CC BY
77
УДК 631.354.2:62-97/-98 ГРНТИ 68.85
Лонцева И.А. канд. техн. наук, доцент;
E-mail: largoil@ mail.ru,
Дальневосточный государственный аграрный университет, г. Благовещенск, Амурская область, Россия
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ
Продолжительность уборочного процесса ограничена особенностями созревания культуры. Известно, что уборку необходимо проводить в максимально сжатые сроки, для этого необходимо повысить эксплуатационную производительность зерноуборочных комбайнов, входящих в состав уборочно-транспортного комплекса. В статье приведены зависимости, позволяющие получить численные значения эксплуатационной производительности и коэффициента использования эксплуатационного времени зерноуборочного комбайна в составе уборочно-транспортного комплекса до момента эксплуатации. Проанализированы пути увеличения эксплуатационной производительности комбайна и влияние на неё отдельных факторов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА, КО-ЭФФЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ВРЕМЕНИ, ВРЕМЯ ОСНОВНОЙ РАБОТЫ, СКОРОСТЬ, ШИРИНА ЗАХВАТА, БУНКЕР
UDC 631.354.2:62-97/-98
Lontzeva I.A., Cand. Tech. Sci., Associate Professor;
Far Eastern State Agrarian University, Blagoveshchensk, Amur region, Russia E-mail: [email protected]
WAYS OF ENHANCING COMBINE HARVESTERS OUTPUT
The duration of harvesting process is limited by the specifics of crop maturing. It is known that harvesting is to be completed as soon as possible so it is necessary to enhance output rate of the combine harvesters. The article presents dependencies that make it possible to calculate numerical values of output rate and use factor of service (operating) time of combine harvester before the beginning of work. The author analyzed the ways of enhancing combine harvester output and influence of some factors upon it.
KEYWORDS: COMBINE HARVESTER OUTPUT, USE FACTOR OF SERVICE (OPERATING) TIME, TIME OF MAIN WORK, SPEED, COVERAGE, BUNKER
В ГОСТ Р 52778-2007 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки, коэффициент @эк представлен в виде отношения основного времени работы машины Т1 к эксплуатационному времени при нормативной продолжительности смены Тэк. Иначе, коэффициент Кэк можно определить как вероятность нахождения комбайна в работе.
Для определения эксплуатационной производительности комбайна используют формулу
^эк = ^эк = 0,1 Вр^эк, (1)
где Вр - рабочая ширина захвата, м; V - рабочая скорость, км/ч; Кэк - коэффициент использования эксплуатационного времени; Ш0 - производительность за час основного времени, га/ч.
Величина Кэк обусловлена простоями комбайна за определенный период эксплуатации, который должен иметь достаточную продолжительность для того, чтобы все случайные процессы, даже те, вероятность реализации которых мала, могли бы проявить себя вполне устойчиво.
Коэффициент Кэк находится в сложной зависимости от ряда факторов. Выбор его чаще всего основывается на ранее полученных опытных данных, поэтому эксплуатационная производительность при прогнозировании будет иметь относительную величину. Заимствовать числовые значения коэффициента Кэк из результатов испытаний аналогичных машин можно лишь тогда, когда набор сопутствующих машин технологического процесса эквивалентен выбранному прототипу. Иначе результаты расчётов будут ошибочны.
Следует учитывать ещё одну особенность расчётов, связанную с выбором Кэк по прототипу.
Например, использование в аналогичной технологии недостаточного количества транспортных средств или нахождение зернового двора на большом расстоянии от места проведения уборки приведёт к сниже-нию^эк.
Поэтому необходимо получить расчётную формулу для определения Кэк, в которой все простои комбайна за агросрок можно было бы вычислить по исходным данным, известным до выхода комбайна в поле. Она может быть получена на основе анализа времени протекания операций, выполняемых комбайном в течение всего периода уборки культуры.
Основное время работы комбайна при нормативной продолжительности смены Т1 можно определить из производительности за время основной работы
пР(1 - а)
= 0,1ВрьТ1 =
пР(1-а)
Q
(2)
0,1ьВ^
где п - количество намолоченных бункеров; Р - вместимость бункера зерноуборочного комбайна, т; Q - урожайность культуры, т/га; а - средняя засорённость зерновой массы в бункере.
