке участка на загоны, отбивке поворотных полос, установлении места заезда и при необходимости в провешивании линии первого прохода агрегата, проведении обкосов и прокосов и других подготовительных мероприятий, изложенных в технологии тракторных работ [1,4,13,14]. В этом разделе карты должны быть изложены все исходные данные в конкретных цифрах для нанесения их на схему поля.

7. Показатели организации выполнения заданной операции включают: производительность за час и смену; расход топлива и затраты труда на единицу выполненной работы. При определении указанных показателей принимают: длительность смены Т_см = 7 ч; подготовительно-заключительное время

Т_ПЗ = Т_ЕТО + Т_ПП + Т_ПНК + Т_ПН + Т_ТО +Т_ОТЛ, (14)

где Т_ЕТО - время на проведение ежемесячного ТО трактора или машины [16]; Т_ПП - время на подготовку агрегата к переезду, Т_ПП» 3 мин; Т_{ПНК -} время на переезды в начале и в конце смены, Т_ПНК = 26 мин; Т_ПН - время на получение наряда и сдачу работы, Т_ПН» 4 мин; Т_ТО - время на техническое обслуживание агрегата в период смены, Т_ТО» 10-30 мин в зависимости от сложности агрегата; Т_ОТЛ – время регламентированных перерывов на отдых и личные надобности обслуживающего персонала,Т_ОТЛ»26-38мин.

Таблица 2

Формулы по кинематике тракторных сельскохозяйственных агрегатов

Способ движения	Коэффициент рабочих ходов j	Ширина поворотной полосы Е (м)	Оптимальная ширина загонки С (м)
Челночный		Е = 3R + е	-
В свал, в развал		Е = 3R + e
Беспетлевая вспашка на двух загонах		E = 1,5R + e
Комбинированная беспетлевая вспашка		E = 1,5R + e	Сmin=8R
Диагонально-перекрёстный способ движения			С = (0,75…1,0)´L
Гоновый безпетлевой на четырех делянках одного загона (уборка свеклы)		E = 13,5m	С = 144 рядка при m = 45 см
Гоновый беспетлевой на четырех загонах (уборка картофеля)		E = 10m	С = 64 рядка при m =70 см
«Перекрытием», с «расширением прокосов»		E = 1,5R + e	Сmin=4R

Время цикла работы агрегата

Движение машинных агрегатов на загоне в большинстве случаев характеризуется определённой цикличностью. Время цикла t_ц включает в себя продолжительность рабочего и холостого движения агрегата, а также технологических остановок.

Время одного круга в часах (пахотный агрегат, скашивание в валки, междурядная обработка, лущение и др.) определяется по формуле

, (15)

где t_оп – время остановок на технологическое обслуживание агрегата (засыпка семян, погрузка удобрений, чистка рабочих органов и др.), приходящееся на один круг, мин; V_p, V_x – скорость рабочего и холостого хода агрегата, м/с.

Для технологических остановок, связанных с очисткой рабочих органов, в зависимости от длины гона и состояния обрабатываемой среды t_оп= 0-2,5 мин.

Для таких операций, как посев, внесение удобрений, уборка и другие, время цикла t_ц в часах определяют как время между двумя технологическими остановками (время технологического цикла):

, (16)

где l _ост – путь между двумя технологическими остановками (наполнение бункера зерноуборочного комбайна, освобождение ёмкости разбрасывателя и т.п.), м. t_оп – время одной остановки на технологическое обслуживание агрегата (засыпка семян, погрузка бункера и др., мин; [16] или принимают t_оп = t_погр).

В экономических расчётах обычно допускают, что скорости агрегата при рабочем ходе и поворотах одинаковы, т.е. V_r» V_x; тогда

, (17)

где V_об – объём семенного ящика (бункера, кузова и пр.), м³; g - плотность соответствующего материала, кг/м³; l - наибольший коэффициент использования объёма емкости, l=0,95 при посеве; Н – норма внесения удобрений (высева семян), урожайность, кг/га и т.д.

