Применение комбинированных и широкозахватных агрегатов

Вследствие использования индустриальных и интенсивных технологий и повышения культуры земледелия при производстве сельскохозяйственных культур значительно увеличилось число технологических операций, выполняемых на полях. При возделывании зерновых и других сельскохозяйственных культур по индустриальной технологии с применением однооперационных специализированных машин движителями тракторов и колесами сельскохозяйственных машин и транспортных средств уплотняется более 60% площади поля. Отдельные участки подвергаются многократному воздействию, что значительно снижает урожайность сельскохозяйственных культур в последующие годы: зерновых — на 10%, сахарной свеклы — на 15%, картофеля — на 50%.

Еще сложнее оптимально загрузить однооперационными машинами современные энергонасыщенные тракторы при выполнении сельскохозяйственных работ, особенно на полях малых размеров и с неровным рельефом поля. Кроме того, чрезмерное уплотнение почвы приводит к разрушению ее структуры — снижению плодородия. Чтобы как можно полнее загрузить энергонасыщенные тракторы при работе с однооперационными машинами, увеличивают ширину захвата машины или рабочие скорости агрегата. Однако из-за агротехнических, конструктивных и эксплуатационных ограничений указанные параметры невозможно увеличивать беспредельно.

Повышение скорости МТА не приводит к пропорциональному увеличению его производительности, так как коэффициент использования времени смены уменьшается вследствие роста времени на холостые повороты и технологическое обслуживание. С уменьшением длины гона производительность снижается более интенсивно.

Увеличение ширины захвата агрегата сверх оптимального также не дает желаемого увеличения производительности, так как коэффициент использования времени смены значительно уменьшается, ухудшаются маневренность агрегата и способность его копировать рельеф поля. В связи с этим возникает задача создания улучшенных способов и систем обработки почвы и более рационального использования современной техники. Эту задачу можно решить за счет совмещения операций.

Совмещение операции — это одновременное выполнение одним агрегатом нескольких технологических операций за один проход (например, вспашка + боронование; посев + внесение удобрений; скашивание + обмолот + сепарация хлебной массы и т.п.). Агрегаты, которые выполняют эти операции, называются комбинированными (комплексными). Для совмещения операций должно быть технологическое обоснование, так как не все операции можно совмещать.

Во всех комбинированных агрегатах учтен принцип непрерывности движения обрабатываемого материала:

• отсутствие времени разрыва между операциями (/ = 0) — принцип

согласования во времени. Например, для лущения и вспашки /раз > 0, значит, их совмещать нельзя; для вспашки и боронования /раз = 0, значит, их совмещать можно;

• необходимость или целесообразность кинематического соответствия, т.е. соответствия между собой траекторий движения разных рабочих органов — принцип согласования в пространстве. Например, операции посева и культивации (зерно надо положить на «жесткое ложе» и прикрыть «мягким одеялом») не следует совмещать, а посев и щелевание на склоне требуют совмещения, иначе происходит поломка сошников;

  • • одинаковое влияние изменения скорости движения на качество работы. Например, прямая уборка зерновых и лущение стерни — влияние неодинаковое; вспашка и боронование — одинаковое;
  • • уменьшение числа проходов агрегатов по полю при совмещении операций. Так, для агрегата ВТ-150Д + СЗС-6 уменьшение достигнуто, а для агрегата ВТ -150Д + КПС-4 + С3-3,6 — нет.

Если качество выполняемых операций не служит препятствием, то

необходимо определить технико-экономическую целесообразность совмещения операций. При этом учитывают основные удельные показатели работы агрегата: затраты времени (ч/га); затраты труда (в чел.-ч./га) и прямые денежные затраты (руб./га); производительность агрегата (га/ч); численность рабочих на агрегате (чел.); стоимость часа работы агрегата (руб./ч); материалоемкость (кг/м); энергозатраты (Дж/м); грузооборот (кг-м/га).

Общее условие целесообразности совмещения операций по отдельным показателям: показатель комбинированного агрегата должен быть лучше суммы показателей отдельных агрегатов на совмещаемых операциях. Для обеспечения наиболее эффективной работы агрегата важно правильно выбрать оптимальную ширину захвата и скорость движения, которые определяют сменную производительность агрегата и степень загрузки двигателя трактора. Рабочая скорость агрегата чаще всего ограничена качеством выполнения данной операции (агротехнически допустимой скоростью). Кроме того, работа агрегата на повышенных скоростях увеличивает удельное сопротивление машин, что вызывает перерасход топлива. Следовательно, чтобы получить максимальную производительность агрегата, что соответствует оптимальной загрузке двигателя, необходимо увеличить рабочую ширину захвата.

Ширина захвата агрегата определяется тяговой характеристикой трактора на соответствующем фоне и удельным сопротивлением машин. С применением широкозахватных агрегатов возникают трудности с копированием микрорельефа поля, маневренностью и переездами по дорогам общего пользования. Общее время работы широкозахватного агрегата в течение смены состоит из времени чистой работы, поворотов, технологического обслуживания, перевода из транспортного положения в рабочее и обратно, переездов, технического обслуживания и устранения неисправностей.

С увеличением ширины захвата агрегата увеличивается масса машин, что приводит к перегрузке навески трактора и колес машин, а это требует перехода от навесных машин к полунавесным или прицепным. В результате такого перехода значительно увеличиваются затраты времени на повороты и перевод агрегата из рабочего положения в транспортное. Широкозахватный агрегат можно перевести в транспортное по нескольким схемам (например, складыванием в вертикальной или горизонтальной плоскости; перецеплением секций машин цугом или присоединением к трактору за один их конец).

Кроме того, применение широкозахватных агрегатов значительно увеличивает время на технологическое и техническое обслуживание. Все это приводит к увеличению затрат времени на повороты, технологическое и техническое обслуживание. Увеличение ширины захвата должно сопровождаться сокращением времени на эти составляющие. Несмотря на это применение широкозахватных комбинированных агрегатов во многих случаях дает существенный экономический эффект, выражающийся по сравнению с раздельным выполнением работ в повышении производительности труда в 1,2—2 раза, экономии топлива на 5—20% и снижении эксплуатационных издержек на 10—40%. При этом совмещение операций нередко сопровождается повышением урожая.

 
Посмотреть оригинал