Разработка технологического агроприема для довсходового рыхления картофеля

Разработка технологического агроприема для довсходового рыхления картофеля

Разработка технологического агроприема для довсходового рыхления картофеля

Введение

В современных условиях наиболее прогрессивная форма организации труда механизаторов, отвечающая поставленным задачам по производству необходимой продукции растениеводства, - коллективный подряд, представляющий собой форму внутрихозяйственных хозрасчетных экономических отношений, основанных на взаимном интересе производства как можно большего количества конечной продукции.

Применительно к каждой операции по возделыванию и уборке с/х культуры должны быть решены следующие вопросы: выбрана технология и определены оптимальные сроки выполнения работы; определены, скомплектованы и подготовлены к работе машинотракторные агрегаты; подготовлены поля и организована работа агрегатов на загоне; обеспечены своевременный контроль качества и техника безопасность выполнения работ.

В настоящее время основное внимание уделяется выбору машинных агрегатов или комплексов средств механизации факторами являются соблюдение агротехнических требований и улучшение технико-экономических показателей.

Критическое состояние технического обеспечения АПК России - один из основных факторов регресса всех процессов социально - экономического развития села и предприятий АПК.

Отечественные тракторы и с/х машины более адаптированы к зональным требованиям ведения с/х производства, местным маркам ГСМ. Наша техника в 3-6 раз дешевле зарубежной, более ремонтопригодна, но вот конкурентоспособность отечественной техники нельзя сравнить с зарубежной, так как у нее недостаточная надежность, низкое качество и уровень оснащения современными средствами контроля за состоянием агрегата, выполнением технологических процессов.

Важнейшим фактором снижения материальных ресурсов на производство продукции является интенсификация производства, при которой затраты на единицу площади увеличиваются, а на единицу продукции - снижаются за счет повышения урожайности.

За неимением возможности приобретать новую технику, необходимо бережно использовать имеющиеся в хозяйствах машины.

1. Назначение операции

Довсходовое рыхление картофеля - приём междурядной обработки почвы культиваторами, обеспечивающий её крошение, рыхление, выравнивание поверхности пашни и подрезание сорняков. Основная задача культивации - подрезание всходов проростков сорняков и разрыхление почвы. В результате рыхления почвы, крошения глыб и крупных комков при культивации на поверхности создаётся рыхлый слой почвы. Это улучшает водный и воздушный режимы, ускоряет прогревание почвы весной, усиливает микробиологическую деятельность и создаёт благоприятные условия для накопления доступных растениям питательных веществ, роста культур.

2. Выбор трактора, сельскохозяйственной машины и требования предъявляемые МТА

Описание МТЗ-82.

МТЗ-82 - это колесный, универсальный трактор класса тяги 14 кН с четырьмя ведущими колесами. Предназначен для выполнения в агрегате с навесными прицепными машинами сельскохозяйственных работ (предпосевная обработка почвы и междурядная обработка пропашных культур, посадка рассады, картофеля, заготовка кормов и обслуживание животноводческих ферм, уборка с/х культур) и транспортных работ.

Является модификацией трактора МТЗ-80; отличается от него наличием переднего моста и привода к нему. Сохраняя все качества базовой модели, в том числе и универсальность. Обладает повышенными тягово-сцепными качествами и проходимостью.

Таблица 1

ПередачиСкорость движения (расчетная) без учета буксования, без редуктора и ходоуменьшителя, км/чТяговое усилие (расчетное) на крюке, без редуктора и ходоуменьшителя, кН (кГс).Передний ход:12,5019,5 (1950)24,2619,5 (1950)37,2418,1 (1810)48,914,9 (1490)510,513,7 (1370)612,311,3 (1130)715,28,4 (840)818,06,0 (600)933,43,0 (300)Задний ход:15,26-28,97-

Техническая характеристика.

