Расчет состава машинно-тракторных агрегатов

Расчет потребного количества транспортных средств

При обслуживании уборочных агрегатов

Потребность в транспортных средствах для перевозки сельскохозяйственных грузов определяется из условия обеспечения бесперебойности работы уборочного агрегата при максимальном использовании их грузоподъемности.

Прежде чем приступить к решению любой проблемы, а в данном случае к расчету потребного количества транспортных средств, необходимо сформулировать цель работы, определить задачи, которые будем решать. Для чего задаются исходные данные и определяется алгоритм решения, то есть нужно пройти все этапы, изображенные на рисунке 1.1.

Цель работы:

Обеспечить бесперебойность работы основного технологического звена.

Задачи:

1. Определить потребное количество транспортных средств;

2. Оптимизировать количество транспортных средств в зависимости от расстояния перевозки;

3. Наметить пути повышения эффективности использования транспортных средств.

Исходные данные:

1. Вид работы – уборка кукурузы на силос;

2. Урожайность – 150-300 ц/га;

3. Основное звено – ДТ-75М + КС-1,8;

– ширина захвата, 1,8 м;

– рабочая скорость 3,5-10 км/ч;

4. Транспортное средство (табл. 1.1);

5. Грузоподъемность (табл. 1.1);

6. Расстояние перевозки, км (табл. 1.1).

Таблица 1.1 – Сводная таблица количества транспортных средств и сетка заданий для расчета транспортных средств

Первая цифра варианта	Марка транспортного средства	Грузоподъемность, т	Расстояние перевозки, км
Количество транспортных средств
	ГАЗ-53Б	3,5
	МТЗ-80 + ПТС-4М	4,0
	Зил 130	5,0
	КАМАЗ 43101	6,0
	КАМАЗ 43118	10,0
	К-701 + ПТС-9+ПТС-12	21,0
Вторая цифра варианта

Алгоритм решения

Общим принципом расчета количества транспортных средств при поточной технологии уборочных работ является равенство производительности основного и транспортного звеньев:

, (1.1)

где – производительности уборочного комбайна, га/час;

– количество комбайнов, шт. (в данном случае );

– количество транспортных средств, шт.;

– урожайность сельскохозяйственных культур, т/га (исходные данные);

– грузоподъемность транспортного средства, т (табл. 1.1);

– время цикла или полного оборота транспортного средства, ч.

Отсюда необходимое количество транспортных средств при находим по формуле:

, (1.2)

Часовая производительность комбайна га/час определяется по формуле:

, (1.3)

где – фактическая ширина захвата жатки комбайна, м (исходные данные);

– средняя рабочая скорость движения комбайна, км/час (исходные данные).

Время полного оборота или цикла транспортного средства находим по формуле:

, (1.4)

где – время загрузки транспортного средства, ч. при прямой загрузке рассчитывается по формуле:

; (1.5)

– время движения транспортного средства с грузом, ч;

, (1.6)

где – расстояние перевозки, км (табл. 1.1);

– скорость движения транспортного средства с грузом, км/ч. (табл. А1);

– время движения транспортного средства без груза, ч.

, (1.7)

где – скорость движения транспортного средства без груза, км/ч. (табл. А1);

– время взвешивания транспортного средства, ч. ;

– время разгрузки транспортного средства, ч. , на 1 т при грузоподъемности до 10т; от 10 до 15т – 1,0 мин на 1т; свыше 15т – 0,6 мин на 1т грузоподъемности.

Определив численные значения составляющих находится время оборота транспортного средства и рассчитывается необходимое количество транспортных средств для обеспечения бесперебойной работы силосоуборочного комбайна. Полученное значение округляем до целого числа.

После заполнения сводной таблицы 1.1 определяется оптимальное количество транспортных средств в зависимости от грузоподъемности и расстояния перевозки, намечаются пути повышения эффективности использования транспортных средств.

Вопросы для контроля

1. Цель расчета количества транспортных средств при обслуживании уборочных работ.

2. Принцип расчета потребного количества транспортных средств при поточной технологии уборочных работ.

3. Формула расчета необходимого количества транспортных средств.