Зная время на одну технологическую остановку t_оп и путь между двумя технологическими остановками l _ост, определяют продолжительность остановки на технологическое обслуживание, приходящееся на один круг:

. (18)

Если l _ост > 2L_p, устанавливают, сколько полных кругов (m) агрегат должен сделать, чтобы выполнять одно технологическое обслуживание:

m = l _ост / 2 Lp; (19)

тогда

t`_оп = t_оп / m. (20)

Если l _ост < 2L_p, устанавливают, сколько раз (целое число) агрегат должен выполнить технологическое обслуживание на одном круге:

t^’_оп = t_оп m. (21)

Например, время цикла агрегата для внесения удобрений по прямоточной схеме [2,3]

t _ц = t_погр + t_тр.г + t_разг + t_тр.х, (22)

где t_погр – время одной загрузки ёмкости разбрасывателя, ч; t_тр.г - время транспортировки разбрасывателя с грузом от места погрузки на поле, ч; t_разг - время опорожнения ёмкости разбрасывателя, ч; t_тр.х - время холостого переезда разбрасывателя до места погрузки, ч;

, (23)

где V_об - ёмкость кузова-разбрасывателя, м³; g - плотность удобрений, т/м; l - коэффициент заполнения кузова, W^ч_погр – часовая производительность погрузчика, т/ч; 0,01 - время на смену транспортного средства, ч.

t_тр.г » t_тр.х = 2 S/ V_тр ; (24) t_тр.г » t_тр.х = 2 S/ V_тр , (25)

где S – расстояние от поля до места погрузки, км; V_тр – средняя техническая скорость разбрасывателя, км/ч;

t_разг = 10³ l _ост / 3,6 V_p. (26)

Количество циклов работы агрегата за смену определяют по формуле

(27)

и округляют до большего целого числа.

Действительное время смены в часах

Т_см = t_цn_ц + Т_пз + Т_отл + Т_то. (28)

Действительное время смены по элементам может быть представлено в следующем виде:

Т_см = Т_р + Т_х + Т_пз + Т_отл + Т_то + Т_обс, (29)

где Т_р – чистое рабочее время смены, для кинематического цикла Т_р=10³2 L_p / 3,6 V_p n_ц; Т_р - для технологического цикла Т_р= 10³ l _ост / 3,6V_p n_ц; Т_х – время холостых поворотов за смену, для кинематического цикла Т_х=10³2 L_х / 3,6V_хn_ц , для технологического цикла Т_х =10³2 L_хх / 3,6V_х n_ц;

;

время остановки для технологического обслуживания (кинематический цикл), ч. или , если t_ц равно времени работы агрегата между двумя технологическими остановками.

Коэффициент использования времени смены

t = Т_р / Т_см. (30)

Производительность агрегата, га за кинематический и технологический цикл соответственно:

W_ц = 2В_р L_p / 10⁴; (31) W_ц = l _ост В_р / 10⁴ (32)

производительность агрегата, га, за час (значение V_р в м/с)

W_ч = 0,36 В_р V_р t; (33)

за действительное время смены

W_см = W_ц n_ц = 0,36 В_р V_р Т_р; (34)

за смену

W_см = W_ч T_см. (35)

Расход топлива на единицу выполненной агрегатом [11] работы определяется отношением количества израсходованного за смену топлива С_т.см (кг/смена) и производительности агрегата за действительное время смены W^g_см. Таким образом, погектарный расход топлива, кг/га, на работу агрегата

, (36)

где G_тр, G_т.х, G_т.о –средний часовой расход топлива соответственно при рабочем ходе, на холостых поворотах и переездах и во время остановки агрегата с работающим двигателем, кг/ч; Т_р, Т_х, Т_о - рабочее время за смену, общее время на холостые повороты и время на остановки агрегата, ч;

Т_о = Т_обс + Т_отл + 0,5Т_пз; (37)

; ;

,

где G_е.н, G_е.х – часовой расход топлива при номинальной эффективной мощности и при холостом ходе двигателя, кг/ч.

