Механизация сельского хозяйства

Содержание

1. Удельный и часовой расход топлива

2. Основные агрегаты силовой передачи автомобиля с четырьмя ведущими колесами и их назначение

3. Устройство плугов для вспашки каменистых почв

4. Задача 1

5. Структура технических средств уборочно-транспортного комплекса для заготовки прессованного сена

6. С каким трактором должен работать в агрегате культиватор-окучник КОН-2,8 ПМ?

7. Задача 2

8. Устройство, принцип действия и применение скреперной установки для уборки навоза

9. Описать виды и системы освещения, применяемые в сельскохозяйственном производстве

10. Анализ использования средств механизации и электрификации процессов производства основной продукции для предприятия сельского хозяйства, в котором Вы работаете. Отметить недостатки и указать пути повышения эффективности использования указанных средств

Список литературы

1. Удельный и часовой расход топлива

Важнейший показатель работы машинотракторного агрегата - удельный расход топлива в расчете на 1 га обработанной площади, который определяют с учетом формулы:

Q=Gт.см /Wсм

Q-удельный (погектарный) расход топлива, кг/га

G-общий расход топлива за смену, кг

W-сменная производительность агрегата, га/смену

Qu=1/U·Qі

Qu-удельный расход топлива в расчете на 1 т. урожая, кг/т

U-урожайность сельскохозяйственной культуры, т/га

Часовой расход топлива Gт рассчитывают по формуле:

Gт = А ?Vсt / T

где ?V - объем мерного сосуда, см3; сt - удельный вес топлива, г/см3; Топ - время расхода ?V топлива, А - коэффициент, равный 3,6, если Топ выражено в секундах [4, c. 66].

2. Основные агрегаты силовой передачи автомобиля с четырьмя ведущими колесами и их назначение

Трансмиссия (силовая передача) предназначена для передачи энергии двигателя движителям, рабочим органам агрегатируемым рабочих машин и привода управления ими, распределение мощности между ними, регулирования скорости движения и развиваемого им тягового усилия путем изменения угловых скоростей и крутящих моментов ведущих колес движителя.

Силовая передача автомобилей с четырьмя ведущими колесами включает в себя следующие агрегаты: сцепление, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал, привода к ведущим колесам, раздаточную коробку.

Сцепление позволяет на непродолжительное время отсоединить силовую передачу от двигателя и обеспечивать плавное включение трансмиссии при трогании автомобиля с места или при переключении передач.

Коробка передач служит для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах путем изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к карданному валу, а также для изменения направления вращения ведущих колес при движении задним ходом и для отключения трансмиссии от двигателя на длительное время.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от выходного вала коробки передач к заднему мосту при изменяющемся угле между осями вала коробки передач и ведущего вала главной передачи.

Главная передача служит для того, чтобы передать крутящий момент под углом 90 градусов от карданного вала к полуосям, а также для уменьшения числа оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями на поворотах и неровной дороге.

Две полуоси, связанные с дифференциалом через полуосевые шестерни, передают крутящий момент от дифференциала к правому и левому ведущим колесам.

Передача крутящего момента от двигателя к нескольким ведущим мостам автомобиля осуществляется через раздаточную коробку, которая в большинстве случаев также увеличивает число передач в трансмиссии. Раздаточные коробки предназначены для выполнения следующих функций:

- распределять крутящий момент между ведущими мостами таким образом, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления - «циркуляции мощности» в трансмиссии; [2, c. 11]

- увеличивать крутящий момент на ведущих колесах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колес при движении по плохим дорогам и бездорожью, а также на крутых подъемах;

- обеспечивать устойчивое движение автомобиля с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента.

3. Устройство плугов для вспашки каменистых почв

Для обработки каменистых почв применяют плуги навесные ПГП-3-35, ПГП-3-40Л, ПГП-7-40 и полунавесные.

Буквенное обозначение лемешно-отвальных плугов для каменистых почв ПКГ и ПГП. Первая из цифр в марке плуга обозначает число корпусов, вторая -- ширину захвата корпуса в сантиметрах.

Технические характеристики некоторых навесных плугов представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Технические характеристики плугов

Параметры	ПГП-3-35Б	ПГП-4-40	ПГП-7-40М
Агрегатируется	МТЗ-80/82	МТЗ-1221 МТЗ-1522	К-700А К-701
Производительность, га/ч	0,63-0,84	0,96-1,44	1,96-2,50
Глубина пахоты, см, не более	27	27	30
Ширина захвата, м	1,05	1,6	2,8
Масса, кг	680	1030	2260
Габаритные размеры, мм Длина Ширина высота	3200 1580 1620	4150 2025 1550	6500 3300 1750

Плуги для каменистых почв на каждом корпусе имеют предохранители, которые выглубляют корпус при встрече с препятствием.

Плуги ПКГ-5-40 снабжены корпусами с полувинтовой рабочей поверхностью. Каждый корпус имеет гидропневматический предохранитель, обеспечивающий выглубление корпуса при встрече с камнями и заглубление его после преодоления препятствия. Основным элементом является гтдропневмоаккумулятор, обеспечивающий аккумулирование энергии при наезде корпуса на препятствие. Для пахоты на лёгких и средних почвах давление масла в гидросистеме плуга устанавливают 6,5-8,5мПа, на тяжёлых 8,5-10 мПа.