4. Формула расчета часовой производительности уборочного комбайна (га/час, т/час).

5. Время полного оборота (цикла) транспортного средства.

Расчетное задание №2

Расчет состава машинно-тракторных агрегатов

Одним из путей увеличения эффективности выполнения полевых работ является рациональное комплектование машинно-тракторных агрегатов. Состав рабочих машин и режим работы агрегата зависит от характера и условий выполнения технологического процесса и показателей тяговых свойств трактора.

Цель работы: Обосновать рациональность эксплуатации трактора и сельскохозяйственных машин в конкретных условиях. Добиться максимальной производительности МТА при минимальных затратах.

Задачи:

1. Определить состав МТА и режимы работ МТА;

2. Определить сменную производительность МТА, га/см.;

3. Определить часовую производительность, МТА га/ч.;

4. Определить расход топлива, кг/га;

5. Определить затраты труда и денежных средств, руб./га;

6. Оптимизировать состав агрегата в зависимости от конкретных условий: вида почв и глубины обработки, длины гона рабочего участка.

Исходные данные:

1. Вид работы – вспашка зяби;

2. Марка трактора и плуга – табл. 2.3;

3. Глубина обработки почвы , м (табл. 2.3);

4. Удельное сопротивление почвы , кН/м² (табл. 2.3);

5. Рельеф поля , % (табл. 2.3);

6. Длина гона рабочего участка , м (табл. 2.3).

Исходные данные выбираются самостоятельно согласно варианту и сетке заданий (табл. 2.3).

Агротехнические требования предъявляемые к вспашке отвальными плугами с указанием номинальных значений технологических параметров и допустимые их отклонения студентом описываются в рабочих тетрадях самостоятельно.

Алгоритм решения

Алгоритм решения включает следующие этапы:

1. Принимаются оптимальные диапазоны скоростей трактора, обеспечивающие качественное выполнение пахоты:

для обычных тракторов ;

для скоростных .

2. По таблице А2 определяются три рабочие передачи трактора обеспечивающие работу с оптимальной скоростью и составляется расчетная таблица 2.1. Расчеты ведутся по всем выбранным передачам.

Таблица 2.1 – Расчетная таблица по передачам

Номер передачи трактора

3. Определяется количество корпусов плуга , которые может агрегатировать заданный трактор:

, (2.1)

где – тяговое усилие на крюке трактора, кН (табл. А2);

– масса трактора, кН (табл. А2);

– рельеф поля, % (табл. 2.3);

– коэффициент использования номинальной силы трактора, зависит от условий и вида работ, для пахоты, ;

– тяговое сопротивление одного корпуса плуга, кН.

4. Определяется тяговое сопротивление одного корпуса плуга по формуле:

, (2.2)

где – удельное сопротивление плуга при вспашке почвы, кН/м²;

, (2.3)

где – удельное сопротивление плуга при вспашке со скоростью , кН/м² (табл. 2.3);

– рабочая скорость движения агрегата на выбранной передаче, км/час рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где – теоретическая скорость движения трактора, км/час (табл. А2);

– коэффициент буксования трактора, % (табл. А2);

– ширина захвата одного корпуса плуга, м (табл. А3);

– глубина вспашки, м (табл. 2.3);

– масса плуга приходящегося на один корпус, кН.

, (2.5)

где – масса плуга, кН (табл. А3);

– табличное количество корпусов плуга (табл. А3);

– поправочный коэффициент, учитывающий массу почвы на корпусе плуга (в зависимости от глубины вспашки), .

Рассчитанное количество корпусов плуга по формуле 2.1 округляется до целого числа.

5. Определяется тяговое сопротивление плуга с выбранным числом корпусов по формуле:

(2.6)

6. Определяется коэффициент использования тягового усилия трактора на заданных передачах при рассчитанном количестве корпусов.

(2.7)

Коэффициент не должен превышать единицу, в противном случае агрегат не сдвинется с места. В зависимости от структуры и видов почв, технологии выполняемых работ .

Данные расчета заносятся в таблицу 2.1. Определяется оптимальная передача для работы МТА, соответствующая максимальному использованию тягового усилия трактора.