Чистота зерна в бункере колеблется от 85 до 98%. Эти значения зависят от правильности настроек, регулировок комбайна, влажности культуры и предшествующих агротехнических приёмов. Известно, что при работе на засорённых полях и при уборке влажной массы сепарация комбайна снижается, что в целом приводит к снижению производительности.
Время, затраченное комбайном на повороты на концах загонов:
_ 104Т1%1Ы0 _ 103Т1Т^У
121 = Ц, = (3)
где Ь - средняя длина гона, м; - среднее время поворота на конце загона, ч; Ш0 - производительность за час основного времени, га/ч.
Из выражения (3) становится понятно, что суммарное время поворотов комбайна на концах гонов не зависит от ширины захвата. Ели принять допущение, что время каждого поворота комбайнов с разной шириной захвата одинаковое, то суммарные затраты времени на повороты за весь период проведения уборочных работ также будут одинаковыми и составят одну и ту же часть эксплуатационного времени. Таким образом, изменение ширины захвата не приведёт к перераспределению баланса эксплуатационного времени и, следовательно, не изменит коэффициента использования эксплуатационного времени К эк.
По мере повышения рабочей скорости комбайна количество и суммарное время поворотов за одно и то же время основной работы увеличится. Объясняется это тем, что при увеличении рабочей скорости комбайна, например, вдвое (с 5 до 10 км/ч) вдвое увеличится пройденный путь, количество и суммарное время поворотов. Это повлечёт за собой снижение Кэк . Следовательно, в тех случаях, когда время поворотов комбайна играет заметную роль в балансе эксплуатационного времени, повышение производительности комбайна Щэк предпочтительнее проводить по линии увеличения ширины захвата, а не скорости. Это утверждение основано на двух допущениях: с увеличением ширины захвата среднее время поворота комбайна останется без изменения и простои комбайна по техниче-
ским и технологическим причинам не возрастут, молотильно-сепарирующее устройство современных высокопроизводительных комбайнов имеет резерв по загрузке.
Однако хронометражные данные показывают, что время поворотов на концах гонов в действительности несколько возрастает с увеличением ширины захвата комбайна (рис.1)[2]. Связано это с тем, что при выполнении поворота комбайна происходят поперечные колебания жатки.
, ч
у = 0,0005х + 0,0029
R2 = 0,987
Вр, м
Рис. 1. Продолжительность поворота в зависимости от ширины захвата
Таким образом, среднее время одного поворота на конце загона определяется зависимостью:
727 = 0,0029 + 0,0005Вр Тогда, общее время затраченное комбайном на повороты (3) примет вид
_ Т1у(2,9+0,5Вр ) 121= I , (4)
Специфика технологии уборки и организации уборочных работ зерновых и зернобобовых культур определяется не только способом уборки, уровнем профессиональной подготовки и заинтересованностью исполнителей, но и в целом организацией убо-рочно-транспортных работ. Специфика организации уборочно-транспортных работ определяется в основном характером взаимодействия между комбайнами и транспортными средствами. Такое взаимодействие может быть осуществлено в трёх вариантах:
Вариант 1 - заполнение бункера комбайна и периодическая выгрузка в транспортное средство непосредственно на поле во время остановок.
Вариант 2 -заполнение бункера и периодическая выгрузка в транспортное средство при выезде на организованное для этого место.
Вариант 3 -сбор зерновой массы в бункер и периодическая выгрузка в транспортное средство при выполнении рабочего хода.
При уборке урожая по вариантам 1 и 2 простои комбайна, связанные с переездом к месту разгрузки или ожиданием разгрузки,
Т22 = "?22, _(5)
где п - количество намолоченных бункеров; Т22 - средняя продолжительность подъезда транспорта к комбайну (комбайна к транспорту), ч.
Простои комбайна во время разгрузки бункера
__^23 = "723, (6)
где Т23 - средняя продолжительность разгрузки комбайна, ч. Для варианта 3Т23 = 0.
Простои комбайна из-за отсутствия транспорта в соответствии с ГОСТ Р 527782007 не входят в эксплуатационное время Тэк и, следовательно, не учитываются при определении Щэк.
