mehanizaciya i elektrifikaciya

тивная производительность W и расход топлива G могут приниматься по сборникам «Типовые нормы выработки и расход топлива на сельскохозяйственные механизированные работы» соответственно заданной группе норм на пахотные и непахотные работы или по длине гона. В них даны сменные нормы выработки (за 7 часов), и для получения часовой производительности данную норму следует разделить на 7.

Расход топлива на весь объём работ (гр. 13) находят умножением расхода топлива на единицу объёма (гр. 12) на объём работ в физических единицах (гр. 3).

Число потребных машинных агрегатов (гр. 14) для выполнения данного объёма работ Ω, (гр. 3) подсчитывается в зависимости от числа рабочих дней Др (гр. 5), длительности рабочего дня Тд (гр. 6) и нормативной часовой производительности Wч (гр. 11) по уравнению (с округлением до целого большего числа)

Например, число агрегатов для посева озимых на площади 120 га за 5 рабочих дней при длительности рабочего дня 14 часов и производительности агрегата 3,5 га/ч:

Число нормо-часов работы агрегатов (гр.15) подсчитывается как частное от деления объёма работ Ω (гр.3) на часовую производительность W (гр. 11) округлением до целого большего числа.

Объём работ в у.э.га (гр.16) определяется перемножением числа нормочасов работы (гр.15) на наработку трактора данной марки в эталонных условиях за 1 ч сменного времени ωн э [8].

По таблице 13.3 нужно привести краткое обоснование принятой технологической последовательности и объёма работ, выбора средств механизации и состава машинных агрегатов.

Ориентировочная потребность в тракторах по маркам устанавливается с использованием итогов по таблице 13.3 (гр.15) и значений средней нормативной годовой загрузке тракторов.

Таблица 13.4. Нормативная годовая загрузка тракторов при работе в одну смену, ч

Примечание. Рациональной загрузкой считается, если трактор работает более чем в одну смену, и его годовая загрузка составляет 1600…1800 нормочасов. Потребное число тракторов данной марки определяется путём деления на Тн.ч. их суммарной годовой занятости в нормо-часах по гр. 15. Например, ес-

171

ли все тракторы ДТ-75М выполняют за год 5700 н.ч. и Тн.ч.=1300 ч, то потребное число тракторов ДТ-75М равно 13005700 4,38 , т.е. можно принять 4 трактора.

Окончательное число тракторов находят после построения и корректировки графиков загрузки тракторов.

На графике (рис. 13.4) для каждого трактора на оси абсцисс откладывают календарный период выполнения сельскохозяйственных работ в течение года, а на оси ординат - отрезок, соответствующий продолжительности рабочего дня (7, 10, 14 и 21 ч) трактора. Для каждой сельскохозяйственной работы в соответствии с данными таблицы 13.3 строят прямоугольник со сторонами: по оси абсцисс - календарный период выполнения работы, по оси ординат - продолжительность рабочего дня для каждого трактора. Площадь прямоугольника в определённом масштабе представляют собой продолжительность работы в нормочасах. Для удобства пользования графиками прямоугольники отмечают номерами (шифрами), которые присвоены каждой работе в таблице 13.3.

На графике загрузки группы тракторов одной марки (рис. 13.4, б) строят прямоугольники со следующими сторонами: по оси абсцисс - календарный период выполнения работ, по оси ординат число тракторов данной марки. В этом случае площадь прямоугольника представляет собой в определённом масштабе количество тракторо-дней, необходимых для выполнения работы.

При совпадении нескольких видов операций по времени требуемое количество тракторов данной марки суммируют. Прямоугольники строят один над другим, общая высота прямоугольников соответствует количеству тракторов, необходимых в каждый календарный период.

При построении графика обнаруживаются пики и провалы, характеризующие неравномерность в потребности тракторов по периодам.

Графики загрузки, построенные для всего периода работы тракторов, необходимо скорректировать, срезав пики и заполнив провалы. Графики можно скорректировать так: передать часть или полный объём отдельных работ для выполнения другими агрегатами, менее загруженными в этот период; изменить начало или продолжительность агротехнических сроков; изменить продолжительность работы агрегата в течение суток, если имеется достаточное число механизаторов для многосменной работы. Например, по расчётам для выполнения 17-го вида работ требуется четыре трактора, а 18-го вида работ - три. Как видно из графика, в период с 15 по 30 сентября для выполнения этих двух видов работ требуется семь тракторов. Иметь семь тракторов не целесообразно, так как седьмой трактор в течение года на других работах использоваться не будет. Поэтому в начальный период (с 1 по 15 сентября) выполнение 17-го вида работ целесообразно выделить пять тракторов, а в период с 15 сентября снять с 17-го вида работ два трактора и направить их на выполнение 18-го вида работ. Такое изменение позволит выполнить два вида работ шестью тракторами (корректировка показана пунктирными линиями) без нарушения намеченных сроков работ. После корректировки графика вносят изменения в расчёты (таблица 13.3) и окончательно устанавливают эксплуатационное количество тракторов по периоду наибольшей потребности в них и сельскохозяйственных машин каждой

172

марки. Списочное же количество тракторов nс определяют делением эксплуатационного количества тракторов nэ' на коэффициент технической готовности машин Кг, который принимается равным 0,75…0,95 (nc = nэ / Кг ).

