Проектирование операционной технологии озимой пшенцы

2.3.1 Исходные данные

Индивидуальное задание:
1. Культура	озимая пшеница
2. Операция	уборка
3. Норма вн. (урож.)	55 ц/га
4. Размеры поля	940х825 м,
5. Уклон поля	0 доли ед,
6. направление движения	вдоль 940 м.
7. расстояние транспортирования	1 км.
8. Энергомашина	Torum- 740
9. Раб машина	Power Stream-6
10. Сцепка	нет
11. Агрегат для техн. Обсл. (тр-ное с-во)	КамАЗ – 5511

2.3.2 Агротехнические требования

К работе зерноуборочного комбайна предъявляются следующие агротехнические требования:

Зерноуборочные машины обеспечивают качественную уборку только в том случае, если их рабочие органы выбраны и отрегулированы в соответствии со свойствами убираемой культуры, а растения приспособлены для машинной уборки. Пригодность той или иной культуры к машинной уборке определяется физико-механическими свойствами и биологическими особенностями самих растений, а также их состоянием в период уборки.

Уборку озимой пшеницы начинают в фазе полной спелости и влажности не более 20%. Рекомендованная скорость движения комбайна на уборке зерновых культур: 1,7…2,2 м/с. При прямом комбайнировании высоту среза устанавливают в зависимости от высоты хлебостоя: при высоте хлебов до 75 см — высота среза 10 см; при высоте хлебостоя 70—90 см — 18 см. При уборке полеглых хлебов высоту среза устанавливают с таким расчетом, чтобы не было потерь как срезанным, так и не срезанным колосом. На полях с подсевом трав высота среза должна быть на уровне подсева. Потери зерна за молотилкой комбайна не должны превышать 1,5 %, за жаткой — при прямостоячей культуре - 1 %, при полеглых и поникших хлебах — 1,5 %. Чистота зерна в бункере не менее 96 %. Дробление при уборке семенного зерна — не более 1%, продовольственного и фуражного — не более 2 %.

2.3.3 Комплектование агрегата

Высокопроизводительное использование техники во многом зависит от правильного комплектования машинно-тракторных агрегатов. При комплектовании решаются следующие задачи: выбор сельскохозяйственных машин, их рабочих органов, сцепок и тракторов, которые в данных условиях обеспечивали бы высокое качество работы; определение состава и режима работы агрегата, обеспечивающих наибольшую производительность и экономичность за счет наилучшего использования мощности двигателя; соединение машин, сцепки и трактора в агрегате так, чтобы получить от него высокие качественные и экономические показатели. Исходными данными для комплектования агрегатов служат: вид и характеристика обрабатываемой почвы или растений, размеры и рельеф полей, агротехнические требования к выполняемой работе, агротехнологические свойства машин и тракторов, удельное сопротивление рабочих машин, тяговые свойства трактора. Комплектование агрегата начинают с выбора рабочих органов машин и тракторов. Выбор сельскохозяйственных машин (орудий) следует осуществлять, прежде всего, с учетом качества работы, соответствующего агротехническим требованиям для заданных условий работы.

Рабочая скорость агрегата ограничивается:

1) Качеством выполнения работ:

	[1]	(2.1)

2) Энергетическими возможностями агрегата.

Максимально допустимую скорость движения агрегата на подъём и под уклон определяют исходя из мощности двигателя. Для расчёта данной скорости используй формулу:

(2.2)

– скорость движения, м/с;

- номинальная мощность двигателя, кВа;

– допустимый коэффициент загрузки двигателя;

-затраты мощности на холостое вращение рабочих органов комбайна, кВт;

-затраты мощности на привод дополнительных механизмов, кВт;

–удельные затраты мощности на технологический процесс, кВт/кг/с;

– коэффициент учитывающий буксование,

(2.3)

– буксование движителей, примем

Найдём коэффициент учитывающий буксование

, – к.п.д. ВОМ и трансмиссии.

Примем

Величина зависит от технологического процесса выполняемой работы:

-тяговое сопротивление машины при движении на подъём, кН.

(2.4)

- рабочая ширина захвата агрегата, м;

- удельное сопротивление машины, кН/м;

– эксплуатационный вес машины, кН;

i - уклон поля, доли единицы;

Известно что:

f=0,07

Определим рабочую ширину захвата агрегата:

(2.5)

- коэффициент использования конструктивной ширины захвата машины

- конструкционная ширина захвата машины, м

Примем:

к.п.д. гидропривода, ремённой передачи;

Примем:

- биологическая урожайность культуры, кг/м².