Затраты труда на единицу выполненной работы определяют по уравнению

, (38)

где m_тр, m_вс – количество механизаторов и вспомогательных рабочих, обслуживающих агрегат.

Расчёт дополнительных операций процесса. Производственный процесс, как правило, состоит из нескольких операций. Режим работы агрегата на одной операции (основной) определяет режим работы агрегатов, выполняющих остальные операции. Например, при уборке кукурузы на силос количество транспортных средств и режим их работы определяются условиями и режимом работы силосоуборочных комбайнов [10]. При разбрасывании органических удобрений разбрасывателем работа погрузчика зависит от режима работы агрегатов с навозоразбрасывателями, которые им обслуживаются.

В большинстве случаев дополнительные операции являются транспортными и погрузочно-разгрузочными. Расчёт дополнительных операций заключается в выборе агрегатов для выполнения этих операций, в определении их производительности, потребного количества агрегатов, затрат труда и расхода топлива на единицу выполненной работы.

Транспортный агрегат. Время цикла работы транспортного средства (время рейса) [17]:

t _рейса = t_погр + t_е.г + t_разг + t_е.х + t_ож, (39)

где t_погр – время на погрузку, ч; t_е.г- время движения с грузом на расстояние L_е при скорости V^тр_p, ч; t_разг - время на разгрузку, ч; t_е.х - время движения с грузом на расстояние L_е при скорости V^тр_х, ч; t_ож - время ожидания погрузки и разгрузки, ч.

Количество рейсов за смену

, (40)

где Т_то – время на техническое обслуживание, Т_то = 0,3-0,5 ч.; Т_пз - время подготовительно-заключительное, ч (обычно 2,5 мин. на один час работы).

Коэффициент использования времени смены равен:

t = t_е.г n_p / Т_см. (41)

Для автотранспорта сменная производительность, т:

W_см.т = q_н a_г n_p, (42)

где q_н - номинальная грузоподъёмность, т; a_г – коэффициент использования грузоподъёмности; a_г = q_ф /q_н. (43)

Потребное количество транспортных средств для обслуживания основного агрегата (зерноуборочного, силосоуборочного) определяют по уравнению

n_тр.с = t_рейса / t_ост, (44)

где t_ОСТ – период времени между двумя обслуживаниями основного агрегата, ч;

t_ост = 10^-3 l _ост / 3,6 j V_p. (45)

Например, для силосоуборочного комбайна это будет время заполнения кузова прицепа (автомобиля), для зерноуборочного комбайна – время заполнения бункера, для посевного агрегата – время опорожнения семенных ящиков и т.д.

Количество транспортных агрегатов, необходимое для полной загрузки погрузчика, определяют по уравнению

n_тр.с = t_рейса / t_погр. (46)

Нормы выработки и расхода топлива на погрузочные работы можно взять из справочной литературы [11,12,18] или по нормам, принятым для хозяйства.

Поточный метод работы машинных агрегатов предполагает разделение производственного процесса на отдельные составные работы, закрепление за ними определённых исполнителей и техники, расположение рабочих мест по ходу технологического процесса, обеспечение непрерывности трудовых процессов. Для обеспечения непрерывности потока должно соблюдаться следующее условие:

W_стац ³ W_транс ³ W_пол

где W_стац, W_транс, W_пол – суммарная наработка за период времени соответственно стационарных средств механизации, транспортных средств и полевых машинных агрегатов.

Использование техники группами на полевых работах имеет ряд преимуществ по сравнению с работой отдельных машинных агрегатов: сокращаются сроки выполнения операций, уменьшаются простои по техническим и организационным причинам, повышается качество подготовки полей к работе и технического обслуживания, повышается производительность агрегатов.