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.) 55,16 (75)

Частота вращения, об/мин:

коленчатого вала…………………………………………………..2200

ВОМ……………………………………………………….…….545 и 1010

Диаметр цилиндра, мм………………………………………………110

Ход поршня, мм……………………………………………………..125

Удельный расход топлива, г/кВт * ч (г/э.л.с.-ч)…………….. 251,6 (185)

Дизельное топливо для МТЗ-82…….…..….по ГОСТ 305 - 73 пусковое

топливо - смесь автобензина А - 72 с маслом для дизеля в соотношении 15:1 по объему

Вместимость топливного бака, л…………………………………130

Колея колес (регулируемая), мм

задних……………………………………………………….1400…2100

передних……………………………………………………..1200…1800

Шины колес:

передних…………………………………………….210 - 508 (8,3/8 - 20)

задних………………………………………………400 - 965 (15,5 - 38) Р

Давление в шинах колес, МПа (кг/см2):

передних…………………………………………. 0,14…0,25 (1,4…2,5)

задних……………………………………………. 0,08…0,14 (0,8…1,4)

Продольная база, мм…………………………………………….2450

Дорожный просвет, мм…………………………………………….470

Наименьший радиус поворота, м…………………………………4,3

Габаритные размеры, мм……………………………..3930*1970*2470

Масса конструктивная, кг……………………………………….3370

Описание Т-40М.

Т-40М - это колесный, универсальный трактор класса тяги 9 кН. Предназначен для выполнения в агрегате с навесными прицепными машинами сельскохозяйственных работ (предпосевная обработка почвы, посев, междурядная обработка пропашных культур - сахарной свеклы, кукурузы, подсолнечника, картофеля, заготовка кормов). Можно использовать для привода стационарных машин и на транспортных работах, а также на животноводческих фермах для подвоза и раздачи грубых кормов и удаления навоза из помещения.

Таблица 2

ПередачиСкорость движения (расчетная) без учета буксования, без редуктора и ходоуменьшителя, км/чТяговое усилие (расчетное) на крюке, без редуктора и ходоуменьшителя, кН (кг/с)Передний ход:Замедленная1,82-16,9011,00 (1100)28,2210,5 (1050)39,78,5 (850)411,36,8 (680)521-630-Задний ход:5,94-РеверсНа все передачи-

Техническая характеристика.

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.)…………. 36,78

Частота вращения, об/мин:

коленчатого вала……………………………………………………1800

ВОМ заднего……………………………………………………………….540

ВОМ бокового………… ………………………………………..1245

Диаметр цилиндра, мм……………………………………………105

Ход поршня, мм…………………………………………………….120

Удельный расход топлива, г/кВт * ч (г/э.л.с.-ч)………….. 254,3 (187)

Вместимость топливного бака, л……………………………………..70

Колея колес (регулируемая), мм

задних…………………………………………………….1400…2100

передних……………………………………………………..1200…1800

Шины колес:

передних……………………………………………180 - 406 (6,5 - 16)

задних (для работы в узких междурядьях)…….….240 - 1067 (9,5/9-42)

задних (для остальных работ)………………..330 - 965 (13,6/12 - 38)

Давление в шинах колес, МПа (кг/см2):

передних…………………………………………. 0,14…0,31 (1,4…3,1)

задних……………………………………………. 0,08…0,15 (0,8…1,5)

Продольная база, мм……………………………………….2120 и 1245

Колея регулируемая, мм……………………………….1200 и 1800

Дорожный просвет, мм……………………………………….500 и 650

Дизельное топливо……………………………….по ГОСТ 305 - 73

Наименьший радиус поворота, м…………………………………2,7

Габаритные размеры, мм………………………….…..3660*1625*2530

Масса конструктивная, кг………………………….……………….2380

ДхШхВ…………………………………………….1590х4400х1615

3. Расчет состава МТА

А. МТЗ-82 + КРН-4,2Г

Диапазон рабочих скоростей 6 - 9 км/ч.

Передачи трактора - III, IV.

Устанавливаем тяговое усилие трактора.

Ркр = Ркр.н - Gт * sinα, кН.

Ркр.нα (III) = 18,1 - 33,7 * 0.034 = 16,96;

Ркр.нα (IV) = 14,9 - 33,7 * 0.034 = 13,76.

Расчёт возможной рабочей ширины захвата агрегата (Вмах).