На графиках загрузки тракторов целесообразно нанести суммарные кривые расхода топлива Gт и наработки Ω в условных эталонных гектарах.

Шкалы расхода топлива и наработки располагают с правой стороны графика. При этом выбирают удобные для пользования масштабы. Построение кривых начинают от точки, находящейся в левом нижнем углу прямоугольника работы (нулевая точка) (рис. 13.4 а, б). По вертикали, соответствующей концу выполнения первого вида работы, в масштабе откладывают отрезок, соответствующий расходу топлива при выполнении этой работы. Конец отрезка и нулевую точку соединяют прямой. Далее по вертикали, соответствующей концу выполнения второго вида работы, откладывают отрезок, равный суммарному расходу топлива при выполнении первого и второго вида работ. Конец второго отрезка соединяют прямой линией с концом первого отрезка. Аналогично откладывают отрезки суммарной кривой расхода топлива для всех последующих работ. Если между окончанием одного вида работ и началом другого имеется разрыв во время работы (работы не выполняются), то на этом промежутке будет линия, параллельная горизонтальной оси (рис. 13.4, а). Аналогично строят кривую суммарной наработки Ω в условных эталонных гектарах.

В результате построения получаются ломаные линии, верхние точки которых дают годовой расход топлива и годовую наработку каждого трактора (рис. 13.4, а) или всех тракторов данной марки (рис. 13.4, б).

Суммарные кривые позволяют анализировать показатели использования машин, определить потребность в топливо смазочных материалах, транспортных средствах для их перевозки, планировать техническое обслуживание МТП.

Для определения необходимого количества механизаторов и вспомогательных рабочих строят графики потребности в обслуживающим персонале (рис. 13.3 в). Его строят под графиком загрузки тракторов по данным сводного плана механизированных работ (табл. 13.3) путём суммирования числа потребных механизаторов и рабочих по всем видам работ в соответствующий период года. По вертикальной оси в выбранном масштабе откладывают количество механизаторов и вспомогательных рабочих, необходимое для выполнения заданной работы. В результате построения график потребности в рабочей силе имеет такой же вид, как график загрузки тракторов.

Г р а ф о а н а л и т и ч е с к и й м е т о д определения МТП отличается простотой и наглядностью, но требует длительной и кропотливой работы, навыков и знаний. Кроме того, из-за больших затрат времени невозможно рассмотреть все возможные варианты соотношений между машинами.

Э к о н о м и к о - м а т е м а т и ч е с к и й м е т о д позволяет с помощью ЭВМ отыскать оптимальный вариант структуры и состава МТП с распределением по видам работ для заданных хозяйственных условий. В качестве крите-

173

рия оптимизации чаще используют минимум приведённых затрат на выполнение заданного объёма работ в установленные агротехнические сроки.

Для расчёта оптимальной структуры и состава МТП на ЭВМ разработаны стандартные программы.

Н о р м а т и в н ы й м е т о д р а с ч ё т а состава МТП основан на применении нормативных коэффициентов, показывающих оптимальное число машин данной марки на возделывании 100 или 1000 га каждой культуры. Значения нормативных коэффициентов определяются научно-исследовательскими учреждениями (для модельных, типовых для данной зоны хозяйств).

13.7.2.4. Планирование технического обслуживания тракторов и сельскохозяйственных машин

Основная задача технического обслуживания МТП - обеспечить его постоянную готовность для выполнения всех работ в заданные агротехнические сроки и с высоким качеством, безопасность обслуживающего персонала, сокращение потерь времени, снижение затрат труда и средств по поддержанию парка в исправном состоянии, способствовать повышению его надёжности и долговечности.

Общие принципы, на которых основываются правила технического обслуживания тракторов и сельскохозяйственных машин, заключаются в следующем:

-техническое обслуживание машин должно быть плановым;

-эксплуатация машин без проведения работ по техническому обслуживанию не допускается (требования и перечень работ технического обслуживания машин конкретных марок указываются в техническом описании инструкции по эксплуатации, составляемых предприятиями-изготовителями);

-правила технического обслуживания машины конкретной марки должны включать полный перечень работ, в том числе смазочных, входящих в данный вид технического обслуживания;

-техническое обслуживание должно проводиться при использовании машин по назначению, транспортировке и хранении;

-отметки о проведении работ по техническому обслуживанию (за исключением работ ежедневного технического обслуживания), должны заноситься в формуляр машины;

-работы всех видов технического обслуживания должны проводиться, согласно правил технического обслуживания, разработанных заводом - изготовителем или другим научно-технологическим предприятием.

