Разработка операционной технологии выполнения полевых механизированных работ и обоснование оптимального состава машинно-тракторного па

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

Кафедра: «Эксплуатация  машинно-тракторного парка»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

Тема: Разработка операционной технологии выполнения полевых механизированных работ и обоснование оптимального состава машинно-тракторного парка.

 

 

 

 

 

                         Выполнил: студент 1 курса, шифр 09015     О.Р. Кириллов

 

                         Проверил:                        ______________ Н.Г. Касимов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2010

Содержание

 

1. Разработка операционной  технологии выполнения полевых  механизированных работ

1.1. Назначение культивации.

1.2. Агротехнические требования.

1.3. Выбор трактора  и сельскохозяйственных машин.

1.4. Расчет состава  машинно-тракторного агрегата.

1.5. Определение эксплуатационно-технологических  показателей работ машинно-тракторных  агрегатов.

1.6. Таблица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Назначение культивации

Назначение культивации состоит  в том, чтобы провести рыхление верхнего слоя почвы на заданную глубину без ее оборачивания и перемешивания и при этом уничтожить сорные растения. В группу культиваторов для сплошной обработки почвы (паровых) входят: прицепные КПС-4, КПГ-4 и навесные КПН-4Г, КПН-4А с лапами на жестких и пружинных стойках для ухода за парами и предпосевной обработки почвы на глубину 6-12 см.

Рыхление почвы способствует накоплению и сохранению влаги и питательных  веществ в форме доступной  для усвоения их культурными растениями. Предпосевной культивацией преследуется цель - уничтожить проростки сорняков перед самым посевом и исключить возможность появления их раньше культурных растений, обеспечить доступ воздуха и воды в разрыхленную часть почвы, а также создать ложе для высеваемых семян, которые должны попасть во влажную почву на уплотненный слой. После культивации верхний слой почвы должен быть мелкокомковатым, глубина рыхления равномерной, сорные растения полностью подрезаны, высота гребней взрыхленного слоя не должна превышать 3-4 см.

Рабочие органы культиваторов не должны выносить на поверхность нижний влажный слой почвы. Важнейшими приемами по уходу за пропашными культурами являются: борьба с сорняками и разрушение почвенной корки, сохранение влаги, окучивание растений и подкормка их минеральными удобрениями. Междурядную обработку пропашных культур с подкормкой растений выполняют культиваторами-растениепитателями КРН-4,2; КРН-5,6; КРН-2,8МО; КРН-2,8М и культиваторами-окучниками КОН-2,8ПМ; ОКП-ЗА.

Глубину обработки при культивации  пропашных культур устанавливают  в зависимости от назначения культивации. Величину защитной зоны делают минимальной в зависимости от культуры, порядка культивации, но не допускающей повреждения культурных растений рабочими органами культиватора. Для обработки защитных зон в сочетании с полольными лапами применяют ротационные игольчатые диски, пружинные боровки и быстросъемные щитки. Культивация должна проводиться в установленные агротехнические сроки.

 

1.2. Агротехнические требования

При выполнении любой сельскохозяйственной операции необходимо соблюдать агротехнические требования, которые задаются в виде нормативов и технологических допусков на качество выполнения работ. Должны быть изложены все технологические показатели и нормативы, которые подразделяются на временные (календарные сроки, продолжительность в днях, в часах), количественные (полноту сбора урожая, норму высева семян или посадки, норму внесения удобрений и т.д.) и качественные, показывающие изменения в материалах, подвергающихся воздействию рабочих органов машин (степень крошения, полнота заделки растительных остатков, удобрений, повреждение зерна и др.).

При разработке операционной технологии данной операции в агротехнических  требованиях указывают следующие  основные показатели:

- срок и продолжительность выполнения  работы;

- значения технологических параметров, определяющих качество работы (глубина обработки, способ посева, норма высева или посадки, норма внесения удобрений и др.), здесь же необходимо указать также допустимые отклонения от нормативных показателей и технологических параметров.