Вмах= Ркрa / (К + gm * sina), где:

gm - удельный вес машины.

gm = Gm / Bm

gm = 975 / 4,2 = 232,1 кг/м

Вмах(III) = 1696/ (155+232,1*0,034) = 10,4 м

Вмах IV) = 1376 / (155+232,1*0,034) = 8,45 м

Расчет количества машин - орудий, входящих в агрегат (nm)

nm = Вмах / bm,

где bm - ширина захвата машины

nk (III) = 10,4 / 4,2 = 2

nk IV) = 8,45 / 4,2 = 2

Так как при посадке картофеля использовалась шестирядная сажалка, то нельзя использовать агрегат с большей шириной захвата, а агрегатировать несколько культиваторов невозможно.

Определение тягового сопротивления агрегата (Rагр).

Rагр = nm * (К * bм + Gм * sina)+Rсцепки

Rагр (III, IV) = 1 * (155 * 4,2 + 975* 0,034)+0 = 685,1 кг

Расчёт рациональности загрузки трактора (h.

= Rагр / Ркрa

III) = 685,1 / 1696 = 0,40.

h( IV) = 685,1 / 1376 = 0,49.

Таблица 3. Расчетные показатели агрегатов

№ п/пМарка трактора и номер передачиРкр, кгСостав агрегатаRАГР.ŋОценка рациональности агрегатаМарка машиныМарка сцепки1МТЗ-82 (III)1696КРН-4,2Г-685,10,40Не загружен2МТЗ-82 (IV)1376КРН-4,2Г-685,10,49Не загружен

Из таблицы 3 видно, что у трактора имеется большой запас мощности по тяговому усилию, более рациональной является работа на IV передаче, так как при большей скорости движения будет достигнута большая производительность.

Б. Т-40М + КРН-4,2Г

Диапазон рабочих скоростей 6 - 9 км/ч.

Передачи трактора - I, II.

Устанавливаем тяговое усилие трактора.

Ркр = Ркр.н - Gт * sinα, кН.

Ркр.нα (I) = 11,0 - 23,8 * 0.034 = 10,2;

Ркр.нα (II) = 10,5 - 23,8* 0.034 = 9,7.

Расчёт возможной рабочей ширины захвата агрегата (Вмах).

Вмах= Ркрa(К + gm * sina), где:

gm - удельный вес машины.

gm = Gm / Bm

gm = 975 / 4,2 = 232,1 кг/м

Вмах(I) = 1020/ (155+232,1*0,034) = 6,26 м

Вмах II) = 970 / (155+232,1*0,034) = 5,95 м

Расчет количества машин - орудий, входящих в агрегат (nm)

nm = Вмах / bm,

где bm - ширина захвата машины

nk (I) = 6,26 / 4,2 = 1

nk II) = 5,95 / 4,2 = 1

Определение тягового сопротивления агрегата (Rагр).

Rагр = nm * (К * bм + Gм * sina)+Rсцепки

Rагр (I, II) = 1 * (155 * 4,2 + 975* 0,034)+0 = 685,1 кг

Расчёт рациональности загрузки трактора (h.

= Rагр / Ркрa

I) = 685,1 / 1020 = 0,67.

h( II) = 685,1 / 970 = 0,70.

Таблица 4. Расчетные показатели агрегатов

№ п/пМарка трактора и номер передачиРкр, кгСостав агрегатаRАГР.ŋОценка рациональности агрегатаМарка машиныМарка сцепки1Т-40 (I)1020КРН-4,2Г-685,10,67Не загружен2Т-40 (II)970КРН-4,2Г-685,10,70Не загруженИз таблицы 3 видно, что у трактора имеется запас мощности по тяговому усилию, более рациональной является работа на II передаче.

4. Технико-экономические показатели агрегатов

А. МТЗ-82 + КРН-4,2Г

Определение производительности за час сменного времени (Wч).