При использовании машины по назначению должны проводиться виды технического обслуживания (по группам машин), [8].

Учёт проведения технических обслуживаний может вестись по отработанным мото-часам, килограммам, литрам израсходованного топлива, условным эталонным гектарам, единицам обработанной площади, а также количеством обработанного материала [8].

174

Ежемесячное техническое обслуживание машин (ЕТО) проводят в начале или в конце смены: ТО-1 через 60 мото-часов, ТО-2 через 240, ТО-3 через 960 мото-часов. Для машин, выпущенных после 1985 года, ТО-1 через 125 моточасов, ТО-2 через 500, ТО-3, через 1000 мото-часов.

Порядок проведения плановых технических обслуживании таков: 1-1-1-2-1-1-1-2-1-1-1-2---1-1-1-3; по новой системе 1-1-1-2-1-1-1-3 Сезонное техническое обслуживание машин (СО) проводят два раза в год:

при переходе к летним и зимним условиям эксплуатации. Критерием проведения СО принят переход температуры окружающего воздуха через + 5°С.

Сезонное техническое обслуживание не планируется, а совмещается с очередным ТО-1, ТО-2 или ТО-3.

При планировании количества технических обслуживаний и ремонтов на год или какой-то другой период (месяц, квартал) используют рассчётные формулы или составляют графики расхода топлива по группам тракторов одинаковых марок или по каждому трактору в отдельности. Используя расчётные формулы, определяют только количество видов ТО и ремонта, а на графике определяется срок проведения ТО.

Расчёт начинают с определения количеств капитальных ремонтов:

где: Q -наработка машины в мото-часах, килограммах, литрах израсходованного топлива, условных эталонных гектарах на расчётный или планируемый период;

QK, QT, QТО-3, QТО-2, QТО-1 - соответственно плановая наработка машины в мото-часах, килограммах, литрах израсходованного топлива, условных эталонных гектарах до проведения капитального, текущего ремонтов, ТО-3, ТО-2, ТО-1.

При построении графика проведения периодических технических обслуживаний используют данные таблицы 13.3 или графиков загрузки машин и расхода топлива.

По горизонтальной оси откладывают календарные сроки в том же масштабе, что и на графиках загрузки тракторов, а по вертикальной оси - суммарный расход топлива.

В качестве примера на рис. 13.5. показан график проведения периодических ТО применительно к двум тракторам МТЗ-80, причём трактор № 2 имеет расход топлива в прошлом году от начала эксплуатации в количестве 6 т, а трактор №1 начал эксплуатироваться с февраля месяца после капитального ремонта.

175

Рисунок 13.4. Графики загрузки, расхода топлива и наработки отдельного

трактора (а), групп тракторов одной марки (б) и потребности в обслуживающем персонале (в);

Т - продолжительность работы; nт – количество тракторов; m – количество обслуживающего персонала; 1…24 – виды сельскохозяйственных работ

176

177

Рисунок 13.5. График проведения периодических технических обслуживаний

Gт – суммарный расход топлива

Под графиком расхода топлива проводят прямую линию, соответствующую календарному сроку выполнения работ, а слева от шкалы расхода топлива наносят отрезки (в том же масштабе, что и основная шкала GT), равные расходу топлива до ТО-1, ТО-2, ТО-3 в соответствии с ГОСТом, а при необходимости и до текущего ремонта (ТР). Конечные точки отрезков проектируют на интегральные кривые, а с них - на горизонтальную линию, точка пересечения с которой обозначают условными знаками: ТО-1 - кружком, ТО-2 - треугольником, ТО-3 - квадратом, ТР - прямоугольником. Подобные графики строят для всех марок тракторов.

Общее количество периодических обслуживаний и текущих ремонтов по хозяйству устанавливают с учётом наличного парка тракторов по группам однотипных машин и суммируют. Затем определяют количество ТО по месяцам и декадам каждого месяца.

Аналогичные планы - графики строят для автомобилей и сложных сельскохозяйственных машин.

Операции технического обслуживания проводит звено мастера-наладчика на стационарных постах технического обслуживания и в полевых условиях с помощью передвижных агрегатов.