Следует обратить внимание на полноту изложения агротехнических требований, чтобы на их основе можно было отрегулировать машины и проверить качество выполнения заданной операции.

 

1.3. Выбор трактора  и сельскохозяйственных машин.

Краткие технические  характеристики

Трактор Т-150 (с двигателем СМД-60)

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.)	110 (150)
Частота вращения, об/мин:
коленчатого вала при номинальной  эксплуатационной мощности двигателя	2000
ВОМ	540 и 1000
Диаметр цилиндра, мм	130
Ход поршня, мм	115
Рабочий объем цилиндров, л	9,15
Удельный расход топлива при  номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт*ч (г/э. л.с.-ч)	252(185)
Вместимость топливного бака, л	315
Колея, мм	1435
Продольная база, мм	1800
Дорожный просвет (при погруженных почвозацепах), мм	300
Удельное давление на грунт, МПа (кгс/см2)	0,046(0,46)
Габаритные размеры, мм	4935 Х 1850 Х 2915 (высота с воздухоохладителем)
Масса конструктивная, кг	6975

 

 

 

Плуги

Наименование машины Марка машины					Ширина  захвата, м			Масса, кг
Плуг: полунавесной			ПТК-9-35			3,15				2200
прицепной 5-корпусн.			ПЛП-6-35			2,10				1000
навесной			“Труженик У”			1,75				1305
	ПН-8-35			2,80			1900
		ПЛН-4-35			1,40				640

 

 

Культиватор КПС-4

Параметры	Ед.измерения	КПС-4ПП	КПС-4ПН
Показатели назначения
Производительность за час основного  времени	га/ч	4,0-4,08	4,0-4,08
Рабочая ширина захвата	м	4,0	4,0
Рабочая скорость	км/ч	10-12	10-12
Транспортная скорость	км/ч	до 20	до 20
Комбинированность	-	0,5	0,5
Количество обслуживающего персонала	чел	1	1
Габаритные размеры в рабочем  состоянии: - длина  - ширина - высота	мм	6450 4050 1000	4000 4050 1100
Потребляемая мощность	кВт	до 50,0	до 50,0
Основные показатели выполнения технологического процесса: - глубина обработки - гребнистость поверхности, не более - отклонение  средней глубины обработки  - количество комочков размером  от 1 до 25 мм за 1 проход - подрезание сорняков, не менее	см см см %   %	5-12 2,0 ±1,5 80   100	5-12 2,0 ±1,5 80   100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Расчет состава машинно-тракторного агрегата.

 

Правильно скомплектованный МТА должен обеспечить качественное выполнение работ в соответствии с агротехническими требованиями, наивысшую  производительность, наименьшие затраты  труда и средств, хорошую маневренность  и проходимость при переездах с одного участка на другой или внутри загона; нормальные условия труда и безопасность работы.

 

1.4.2 РАСЧЕТ  СОСТАВА ПАХОТНОГО МТА.

1. Определяется сопротивлением  одного плужного корпуса

R_кор=abK_v,

где а – глубина вспашки, м;

 b – ширина захвата одного плужного корпуса, м;

K_v – удельное сопротивление плуга при заданной скорости движения, кН/м².

 

2. Поскольку удельное  сопротивление (К_о) для машин приводится при скорости V_o=5 км/ч, то необходимо произвести перерасчет действительного удельного сопротивления (К_v) при заданной рабочей скорости по общей формуле.

K_v=К_о[1+Δc(V_p – V_o)/100],

где ∆с – темп нарастания удельного тягового сопротивления машины, %;

 V_p – скорость движения МТА на выбранной передача, км/ч.

 

Решение:

Дано: b=0.35м, а=0.19м, ∆с=4%, V_p=8.1 км/ч, К_о=47.5 кН/м².

K_v=47.5 кН/м²[1+4%(8.1 км/ч – 5 км/ч)/100]=53.39 кН/м²

R_кор=0.19м · 0.35м · 53.39 кН/м²=3.55 [кН]

 

 

 

3. Определяется количество  корпусов плуга в агрегате.