Wч = 0,1 * Вр * Vр * t (га/ч), где

Вр - рабочая ширина захвата агрегата

Vр - рабочая скорость агрегата

t - коэффициент использования времени смены

Vр = 8,9 * (1 - 18/100) = 7,3 км/ч - IV передача

Коэффициент использования времени смены t= Тр / Тс

Тр - чистое рабочее время, Тр=6 ч

Тсм - время смены, Тсм = 8 ч

t= 6 /8 = 0,75

Wч = 0,1 * 4.2 * 7,3 * 0,75 = 2,3 га - для IV передачи

Определение сменной выработки агрегата (Wсм)

Wсм = 0,1 * Вр * Vр * Тр, где

Wсм - техническая производительность (сменная).

Wсм = 0,1 * 4,2 * 7,3 * 6 = 18,4 га - для IV передачи

Расчёт погектарного расхода топлива (Q).

Q = (Gтp * Tp + Gтx * Tx + Gтo * To)/Wсм, где

G - расход топлива (кг/ч);

Т - время работы трактора;

р - рабочий ход;

х - холостой ход;

о - остановка.

Gтр = 12 кг/ч

Gтх = 8 кг/ч

Gто = 1,4 кг/ч

Тр =6 ч

То = (tтехн + tотд) Тр + Тто, где

tтехн, tотд - время простоев из-за отдыха механизаторов, ч

Тто - время простоев при ТО в течении смены, ч

tтехн = 0,1

tотд = 0,1

Тто = 0,2

То = (0,1+ 0,1) * 6 + 0,2 = 1,4 ч - время остановки агрегата в течении смены

Тх = Тсм - Тр-То = 8 - 6 - 1,4 = 0,6 ч - время движения агрегата при холостых поворотах

Q = (12 * 6 + 8 * 0,6 + 1,4 * 1,4)/ 18,4 = 4,3 кг/га - для IV передачи

Расчёт затрат труда на единицу выполненной продукции (Н).

Н = m / Wч, где

m - число рабочих

Н = 1/ 2,3 = 0,43 чел. - ч/га - для IV передачи.

Б. Т-40М + КРН-4,2Г

Определение производительности за час сменного времени (Wч).

Wч = 0,1 * Вр * Vр * t (га/ч), где

Вр - рабочая ширина захвата агрегата

Vр - рабочая скорость агрегата

t - коэффициент использования времени смены

Скорость на передаче с учетом буксования Vр = Vт * (1 - d/100)

Vр = 8,2 * (1 - 12/100) = 7,2 км/ч - II передача

Коэффициент использования времени смены t= Тр / Тс

Тр - чистое рабочее время, Тр=6 ч

Тсм - время смены, Тсм = 8 ч

t= 6 /8 = 0,75

Wч = 0,1 * 4.2 * 7,2 * 0,75 = 2,2 га - для II передачи

Определение сменной выработки агрегата (Wсм)

Wсм = 0,1 * Вр * Vр * Тр, где

Wсм - техническая производительность (сменная).

Wсм = 0,1 * 4,2 * 7,2 * 6 = 18,1 га - для II передачи

Расчёт погектарного расхода топлива (Q).

Q = (Gтp * Tp + Gтx * Tx + Gтo * To)/Wсм, где

G - расход топлива (кг/ч);

Т - время работы трактора;

р - рабочий ход;

х - холостой ход;

о - остановка.

Gтр = 6,5 кг/ч

Gтх = 5 кг/ч

Gто = 1,0 кг/ч

Тр =6 ч

То = (tтехн + tотд) Тр + Тто, где

tтехн, tотд - время простоев из-за отдыха механизаторов, ч

Тто - время простоев при ТО в течении смены, ч

tтехн = 0,1

tотд = 0,1

Тто = 0,2

То = (0,1+ 0,1) * 6 + 0,2 = 1,4 ч - время остановки агрегата в течении смены

Тх = Тсм - Тр-То = 8 - 6 - 1,4 = 0,6 ч - время движения агрегата при холостых поворотах

Расчёт затрат труда на единицу выполненной продукции (Н).

Н = m / Wч, где

m - число рабочих

Н = 1/ 2,2 = 0,45 чел. - ч/га - для II передачи

5. Определение основных экономических показателей МТА

А. МТЗ-82 + КРН-4,2Г

Определяем заработную плату рабочих, отнесенную к 1 Га обрабатываемой площади.

