Экономичность использования агрегата на междурядной обработке пропашных культур (на примере картофеля)

УДК 631.3

ЭКОНОМИЧНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АГРЕГАТА НА МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКЕ ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР

Б. Л. ОХОТНИКОВ,

доктор технических наук, профессор,

В. Н. ЕГОРОВ,

кандидат технических наук, доцент,

Д. С. Горбунов,

аспирант

(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42; тел.: 8 (343) 295-61-49).

Ключевые слова: обрабатываемая площадь, междурядная обработка картофеля, длина гона, длина пути поворота, затраты энергии и труда, ходовой аппарат.

Степень полезного использования агрегата можно оценивать затратами энергии на выполнение работ и затратами труда на единицу работы. Затраты энергии можно оценить через расход топлива. Исследовать зависимость затрат энергии и труда и определить пути улучшения этих показателей целесообразно и возможно за счет снижения непроизводительных затрат времени на холостые движения. Особенно это касается при выполнении работ на полях и участках с короткими гонами. Эти обстоятельства касаются в первую очередь работ на полях фермеров и частных лиц. Междурядную обработку пропашных культур выполняют в основном навесными культиваторами, агрегати-руемыми с универсально-пропашными тракторами класса 14 кН. Среди используемых критериев оценки эффективности применения агрегатов в связи с условиями работы предпочтительными являются затраты энергии и труда на выполнение единицы работы. Проведенные исследования показывают большие затраты топлива и труда на выполнение технологических операций при работе на полях (участках) с короткими гонами. Особенно это проявляется при длине гона до 600 метров. Данные показывают, что при длине гона 50 метров суммарный расход топлива в 2,1 больше, чем при длине 800 метров. При длине гона 50 метров затраты труда возрастают на 115 процентов по сравнению с расходом при длине гона 800 м. Повышение технико-экономических показателей агрегатов, работающих на мелкоконтурных полях и участках, связанных с подготовкой почвы, посадкой, уходами за посадками и на других работах при использовании навесных машин, возможно путем создания энергосредств с управляемостью, обеспечивающей минимальную длину холостого хода на поворотах в конце гона за счет радиуса поворота и длины выезда.

PROFITABILITY OF UNIT USAGE INTERROW PROCESSING THE ROW CROPS

B. L. OHOTNIKOV,

doctor of technical sciences, professor,

V. N. EGOROV,

candidate of technical sciences, docent,

D. S. GORBUNOV,

student

(620075, Ekaterinburg, K. Libknehta st. 42; tel.: +7 (343) 371-33-63).

Keywords: the cultivated area, inter-row cultivation ofpotatoes, the length of the gun, the length of the path of rotation, the cost of energy and labor, the navigation apparatus.

Extent of unit useful use can be estimated by energy costs of performance of work and work costs of work unit. Through fuel consumption it's possible to estimate energy expenses. To investigate dependence of energy expenses and work and expediently and possibly to define ways of improvement of these indicators due to drop unproductive expenses of time for the single movements. Especially it concerns when working on fields and sites with short rutting. First of all, these circumstances concern works on fields of farmers and individuals. Interrow processing of row crops is carried out generally hinged cultivators aggregated with a multiple-purpose row tractors of a class of 14 kN. Among criteria of an efficiency assessment of units use in connection with working conditions costs of energy and work performance of unit of work are the most preferable. The conducted researches show big costs of fuel and work of performance technological operations during the work on fields (sites) with short rutting. Especially it's shown with a length of rutting up to 600 meters. With a length of rutting of 50 meters total fuel consumption in 2,1 is more, than with a length of 800 meters. With a length of rutting of 50 meters of expense of work increase for 115 percent in comparison with an expense with a length of rutting of 800 m. It is possible to increase technical and economic indicators of the units working on the small-contoured fields and sites connected with preparation of the soil, landing, care behind landings and at other works when using hinged cars by means of creation power means with the roadability providing the minimum length of idle running on turning movements at the end of rutting at the expense of turning radius and length of departure.

Положительная рецензия представлена Е. Е. Баженовым, доктором технических наук, профессором, заведующим кафедрой Уральского лесотехнического университета.

Аграрный вестник Урала № 7 (137), 2015 г. - <

Инженерия /

Цель и методика исследований. Согласно статистическим данным размеры 120 тысяч фермерских хозяйств РФ выглядят следующим образом: 18 % хозяйств имеют площадь до 5 га, до 20 га -30 %, 50 га - 27 %. Из этих данных видно, что до 5 га площади имеют более 20 тысяч предприятий с общей площадью свыше 100 тысяч гектар. На таких площадях работают в основном универсально-пропашные тракторы. Если в этих хозяйствах внедрены 4-х польные севообороты, то каждое поле (участок) должно быть размером до 1 га с длиной гона до 100 метров. При такой длине гона существенное влияние на технико-экономические показатели будет оказывать длина поворота. В связи с этим целью исследования является установление величины затрат энергии и труда в зависимости от параметров участка работы.

Задачей исследования является определение затрат энергии и труда на выполнение технологических операций в зависимости от длины гона и пути поворота, так как эти показатели зависят не только от указанных выше показателей, но и от затрат времени на выполнение элементов движения, скорости и конструктивных особенностей агрегата.