 

                      n_kop=P_kp · э/R_kop,                                               

где P_kp – сила тяги на крюке трактора на выбранной работе передаче кН.

э– степень загрузки трактора по силе тяги.

 

Решение:

Дано: P_kp=35.3 кН; э=0.9; R_кор=3.55 [кН].

 

n_kop=35.3 кН · 0.9/3.55 [кН]=8.95 шт.≈9 шт.

 

4. Определяется общее тяговое сопротивление пахотного машинно-тракторного агрегата.

 

R_пл=R_kop · n_kop,

 

Решение:

Дано: R_кор=3.55 [кН]; n_kop=9 шт.

R_пл=3.55 [кН] · 9 шт.=31.95 кН

 

5. Окончательный состав  пахотного агрегата определяется  по действительной степени загрузки  трактора тяговым сопротивлением скомплектованного МТА.

 

э=R_пл/Р_кр,

 

 

 

Решение:

Дано: R_пл=31.95 кН; Р_кр=35.3 кН.

э=31.95 кН/35.3 кН=0.9.

МТА: Т-150В + ПТК-9-35 – агрегат  скомплектован правильно, так как  э=0.9, а диапазон правильно скомплектованного  пахотного агрегата считается 0.75-0.9 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.3. РАСЧЕТ  КУЛЬТИВАЦИИ

1. Определяется оптимальная  ширина захвата агрегата на  выбранной основной рабочей передаче  трактора при заданном фоне  поля (12…14).

 

              В_опт=Р_кр · э/(K_v1+K_v2+…+K_vn),

где K_v1,  K_v2,  K_vn - удельное сопротивление машин, входящих в состав агрегата, при выбранной рабочей скорости, кН/м.

 

Решение:

Дано: КПС-4 – культиватор; К_к=1.1 кН/м; В_к=4, ∆с=3%; Р_кр=35.3 кН; э=0.9, V_p=8.1 км/ч.

K_v=К_о[1+Δc(V_p – V_o)/100]

K_v=1.1 кН/м[1+3%(8.1 км/ч – 5 км/ч)/100]=1.24 кН/м²

В_опт=(35.3 кН · 0.9)/ 1.24 кН/м²=25.6 м

 

2. Количество машин  в агрегате определяется по  формуле:

 

n=В_опт/В_к,                                                  

где В_к – конструктивная ширина захвата одной машины, м.

 

Решение:

Дано: В_опт=25.6 м; В_к=4 м.

n=25.6 м/4 м≈6.

 

3. Марка сцепок выбирается  по фронту сцепки (12…14), который  определяется 

 

В_сц=В_к · (n–1)

Фронт сцепки В_сц – это расстояние по основному тяговому брусу между крайними точками присоединения удлинителей навесок машин.

 

Решение:

Дано: В_к=4 м; n=6.

В_сц=4·(6-1)=20 м.

Марка сцепки СГ-21

 

4. Определяется общее  тяговое сопротивление культиватора.

 

R_аг=B_к·n· К_v+R_сц.,        

где R_сц – сопротивление сцепки, кН.

 

Решение:

Дано: R_сц=4.0 кН; B_к=4 м; К_v=1.24 кН/м², n=6

R_аг=4 м · 6 · 1.24 кН/м² + 4 кН = 33.76 кН.

 

5. Окончательный состав  машинно-тракторного агрегата определяется  по действительной степени загрузки  трактора тяговым сопротивлением  скомплектованного агрегата.

э=R_аг/Р_кр

 

Решение:

Дано: R_аг=33.76 кН; Р_кр=35.3 кН

э=33.76 кН/35.3 кН=0.95.

Вывод: МТА: Т-150 + СГ-21 + (6)КПС-4 – агрегат считается скомплектован правильно, так как значение э=0.95 входит в диапазон 0.9-0.96-э.

 

1.5 Определение  производительности МТА

(для СГ-21)

1. Определим производительность  за час сменного времени

W_час=0,1В_р · V_р · τ

где Вр –рабочая ширина захвата агрегата, V_р - рабочая скорость агрегата,

τ - коэффициент использования времени смены.