7. Рассчитывается часовая производительность или выработка МТА, га/час.

, (2.8)

где – ширина захвата плуга, м;

;

– коэффициент использования ширины захвате плуга, для отвальных плугов, .

8. Определяется сменная производительность агрегата:

, (2.9)

где – коэффициент использования рабочего времени смены:

, (2.10)

где – рабочее время смены, час;

– время смены, ч.

Для определения чистого рабочего времени составляется баланс времени смены:

, (2.11)

где – чистое рабочее время, час;

– время затрачиваемое на холостые повороты и заезды агрегата, час. ;

– время, затрачиваемые на внутрисменные и переезды агрегата с участка на участок, час. При четкой организации труда сводится к минимуму и принимается равным 2-4% ;

– время, затрачиваемое на техническое обслуживание агрегата, применяется в зависимости от вида сельскохозяйственной работы (для пахоты 8 мин), час;

– время простоев по техническим неисправностям, час;

– время простоя агрегата по метеорологическим причинам, час;

– время простоя агрегата по организационным причинам, час;

– время на остановки по физиологическим причинам, в зависимости от факторов, влияющих на усталость механизатора, час;

– время, затрачиваемое на технологическое обслуживание агрегата, ч. рассчитывается через продолжительность одной остановки приходящейся на 1 час сменного времени. При пахоте , тогда ;

не нормируются, т.к. их невозможно учесть, поэтому в расчетах их допускается не учитывать.

Ориентировочные значения коэффициента использования рабочего времени приведены в таблице А4.

9. Определяется расход топлива на один физический гектар обрабатываемой площади:

, (2.12)

где – средние часовые расходы топлива двигателем трактора соответственно при рабочем движении агрегата, на холостой работе двигателя или остановке агрегата, при переездах (табл. А5);

– продолжительность остановок агрегата в загоне в течение смены с работающим двигателем, час:

(2.13)

10. Проводится экономическая оценка агрегата, рассчитываются эксплуатационные (денежные) затраты на физический гектар

, (2.14)

где – прямые затраты (эксплуатационные расходы), руб./га;

– затраты на заработную плату, руб./га;

– сумма амортизационных отчислений, руб./га;

– сумма отчислений на ТО и текущий ремонт, руб./га;

– затраты на топливо-смазочные материалы, руб./га;

– прочие затраты (на электроэнергию и др.).

Затраты на оплату труда рассчитывают по формуле:

, (2.15)

где – тарифная ставка за сменную норму выработки, руб. (табл. А8);

– коэффициент, учитывающий основную и дополнительную оплату для механизаторов;

– нормативная сменная выработка агрегата за нормосмену (за 7 часов).

В свою очередь коэффициент рассчитывается. Например, если тарифную ставку принять за 100%, то доплату к тарифной ставке рассчитывают исходя из доплат за:

а) классность механизаторов: 1 кл. – 20%, 2 кл. – 10%;

б) непрерывный стаж работы механизаторов по специальности: от 2 до 5 лет – 12%, от 5 до 10 лет – 15%, от 10 до 15 лет – 20%, осв. 15 лет – 25%;

в) поясные – 15 или 20%;

г) прочие – 29,2% (в т.ч. отпускные – 8,7%, невыход на работу при выполнении общественных обязанностей – 0,5%, единый социальный налог – 20%);

д) за качество работы – для каждой работы отдельный процент (т.е. определенный процент по категориям работников).

Так если общий процент надбавки к основной тарифной ставке составит 76,2% (20%+12%+15%+29,2%), то, общий процент по тарифной ставке и надбавке к всей составит 176,2% (100%+76,2%), а коэффициент , составит – 1,762 (176,2%: 100%). Коэффициент при сопоставлении отдельных машин (агрегатов) следует рассчитывать на каждого работника в разрезе отдельных работ, а процент доплаты за качество работ, классность механизаторов, стаж работы различные в разрезе отдельных хозяйств.

Отчисления на амортизацию на 1 га пахоты рассчитываются по формуле:

, (2.16)

где – балансовая стоимости машины (или другого средства производства), складывающаяся из оптовой цены машины и затрат на ее транспортировку и сборку.