(2.6)

- коэффициент соломистости

- урожайность соломы, кг/м²

- урожайность зерна, кг/м²

Известно что:

Найдём биологическую урожайность культуры:

Найдём максимально допустимую скорость движения агрегата:

Примем:

Для зерноуборочных комбайнов в справочной литературе указывается пропускная способность. Для них дополнительно необходимо определить допустимую скорость движения, исходя из пропускной способности.

(2.7)

-скорость движения, ограниченная пропускной способностью, м/с.

- пропускная способность, кг/с.

[1]

(2.8)

- номинальная (паспортная) пропускная способность комбайна, кг/с

– коэффициенты учитывающие соответственно соломистости, влажности, засорённости и полеглости убираемой хлебной массы.

Примем:

При влажности 10…15

При засорённости 5…10

Слабая полеглость

(2.9)

Подставив данные, определим пропускную способность:

Найдём допустимую рабочую скорость, исходя из пропускной способности:

Вывод: Таким образом рабочая скорость комбайна принимается равной 1,72 м/с . так как она удовлетворяет всем требованиям предъявляемым к уборку зерновых культур. В процессе выполнения операции необходимо строго следить за значением скорости агрегата, чтобы она была равна или меньше расчётной.

2.3.4 Подготовка машин к работе

К работе готовятся отремонтированные и прошедшие очередное техническое обслуживание машины.

Операции по подготовке включают в себя:

Для рабочих машин: постановку выбранных рабочих органов, регулировку рабочих органов и узлов машины, герметизацию, средств сигнализации. оборудование средствами пожаротушения. Аптечкой. Бочкой для воды и т.п. и обязательно обкатку с целью выявления недоделок;

Для транспортных средств: наращивание бортов и установку при этом решётки вместо заднего борта самосвала, герметизация кузова , оборудование их пологами, оборудование сетками для выгрузки груза, средствами пожаротушения антеннами и.т.д

Для транспортировки технологического материала будем использовать КамАЗ – 5511. Он способен обеспечить грузоподъемность 10000 кг

- плотность материала кг/м³

плотность зерна озимой пшеницы.

В основной борт объёмом 7,2 м³ поместится

Необходимо произвести наращивание бортов для того чтобы довести вес материала помещённого в машину до 9000кг

Следовательно нам не хватает 9000-5600=3400 кг

Из этого следует, что нам не хватает 3400/780=4,4 м³

Для нахождения высоты наращенного борта для обеспечения прибавочного объема равного 4,4 м³,составим соотношение:

(2.10)

где S- площадь дна кузова по верхнему уровню:

(2.11)

V-необходимый прибавочный объём: V=4,4м³

Проверим правильность выбора высоты наращивания бортов. Погрузочная высота транспорта не должна превышать погрузочной высоты, выгрузного устройства комбайна.

-погрузочная высота по наращенному борту, м.

– погрузочная высота выгрузного устройства машины, загружающей кузов , м

Наше значение удовлетворяет данному условию.

Вывод: для обеспечения нужной грузоподъёмности, необходимо произвести наращивание бортов на высоту 0, 4 м.

2.3.5 Подготовка поля

При подготовке поля решают следующие задачи: выбор направления и способа движения, вида поворота агрегата, расчет ширины поворотной полосы, определение ширины загона и их количества, оценка выбранного способа движения. Направление движения агрегата следует выбирать с учетом предшествующей обработки поля.

Выберем направление и способ движения.

Для уборки зерновых культур подходят следующие способы движения: всвал, вразвал и круговой способы движения. Для уборки озимой пшеницы выберем круговой способ уборки (рис 2.1). Уборку необходимо осуществлять поперёк посеву. В данном способе движения, беспетлевой вид поворота.

Способ движения	круговой;
Направление	вдоль поля (940 м);
Способ поворота	беспетлевой

Рисунок 2.1. Круговой способ движения

Проверим правильности выбора способа движения.

Определим путь наполнения технологической ёмкости, чтобы производить выгрузку на краю поля.

(2.12)

где -длинна пути наполнения технологической ёмкости, м.

- вместимость технологической ёмкости, м³

-коэффициент использования объёма

- плотность материала кг/м³

- урожайность кг/м²

Известно:

Определим минимальную ширину поворотной полосы:

(2,13)

где –радиус поворота, м.

e - длинна выезда агрегата, м

(2.14)

– кинематическая длинна агрегата (принято из справочных данных)

3,5 м

- кинематическая ширина агрегата, м

(2.15)

где: – количество основных машин

Примем: .

Определяем фактическую ширину поворотной полосы .

Определим количество проходов для обработки .

(2.16)

В этом случае, фактическая ширина поворотной полосы составит:

, [1]

(2.17)

После этого определяем оптимальную ширину загона.