При организованной работе уборочно-транспортного комплекса простои транспорта необходимо включать в эксплуатационное время. В этом случае простои комбайна из-за отсутствия транспорта возможны не только по организационным причинам, но и от того, насколько правильно рассчитаны и увязаны между собой производительности взаимодействующих машин. Если работа зернового двора во время уборки урожая не организована должным образом, или, хуже того, имеется несоответствие производственных мощностей, то часть транспорта будет простаивать в ожидании разгрузки. В этом случае простои комбайна из-за отсутствия транспорта будут являться одним из основных показателей, характеризующих производительность убо-рочно-транспортного комплекса.
Время переезда на другой участок
^24 = 1^24, (7)
где Т24 - средняя продолжительность переезда на новый участок, ч.
Простои комбайна, связанные с проведением ежесменного технического обслуживания
Т — п п 33 — РтоТ311 Тэк /о\
1311 = псмгто1311 = т , (8)
1см
где псм - количество смен работы в течение аг-росрока; РТо - вероятность проведения техобслуживания в начале смены; Т31 - средняя продолжительность ежесменного техобслуживания, ч; Тсм - продолжительность нормативной смены, ч.
Время на проведение периодического технического обслуживания
Т312 = Т1Г10~2, (9)
где у- коэффициент проведения ПТО, %.
Периодическое техническое обслуживание комбайна должно проводиться через каждые 150 га, с учетом нагрузки на один комбайн за сезон (около 1000 га) общее количество будет около 7 раз.
Простои комбайна, вызванные регулировками, очисткой рабочих органов и ремонтом комбайна:
Т33 = Т1Л33Т3 з (10)
Т41 = Т1Л41Т41 (11)
Т42 = Т1Л42Т4 2 (12)
где Л33, Л41, Л42 - интенсивность отказов в связи с необходимостью регулировок, очисток рабочих органов и ремонтов комбайна,отка-зов/час; Т33, Т43, Т42 - средняя продолжительность одной операции, ч.
Величины А^ принимаем постоянными на протяжении всего периода проведения уборочных работ, что подтверждается практикой.
Согласно ГОСТ Р 52778-2007 удельные затраты времени на отдых вычисляют
Т
по формуле т5 = —[1], отсюда время на от-
дых
Т5 = Т1Т5=?й1-МТ5.
5 15 Лл 5
(13)
0,1vBрQ
где п - количество намолоченных бункеров; Р -вместимость бункера зерноуборочного комбайна, т; Q - урожайность культуры, т/га; а -средняя засорённость зерновой массы в бункере; Вр - рабочая ширина захвата, м; V - рабочая скорость, км/ч;
В результате хронометражных наблюдений установлено, что на отдых уходит 5 -7% от времени смены Тсм, т.е. 0,35-0,5 ч.
Простои комбайнов в ожидании выгрузки составляют от 5 до 29 % времени работы, таким образом, они должны быть обязательно учтены при определении эксплуатационной производительности. Если простои принять за величину в, то время простоев в ожидании разгрузки можно записать:
Т82 = 0,1Т±р (14)
Таким образом, баланс эксплуатационного времени за период уборки [1]
Тэк = Тг + Т21 + Т22 + Т23 + Т24 + Тзи + +Т312 + Т33 + Т41 + Т42 + Т5+ Т82, (15)
Представим Кэк в виде отношения: т
К эк = —Подставляя это выражение в фор-
тэк
мулу (1), получим формулу для определения эксплуатационной производительности с учётом количества намолоченных бункеров
Т1 пР(1-а)
]Мэк = 0,1ВрУКэк = 0,1ВрУ^ =
р" Т
ТэкЧ
В окончательном виде
пР(1-а)
(Т1+Т21+Т22+Т23+Т24+Т311+Т312+Т33+Т41+Т42+Т5+ТВ2^
-, (16)
(17)
Тогда К эк имеет вид
,, _ _пР(1-а)_
Ко./. - -.
эК 0,1ВрУд(Т1+Т21+Т22+Т23+Т24 + Т311 + Т312+Т33+Т41 + Т42+Т5+ТВ2)
(18)
Необходимость уравнений (17) и (18) состоит в том, что с их помощью можно определить эксплуатационную производительность и коэффициент использования эксплуатационного времени до того, как комбайн выйдет в поле.
Анализируя полученные выражения можно наметить реальные и наиболее перспективные пути повышения производительности с помощью ряда технических и организационных мероприятий.
