3.4. Разработка операционно-технологической карты

Операционная технология – это комплекс агротехнических, организационных, технических, экономических правил по высокопроизводительному использованию машинных агрегатов, обеспечивающих высокое качество полевых механизированных работ.

При культивации почвы боронами поверхность почвы следует обрабатывать на заданную глубину (6...14 см) с откло­нением не более + 1см. Верхний слой почвы должен быть мелкоком­коватым.

Высота гребней и глубина бороздок после обработки должна быть не более 4 см, поверхность поля - ровной. Выворачивание ниж­них слоев почвы на поверхность не допускается.

Сорняки должны быть уничтожены стрельчатыми лапами полно­стью, рыхлящими - не менее 95 %.

Огрехи и необработанные полосы не допускаются.

Для расчёта операционно-технологической карты необходимо следующие данные:

состав агрегата: трактор типа Беларус-1221+БДМ-4х2;

площадь поля – 1328 га;

средняя площадь поля – 320 га;

средняя длина гона ­­­­­­­­­­­­­­– 1200 м;

уклон – i = 2º;

фон – поле под посев;

ширина захвата – В=6 м.

рекомендуемая скорость движения агрегата МТА при предпосевной обработке почвы:

V_агр = 7…10 км/ч = 1,9…2,7 м/с.

Согласно тяговой характеристике трактора данному условию удовлетворяют скорости движения на 3д4п передаче:

V_рн = 9 км/ч; i_тр = 57,6; Р_крн = 23,1 кН.

Общее тяговое сопротивление агрегата определим следующим образом

(3.8)

где k – удельное тяговое сопротивление машины, кН/м;

n_м – количество машин в агрегате, n_м = 1;

G_м – эксплуатационный вес машины, кН (для бороны БДМ-4х2G_м = 22,6 кН);

Bр – рабочая ширина захвата машины, м; которая с учетом коэффициента использования конструктивной ширины захвата будет равен:

В_р = 0,95 · 4,1 = 3,9 м;

i – уклон, %.

Удельное тяговое сопротивление машины определим с учетом рабочей скорости Vр и темпа нарастания удельного тягового сопротивления Δс = 3 %, по формуле:

(3.9)

где k₀ - удельное тяговое сопротивление при скорости 5 км/ч.

Тяговое удельное сопротивление модернизируемой машины при скорости 5 км/ч составит k = 3,1 кН/м.

Тогда соответственно получим:

Тяговое сопротивление агрегата на рассматриваемых передачах будет равно:

Степень загрузки трактора по силе тяги оцениваем коэффициентом использования номинальной силы тяги:

_(3.10)

Рабочая скорость с учетом недогрузки и буксования трактора будет равна:

(3.11)

где δ – буксование трактора, δ = 9,6 %;

(3.12)

n, n_н, n_х – частота вращения коленчатого вала двигателя действительная (с учетом недогрузки), номинальная и на холостом ходу, об/мин.

Тогда:

Степень загрузки по тяговой мощности оценим коэффициентом использования максимальной тяговой мощности:

(3.13)

(3.14)

(3.15)

_(3.16)

Тогда:

_{По результатам проведенных расчетов скорость на выбранной передачи подходит под агротехнические скорости, для которой коэффициент использования номинальной силы тяги:}

_{коэффициент использования максимальной тяговой мощности:}

_{Кинематика агрегата.}

_{Затраты времени на холостое движение агрегата характеризуется коэффициентом рабочих ходов:}

_(3.17)

_{где Lр – средняя рабочая длина гона, м;}

_{Lх – средняя длинна холостого хода агрегата, м.}

Способ движения выбираем исходя из требований агротехники, состояния поля и применяемого агрегата. Из возможных способов движения выбираем тот, который обеспечивает наибольший коэффициент рабочих ходов.

Для рассчитываемой операции принимаем челночный способ движения.

Для петлевых поворотов:

L_х = 6 · R₀ + 2e; (3.18)

где R₀ – минимальный радиус поворота агрегата, который для прицепных агрегатов может быть принят:

R₀ = 1,5 · B_p ; (3.19)

R_o = 1,5 · 3,9 = 5,9 м;

e – длина выезда агрегата, которая зависит от кинематической длины агрегата l_к, для прицепных машин:

e = 0,8l_к; (3.20)

в свою очередь:

l_к = l_т + l_м, (3.21)

где l_т – кинематическая длина трактора, м; l_т = 2,75 м;

l_м – кинематическая длина машины, м; l_м = 4,4 м;

l_К=2,75+4,4= 7,15 м;

e = 0,8 · 7,15 = 5,72 м;

L_х = 6 · 5,9 + 2 · 5,72 = 46,84 м.

Рабочая длина гона определяется по формуле:

_{LP = L – 2E; (3.22)}

где L – длина гона, м;

Е – ширина поворотной полосы, м.

Ширина поворотной полосы определяется по формуле:

E = 2,8R₀ + e + d_к; (3.23)

E = 2,8 · 5,9 + 5,72 + 6 = 28,24 м.

Принимаем значение, кратное ширине захвата агрегата E = 28,24 м.

Тогда рабочая длина гона равна:

L_Р = 1200 – 2 · 28,24 = 1143 м.

Следовательно, коэффициент рабочих ходов:

Производительность агрегата за смену:

W_см = 0,1В_р V_р Т_р, га/см; (3.24)

где В_р – рабочая ширина захвата агрегата, м;

Vр - скорость движения агрегата при выполнении операции, км/ч;

Tр - чистое рабочее время смены, ч;

T_р = t_рц · n_ц, (3.25)

где t_рц - время чистой работы за цикл, ч;

n_ц - количество циклов за смену, шт;

(3.26)

где T_см - продолжительность смены, ч; T_см = 7 ч;

T_пз - время выполнения подготовительно-заключительных работ, ч;

T_пз = 0,6 ч;

T_ф - время на остановки по физиологическим причинам, ч; T_ф = 0,5 ч;

T_пер - время, затрачиваемое на внутрисменные переезды агрегата, ч;

T_пер = 0,3 ч;

t_ц - время одного цикла, ч;

(3.27)

где V_х - скорость агрегата при холостых ходах, км/ч; принимаем V_х = 5 км/ч;

t_оц – время технологических остановок агрегата за цикл; t_оц = 0,05 ч.

ч.

Количество циклов за смену:

циклов.

Время чистой работы за цикл:

(3.28)

ч.

Чистое время работы агрегата за смену:

T_р = 0,27 · 16 = 4,36 ч.

Коэффициент использования времени смены:

(3.29)

Производительность агрегата для предпосевной обработки почвы определяется за цикл:

W_ц= , (3.30)

W_ц= ,

Определим производительность агрегата за смену:

W_см = 0,1 · 5,7 · 8,2 · 4,36 = 20,4 га/см.

Часовой расход топлива на рабочем ходу:

(3.31)

где G_х – расход топлива на остановках; G_x = 1,5 кг/ч;

G_тн – часовой расход топлива при номинальной мощности; G_тн = 25,4 кг/ч;

Часовой расход топлива на холостом ходу:

(3.32)

где R_АХ – общее тяговое сопротивление агрегата на холостом ходу;

Тогда

Погектарный расход топлива:

(3.33)

Затраты труда на единицу выполненной работы представляют собой отношение числа рабочих m к часовой производительности агрегата Wч:

(3.34)