На посеве используются звенья из двух-четырех агрегатов, на посадке картофеля из двух-трех, уборочно-транспортные звенья на уборке хлебов состоят большей частью из трех- четырех комбайнов и т.д.

Согласованность совместной работы техники звена (основных и вспомогательных агрегатов) может быть отражена на графике, который показывает, как протекает во времени чередование основных элементов рабочего цикла машинных агрегатов, входящих в звено (рис.1).

По оси абсцисс откладывают время работы агрегата в минутах, по оси ординат – расстояние транспортировки груза (зерна, зелёной массы и т.п.) L_е, км. На графике отмечают элементы цикла работы агрегатов. График составляют таким образом, чтобы в момент заполнения очередного бункера комбайна имелся автомобиль, готовый принять от него зерно. Комбайны поочерёдно включают в работу с таким расчётом, чтобы наполнение их бункеров не совпало по времени.

Рис. 1. График согласования (цикличности) работы.

Условия функционирования и состав уборочно-транспортного звена:

Уборка пшеницы урожайностью -	U=15 ц/га
Комбайны СК-5А «Нива» -	3 шт
Ёмкость бункера, Vб -	3 м3
Ширина захвата жатки ЖВН-6 -	6 м
Продолжительность выгрузки бункера -	1,5 мин
Автомобиль ЗИЛ-ММ3-554М
Объём кузова -	6 м3
Грузоподъёмность -	5500 кг
Расстояние перевозки зерна на ток -	5 км
Длина рабочего участка, загонки	1300 м

Определяем время цикла для зерноуборочного комбайна, мин:

где V_p – рабочая скорость движения комбайна, м/с;

,

где g - плотность зерна, кг/м³; l - коэффициент заполнения бункера комбайна.

Способ движения комбайнов в загоне выбираем «всвал», тогда

L_p = L – 2E = 1300 – 36 = 1264, м

E = 3R + e = 3 * 6 + 0,6 = 18,6, м

Ширина поворотной полосы Е округляем до 18 м, что кратно ширине захвата жатки комбайна; R - радиус поворота, R» 6м; е - 0,1 l _m = 0,6 м; l _m - кинематическая длина комбайна;

_М;

V_p – рабочая скорость комбайна определяется по пропускной способности молотильного устройства;

м/с

где q – пропускная способность молотильного устройства, кг/с;

По агротехническим требованиям скорость комбайна на уборке составляет 1,1…2,2 м/с (прил.2.табл.4).

Выбираем V_p = 1,66 м/с, тогда

t_ц = 1,5+(2375/0,95 *1,66 * 60) = 26,60мин

Определяем время рейса автомобиля

t _рейса = t_погр + t_е.г + t_разг + t_хх + t_ож

Количество бункеров зерна, которое помещается в автомобиль:

n_б = G / V_б g = 5500/ 3*750 = 2 бункера;

G – грузоподъемность транспортного средства, кг.

t_погр =n_s t_разг = 2*1,5 =3 мин;

t_разг – время разгрузки автомобиля по току, взвешивание, подъезд, принимаем равным t_разг» 4 мин;

t_ег = L_ег /V_p = 5км: 35 = 0,14 ч = 8,4 мин;

t_хх = L_хх /V_х = 5км: 45 = 0,11 ч = 6,7 мин;

t_ож – время ожидания погрузки второго бункера, принимаем t_ож = 5 мин;

t_р = 8,4 + 6,7 + 4+ 3 + 5 = 27,1 мин;

n_nhc = m_k t_p / n_б t_ц = 3*27,1/2*26,60 = 1,5» 2 авт.