При скорости равной 3,5 км/ч - ставят деталь «перо» для лучшего оборота пласта. Для заделки растений делают углосним. Существуют 2 положения. В нижнем положении - для больших глубин, в верхнем - для меньшей глубины. Глубины соответственно до или больше 20см.

Каждый корпус плуга ПГП-3-35Б оборудован индивидуальными гидропневмопредохранителями. Корпус с отвально-лемешной поверхностью при соприкосновении с препятствиями поднимается в вертикальное положение. После преодоления препятствия потенциальная энергия пневмогидроаккумулятора возвращает корпус в рабочее положение.

Для регулировки и установки необходимо иметь площадку такого размера, чтобы на ней мог полностью разместиться агрегат, представляющий единое целое с навесными и полунавесными плугами. При подготовке его к работе необходимо добиться правильного расположения трактора и навешенной на него сельскохозяйственной машины. [6, c. 33]

Поверхность площадки должна быть выровнена по нивелиру, так как от этого зависит качество настройки. Участки съезда и выезда следует выполнять с уклоном 0,1.

4. Задача 1

С какой скоростью должен двигаться опрыскиватель, имеющий ширину захвата 4,2 м? При этом число наконечников - 18, расход через наконечник - 0,5 л/мин, норма расхода ядохимиката 300 л/га?

Решение:

Определим длину пути прохождения опрыскивателя при заданной ширине захвата до покрытия площади, равной 1 га или, что эквивалентно 10 000 м2:

Определим количество ядохимиката, прошедшего через весь агрегат, т.е. через 18 наконечников:

Определим время, которое потребуется для расходования 300 л. ядохимиката при известном расходе всего агрегата:

Путь, который должен пройти агрегат за 33,333 мин. Равен 2380,952 м. Отсюда находим скорость движения агрегата:

Итак: опрыскиватель, имеющий 18 наконечников, расход ядохимиката через которые равен 0,5 л/мин, ширину захвата 4,2 м. при норме расхода ядохимиката 300 л/га должен двигаться со скоростью, равной 4,285 км/час

5. Структура технических средств уборочно-транспортного комплекса для заготовки прессованного сена

При заготовке прессованного сена траву скашивают косилками, просушивают с одновременным ворошением граблями, формируют валки с помощью грабель. Валки подбираются и одновременно прессуются, в форме тюков или рулонов, соответственно тюковыми или рулонными прессподборщиками. Прессованное сено транспортируется к месту хранения.

Применяются пресс-подборщики для прессования прямоугольных малогабаритных тюков массой до 36 кг (ППЛ-Ф-1,6, ППЛ-Ф-1,6М, ППЛ-Ф-1,6Г), прямоугольных крупногабаритных тюков до 500 кг (ПКТ-Ф-2), рулонов цилиндрической формы массой до 500 кг (ПРП-1,6) и до 750 кг (ПР-Ф-750, ПР-Ф-750А); приспособление для погрузки тюков и рулонов (МТ-1, ПТН-4, ППУ-0,5, ПТ-Ф-500). [6, c. 121]

Рассмотрим более подробно устройство пресса-подборщика ПРП 1,6. ПРП-1,6 предназначен для подбора сена, соломы из валков и прессования. Во время работы подборщик подаёт массу на транспортер-питатель. Проходя между питателем и барабаном прессующих ремней масса предварительно уплотняется и попадает в петлю образованную ремнями. Под их действием масса закатывается в рулон. При достижении заданного размера рулона включается автомат обматывающего устройства и в кабине загорается лампа, водитель останавливает агрегат. Обвязывающая рулон игла расположена под транспортером-питателем. После включения обматывающего устройства игла опускается и подаёт конец шпагата длиной 300...400мм на транспортер. Перед окончанием движения игла укладывает шпагат в паз между подвижным и противорежущим ножом. Шпагат обрезается и игла возвращается. Задняя стенка, освободившись от защёлки под действием пружины, поднимается и выбрасывает рулон. Плотность прессования зависит от натяжения ремней 100...200 кг/м3.

6. С каким трактором должен работать в агрегате культиватор-окучник КОН-2,8 ПМ?

Культиватор-окучник КОН-2.8 состоит из поперечного бруса, пяти рабочих органов и четырёх туковысевающих аппаратов АТД-2.Секции рабочих органов крепятся на брусе. На секциях можно устанавливать плоскорежущие, стрельчатые и рыхлительные долотообразные лапы. Окучноки отвели, можно навешивать сетчатую борону.

Настройка пропашных культиваторов включает установку их на заданную глубину обработки почвы и расстановку лап для обработки междурядий. Культиватор размещают на ровной площадке, под опорные колёса подкладывают бруски толщиной а-(2..4)см, раму перевести в горизонтальное положение. Плоскорежущие и универсальные стрельчатые лапы своими лезвиями должны опираться на площадку, а в процессе настройки на обработку тяжёлых почв - наклоняться вперёд на 2..3градуса (наклон в обратную сторону не допускается).

Культиватор - окучник двухрядный КОН-2,8 применяется на почвах, легких по составу, и агрегатируется с трактором МТЗ-82.

7. Задача 2

Комбайн ККУ-2 А движется на первой передаче ДТ-75. Урожайность картофеля 220 г/ца. Расстояние до сортировального пункта 12 км, время разгрузки - одна минута. Сколько трехтонных машин нужно для обслуживания комбайна?