Сз= (Сзтр + Сзвсп * m всп)/ Wсм, руб./га, где

Сзтр, Сзвсп - сменная заработная плата соответственно тракториста и вспомогательных рабочих, руб.

m всп - количество вспомогательных рабочих

Сзтр= 800 руб.

Сз= 800 /18,4=43,4 руб./га

Определяем комплексную стоимость Ст дизельного топлива, расходуемого на 1 га обрабатываемой площади каждым агрегатом.

Ст = Qга * Cк, руб./га, где

Qга - норма расхода дизельного топлива на 1 га, кг/га

Ск - комплексная цена дизельного топлива, руб. за 1 литр

Ск=20 руб./л

Ст= 4,3 *20 = 86 руб./га

Определяем отчисления Св на восстановление машин, отнесенных к 1 Га обрабатываемой каждым агрегатом площади.

Св = (1/(100 * Wч)) * [((Цб тр * Атр)/Тн тр) + ((Цб м * Ам)/Тн к], руб./га

Где:

Цтр - стоимость трактора (560000 руб.)

Цб тр= 1,1*560000=616000 руб.

Атр - норма амортизации трактора (9,1%)

Тн тр - время использования трактора (1100 часов)

Цм - стоимость Культиватора (290000 руб.)

Цб м= 1,1 * 290000=319000 руб.

А м - норма амортизации культиватора (12,5%)

Тн м - время использования культиватора (170 часов)

Wч - часовая производительность, га

Св=(1/(100*2,3))*[((616000*9,1)/1100)+((319000*12,5)/170)] = 122,7 руб./га

Определяем отчисления Ср на ремонт тракторов и обслуживание машин, отнесенные к 1 га обрабатываемой площади

Ср = (1/(100 * Wч)) * [((Цб тр * Rтр)/Тн тр) + ((Цб м * Rт м)/Тн м)], где

Rтр - отчисления на ремонт трактора (30%)

Rт м - отчисления на ремонт культиватора (24%)

Ср = 1/(100 * 2,3)) * [((616000 * 30)/1100) + ((319000 * 24)/170] = 265,9 руб./га

Расчет затрат Са на выполнение операции.

Са = Сз + Ст + Ср + Св, руб./га

Где:

Сз - затраты на з/п тракториста, руб./га

Ст - затраты на топливо, руб./га

Ср - затраты на ремонт агрегата, руб./га

Св - затраты на амортизацию, руб./га

Са = 43,4 + 86 + 265,9 + 122,7 = 518,0 руб./га

Б. Т-40А + КРН-4,2Г

Определяем заработную плату рабочих, отнесенную к 1 Га обрабатываемой площади.

Сз= (Сзтр + Сзвсп * m всп)/ Wсм, руб./га, где

Сзтр, Сзвсп - сменная заработная плата соответственно тракториста и вспомогательных рабочих, руб.

m всп - количество вспомогательных рабочих

Сзтр= 800 руб.

Сз= 800 /18,1=44,2 руб./га

Определяем комплексную стоимость Ст дизельного топлива, расходуемого на 1 га обрабатываемой площади каждым агрегатом.

Ст = Qга * Cк, руб./га, где

Qга - норма расхода дизельного топлива на 1 га, кг/га

Ск - комплексная цена дизельного топлива, руб. за 1 литр

Ск=20 руб./л

Ст= 2,4 *20 = 48 руб./га

Определяем отчисления Св на восстановление машин, отнесенных к 1 Га обрабатываемой каждым агрегатом площади.

Св = (1/(100 * Wч)) * [((Цб тр * Атр)/Тн тр) + ((Цб м * Ам)/Тн к], руб./га

Где:

Цтр - стоимость трактора (300000 руб.)

Цб тр= 1,1*300000=330000 руб.

Атр - норма амортизации трактора (14,2%)

Тн тр - время использования трактора (1100 часов)

Цм - стоимость Культиватора (290000 руб.)

Цб м= 1,1 * 290000=319000 руб.