8. Контроль качества. Все показатели качества технологических операций в растениеводстве подразделяются на две группы. Показатели первой группы оценивают своевременность начала и продолжительность выполнения операций. Показатели второй группы характеризуют изменения в обрабатываемом материале (глубину и равномерность обработки почвы или заделки семян, высоту и т.п.); соблюдение норм внесения и равномерности распределения материалов (семян, удобрений) по поверхности почвы или по длине рядка; полноту охвата обработанной поверхности поля и сбора продукции, количественные и качественные потери материала, повреждение семян, растений и продуктов урожая, засоренность продукции посторонними примесями, пропуски и огрехи при обработке.

Для контроля качества нужно знать номинальные значения показателей и допуски на возможные изменения фактических значений показателей.

Для измерений используют простейшие средства: складной метр, деревянную или металлическую линейку, рулетку, рамку и специальные приспособления.

Приложение 1

ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УБОРКИ КАРТОФЕЛЯ

Наименование показателей и параметров	Значения показателей	Схемы	Исполнители
1. Условия работы	Схема положения колёс трактора и комбайна при уборке	Инженер
Площадь поля, га
Длина гона, м
Тип почвы	суглинок
Удельное сопротивление, кН/м2	53,0
Средний уклон местности, градусы
Урожайность, т/га
Дальность перевозки грузов, км
Междурядье, см	70+70
2. Агротехнические нормативы и показатели качества
Срок и продолжительность работы	0.5-25.09 Др=16 дней
Влажность почвы, %
Потери клубней после комбайна, %	до 3
Чистота клубней, убранных комбайном, %

3. Состав и подготовка агрегата	Состав агрегата	Инженер, тракторист
Основного	МТЗ-82 + ККУ-2А, модернизир.
Вспомогательного	МТЗ-100 + 2ПТС-6
Ширина захвата, м	1,4
Длина выезда, м	4,4
Радиус поворота, м	7,6
Проверяются и подтягиваются резьбовые соединения, прогиб клиновых ремней должен составлять 30 мм при усилии 100 Н; проверяется натяжение приводных цепей, их натягивают так, чтобы расстояние между звёздочками составляло 1 м, прогиб цепи под нагрузкой 100 Н был равен 25 мм. При других расстояниях между звёздочками прогиб цепей меняется пропорционально этому расстоянию. Давление в баллонах накопителя (0,1-0,2 атм.) должно быть постоянным в течение суток. Зазор между баллонами и щитками 10…15мм. Для уборки картофеля, посаженного по схеме 70х70см, удлиняют левую полуось на 70 см, а правое колесо остаётся в транспортном положении. Колея переоборудованного комбайна ККУ-2А – 3200 мм.

4. Скорость движения	Схема подготовки поля и уборки картофеля с поворотных полос	Агроном, бригадир, тракторист
Агротехнически допустимая скорость движения, м/с	0,38-1,16
Предельная скорость по пропускной способности, м/с	1,16
Максимальная возможная по загрузке двигателя, м/с	1,82
Рабочая скорость движения, м/с
основного агрегата	1,16
транспортного с грузом	3,10
Рабочая передача скоростного режима:
а) технологического	7 передача
б) транспортного	II диапазон
Коэффициент загрузки двигателя:
при рабочем ходе	0,72
при холостом ходе агрегата	0,27

5. Способ движения. Выбор и обоснование	гоновый, беспетлевой на 4 загона	Схема движения агрегата	Агроном, бригадир, тракторист
Коэффициент рабочих ходов	0,9
6. Подготовка поля. Отбивка контрольных линий, поворотных полос	обозначается вешками
Оптимальная ширина загона
Ширина поворотных полос
Выбор направления движения	север-юг
7. Показатели организации процесса Показатели работы на поле
а) основного агрегата: продолжительность цикла, ч количество циклов за смену выработка за цикл, га/цикл
б) вспомогательного агрегата продолжительность рейса, ч количество рейсов за смену выработка за рейс, т