Решение:

Из технической характеристики комбайна ККУ-2 А известно, что ширина захвата составляет 1,4 м. Скорость ДТ-75 на первой передаче составляет 4,0 км/ч. Комбайн работает в смену 6 часов.

6 час*4,0 км/ч=24 км=24000 м

24000 м*1,4 м=33600 м2=3,36 га

3,36 га * 220 = 739,2 ц = 73,92 т

Норма выработки комбайна составляет 73,92 т.

Грузоподъемность автомобилей, обслуживающих комбайн составляет 3 т, сменное задание на вывозке с расстояния 12 км равно 41,2 т.

В основу расчета сменного задания взяты следующие исходные данные:

- расчетная норма пробега для автомобиля, грузоподъемностью до 5 т - 27 км/час;

- продолжительность смены - 7 часов;

- загрузка картофеля равна номинальной грузоподъемности автомобиля.

В зависимости от урожайности кормовых культур, установлен поправочный коэффициент к сменному заданию, при урожайности 220 ц/га - 1,2.

12 км /27 км/ч = 0,44 ч или 26,4 м

Время разгрузки по условию равно 1 мин, время загрузки принимаем самостоятельно равным 2 мин. Тогда:

Общее время сменного задания равно:

26,4+2+1 = 29,4 мин или 0,49 ч

В смену продолжительностью 7 ч автомобиль выполнит:

7 ч/ 0,49 = 14,29 сменных заданий, что эквивалентно

14,29 * 3 = 42,86 т картофеля

С учетом поправочного коэффициента:

Если сменное задание 42,86*1,2=51,42 т

Следовательно, необходимо 2 автомобиля:

73,29 / 51,42 = 1,4= 2 автомобиля

8. Устройство, принцип действия и применение скреперной установки для уборки навоза

Скреперные установки предназначены для уборки навоза крупного рогатого скота из открытых навозных проходов при беспривязном боксовом содержании скота. Скрепер комплектуется четырьмя рабочими органами, что позволяет осуществить выгрузку навоза как из торца, так и середины помещения. Соединение цепи осуществляется с помощью соединительных звеньев, что исключает применение сварки при сборке и изменении длины цепи в процессе эксплуатации (рис. 1).

Скреперные установки с возвратно-поступательным движением рабочих органов (дельта-скреперов) обеспечивают механическую транспортировку навоза из животноводческих помещений и его подачу с помощью специальных поперечных навозоуборочных конвейеров в навозосборники или транспортное средство. Основные сборочные единицы УС-Ф-170: рабочий контур, скреперы, промежуточные штанги, поворотные устройства, привод. Установка работает в автоматическом режиме. При нажатии кнопки «Вперёд» в движение приводится рабочий контур. Перемещаясь по навозному каналу, скребки раскрываются, захватывают находящийся в навозном канале навоз и подают его в сторону поперечного канала. В это время скреперы, находящиеся в соседнем навозном проходе со сложенными скреперами совершают холостой ход. При подходе переднего скрепера к люку сбрасывания в поперечный канал включается механизм реверсирования. При рабочем ходе передний скрепер сбрасывает навоз в поперечный канал, а задний подводит порцию только до середины навозного прохода. [3, c. 44]

Рисунок 1 - Устройство скреперных установок ТСГ-170, ТСГ-250

1 - привод; 2 - устройство поворотное;

3 - ползун; 4 - скребок (левый); 5- скребок

(правый); 6 - цепь; 7 - пульт управления.

Технические характеристики скреперных установок представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Технические характеристики скреперных установок ТСГ-170, ТСГ-250

Наименование	Един. Измер	Значение
		ТСГ-170	ТСГ-250
1	2	3	4
Тип установки		Стационарный, возвратно-поступательного действия
Установленная мощность	кВт	1,1	1,5
Длина контура	м	170	250
Ширина захвата	м	от 1,8 до 3,0
Размер навозного канала ширина глубина	мм мм	от 1800 до 3000 200
Скорость рабочего органа	м/мин	5,1
Количество обслуживаемого поголовья скота	голов	80-120	140-180
Обслуживающий персонал	чел.	1
Передаточное число редуктора		229
Масса	кг	1150	1400

В случаях использования скреперных установок при привязном бесподстилочном содержании коров для сокращения затрат труда на очистку стойл и проходов длина стойл должна быть сокращена до 1500--1650 мм, а навозоприемный лоток расширен до 550 мм. При этом высота переднего края кормушки не должна превышать 250 мм с тем, чтобы лежа корова могла свободно держать голову над кормушкой. Фиксация животных в необходимом положении достигается применением разделителей и соответствующей конструкцией ограждения кормушки. В оборудованных таким образом помещениях затраты ручного труда на очистку стойл сокращаются в 2 раза.

9. Описать виды и системы освещения, применяемые в сельскохозяйственном производстве

В сельскохозяйственном производстве применяется как искусственное, так и естественное освещение.

В сельском хозяйстве применяют лампы инфракрасного света, ультрафиолетового света. В сельском хозяйстве наибольшее применение нашли инфракрасные зеркальные лампы (ИКЗ), которые применяются в сельском хозяйстве, в животноводстве при разведении молодняка, при обработке продуктов питания для пастеризации и сушки. ИКЗ эксплуатируются в сетях постоянного и переменного тока с номинальным напряжением 220 В и частотой 50 Гц в любом положении.