Т24 учитывает время переездов с одного поля на другое. Грамотный подход к размещению культур с учётом севооборота и продолжительности вегетационного периода, несмотря на индивидуальные особенности предприятия, позволят минимизировать это значение.
1
Значение Г311 отражает время ежесменных технических обслуживаний комбайна. Снижение Г311 может быть достигнуто за счёт наличия на момент проведения технического обслуживания необходимого количества горюче-смазочных материалов, инструментов и в целом конструктивно удобного расположения мест проведения ЕТО.
Простои комбайна, вызванные регулировками, очисткой рабочих органов и ремонтом комбайна Т33,Т41, Т42 зависят от культуры земледелия, уровня подготовки механизаторов. Необходимо учитывать, что при освоении заброшенных полей эти показатели будут выше. Установлено, что только ремонт может занимать от 9 до 30% всего времени проведения уборочных работ. Невозможность устранения поломки в кратчайшие сроки связана с тем, что комбайновый парк зачастую многомарочный, а детали, требующие замены, оригинальны. Доставка оригинальных деталей (порой из-за границы) занимает время, что приводит к длительным простоям.
Еще одним показателем потерь рабочего времени, а, значит, и урожая является организация работы комбайнов и автомобилей. Простои комбайнов в ожидании выгрузки составляют от 5 до 29% времени работы [3]. В условиях большой влажности почвы, когда транспортные средства не заезжают на поле, а разгрузка становится возможной в организованных для этого местах, то продолжительность таких переездов достигает 22% и более. При этом в большинстве хозяйств принято проводить разгрузку не тогда, когда расстояние до мест организованной разгрузки минимально, а когда бункер наполнен настолько, что из него сыплется зерно. Отсюда и большие переезды.
Продолжительность поворотов
Г21 позволяет оценить характер влияния скорости комбайна и ширины его захвата на коэффициент Кэк. и производительность. Выражение (4) свидетельствует о том, что для
увеличения производительности целесообразнее увеличить ширину захвата, а не скорость.
Исходя из условий работы и опытных расчётов, полученных в результате хроно-метражных наблюдений в крупных сельскохозяйственных предприятиях Амурской области, была построена номограмма (рис.2).
Зная урожайность культуры Q, т/га и ширину захвата жатки B, м при условии, что средняя вместимость бункера 6м3, до полного заполнения бункера проходит расстояние Lнб, км. При условии, что длина гона колеблется от 0,5 до 2 км, можно определить время наполнения бункера Тнб,ч. С учётом коэффициента эксплуатационного времени Кэк значение которого колеблется от 0,7 при благоприятных условиях протекания технологического процесса, до 0,5 - при неблагоприятных и времени намолота одного бункера Тнб,ч, определяем общее количество намолоченных бункеров за смену п шт. С учетом общего количества намолоченных бункеров п, при урожайности Q, т/га получаем эксплуатационную производительность Wэк, га/ч.
Например: Урожайность на поле составляет 1,8 т/га,проводим прямую вправо до пересечения с соответствующим значением ширины захвата жатки (в нашем случае 6м), опуская перпендикуляр на горизонтальную ось, получаем значение пройденного пути до полного наполнения, равное 4 км. Продолжая перпендикуляр до пересечения с соответствующим значением длины гона 1 км, по оси ординат этому значению будет соответствовать значение времени наполнения одного бункера Тнб=0,76ч. Продолжая прямую до пересечения со значением коэффициента эксплуатационного времени Кэ=0,7 на оси абсцисс общего количества намолоченных бункеров получим значение п=9 шт. Соединяя значение урожайности Q=1,8 т/га и общего количества намолоченных за смену бункеров п=9, на пересечении получаем эксплуатационную производительность 3,7 га/ч.
WiK, га.'Ч Q rri
3 = 7 v
Тнб. ч
Рис. 2. Номограмма для определения эксплуатационной производительности
Таким образом, для практических расчётов с достаточной точностью можно определить эксплуатационные показатели с использованием номограммы. Этот способ
позволяет наметить и количественно оценить рациональные пути повышения производительности уборочно-транспортного комплекса.
Список литературы:
1. ГОСТ Р 52778-2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно -технологической оценки: Вед. 2007-11-13. - М.: Стандартинформ, 2008. - 27 с.