8. Итоговые показатели работы		График цикличности и взаимодействия основного и вспомогательного агрегата. ð- tб – время наполнения -.- tз – время загрузки бункера ~~ tр – время разгрузки - tег – время движения с грузом - - tех – время движения без груза	Инженер, тракторист
а) основного агрегата:
составляющие балансов времени смены
коэффициент использования времени смены
выработка за час сменного времени, га/ч
расход топлива при различных режимах работы, кг/ч
гектарный расход топлива, кг/га
б) вспомогательного агрегата:
коэффициент использования времени смены
выработка за час сменного времени, т/ч
расход топлива, кг/т

9. Контроль качества	Схема поточной технологической линии по уборке картофеля	Инженер; агроном; бригадир; тракторист
Оценка качества уборки картофеля комбайном
Показатель	Норматив	Балл	Способ определения
Потери клубней, %	до 3 3-5 более 5		П= (14 А): (Р У) где 14 - переводной коэффициент; А - масса клубней, собранных с поля длиной 100 м за комбайном; Р - число убираемых рядков; У - урожайность, т/га
Засоренность клубней, %	до 10 10-20 более 20		М=(Б-П):100 где М - чистота клубней, %; Б - масса пробы (10кг); П - масса примесей, кг.
Повреждение клубней, %	до 8 до 12 13-20 более 200		, где Х – количество повреждённых или резаных клубней, кг;С – общее количество клубней, шт.
Резанные клубни, %	до 1 1-2		Оценка качества проводится в трёхкратной повторности.

Приложение 2

Пределы изменения агротехнически допустимых скоростей

движения агрегата

Вид работы	Скорость движения МТА, м/с
не скоростных	скоростных
Вспашка	1,1…1,9	2,2…3,3
Лущение дисковыми лущильниками	1,9…3,3	1,9…3,3
Дискование	1,9…2,5	1,9…2,5
Боронование:
зубовыми боронами	1,7…2,2	2,8…3,3
всходов зерновых культур зубовыми боронами	1,1…1,8	2,2…2,8
всходов сахарной свеклы сетчатыми боронами	1,0…1,1
Шлейфование	1,4…1,9	1,4…1,9
Культивация:
подрезающими лапами	1,4…2,2	2,5…4,2
пружинными лапами	1,7…1,8
Обработка почвы штанговыми культиваторами	1,4…1,9	2,5…3,1
Прикатывание почвы	1,9…3,3	1,9…3,3
Внесение органических удобрений разбрасывателями	1,7…3,3	1,7…3,3
Внесение минеральных удобрений туковыми сеялками	1,7…2,8	2,2…3,3
Посев:
зерновых культур	1,9…2,8	2,8…4,2
кукурузы		2,2…2,8
сахарной свеклы	1,1…1,4	1,1…1,4
Посадка картофеля	1,1…1,9	1,9…2,8
Междурядная обработка культур	1,9…2,8	1,9…2,8
Шаровка, вдольрядное прореживание и букетировка сахарной свеклы	1,1…1,4
Рыхление междурядий свеклы	1,1…1,9	1,1…1,9
Окучивание картофеля	1,4…1,9	1,1…1,9
Скашивание трав на сено	1,4…1,9	2,2…3,9
Уборка трав косилками-измельчителями	1,7…2,2	1,7…2,2
Уборка зерновых в валки
рядковыми жатками	1,9…2,8	2,2…4,2
комбайнами	1,7…2,2
Вид работы	Скорость движения МТА, м/с
не скоростных	скоростных
Подбор валков комбайнами	1,1…2,2	1,1…2,2
Прямое комбайнирование	0,8…2,2	0,8…2,2
Уборка:
силосных культур	1,1…2,2	2,2…3,3
сахарной свеклы комбайнами	0,8…1,7	1,7…2,5
картофеля копателем	1,1...2,2
картофеля комбайном	0,4…1,4
Теребление льна	1,7…2,2	1,9…2,8