В_р=В_к·β

где В_к – конструктивная ширина захвата агрегата

 

 Решение:

Дано: τ=0.8; V_р=8.1 км/ч; β=0.96; В_к=4 м.

В_р=24 м · 0.96 = 23.04 м.

W_час=0.1 · 23.04 м · 8.1 км/ч · 0.8 = 14.93 га/ч.

 

2. Определяем сменную  производительность агрегата

W_см=0,1В_р · V_р · Т_р,

где Тр – чистое рабочее время, ч.

Т_р= Т_см · τ

где Т_см – общее время смены (Т_см=7), ч.

 

Решение:

Т_р=7ч · 0.8 = 5.6 ч.

W_см=0.1 · 23.04 м · 8.1 км/ч · 5.6 ч. = 104.51 га.

 

3. Удельный расход  топлива

q_га=0,85 · G_т/W_час,

где G_т – часовой расход топлива при номинальной мощности, кг/ч.

 

 

Решение:

Дано: G_т=26.1 кг/ч, W_час= 14.93 га/ч.

q_га=0.85·(26.1 кг/ч / 14.93 га/ч)=1.49 кг/ч

 

3. Затраты труда

Затраты труда являются одним из основных эксплуатационных показателей, характеризующих уровень  механизации производства по отдельным  операциям и в целом по технологии возделывания сельскохозяйственной культуры. Эти затраты выражаются в человеко-часах (чел.-ч) за единицу выполненной работы.

Затраты труда определяются следующим образом:

                     

3_т=(m₁+m₂)/W_час,                                          

где m₁ – количество механизаторов;

m₂ – количество вспомогательных рабочих;

W_час – производительность за час сменного времени га/ч.

 

Решение:

Дано: m₁=1; m₂=0; W_час=14.93 га/ч.

3_т=(1+0)/14.93 га/ч = 0.067 чел/ч

 

4. Прямые эксплуатационные  затраты.

Себестоимость продуктов  земледелия связана с затратами  на эксплуатацию техники, поэтому снижение себестоимости механизированных работ играет важную роль в удешевлении сельскохозяйственной продукции.

Все затраты при эксплуатации машин делят на прямые затраты, непосредственно  связанные с выполнением той  или иной технологической операции и затраты на организацию производства.

Прямые эксплуатационные затраты S_о – это затраты денежных средств непосредственно на выполнение технологической операции. Эксплуатационные затраты, как правило, определяют в расчете на единицу выполненной работы (руб/га, руб/т, раб/т-км). Подсчет прямых затрат ведут по формуле:

 

S_о=S_а+S_рт+S_тсм+S_зп+S_м,                                 

где S_а – сумма затрат на амортизацию (полное восстановление);

S_рт – сумма затрат на текущий ремонт и техническое обслуживание;

S_тсм – затраты на топливно-смазочные материалы, расходуемые при работе агрегата;

S_зп – затраты на оплату труда механизаторов и вспомогательных рабочих обслуживающих агрегат.

S_а=S_ат+S_асц+S_ам · n,                                    

где S_ат, S_асц, S_ам – отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание трактора, сцепки и СХМ соответственно;

n – количество СХМ в агрегате.

 

Размер отчислений на амортизацию, а также на текущий  ремонт и техническое обслуживание трактора определяется по формулам:

                         

              S_ат=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час)_,

где – а_р, а_кр– нормы годовых отчислений соответственно на реновацию, капитальный ремонт, текущий ремонт, техническое обслуживание трактора, %

Б – балансовая стоимость трактора (цена, по которой трактор принят на баланс хозяйства, руб.)

S_асц=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час)_,

S_ам=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час),

S_рт=S_ртт+S_рсц+S_рм ·n

где S_ртт, S_рсц, S_рм – отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание трактора, сцепки и СХМ соответственно.

S_ртт=(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

где – а_р, а_кр, а_тр, а_то – нормы годовых отчислений соответственно на реновацию, капитальный ремонт, текущий ремонт, техническое обслуживание трактора, %.