Дуговые ртутные лампы (ДРИФ, ДМГФ, ДРФ, ДРЛФ, ДРВ, ДРИ) предназначены для облучения растений в теплично-парниковых хозяйствах, оранжереях, фитотронах. Лампы типа ДРФ и ДРЛФ конструктивно представляют собой лампы-светильники и не требуют дополнительного оборудования для перераспределения эффективного потока в пространстве.

Кроме того, в сельском хозяйстве применяются так называемые светильники-облучатели. Излучение оптического диапазона спектра является одним из наиболее тонких и действенных инструментов воздействия на вещества и живые организмы. Различаются три большие группы облучательных светотехнических установок, в которых используется энергия оптического излучения: фотофизического, фотохимического и фотобиологического действия. Световые приборы разделяются по видам фитопроцессов, объектам излучения и спектральным диапазонам оптического излучения.

К таким светильникам относятся ОТ-Х-МИ-Х У5, ИСП45-50-035, ССП10-250-010, облучатели тепличные типа ОГС01, облучатели типа ССП06-250-001 У3,5, светильники-облучатели типа ББП01-30-001 У3,5, ЛСП15-2х65-002 У3,5.

Для ультрафиолетового облучения животных, бактерицидного обеззараживания воздуха в сельскохозяйственных производственных помещениях применяют комплексы осветительные протяженные, облучатели серии ЭСП01-30, предназначенные для ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных и птиц, а также для общего освещения животноводческих помещений.

Для общего освещения сельскохозяйственных помещений с высокой степенью влажности и запыленности (шампиньонницы, овощехранилища, проходы теплиц) применяют светильники серии ЛСП26.

Для использования в групповых и индивидуальных осветительных установках для облучения и обогрева молодняка сельскохозяйственных животных и птиц инфракрасными лучами применяют облучатели серии ССП06-250.

Для обогрева молодняка животных и птиц инфракрасными лучами в сельском хозяйстве применяют облучатели ССП01В-250(500).[1, c. 66]

10. Разработка рекомендаций по повышению эффективности использования сельскохозяйственной техники при возделывании картофеля при выполнении

В данном вопросе проведен анализ использования средств механизации и электрификации процессов производства основной продукции для предприятия сельского хозяйства, отмечены недостатки и указаны пути повышения эффективности использования указанных средств.

Некоммерческая организация - учреждение «Искитимское опытно-экспериментальное сельское хозяйство» создано на базе совхоза «Елбаминский», переданного в ведение Сибирского отделения Российской Академии наук, Распоряжением совета Министров РСФСР от 10.12.90 г. № 1379-р и решением Новосибирского областного совета народных депутатов от 16.08.90 г. № 314, Распоряжением Презудиума Сибирского отделения Академии Наук СССР от 26.03.91 г. № 15000-218 и непосредственно подчиняется Президиуму Сибирского РАН.

Хозяйство расположено в северо-восточной части Искитимского района. Общая площадь землепользования 26017-26097 га. Сельхозугодия составляют 6302 га, из них сенокосов суходольных 3342га, пастбищ суходольных 2754 га, заболоченных сенокосов 121 га, пастбищ 85 га.

Прочие земли:

- пашня 13503га

- лес 8119 га

- кустарники 687 га

- болота 862 га.

Кормовые угодья составляют 31,8% от всех сельскохозяйственных угодий.

Преобладающие типы почв, расположенных на территории владения сельскохозяйственного предприятия Искитимское ОЭСХ СО РАН можно разделить на следующие группы: черноземные почвы, серые лесные почвы, серые глееватые почвы, луговые почвы, пойменные почвы, пойменные болотные и болотные почвы.

Черноземные почвы включают одну почвенную разность - черноземы выщелоченные, занимающие площадь 1854 га. Встречаются в центральной и северной частях землепользования.

Темно-серые лесные почвы занимают площадь 16724 га. Они характеризуются довольно мощным гумусовым горизонтом 35-50см. комковато-зернистой структурой его на целине и темно-серой окраской.

Темно-серые лесные глеевыатые почвы занимают 103 га. По своему морфологическому строению темно-серые глееватые почвы аналогичны темно-серым лесным и отличаются от них наличием признаков оглеения, более мощным гумусовым горизонтом, с несколько большим содержанием гумуса. Эти почвы занимают 5413 га. Распространены в восточной части землепользования.

Специализация сельскохозяйственного производства (по структуре выручки за реализованную продукцию) представлена в табл. 3.

Таблица 3 - Специализация сельскохозяйственного производства

Вид продукции и отрасли	Выручка от реализации, тыс. руб.	Структура выручки
	2002	2003	2004	2002	2003	2004
1	2	3	4	5	6	7
Зерновые	2433	7675	8463	34	33
Картофель	87	30	49	1,2	0,1
Прочая продукция раст-ва	50	5984	8538	0,7	25,7
Итого продукции раст-ва	2570	13689	17050	35,9	58,8	58,2
Молоко цельное	2836	6820	8831	39,6	29,3	30,1
Скот и птица в живом весе на мясо: -КРС	156	65,0	198,0	2,2	0,3	0,7
-Свиньи	-	-	-	-	-	-
-Птица	-	-	-	-	-	-
Прочая продукция жив-ва	1597	2716	3234	22,3	11,6	11
Итого продукция жив-ва	4589	9601	12263	64,1	41,2	41,8
Всего по отраслям рас-ва и жив-ва	7159	23290	29313	100,0	100,0	100,0

Коэффициент специализации K= 100/0,5(2*6-1)+1,1(2*5-1)+15(2*4----1)+18,5(2*3-1)+32(2*2-1)+33(2*1-1)=100/5,5+9,9+105+92,5+96+33= 100/341,9=0,29

Коэффициент специализации Искитимское ОЭСХ СО РАН составляет 0,3, это средний уровень, что характерно для данной местности.