(2.18)

где: a - коэффициент, зависящий от способа движения,

- рабочая длинна гона. М

(2.19)

Примем:

а=3

-длинна стороны поля, вдоль которого движется агрегат, м

Определим оптимальную ширину захвата :

Определяем количество загонов:

(2.20)

где - длинна стороны поля, перпендикулярной направлению движения агрегата, м.

Примем из дано:

Определим ширину загона.

(2.21)

Правильность выбора рационального способа движения агрегата оценивается коэффициентом рабочего хода.

(2.22)

где -средняя длинна холостого поворота агрегата на загон, м.

(2.23)

Определим правильность выбора способа движения.

Вывод: исходя из выше приведённых расчётов, был выбран круговой способ движения. , следовательно был выбран правильный способ движения агрегата.

2.3.6 Работа агрегата в поле

Для нормирования полевых механизированных работ необходимо рассчитать технико-экономические показатели технологического агрегата: эксплуатационную производительность, погектарный расход топлива и затраты труда.

Эксплуатационную производительность агрегата за час сменного времени (га/ч) можно рассчитать по формуле:

(2.24)

где -скорость движения агрегата, км/ч

- коэффициент использования времени смены

Для определения τ необходимо составить баланс времени смены

(2.25)

Где соответственно время чистой работы, поворотов и холостых заездов при работе на загоне, остановок агрегата на технологическое обслуживание, техническое обслуживание, подготовительно-заключительное время, на отдых и личные надобности, мин.

- коэффициент использования времени смены.

(2.26)

где - время чистой работы.

- время смены

(2.27)

где - количество циклов;

-время чистой работы за один цикл;

(2.27)

- время цикла.

-подготовительно-заключительное время работы.

		(2.28)

Где -соответственно время на подготовку агрегата к перееду, получение наряда и сдачу работы, переезду от места стоянки к месту работы и обратно в начале и конце смены, мин.

Примем:

(2.29)

где коэффициенты, показывающие часть времени отдельных операций в расчете на принятый цикл; b=1;

, - соответственно время чистой работы, поворотов и переездов и технологического обслуживания за один цикл, мин.

(2.31)

(2.30)

(2.32)

где -путь, который проходит агрегат на повороте;

-скорость движения агрегата на повороте.

[1]

(2.34)

Произведём расчёт последовательно:

примем

Найдём время цикла

примем

Найдем количество циклов

примем

Определим время чистой работы

Найдём коэффициент использования времени смены

Для того чтобы проверить правильность найденных значений, составим баланс времени.

примем

(2.35)

Из формулы (2.29) следует, что

Баланс сходится, значит можно сделать вывод о том, что все ранее найденные значения верны.

Эксплуатационная производительность агрегата рассчитывается по формуле

(2.36)

Погектарный расход топлива (кг/га) можно определить по формуле:

(2.37)

-часовой расход топлива при номинальной тяговой загрузке, кг/ч.

-коэффициент, учитывающий расход топлива на холостых переездах и работе двигателя при остановке агрегата.

Примем

Затраты труда на единицу выполненной работы (чел.-ч/га) определяются по выражению:

(2.38)

Где число механизаторов и вспомогательных рабочих, обслуживающих агрегат.

примем

2.3.7 Технологическое обслуживание агрегата

При групповой работе технологических агрегатов транспорт закрепляется за всей группой. Расчёт потребности в транспорте для непрерывной работы этих агрегатов может быть выполнено по средним величинам продолжительности циклов работы.

Количество транспортных средств будет равно:

(2.39)

где - среднее время оборота транспортного средства, мин;

- количество технологических агрегатов в группе (2-4);

- продолжительность цикла, мин;

- количество технологических ёмкостей, вмещающихся в кузов транспортного средства.

примем

(2.40)

где соответственно время движения с грузом и без груза, загрузки, разгрузки и взвешивания транспортного средства, мин.

(2.41)

(2.42)

У комбайна TORUM 740

S –расстояние, на которое необходимо переместить груз, км

–средняя скорость движения транспортного средства с грузом и без груза, км/ч (25-27 км/ч)

примем S=1 км

25 км/ч

27 км/ч

Рассчитаем время разгрузки технологической ёмкости агрегата

(2.43)

Для расчёта примем:

- время разгрузки (загрузки) технологической ёмкости агрегата, мин;

-время переезда транспортного средства от одного агрегата к другому, мин

(2.44)

где -грузоподъемность транспортного средства, кг

- вместимость технологической ёмкости, м³

- плотность материала, кг/м³

Примем

Найдем количество технологический ёмкостей, вмещающихся в кузов транспортного средства:

Время разгрузки технологической ёмкости агрегата равняется

Найдем среднее время оборота транспортного средства

Определим количество транспортных средств

Примем количество необходимой техники равной.