S_рсц =(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

S_рм =(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

 

Затраты на топливо и смазочные материалы определяю:

 

S_тсм=q_га · Ц_т,                                       

где Ц_т – комплексная цена 1 л топлива (включая стоимость ТСМ, приходящихся на 1 л основного топлива), руб

 

Затраты на оплату труда  механизаторов и вспомогательных рабочих определяются по формуле:

 

S_зп= К(m₁·f₁·g₁)/W_час,                                   

где m₁ – количество механизаторов и вспомогательных рабочих;

f₁ – часовые тарифные ставки оплаты труда механизированных работ, руб/чел.-ч;

К – коэффициенты, учитывающие доплаты механизаторам и вспомогательным рабочим по расчету за продукцию, премии и стаж работы, квалификацию, оплату отпусков и начисления по социальному страхованию

Решение:

1. S_зп=К(m₁·f₁·g₁)/W_час

Дано: m₁=1; К=1.95=соnst; f₁=25 р/ч; g₁=1.2; W_час= 14.93 га/ч

S_зп=1.95(1·25 р/ч·1.2)/ 14.93 га/ч=3.92 чел/час

 

2. S_тсм=q_га · Ц_т

Дано: Ц_т=18 р/кг; q_га=1.49 кг/ч

S_тсм=1.49 кг/ч · 18 р/кг=26.82 руб./га

 

3. S_рм =(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

Дано: (а_тр+а_то)=11.4%; Б=6963 руб.; Т_г=800 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_ртт=11.4% ·6963 руб.·100/100·800 ч. · 14.93 га/ч = 7939720/1194400=6.65 руб./га

 

4. S_рсц =(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

Дано: (а_тр+а_то)=7%; Б=966 руб.; Т_г=100 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_рсц=7% ·966 руб.·100/100·100 ч. · 14.93 га/ч=676200/149300=4.53 руб./га

 

5. S_рм=(а_тр+а_то)Б·К/100 · Т_г ·W_час

Дано: (а_тр+а_то)=12%; Б=344 руб.; Т_г=100 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_рм=12% ·344 руб.·100/100·100 ч. · 14.93 га/ч=412800/149300=2.76 руб./га

 

6. S_рт=S_ртт+S_рсц+S_рм ·n

Дано: S_рм=2.76; S_рсц=4.53; S_ртт=6.65; n=6

S_рт=6.65+4.53+2.76·6=27.74 руб./га

 

7. S_ам=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час)-культиватор

Дано: (а_р+а_кр)=14.2%; Б=344 руб.; К=100; Т_г=100 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_ам=14.2%·344·100/(100·100·14.93)=3.27 руб./га

 

8. S_асц=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час) - сцепка

Дано: (а_р+а_кр)=14.2%; Б=966 руб.; К=100; Т_г=100 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_асц=14.2%·966·100/100·100·14.93=9.19 руб./га

 

9. S_ат=(а_р+а_кр)Б·К/(100 · Тг ·W_час) – трактор

Дано: (а_р+а_кр)= 17%; Б=6963 руб.; К=100; Т_г=800 ч.; W_час=14.93 га/ч

S_ат=17%·6963·100/100·800·14.93=9.91 руб./га

 

10. S_а=S_ат+S_асц+S_ам · n

Дано: S_ат=9.91; S_асц=9.19; S_ам=3.27; n=6

S_а=9.91+9.19+3.27·6=38.72 руб./га

 

11. S_о=S_а+S_рт+S_тсм+S_зп+S_м

Дано: S_а=38.72 S_рт=27.74; S_тсм=26.82; S_зп=3.92 чел/час; S_м=0

S_о=38.72+27.74+26.82+3.92+0=97.20 руб./га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6. Оформим таблицу

Основные эксплутационно-экономические параметры

МТА: T-150 + СГ-21 +(6)КПС-4

МТА	Единица измерения	Числовое значение
Bp	м	23.04
Vp	км/ч	8.1
э		0.96 0.92
Wчас	га/ч	14.93
Qра	кг/ч	1,49
ЗT	чел/ч	0.067
So	руб./га	97.20