2. Лонцева, И.А Повышение эффективности работы зерноуборочных комбайнов на уборке зерновых и сои в условиях Амурской области с использованием систем точного позиционирования: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 защищена 02.03.12 утв. 22.11.12/ Лонцева Ирина Александровна. - М., 2012. - 165 с.
3. Махонин, И. Комбайны должны работать в полную силу [Электронный ресурс] / И. Махонин // Крестьянская жизнь. - 2014. - 18 июля 2014. - URL: http://krestyane34.ru/kombainy-dolzhny-rabotat-v-polnuyu-silu.html (дата обращения: 21.12.2017).
Reference
1. Ispytaniya sel'skokhozyaistvennoi tekhniki. Metody ekspluatatsionno-tekhnologicheskoi otsenki [Tekst] (Tests of Agricultural Machinery. Methods of Operational and Technological Evaluation [Text]), GOST R 52778-2007. Ved. 2007-11-13, M., Standartinform, 2008, 27 p.
2. Lontseva, I.A. Povyshenie effektivnosti raboty zernouborochnykh kombainov na uborke zemovykh i soi v usloviyakh Amurskoi oblasti s ispol'zovaniem sistem tochnogo pozitsionirovaniya [Tekst] (Increasing the Efficiency of Grain Harvesters on Harvesting Grain and Soybeans in the Amur Region with the Use of Exact Positioning Systems [Text]), dis. kand. tekhn. nauk, 05.20.01, zashchishchena 02.03.12 utv. 22.11.12, Lontseva Irina Aleksandrovna, M., 2012, 165 p.
3. Makhonin, I. Kombainy dolzhny rabotat' v polnuyu silu [El. resurs](Harvesters Should Work at Full Capacity [El. Resource]), Krest'yanskaya zhizn,' 18 iyulya 2014, URL: http://krestyane34.ru/kombainy-dolzhny-rabotat-v-polnuyu-silu.html.
УДК 639.3.043.2 ГРНТИ 69.25.15
Неретина Е.А., соискатель,
E-mail: [email protected],
Дальневосточный государственный аграрный университет, г. Благовещенск, Амурская область, Россия ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ РЫБ
При производстве товарной рыбы на долю кормов приходится около 50% общих затрат. Следовательно, максимального биологического и экономического эффекта можно добиться только при рациональном кормлении рыбы. Известны схемы кормления рыб с применением рационов, содержащих соевые, высокобелковые продукты в виде полужирной сои, соевого шрота и жмыха, однако при их использовании товаропроизводителями не обеспечивается высокой эффективности получения рыбной продукции. Процесс получения водостойких гранул для рыб является сложным процессом, который характеризуется определенной совокупностью входных и выходных параметров, определяющих операции для превращения исходного сырья в готовый продукт. При соответствующих способах обработки семян сои с помощью определенных технических средств можно получить эффективные кормовые продукты для рыб. На основании существующих требований разработана классификация основных технологических операций по приготовлению водостойких гранулированных кормосмесей, а также технических средств для их осуществления. В этой связи актуальными являются исследования, направленные на совершенствование средств приготовления белково-углеводных гранул для рыб с использованием соевого компонента. Разработана структурная схема смесителя-гранулятора, обеспечивающего получение водостойких гранул с минимальной крошимостью на основе бинарной композиции «соевая мука + картофельная паста». Отличительностью особенностью данной конструкции является наличие в ее составе компрессионной камеры, наличие которой позволяет удалить воздушные поры в структурной сетке полученной композиции и тем самым создать благоприятные условия для получения более прочных гранул. Оптимальными параметрами процесса получения гранул являются 41-процентая исходной влажность композиции и температура сушки 62,2 градуса по Цельсию. В результате производственной проверки получен продукт влажностью 12,5 процентов и крошимостью 50 процентов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ГРАНУЛИРОВАННЫЕ КОРМА ДЛЯ РЫБ, КОРМОСМЕСИ, СМЕ-СИТЕЛЬ-ГРАНУЛЯТОР, КРОШИМОСТЬ ГРАНУЛ, БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫЕ КОРМА, КОМРЕССИОННАЯ КАМЕРА, СОЕВАЯ МУКА, КАРТОФЕЛЬНАЯ ПАСТА