Структура земельных и сельскохозяйственных угодий по состоянию на 31 декабря представлена в табл. 4 и на рис. 2.

Таблица 4 - Структура земельных и сельскохозяйственных угодий

Виды земельных угодий	Площадь, га	Структура земельных угодий, %	Структура сельскохозяйственных угодий, %
	2002	2003	2004	2002	2003	2004	2002	2003	2004
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
С/х угодья	14854	14869	14950	57,1	57,2	57,2	100,0	100,0	100,0
в т.ч. пашня	13836	13851	13932	53,1	53,2	53,3	93	93,2	93,2
сенокосы	453	453	453	1,7	1,7	1,7	3,0	3,0	3,0
пастбища	565	565	565	2,2	2,2	2,2	4	3,8	3,8
прочие	2561	2561	2560	9,8	9,8	9,8	-	-	-
площадь леса	8458	8458	8458	32,5	32,5	32,5	х	х	х
пруды и водоемы	129	129	129	0,5	0,5	0,5	х	х	х
приус. участки	15	-	-	0,1	-	-	х	х	х
Итого земельной площади	26017	26017	26097	100	100	100	х	х	х

Рисунок 2 - Структура земельных и сельскохозяйственных угодий

Основная культура сельского хозяйства Искитимское ОЭСХ СО РАН - озимая рожь. Урожайность основной продукции - 13,5 ц/га.

Площадь поля, занятая основной культурой составляет 500 га.

Технологическая карта производства основной продукции представлена в табл. 5.

Выполняемые операции и процессы	Объем, га, т, ткм	Объем тракторных работ, га условной пахоты	Агротехнические требования	Состав агрегата	Обслуживающий персонал	Продолжительность рабочего дня, ч	Наработка агрегата	Сроки работ, дни	Затраты труда, чел.-ч	Наработка на один агрегат за период работы	Общее число требуемых агрегатов	Нормы расхода топлива, кг
					Тракторист, машинист	Число		За 1 ч сменного времени	За один рабочий день	Календарные	Рабочие	На единицу работы (га, т)	На весь объем расчетной площади			1 га площади	На весь объем работы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Культивация	500		6-8 см	К-700 КПГ-4 4 машины в агрегате, сцепка	1	1	8	12,11	53,28	19.08-23.08	4	0,12	64	640	1	2,1	1050
Уборка	500		По высокой стерне 25-30 см	СК-5	1	1	8	1,6	12,8	10.06-16.06	6	1,91	96	153,6	3	4,2	2100

Таблица 5 - Технологическая карта производства культуры озимая рожь

Расчет альтернативного варианта состава машинотракторного агрегата (МТА) для выполнения технологической операции и на основании сравнительного анализа (сменная выработка, погектарный расход топлива) агрегата, применяемого в хозяйстве представлен в табл.6.

Таблица 6- Расчет альтернативного варианта состава машинотракторного агрегата (МТА)

№	Марка трактора и номер передачи	Ркр, кН	Состав агрегата	Rагр, кН	з	Оценка рациональности агрегата
			Марка машины	Количество машин	Марка сцепки
1	К-700 II	I п3р 47	КПГ-4	4	СП-16	2,73	0,76	Значение з довольно низкое, агрегат используется не рационально

Показатели уровня эффективности использования МТА на технологической операции культивации и уборке озимой пшеницы представлены в табл. 7.

Таблица 7 - Показатели уровня эффективности использования МТА на технологической операции культивации и уборке озимой пшеницы площадь поля 500 га

№	Состав агрегата и марки машин	Сменная выработка, га/см	Расход топлива, кг/га
1	Применяемые в хозяйстве: Трактор К-700 с.-х.машина КПГ-4 сцепка СП-16	53,28	2,81
2	Расчетные варианты а) Трактор К 700 с.-х.машина КПГ-4 сцепка СУ-11 б) Трактор К700 с.-х.машина КПГ-4 сцепка СН-75	63,23 59,00	2,37 2,54

При расчете альтернативных вариантов состава машинотракторного агрегата необходимо выполнить следующие действия:

1. Принять диапазон оптимальных скоростей движения агрегата, обеспечивающих качественное выполнение заданной технологической операции: 6,0-9,0 км/ч

2. Выбрать три рабочие передачи трактора, которые обеспечивают оптимальные, по качеству работы, значения скорости движения агрегата, найти значения силы тяги трактора на выбранных передачах (см.табл. 8)

Таблица 8 - Технические характеристики трактора К-700

Тяговое усилие, кН	56
II	56
III	45
IV	37
V	40
VI	31
VII	23,2
Расчетные скорости км/ч
II	5,93
III	7,57
IV	8,98
V	8,38
VI	10,3
VII	12,15
Коэффициент буксования, %
II	14
III	9,5
IV	6
V	7
VI	5
VII	4,5

Таким образом, оптимальные расчетные скорости трактора - 7,57, 8,98, 8,38 км/ч при тяговом усилии 45, 37 и 40 кН. Коэффициенты буксования соответственно равны: 9,5, 6 и 7 %.