Длина пути поворота (с открытой петлей) по максимальному значению радиуса поворота навесного агрегата [1]:

Ь = 8,0К + 2е, м,

п ' п ' ' 47

где Rп - радиус поворота, м; е - длина выезда.

Радиус поворота агрегата с навесной машиной при скорости движения свыше 4 км/ч:

R = К К В , м,

п К V а' ' 47

где КК - коэффициент пропорциональности в зависимости от типа агрегата; К - поправочный коэффициент на скорость; Ва - ширина захвата агрегата, м.

Для агрегатов с навесными машинами при скорости движения 5 км/ч:

К„ = 1,1; К = 1,32.

К ' ' V '

Длина выезда (е) пропорциональна кинематической длине агрегата и зависит от ширины захвата:

е = С С В , м,

е ек а' ' 47

где Се - коэффициент пропорциональности для различных агрегатов составляет от 0,25 до 0,75; коэффициент Сек = 0,65 для пропашных культур.

При полевых испытаниях агрегата на междурядной обработке посадок картофеля длина пути петлевого поворота (с открытой петлей) Ьп составила 50 метров.

Расход энергии на выполнение работ по уходу за посадками по расходу топлива:

Оу = g + g = О Т п + О Т п ,

^ Ср с^х т р 'р т х'х' 47

где gр - расход топлива при рабочем ходе агрегата, кг/га; g - расход топлива при выполнении поворота (холостое движение), кг/га; От - часовой расход топлива двигателем трактора, кг/ч; Т и Тх - затраты времени на рабочие ходы и на повороты агрегата, ч; Пр и пх - коэффициенты загрузки двигателя при выполнении рабочего процесса и при поворотах (0,85 и 0,35 соответственно).

Затраты времени на выполнение рабочих ходов на гектар 2 78

' '

T

р

ч/га,

В XV

р р

где Вр - рабочая ширина захвата агрегата, м; V -рабочая скорость движения агрегата, м/с.

Время холостого движения на повороте в конце гона Т Ь

п : Тп= ч,

п V

п

Ьп - длина пути поворота агрегата, км; V - скорость движения агрегата на повороте, км/ч.

Длина пути поворотов на гектар обрабатываемой площади:

-sjaqi

где N = F /В l,

п га р г

количество поворотов на га; ^га - площадь обработки, 104 м2; Вр - рабочая ширина захвата агрегата, м; 1г - длина гона, м.

Рис. 1. Параметры, определяющие длину пути поворота при междурядной обработке пропашных культур

• - Аграрный вестник Урала № 7 (137), 2015 г. - < C.^CZt'

300 400 Длина гона

Рис. 2. Зависимость расхода топлива на гектар с учетом рабочих ходов и поворотов в конце гона: - на повороты, 2 - на рабочие ходы, 3 - суммарный расход

Тогда затраты времени поворотов на гектар

= 2МЬп

'п

р г п

Ьи - длина пути поворота, м; V - скорость движе -ния на повороте, м/с.

Время движения на повороте при скорости движения 5 км/ч составит 36 с, или 0,01 часа.

Результаты исследований. Целесообразно оценивать эффективность работы агрегата в расчете на гектар обрабатываемой площади. Энергозатраты можно оценить по расходу топлива на гектар ^га(сум). На рис. 2 представлен расход топлива в зависимости от длины гона участка (поля).

Данные показывают, что при длине гона 50 метров суммарный расход топлива в 2,1 больше, чем при длине 800 метров. Зависимость затрат труда на выполнение работы на гектар обработки поля с учетом затрат времени на повороты представлена на рис. 3. При длине гона 50 метров затраты труда возрастают на 115 процентов по сравнению с расходом при длине гона 800 метров. По всем приведен-

300 400 500 Длина гена

Рис. 3. Затраты труда на гектар междурядной обработки

в зависимости от длины гона

ным показателям при работе на участках с короткой длиной гона эффективность использования агрегата значительно снижается. Особенно это сказывается на длине гона до 400 метров.

Выводы. Для повышения эффективности работ на таких участках необходима разработка мероприятий по совершенствованию технологии и конструктивных элементов управления агрегатом.

Рекомендации. Повышение технико-экономических показателей агрегатов, работающих на мелкоконтурных полях и участках, связанных с подготовкой почвы, посадкой, уходами за посадками и на других работах при использовании навесных машин, возможно путем создания энергосредств с управляемостью, обеспечивающей минимальную длину холостого хода на поворотах в конце гона. При этом конструкция системы управления ходовым аппаратом должна обеспечивать индивидуальную и комплексную управляемость всех ходовых колес базового энергосредства.

Литература

1. Зангиев А. А. и др. Производственная эксплуатация МТП. М. : Колос, 1996.

2. Охотников Б. Л., Андреев В. А. Определение основных параметров агрегата для обработки посадок картофеля и формированию клубненесущего слоя // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. № 8. С. 8-9.

3. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. Ч. II. М. : Колос, 1976.

References

1. Zangiyev A. A. etc. Production operation of MTP. M. : Kolos, 1996.

2. Ohotnikov B. L., Andreyev V. A. Definition of critical parameters of the unit for processing landings of potatoes and to formation of a bearing tubers layer // Mechanization and electrification of agriculture. 2006. No. 8. P. 8-9.

3. Typical performance standards and fuel consumption for the mechanized field works in agriculture. P. II. M. : Kolos, 1976.

1