5.3. Определение оптимальных размеров полей севооборотов

В этой задаче предполагается, что размер поля севооборота влияет главным образом на эффективность использования сельс­кохозяйственной техники и должен обеспечивать ее работу круп­ногрупповым методом. Требуется установить его оптимальную неличину, которая создавала бы территориальные условия для работы агрегатов с наименьшими простоями и другими неплано-

99

выми потерями времени и соответственно максимальной произ­водительностью.

Зависимость между дневной выработкой сельскохозяйствен­ной техники (й^цн) и потерями рабочего времени смены выража­ется формулой

где Ж_н — нормативная сменная выработка, га: К_сы — коэффициент сменности; т — коэффициент, учитывающий потери рабочего времени смены.

Если считать величины \У_Н и К_ш заданными, то значение \У_т будет максимальным, когда т->тт.

Коэффициент х слагается из потерь времени на внутрисмен-ные холостые переезды сельскохозяйственной техники с поля на поле и подготовку к переездам или последующей работе (х_х), простоев по организационным (т_орг) и техническим причинам (т_т):

X Х_х т Х₀р_Г т Х_т.

Эти коэффициенты определяются путем деления соответ­ственно времени холостых переездов (Г_х), организационных (^орг) ^и технических (Т_т) простоев на сменное время (Г_см):

Т_х I орг Т_т

т т т

¹ см -"см ¹ см Значение х_х можно выразить следующим образом:

_т__х__т 2я_п

^х Т Т Р V ' -■см •'см-' ' а

где IV— сменная выработка; п — число основных агрегатов, участвующих в техно­логической операции; Р— площадь поля; К_п — расстояние переездов; К_а — транс­портная скорость движения агрегатов.

Простои по организационным причинам, как правило, опре­деляются уровнем организации совместной работы основных аг­регатов комплекса и транспортных средств. На уборке зерновых, например, они включают время ожидания комбайнами транс­портных средств для разгрузки, на севе — семян, удобрений, воды для заправки агрегатов, на пахоте — топлива. Опыт показы­вает, что наибольшие простои по организационным причинам имеют место на уборочных работах.

Неплановые потери времени по организационным причинам (Торг) в среднем за одну смену определяются технологическими схемами организации перевозок (на уборке зерновых, например,

100

используется прямая перевозка зерна от комбайнов или перевоз­ка с применением промежуточных емкостей — накопителей-пе­регружателей), применяемым видом транспорта, а также емкос­тями бункеров комбайнов, семенных или туковых ящиков и т. д. Для расчета Г_орг на уборке зерновых может использоваться следующая зависимость:

где Т₀ — среднее время ожидания транспорта для разгрузки; К_а — количество на­полнений бункера комбайна за смену.

По данным ряда авторов, минимальные потери по организа­ционным причинам на уборке зерновых имеют место при ис­пользовании для выгрузки зерна, наряду с автомобилями проме­жуточных емкостей. Введение в технологический процесс мо­бильного накопителя-перегружателя позволяет более гибко ко­ординировать заполнение бункеров комбайнов и вывоз урожая с поля.

Предполагая, что время ожидания транспорта равно времени передвижения мобильного накопителя-перегружателя к комбай­ну, получим

_Тдрг_ Др \Уу

^Т0РГ _Т у у о >

¹ см 'а-'см °

где Ко — расстояние движения накопителя-перегружателя или автомобилей между агрегатами с учетом их рассредоточенности на полях; у — урожайность основной продукции культуры; б —емкость бункера комбайна.

Простои агрегатов по техническим причинам складываются из времени выявления причины неисправности, вызова звена технического обслуживания и его перемещения, непосредствен­ного устранения возникших отказов в работе агрегатов или заме­ны основной машины резервной. В данной задаче достаточно учитывать затраты времени на перемещение звена технического обслуживания к агрегатам и обратно, так как другие элементы потерь времени зависят от величины комплекса и площади поля. В связи с этим время простоев техники по техническим причи­нам может быть определено по формуле

_ Т_т (1+1_г)М_Ш М^₌^М_ 2/АГ

Т Т Т Т Т Т V

¹ал ^хсы ⁷см -*см •'см -'см'т

где /— время подготовки звена технического обслуживания к переезду и его раз­вертывания; /_т — время движения звена технического обслуживания к агрегатам; М— количество отказов, приходящееся в среднем на один агрегат за смену; У₇ —

101

транспортная скорость движения передвижной ремонтной мастерской; / — среднее расстояние передвижения звена технического обслуживания.

При проведении укрупненных расчетов можно принять, что расстояние движения ремонтной мастерской равно расстоянию переездов накопителя-перегружателя, то есть 21= 1^.

Наши исследования показывают, что расстояние переездов с учетом рассредоточенности агрегатов на полях можно рассчитать следующим образом:

Д,=0,1- К_ХК₂4Р

^19 45 ^

1^-0,78

^ «агр

где К₁ — коэффициент, зависящий от места размещения обслуживающих подразде­лений на поле; К₂ — коэффициент, учитывающий размещение дорог и лесополос на поле; Р— площадь поля в гектарах; л_агр — количество агрегатов.

Таким образом, значение т можно определить по формуле

г=^+вЛ>+С^+Е,

причем для 4<«< 16

А~&: В=^1 С₌|А *=—: *о =0,1*4^-0,78].

ТУ Т V 8 Т Ут ^ ' и > 1 *\ _п

-'см'а -*см^га^и ^см'¹ ■'см V "

Сменная выработка агрегатов в реальных условиях будет мак­симальной в тех случаях, когда неплановые потери рабочего вре­мени стремятся к нулю (т->гшп). Взяв первую производную сум­марного коэффициента неплановых потерь времени по площади поля и приравняв ее к нулю, находим такую площадь поля, при которой неплановые потери времени равны минимальному зна­чению:

дР~ Р²⁺ 2/Р ' а следовательно, если Эх/Э/^>= 0, то

р-1 ^2Л

^В+С

Окончательный расчет площади поля, при которой достигает­ся минимум неплановых потерь времени, а следовательно, и максимальная производительность основных агрегатов комплек-

102

са, можно вести по формуле

Л)=з

о,щк₂(^^-ол

Ут 5

Проверка по значению второй производной показывает, что в точке Р_а действительно имеет место минимум.

Оптимальный размер поля севооборота возрастает с увеличе­нием производительности сельскохозяйственной техники (IV), числа агрегатов, работающих совместно (я), улучшением техноло­гических характеристик используемых машин (К_т, 5). Напротив, плохие территориальные условия (К_{, К₂), а также недостаточная надежность сельскохозяйственной техники (М) требуют полей меньшей площади. Пример расчета приведен в таблице 5.