3. Определение ориентировочной ширины захвата агрегата:

В = ((Pнкр Gтр i/100) ER)/Kmv ,

где Kmv - удельное сопротивление машин при выполнении заданной технологической операции, км/м

Kmv = Km [1+Тп (Vp - V0)] ,

где Km -- удельное сопротивление широкозахватной машины при скорости движения V0 = 5 км/ч, км/м (1,2 ?2,6 кН/м)

Тп - коэффициент, характеризующий темп прироста сопротивления на 1км повышения рабочей скорости от начального значения V0 = 5 км/ч (0,03 ? 0,05)

Pнкр - тяговое усиление на крюке трактора, к Н

Gтр - вес трактора, к Н (120 кН)

i - рельеф поля, град. (8)

ER - коэффициент использования номинальной силы тяги (0,92)

Vp - скорость, на которой определяется удельное сопротивление, км/ч.

Расчет для скорости трактора 7,57 км/ч и тягового усилия 45 кН

В =((Pнкр Gтр i/100) ER)/Kmv = ((45 + 120 * 0,08) * 0,92)/2,2 = 22,83 м

Kmv = Km [1+Тп (Vp - V0)] = 2,0[1+0,04 (7,57 - 5)] = 2,2

Расчет для скорости трактора 8,98 км/ч и тягового усилия 37 кН

В = ((Pнкр Gтр i/100) ER)/Kmv = ((37 + 120 * 0,08) * 0,92)/2,31 = 18,56 м

Kmv = Km [1+Тп (Vp - V0)] = 2,0 [1+0,04 (8,98 - 5)] = 2,31

Расчет для скорости трактора 8,38 км/ч и тягового усилия 40 кН

В = ((Pнкр Gтр i/100) ER)/Kmv = ((40 + 120 * 0,08) * 0,92)/2,27 = 20,10 м

Kmv = Km [1+Тп (Vp - V0)] = 2,0 [1+0,04 (8,38 - 5)] = 2,27

4. Определение теоретической величины фронта сцепки широкозахватного агрегата

А = В` - в ,

где А - теоретическая ширина фронта сцепки, м

В` - ориентировочная ширина захвата агрегата, м

в - ширина захвата культиватора, м (табл. 9)

А = В` - в = 22,83 - 4 = 18,83 м

А = В` - в = 18,56 - 4 = 14,56 м

А = В` - в = 20,10 - 4 = 16,10 м

Таблица 9 - Технические характеристики КПГ-4

Показатели	КПГ-4
Ширина захвата, м	4
Глубина обработки, см: стрельчатыми лапами	5-12
рыхлящими лапами	8-16
Производительность, га/ч	2,4-3,2
Рабочая скорость, км/ч	6-8

5. Согласно теоретической ширине фронта А и техническим характеристикам сельскохозяйственных машин (сцепки, табл. 10), устанавливаем ближайшее значение действительной ширины формата А и марку сцепки, которая рекомендуется для заданного трактора и может обеспечить его реальную загрузку на выбранных передачах. При этом обязательно должно соблюдаться условие:

А ? А

Таблица 10 - Технические характеристики сцепок

Сцепка	Ширина захвата, м	Вес, кН
СП-16	16	18,18
С-11У	15	7,8
С-18А	22	10,3
СГ-21	До 20,6	19,1
СН-75	8-12	15
СП-11	8-10,8	9,15

Таким образом, согласно данным табл. 10, подходящими сцепками являются СП-16, С-11У, СН-75, СП-11 (табл. 11):

Таблица 11 - Технические характеристики сцепок

Сцепка	Ширина захвата, м	Вес, кН
СП-16	16	18,18
С-11У	15	7,8
СН-75	8-12	15
СП-11	8-10,8	9,15

6. Определение тягового сопротивления сцепки

Rc = Gc(fc i/100) ,

где Rc - тяговое сопротивление сцепки, к Н

Gc - вес сцепки, кН

fc - коэффициент сопротивления перекатыванию ходовой части сельскохозяйственной части машины (0,06 - 0,08)

Расчет для сцепки СП-16:

Rc = Gc(fc i/100) = 18,18 (0,07 + 0,08) = 2,73 кН

Расчет для сцепки С-11 У:

Rc = Gc(fc i/100) = 7,8 (0,07 + 0,08) = 1,17 кН

Расчет для сцепки СН - 75:

Rc = Gc(fc i/100) = 15 (0,07 + 0,08) = 2,25 кН

Расчет для сцепки СП - 11:

Rc = Gc(fc i/100) = 9,15 (0,07 + 0,08) = 1,37 кН

7. Определение количества широкозахватных машин в агрегате:

nm = [(Pнкр Gтр i/100) ER -- Rc]/[ 2,2 1 b + Gm(fc i/100)]

m - коэффициент использования конструктивной ширины захвата культиватора (1)

b - конструктивная ширина захвата одной машины, м (4 м)

Gm - эксплутационный вес культиватора, к Н (6,2 кН)

Расчет для сцепки СП-16:

nm = [(45 120 8/100) 0,92- 2,73]/[ 2,2 1 4 + 6,2 (0,07 8/100)] = 4,88 ~ 4

b - конструктивная ширина захвата культиватора, 4 м

Расчет для сцепки С - 11 У:

nm = [(37 120 8/100) 0,92- 1,17]/[ 2,31 1 4 + 6,2 (0,07 8/100)] = 4,1 ~ 4

Расчет для сцепки СН- 75:

nm = [(40 120 8/100) 0,92- 2,25]/[ 2,27 1 4 + 6,2 (0,07 8/100)] = 4,33 ~ 4

Расчет для сцепки СП - 11:

nm = [(45 120 8/100) 0,92- 1,37]/[ 2,2 1 4 + 6,2 (0,07 8/100)] = 5,21~ 5

При получении удобного значения, nm округляем в меньшую сторону до целого числа, кроме того, nm ? n , где n - максимальное количество машин, которое может агрегатироваться за выбранной сцепкой.