Приложение 3

Коэффициент использования ширины захвата сельскохозяйственных машин

Наименование машин-орудий	Коэффициент использования ширины захвата b
Прицепные плуги всех модификаций, корпусов:
8-10	1,05
3-5	1,10
Навесные плуги всех модификаций, корпусов:
6-9	1,04
4-5	1,07
Бороны зубовые	0,98
Бороны дисковые тяжёлые	0,96-0,97
Бороны дисковые садовые	0,95-0,96
Лущильники дисковые	0,96-0,97
Плуги-лущильники	1,10
Культиваторы прицепные для сплошной обработки почвы	0,96-0,97
Культиваторы навесные для сплошной обработки почвы, разбрасыватели минеральных удобрений	0,96
Культиваторы штанговые, противоэрозионные, плоскорезы, рыхлители	1,0
Жатки валковые зерновые	1,0
Косилки: прицепные, навесные, фронтальные, косилки-измельчители, косилка-подборщик	0,94-0,96
Грабли поперечные	0,97
Силосоуборочные комбайны	0,95

Приложение 4

Мощность, затрачиваемая на привод механизмов сельскохозяйственных машин

Сельскохозяйственная машина	Марка	Затраты мощности
Жатка рядковая скоростная	ЖРС-4,9	6,5-13,5
Силосоуборочный комбайн	КС-2,6	16,4-22,7
Свеклоуборочный комбайн	РКС-4	16,0-22,0
Картофелеуборочный комбайн	ККУ-2А	30,0-40,0
Картофелекопатель	КТН-2Б	20,0-25,0
Косилка-измельчитель	КИР-1,5	27,0-33,0
Косилка	КСН-2,1	4,0-6,0
Косилка	КРН-2,1	3,0-5,0
Косилка	КТП-6	10,0-13,0
Картофелесажалка	СКМ-4	5,0-8,0
Разбрасыватель	РУМ-5	18,0-22,0
Опрыскиватель	ОВТ-1А	28,0-35,0
Опрыскиватель полевой	ОП-450	35,0-45,0
Опрыскиватель садовиноградный	ОН-400-5	33,0-38,0
Опрыскиватель малообъёмный	ОМБ-400	13,0-16,0
Опрыскиватель универсальный	ОШУ-50А	12,0-15,0

Коэффициент сопротивления перекатыванию трактора f

Тип почвы	Колёсные тракторы на пневматических шинах	Гусеничные тракторы
Укатанная снежная дорога	0,02-0,08	0,06-0,07
Сухая грунтовая дорога	0,03-0,05	0,05-0,07
Целина, залежь	0,05-0,07	0,06-0,07
Стерня	0,09-0,10	0,07-0,09
Вспаханное поле	0,12-0,16	0,08-0,19
Прокультивированное поле	0,16-0,18	0,09-0,12

Приложение 5

Значение радиуса поворота R_о при заданной скорости

(соответствующие V_р = 5 км/ч = 1,4 м/с)

Навесной и полунавесной агрегат	Rо,м	Прицепной агрегат	Rо,м
Пахотный трёх- восьмикорпусный	3 Вк	Пахотный трёх- восьмикорпусный	4,5 Вк
Культиваторный для сплошной обработки	0,9 Вк	Культиваторный одномашинный	1,5 Вк
Посевной односекционный	1,1 Вк	Культиваторный двухмашинный	1,1 Вк
Посевной трёхсекционный	0,9 Вк	Культиваторный трёх,- четырёхмашинный	Вк
Пропашной односекционный	0,9 Вк	Бороновальный	Вк
Пропашной трёхсекционный	0,8 Вк	Посевной одно-, двухсеялочный	1,6 Вк
Жатвенный	0,9 Вк	Посевной трёхсеялочный	1,3 Вк
Косилочный односекционный	2,0 Вк	Жатвенный одномашинный Жатвенный двухмашинный	1,4 Вк 1,2 Вк
Косилочный трёхсекционный	1,1 Вк	Косилочный двухмашинный	1,2 Вк

Коэффициент k_r изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения агрегата

---

---

Навесной агрегат

Значения kr при скорости Vp, км/ч