Балансовая стоимость машины рассчитывается по формуле:

, (2.17)

где – оптовая цена машины (руб.);

– коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и сборку машины, для машин поступающих в хозяйство в собранном виде , в разобранном ;

– годовая норма отчислений на реновацию (%) (табл. А6);

– часовая выработка агрегата, га;

– годовая загрузка, час (табл. А6, А7).

Для пахотного агрегата складывается из двух частей:

(2.18)

где – сумма амортизационных отчислений на трактор;

– сумма амортизационных отчислений на плуг.

В расчете на 1 га пахоты (или другой работы) амортизационные отчисления на трактор рассчитываются по формуле (предполагается, что на данной работе трактор работает в течение всего года):

(2.19)

где – балансовая стоимости трактора, руб.;

– часовая выработка агрегата, га;

– годовая загрузка трактора, час (табл.А6);

– годовая норма отчислений на реновацию трактора (%) (табл.А6).

В расчете на 1 га пахоты амортизационные отчисления на плуг рассчитываются по формуле:

(2.20)

где – балансовая стоимости плуга, руб.;

– годовая загрузка плуга, ч., ;

– годовая норма отчислений на реновацию на плуг, % (табл. А7).

При расчете отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание можно использовать выражения (2.19; 2.20) с учетом процента отчислений от балансовой стоимости на текущий ремонт и техническое обслуживание – (табл. А6, А7).

Затраты на основное топливо в расчете на 1 га пахоты рассчитывается по формуле:

, (2.21)

где – комплексная стоимость 1 кг топлива, руб.;

– расход диз. топлива на 1 га кг, рассчитанный по формуле 2.12.

11. Рассчитываются затраты труда на единицу выполненных работ

, (2.22)

где – затраты труда на единицу работы, чел.ч/га;

– количество механизаторов, обслуживающих агрегат.

12. Определяется металлоемкость агрегата по отношению к сменной выработке, что позволяет дать характеристику конструкции к скомплектованному МТА по формуле:

, (2.23)

где – вес трактора, кН (табл.А2);

– вес плуга, кН (табл.А3);

– сменная выработка МТА (формула 2.9).

13. Заполняется таблица эксплуатационных показателей пахотного агрегата

Таблица 2.2 – Эксплуатационные показатели пахотного агрегата

Передачи

На основании таблицы выбирается оптимальная передача с наиболее экономичными эксплуатационными затратами.

14. Заполняется сводная таблица 2.3 эксплуатационных показателей вариантов пахотных агрегатов по их оптимальным передачам.

На основании сводной таблицы эксплуатационных показателей МТА (табл. 2.3) проводится оптимизация использования МТА в зависимости от вида почв и характеристик поля.

Критериями оптимизации могут служить сменная производительность агрегата , расход топлива на 1 га , затраты труда на 1 га, затраты на заработную плату на 1 га , эксплуатационные затраты .

Таблица 2.3 – Сводная таблица эксплуатационных показателей

пахотного агрегата и сетка вариантов заданий.

1-я цифра варианта задания	Марка трактора	Марка плуга	Критерии оптимизации	2-я цифра варианта задания
= 38
=0,22	0,24	0,21	0,20	0,18
= 2
	МТЗ-80	ПЛН-3-35
	ДТ-75М	ПЛН-5-35
	Т-150К	ПЛН-5-35
	Т-150	ПЛН-5-35
	Т-4А	ПЛП-6-35
	К-701	ПН-8-35

Вопросы для контроля

1. Цель расчета состава МТА.

2. Исходные данные при расчете пахотного МТА.

3. Основные технические характеристики тракторов.

4. Тяговое сопротивление плуга.

5. Коэффициент использования тягового усилия трактора.

6. Чем отличается рабочая скорость трактора от теоретической.

7. Сменная производительность труда.

8. Баланс времени смены, коэффициент использования времени смены.

9. Расход топлива на один физический гектар.

10. Составляющие эксплуатационных затрат при работе МТА.

Расчетное задание №3