8. Определение тягового сопротивления машин

Rм = 2,2 4 4 + 2,73 6,2 4 (0,07 8/100) = 41,65

Rм = 2,31 4 4 + 1,17 6,2 4 (0,07 8/100) = 41,85

Rм = 2,27 4 4 + 2,25 6,2 4 (0,07 8/100) = 42,29

9. Определение коэффициента использования тягового усилия трактора на заданных передачах

= 41,65/(45 120 8/100) = 0,76

= 41,85/(37 120 8/100) =0,89

= 42,29/(40 120 8/100) =0,85

10. Определение производительности агрегата за час чистого рабочего времени

Wч = 0,1 1 4 4 7,57 = 12,11 га/ч

Wч = 0,1 1 4 4 8,98 = 14,37 га/ч

Wч = 0,1 1 4 4 8,38 = 13,41 га/ч

11. Определение коэффициента рабочих ходов широкозахватного агрегата (зависит от длины гона, конфигурации поля, разбивки на загонки, кинематической длины и ширины агрегата):

11. 1 Радиус поворота агрегата

Rпm = Em b nm m ,

где Em - коэффициент пропорциональности (1,5 кВт)

Rпm = 1,5 4 4 1 = 24

Rпmv = KR Rпm

где KR - коэффициент изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения (при скорости 1,06 км/ч коэффициент изменения радиуса поворота равен 1,32)

Rпmv = 24 1,32 = 31,68

11. 2 Минимальная ширина поворотной полосы

E = 2,8 Rпmv + l ,

где l =0.5 La ; La = Lmp + Lwм + Lc ,

где La, Lmp, Lwм, Lc - кинематическая ширина широкозахватного агрегата, трактора, машины, сцепки, м

Расчет для сцепки С- 11У:

l =0,5 (Lmp + Lwм + Lc) = 0,5 (3,35 + 4,6 +6,8) = 7,37

E = 2,8 Rпmv + l = 2,8 31,68 + 7,37 = 96,07

Расчет для сцепки СН-75:

l =0,5 (Lmp + Lwм + Lc) = 0,5 (3,35 + 4,6 +7,2) = 7,57

E = 2,8 Rпmv + l = 2,8 31,68 + 7,57 = 96,27

11.3 Общая длина поворота

Lп =L`п + 2 l ,

где L`п - средняя длина поворота, м

L`п = (6,6 8,0) Rпmv

L`п = 7,0 31,68 = 221,76

Расчет для сцепки С- 11У:

Lп =221,76 + 2 7,37 = 236,5

Расчет для сцепки СН-75:

Lп =221,76 + 2 7,57 = 236,9

12 Количество петлевых поворотов

nхп = (Сп / (w b nw)) - 1 ,

где Сп - ширина заданного поля, м

nхп = (20 / (1 4 4)) - 1 =0,25

12.1. Длина холостых поворотов

Sx = Lп nхп

Расчет для сцепки С- 11У:

Sx = 236,5 0,25 = 59,125

Расчет для сцепки СН-75:

Sx = 236,9 0,25 = 59,22

12.2. Общая длина рабочих ходов

Sp = F/(w b nw) ,

где F - площадь заданного поля, м2

Sp = 50000/(1 4 4) = 3125

13. Коэффициент использования рабочих ходов

г = Sp/(Sp + Sx)

Расчет для сцепки С- 11У:

г = 3125/(3125 + 59,12) = 0,98

Расчет для сцепки СН-75:

г = 3125/(3125 + 59,22) = 0,98

14. Определение коэффициента использования рабочего времени смены

ф = Тр / Тсм

Составляем баланс времени смены

Тсм = Тр + Тх + Тпер + Тто + Ттн + Тмет + Торг + Тф + Ттехн

где Тр - чистое рабочее время, ч

Тх - время, затрачиваемое на холостые повороты и заезды агрегата, ч

Тпер - время, затрачиваемое на внутрисменные переезды агрегата с участка на участок, ч

Тто - время, затрачиваемое на техническое обслуживание агрегата, применяется в зависимости от вида сельскохозяйственной работы,

Ттн - время простоя по техническим причинам

Тмет - время простоя агрегата по метеорологическим причинам, ч

Торг - время простоя агрегата по организационным причинам, ч

Тф - время остановки по физиологическим причинам,

Тф = (0,03 0,05) Тсм = 0,04 8 = 0,32 ч

в зависимости от факторов, влияющих на усталость механизатора, ч

Ттехн - время, затрачиваемое на технологическое обслуживание агрегата, ч, 44 мин

Ттехн = f t0

где t0 - продолжительность одной остановки, условно принимают, что агрегат останавливается один раз в час, т.е. 7 раз в смену

Ттехн = f t0 = 0,1*7 = 0,7

Ттн, Тмет, Торг - не нормируются, так как их невозможно учесть, в дальнейших расчётах во внимание не принимаются.