Вывод, для обслуживания одного работающего на поле комбайна, потребуется одно транспортное средство. Такое мало количество потребной техники объясняется тем, что расстояние от поля до места приёма зерна составляет всего 1км.

2.3.8 Контроль качества работы

Контроль качества работы заключается в изменении качественных показателей и сопоставлении их с агротребованиями.

При проверке качества работы агрегата необходимо знать излагаемые в типовой операционно-технологии показатели и методику контроля. Большое значение при оценке качественных показателей имеет число контрольных проверок и места замеров.

Качество работы комбайна определяется двумя показателями, выраженными в процентах: потерей зерна и его повреждением. Чем меньше значения этих показателей, тем выше качество работы комбайна.

Потери зерна складываются из потерь колосьев и свободных зерен. Для определения этого показателя подбирают на заданной площади поля колосья и зерна, выделяют зерна, взвешивают их и подсчитывают потери, приходящиеся на 1 га. Зная этот показатель и урожайность, находят потери зерна в процентах. Потери колосьев могут быть из-за несовпадения направления движения комбайна с направлением валков, несоответствия скорости подбирающего механизма и скорости движения комбайна, неправильной установки подборщика.

Потери свободных зерен могут происходить из-за неполного обмолота колосьев и потерь их вместе с соломой или половой. Причины этого — неправильные регулировки молотильного аппарата и очистки, неудовлетворительная работа соломотряса, неправильная установка решет, перегрузка комбайна, приводящая к снижению частоты вращения коленчатого вала двигателя и скорости движения рабочих органов комбайна.

Потери в результате недомолота и потери свободного зерна с соломой можно определить при повторном обмолоте соломы, учете собранного при этом зерна и соответствующем пересчете на 1 га.

2.3.9 Меры безопасности при работе на комбайне

Техническое состояние МТП и транспортных средств должно обеспечивать безопасную работу персонала и отвечать действующим «Правилам эксплуатации МТП В сельскохозяйственных предприятиях »

При работе на комбайнах необходимо соблюдать следующие меры безопасности.

Лица, не имеющие прав на управление комбайном и не прошедшие специальный инструктаж, к работе не допускаются. На комбайне разрешается работать в удобной и хорошо заправленной одежде и защитных очках. Посторонним лицам находиться на комбайне запрещается. Включать двигатель и пускать в ход комбайн можно только в том случае, если рядом нет людей, и только после подачи сигнала. Все регулировки и техническое обслуживание необходимо выполнять после полной остановки комбайна и при выключенном двигателе. Нельзя исправлять что-либо под жаткой, если она не закреплена надежно устойчивыми подпорками.

После выполнения ремонтных работ необходимо проверить, не оставлен ли какой-либо инструмент. Нельзя трогать руками работающие механизмы и находиться у не огражденных вращающихся шкивов, цепей, ремней и звездочек. Все защитные устройства должны быть прочно закреплены на своих местах.

Необходимо систематически проверять надежность тормозов, рулевого управления и системы сигнализации. После остановки комбайна рычаг переключения передач следует перевести в нейтральное положение и молотилку выключить. Не разрешается буксировать комбайн с включенной передачей. Без рукавиц нельзя открывать крышку радиатора неохлажденного двигателя. При смене аккумуляторной батареи надо остерегаться попадания электролита на одежду и открытые части тела.

Повороты комбайна следует выполнять на скоростях не более 3 … 4 км/ч. На такой же скорости допускается передвижение на склонах до 10°, в туманную или пасмурную погоду. При транспортировании необходимо соблюдать интервал не менее 30 м между комбайном и впереди идущим транспортом. От встречного транспорта держаться на 2 м с правой стороны.

Рама комбайна должна быть заземлена с помощью массивной металлической цепи. Комбайн должен быть обеспечен набором исправного инструмента и аптечкой с медикаментами.

Спать или отдыхать на участках стоянки и работы комбайнов запрещается.

Необходимо строго соблюдать правила противопожарной безопасности, для чего на комбайне следует иметь два огнетушителя, две железные лопаты, метлу, брезент и бочку воды (50 л). На выпускную трубу двигателя надо надеть искрогаситель и хорошо уплотнить коллектор. Комбайн необходимо содержать в чистоте и своевременно очищать от пожнивных остатков. Ежедневно следует проверять исправность электропроводки и не допускать загрязнения ее маслом и топливом. При заправке комбайна надо следить, чтобы не проливались топливо и масло. Место стоянки комбайнов, полевой стан, а также заправочный пункт должны быть опаханы и обеспечены противопожарными средствами, в том числе трактором с плугом для опахивания участка в случае пожара. При ночном хранении комбайны должны находиться один от другого на расстоянии не менее 20 м.