Контрольные вопросы и задания к главе 13

1. По каким признакам классифицируют МТА? Перечислите главные эксплуатационные свойства агрегатов. 2. Назовите и проанализируйте составляющие тягового баланса трактора. 3. Перечислите составляющие тягового сопротивления рабочей части агрегата и проанализируйте их. 4. Из каких этапов состоит процесс комплектования агрегатов? В какой последовательности комплектуют агрегаты? 5. Что такое кинематика агрегатов? Что характеризует коэффициент рабочих ходов? Перечислите способы движения агрегатов и опишите их. 6. Что понимают под производительностью агрегата? Какие виды производительности вы знаете и в чем их различие? Перечислите основные способы повышения производительности агрегатов. 7. Назовите составляющие прямых и приведенных эксплуатационных затрат при работе сельскохозяйственных агрегатов. Как определяют удельные затраты на 1 га наработки (руб/га)? 8. Как определяют расход топлива и смазочных материалов на единицу выполненной работы? Перечислите основные способы экономии нефтепродуктов. 9. По каким признакам и как классифицируют сельскохозяйственные грузы? По каким показателям характеризуют дороги? 10. По каким показателям оценивают эффективность использования транспортного парка подразделения? Как определяют коэффициенты использования времени, пробега, грузоподъемности, скорости? 11. Как определяют производительность транспортных агрегатов? От каких факторов она зависит? 12. Как определяют необходимое число транспортных средств при групповой работе уборочных машин и при доставке урожая от зерноуборочных комбайнов? 13. Как составляют технологическую карту?

178

ГЛАВА 14. Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства

14.1. Основные сведения по электротехнике

14.1.1. Основные понятия электрического тока Электрический ток – упорядоченное движение свободных электронов в

электрическом проводнике или ионов в жидкости под действием сил электрического поля. Электрическое поле возникает, если к концам проводника приложить напряжение.

Для возникновения и существования электрического тока нужна электрическая цепь. В простейшем случае электрическая цепь состоит из трех основных элементов: источника питания, приемника электрической энергии (или потребителя) и соединительных проводов, т.е. замкнутого проводящего пути для движения электрических зарядов.

На рис. 14.1 показана схема электрическая принципиальная. Это графическое изображение электрической цепи.

В источнике питания в процессе преобразования того или иного вида энергии в электрическую возбуждается электродвижущая сила – ЭДС (Е). Электродвижущую силу при определенных условиях можно определить как напряжение источника питания (U).

Напряжение, как и ЭДС, измеряется в вольтах

(В). В качестве источников электрической энергии применяют электрические генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую; аккумуляторы и гальванические элементы в качестве первичной энергии используют химическую энергию; фотоэле-

менты и термоэлементы, соответственно лучистую и тепловую виды энергии. Потребители преобразуют электроэнергию в другие виды энергии: электродвигатели в механическую, нагревательные приборы – в тепловую, осветительные приборы – в энергию излучения, аккумуляторы – в химическую и

т.п.

Если в течение времени ток не изменится как по величине, так и по направлению, то его называют постоянным током. Если за время t через поперечное сечение проводника проходит количество электричества Q, то сила тока I равна

В системе единиц СИ единицей силы тока служит ампер.

179

Наиболее распространенные источники постоянного тока – аккумуляторы, генераторы постоянного тока, выпрямительные установки.

Любые устройства, служащие для получения, передачи или потребления электроэнергии, обладают сопротивлением. Электрическое сопротивление

– это способность элемента электрической цепи противодействовать прохождению по нему электрического тока. В общем случае сопротивление зависит от материала проводника, его геометрических размеров, температуры, частоты тока.

Единица измерения сопротивления – Ом.

Немецкий физик Г. Ом (1787 – 1854) экспериментально установил, что сила тока I в проводнике пропорциональна напряжению U на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению R:

Это уравнение – закон Ома для участка цепи.

Электрическая энергия – это способность электромагнитного поля производить работу, преобразовываясь в другие виды энергии. Совершение работы связано с перемещением зарядов через элементы, обладающие сопротивлением.

Активная мощность Р – это мощность, связанная с преобразованием электроэнергии в тепловую или механическую энергию. В цепях постоянного тока активная мощность, Вт,

Большое практическое значение имеет то, что одну и ту же мощность электрического тока можно получить при низком напряжении и большой силе тока, или большом напряжении и малой силе тока, что широко используется при передаче электрической энергии на расстоянии.

Если ток проходит по неподвижному проводнику, то вся работа тока идет на его нагревание. Количество теплоты Q, выделяющейся током I в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника R и времени прохождения тока t:

Единица измерения количества теплоты Q – джоуль [Дж]. Это выражение представляет собой закон Джоуля – Ленца. Э.Х. Ленц (1804 – 1865) – русский физик, установивший этот закон экспериментально.

Тепловое действие тока находит широкое применение в технике, которое началось с открытия в 1873г. русским инженером А.Н. Лодыгиным (1847 – 1923) лампы накаливания. На нагревании проводников электрическим током основано действие всех электронагревательных приборов, электрической дуги, контактной сварки и т.д.

180