Т = [Тсм - (Ттехн + Тто + Тф + Тпер)] / (1 + фх) = [8- (0,73 + 0,7 + 0,32 + 1,4+ 0,16)] / (1 + 0,5) = 4,46

где фх коэффициент, учитывающий продолжительность поворотов

фх = Тп / Тр

Время одного переезда подсчитывается примерно по формуле

tпер = tпп + Lпер / Vx

где tпп - время, затраченное на подготовку одного агрегата к переезду

tпп 3 мин

Lпер - расстояние одного переезда между загонками или полями, км (1,5 км)

Vx - скорость движения агрегата

Vx = 5,0 5,5 км/ч (с одной прицепной машиной)

Vx = 3,3 4,5 км/ч (с двумя и более машинами)

Vx = 6,0 7,0 км/ч (с навесными орудиями)

tпер = tпп + Lпер / Vx = 0,05 + 1,5/6,5 = 0,28

Тпер = tпп nпер = 0,28*5 = 1,4

где nпер - количество переездов в течении смены

При чёткой организацией труда Тпер 1 4% от Тсм = 0,02*8 = 0,16 ч

ф = Тр / Тсм = 4,46/8 =0,55

15. Определение сменной производительности агрегата

Wсм = Wч Тсм ф

К-700 + КПГ-4 + СП-16

Wч = 12,11 8 0,55 = 53,28 га/см

К-700 + КПГ-4 + С-11 У

Wч = 14,37 8 0,55= 63,23 га/см

К-700 + КПГ-4 + СН-75

Wч = 13,41 8 0,55 = 59,00 га/см

16. Определение расхода топлива на один условный эталонный гектар (у.э.га ) обработанной площади

qга = (Gp Tp + Gx Tx + Gпер Тпер + Go To) / (Wсм )

где Gp, Gx, Gпер, Go - средние часовые расходы топлива двигателем трактора, соответственно при рабочем движении агрегата, на холостом движении и переездах агрегата, на холостой работе двигателя при остановках, кг/ч (табл. 12).

Таблица 12 - Часовой расход топлива при номинальной эффективной мощности двигателя

Тип трактора	на остановках при холостой работе двигателя	при холостом ходе трактора	при холостом ходе агрегата на переездах	при работе с нормальной тяговой нагрузкой
К-700	3,1	12 - 17	13 - 19	27 - 35

To - продолжительность остановок агрегата на загоне в течении смены с работающим двигателем, ч

To = Tто + Tф

- коэффициент перевода объёма сельскохозяйственных работ в условные эталонные гектары, 0,95

To = Tто + Tф = 0,73+0,32 = 1,05 ч

К-700 + КПГ-4 + СП-16

qга = (30 3,59 + 15 0,7 + 15 1,4 + 3,1 1,05) / (53,28 0,95) = 2,81

К-700 + КПГ-4 + С-11 У

qга = (30 3,59 + 15 0,7 + 15 1,4 + 3,1 1,05) / (63,23 0,95) = 2,37

К-700 + КПГ-4 + СН-75

qга = (30 3,59 + 15 0,7 + 15 1,4 + 3,1 1,05) / (59,00 0,95) = 2,54

Таким образом, можно сделать вывод, что применяемые средства механизации на предприятии «Искитимское опытно-экспериментальное сельское хозяйство» нерациональны, так как данный агрегат потребляет высокое количество топлива, а также не обеспечивает максимально возможную производительность.

Применение сцепок в машинотракторном агрегате типа С-11 У и СН-75 позволяет увеличить производительность агрегата с53,28 га/см до 63,23 г/см и до 59,00 га/см соответственно. Наиболее рациональным вариантом является следующая конструкция машинотранспортного агрегата для культивации озимой ржи:

Трактор колесный К-700, культиватор КПГ - 4 (4 машины в одном агрегате) и сцепка С-11 У. Данная конструкция позволяет снизить расход топлива до 2,37 кг/га.

Сцепка универсальная С-11У предназначена для составления широкозахватных агрегатов из зубовых борон, катков, культиваторов и других прицепных машин для поверхностной обработки почвы.

Список литературы

1. Воробьев В.А. Электрификация сельскохозяйственного производства -М.: Агропромиздат, 1985-208 с.

2. Жилинский Ю.М., Свентицкий И.И. Электрическое освещение и облучение в сельскохозяйственном производстве. -- М.: Высш. шк., 1968. -- 186 с

3. Изаков Ф.Я. Практикум по применению электрической энергии в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1972. - 386 с.

4. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М.: Агропромиздат, 1989. - 527 с.

5. Крутов В.И., Горбаневский В.Е., Кислов В.Г. Топливная аппаратура автотракторных двигателей. М., 1985. 297 с.

6. Механизация и электрификация сельского хозяйства: Методические указания и задания для контрольной работа/ Новосиб. гос. аграр. Ун-т; Сост. В.А. Головатнюк, В.И. Воробьев, В.П. Демидов. - Новосибирск, 2000.- 23 с.

7. Шеповалов В.Д., Рабский В.Н. Шугуров М.М. Средства автоматизации промышленного животноводства -М.: Колос; 1981.

8. Федоров И.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей. М., 1980. 284 с.