А м - норма амортизации культиватора (12,5%)

Тн м - время использования культиватора (170 часов)

Wч - часовая производительность, га

Св=(1/(100*2,2))*[((330000*14,2)/1100)+((319000*12,5)/170)] = 124,7 руб./га

Ср = (1/(100 * Wч)) * [((Цб тр * Rтр)/Тн тр) + ((Цб м * Rт м)/Тн м)], где

Rтр - отчисления на ремонт трактора (30%)

Rт м - отчисления на ремонт культиватора (24%)

Ср = 1/(100 * 2,2)) * [((330000 * 30)/1100) + ((319000 * 24)/170] = 243,1 руб./га

Расчет затрат Са на выполнение операции.

Са = Сз + Ст + Ср + Св, руб./га

Где:

Сз - затраты на з/п тракториста, руб./га

Ст - затраты на топливо, руб./га

Ср - затраты на ремонт агрегата, руб./га

Св - затраты на амортизацию, руб./га

Са = 44,2 + 48 + 243,1 + 124,7 = 462,4 руб./га.

6. Анализ эффективности и выбор альтернативного варианта

трактор агроприем картофель довсходовый

Таблица 5. Показатели уровня эффективности использования МТА

Состав агрегатаСменная выборка га/смРасход топлива кг/гаЗатраты труда Зт, чел.-ч/гаПрямые затраты на 1 га, руб./гаСзСтСрСвВсегоМТЗ-82 + КРН-4,2Г18,44,30,4343,486265,9122,7518,0Т-40А + КРН-4,2Г18,12,40,4544,248243,1124,7462,4

В условиях хозяйства выгодно использовать агрегат Т-40А + КРН-4,2Г, так как он:

имеет низкие прямые затраты на 1 га выполняемой работы;

имеет низкий расход топлива.

7. Подготовка поля и движение агрегата

А. МТЗ-82 + КРН-4,2Г

Оптимальная ширина поворотной полосы (Е)

для петлевого поворота

Е = 3R + lа, где

R - радиус поворота (3,8 м)

lа - длина выезда агрегата

lк - кинематическая длинна агрегата

Так как агрегат навесной, то:

lа =0,1lк = 0,1* 2,6= 0,26 м

Е = 3 * 3,8+ 0,26=11,66 м

тип поворота - петлевой.

Ширина участка (Суч) = 750000/650 =1154 м

Оптимальная ширина загона (С)

С = Ö(2Вр * L + 16RІ, где

R - радиус поворота агрегата, (м)

R = 3,8 м

С = Ö(2 * 4,2 * 650 + 16 * 3,8І) = 75 м

Так как ширина загона должна быть кратна ширине захвата агрегата, то принимаем C=75,6 м

Рабочая длинна гона, м.

Lр = L - 2 * Е

Lр = 650 - 2 * 11,66 = 626,68 м

Б. Т-40А + КРН-4,2Г

Оптимальная ширина поворотной полосы (Е)

для петлевого поворота

Е = 3R + lа, где

R - радиус поворота (3,4 м)

lа - длина выезда агрегата

lк - кинематическая длинна агрегата

Так как агрегат навесной, то:

lа =0,1lк = 0,1* 2,6= 0,26 м

Е = 3 * 3,4+ 0,26=10,46 м

тип поворота - петлевой.

Ширина участка (Суч) = 750000/650 =1154 м

Оптимальная ширина загона (С)

С = Ö(2Вр * L + 16RІ, где

R - радиус поворота агрегата, (м)

R = 3,4 м

С = Ö(2 * 4,2 * 650 + 16 * 3,4І) = 74,8 м

Так как ширина загона должна быть кратна ширине захвата агрегата, то принимаем C=75,6 м. Рабочая длинна гона, м.

Lр = L - 2 * E

Lр = 650 - 2 * 10,46= 629,08 м.

Список литературы

1. Справочник механизатора под редакцией А. Н, Карпенко. - М.: Агропромиздат, 1986.

2. Земледелие/под редакцией А.И. Пупонина - М: Колос, 2002.

. Болотов А.К. и другие. Эксплуатация сельскохозяйственных тракторов. - М: Колос, 1994.

4. Каталог «Сельскохозяйственная техника». 1981 г.

5. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1984.

. Воронов Ю.И. И другие. Сельскохозяйственные машины. - М.: Высшая школа, 1978.