Обґрунтування теми курсового проекту

1.2 Обґрунтування теми курсового проекту

Виходячи з аналізу технологій збирання зернових культур в господарствах Миколаївської області, а також враховуючи перспективи подальшого розвитку збирання зернових культур з мінімальними втратами, можна зробити наступні висновки:

-  за результатами проведеного пошуку, більшість господарств області в Миколаївської області, мають у своєму розпорядженні необхідні земельні угіддя, технічні та трудові ресурси для високоефективного виробництва;

-  спеціалізація більшості господарств області це вирощування зернових та технічних культур, тому подальше нарощування обсягів цих галузей сприяє зростанню прибутку;

-  в технології вирощування та збирання зернових культур є ще ряд недоліків, до яких слід віднести питання організаційного характеру під час збиральних робіт, порушення правил агротехніки, а також необґрунтоване використання машинно-тракторних агрегатів.

Виходячи з аналізу технологій збирання зернових можна зробити висновок, що на сьогоднішній день існує три основних способи збирання зернових. Із них однофазний спосіб є найбільш вигідним з точки зору експлуатаційних затрат та економії часу. Двохфазний спосіб потребує більшої затрати часу та експлуатаційних затрат, але зменшує втрати зерна та покращує його якість. Тому переваги окремим технологіям збирання надавати недоцільно тому, що вони залежать від природнокліматичних умов, а також наявності необхідного комплексу сучасних машин для збирання.

2. розробка механізованої технології збирання зернових

Комплексна механізація збирання зернових передбачає виконання вказаних операцій комплексами машин та обладнанням в кращі агротехнічні строки та в строгій відповідності з обраною технологією виробництва. Перед початком збиральної компанії вирішують питання технологічного забезпечення збирання: оцінюють об'єм робіт по культурам, розраховують середнє навантаження на комбайн, враховують можливості, способи та строки збирання за станом хлібної маси, підготовлюють поля та під’їздні шляхи до збирання, враховують способи та маршрути руху агрегатів й обслуговуючих машин, підготовлюють техніку до роботи, враховують відповідну її комплектацію, розраховують та організовують збирально-транспортні комплекси, враховують пункти технічного обслуговування та ремонту, підвезення пального та мастильних матеріалів в необхідній кількості.

Важливою передумовою успішного збирання хлібів є раціональне співвідношення посівних площ, які збираються одно- чи двофазним способом, що дозволяє зібрати врожай в оптимальні строки, з найменшими затратами праці, коштів та не допустити втрат. Також необхідно визначити, як можна точніше, початок та спосіб збирання врожаю.

На підставі використання інформації по прогнозуванню стану хлібостою, а також отриманим даним по результатам огляду ланів, уточнюють площі, які необхідно зібрати прямим комбайнуванням та роздільним способом, а також початок та строки збирання для кожного поля.

Щоб зібрати врожай зернових без втрат у максимально стислі строки, усі роботи по проведенню збирання повинні проводитись згідно розробленому плану, який складають на підставі знання видів та особливостей дозрівання окремих сортів культур, характеру засміченості полів, метеорологічних умов та наявності збиральної техніки.

Господарства області постійно вирощує перспективні сорти озимої пшениці та ячменю, які підлягають для вирощування за інтенсивною технологією: Дніпровська 846, Одеська 51 та Старт. Ці сорти мають специфіку наливання та одночасного дозрівання зерна. Найбільша кількість сухої речовини у зерні цих сортів накопичується в молочну фазу. Наливання зерна у більшості випадків закінчується при вологості 30...35 %. Їх рекомендують збирати у фазі середини воскової стиглості роздільним способом чи у фазі повної стиглості прямим комбайнуванням з таким розрахунком, щоб загальний період збирання першим чи другим способом не перевищував 6 - 7 днів після закінчення наливання зерна. При значному перестої на кореню у цих сортів неминучі вагомі втрати та зниження якості зерна. Ячмінь дозріває раніше ніж інші зернові культури, тому збирання треба починати з цієї культури.

Спочатку необхідно скошувати хлібну масу у валки на полях, які мають надмірну засміченість. Після того як зерно у валку достигло, а рослина маса висохла валки підбирають та обмолочують. На полях, хлібостій яких чистий та прямостоячий починають збирання прямим комбайнуванням. Закінчити збирання необхідно за 5 - 6 днів. Після закінчення збирання врожаю ячменю, проводиться скошування у валки озимої пшениці. Підбирання та обмолочування валків проводиться після того, як зерно в валках достигло фази повної стиглості. Збирання зернових відбувається в два етапи. Перший етап – збирання ячменю, другий – збирання озимої пшениці, гречки. Це обумовлено значним часовим інтервалом між строками початку збирання ячменю, гречки та пшениці.

Основною культурою другого етапу є озима пшениця. Пшеницю збираємо з масиву площею 600 га, з якої 350 га збираємо прямим комбайнуванням, а 250 га – роздільним способом. Середня врожайність пшениці на всьому масиві становить 4 - 4,5 т/га.

Господарства мають потреби в соломі та полові, так більшість з них займається тваринництвом. Крім цього незернову частину врожаю збирають частково для потреб населення, частка якої в середньому складає 30 % від соломи та полови. Останню частку незернової частини розкидають по полю, це підвищує родючість ґрунту, дає змогу відразу після збирання врожаю зерна провести первиний обробіток ґрунту, що в кінцевому результаті знижує загальні затрати на збирання врожаю.

Розрахунок техніко-економічних показників. Для раціонального та обґрунтованого вибору номенклатури збиральної техніки та транспортних засобів для кожного способу збирання є необхідним визначити техніко-експлуатаційні та техніко-економічні показники.

Допустима пропускна здатність молотарки комбайна (кг/с) визначається залежно від врожайності, соломистості, та вологості культури, що збирається:

 (2.1)

де q_в – можлива пропускна здатність залежно від соломистості та врожайності при нормальній вологості зернової маси, кг/с;

W_ф – фактична вологість зернової маси,

 (2.2)

де q_м – пропускна здатність молотарки при роботі в заданих умовах, кг/с;

 д_с – соломистість.

 (2.3)

де а₁ – коефіцієнт, який враховує пристосованість культури до обмолоту;

q_е – еталона пропускна здатність молотарки, кг/с;

U – врожайність зерна, т/га;

b₁ – коефіцієнт, який враховує тип молотильного пристрою.

Максимально допустима швидкість руху комбайна обмежується пропускною здатністю молотарки комбайна або потужністю двигуна. Допустима швидкість (V_{р пз}) за пропускною здатністю молотарки визначається виразом:

 (2.4)

де В_к – конструктивна ширина захвату жатки комбайна, м;

в – коефіцієнт використання ширини захвату жатки;

U – врожайність, т/га:

 (2.5)

де U_з – врожайність зерна, т/га.

.

Необхідна ефективна потужність двигуна при роботі комбайна зі швидкістю V_{р пз} визначається за виразом:

 (2.6)

де: R_м – опір переміщенню комбайна, кН;

з_мг – ККД трансмісії;

з_д – коефіцієнт, який враховує втрати потужності на буксування;

з_рп – коефіцієнт, що враховує втрати потужності в клинопасовій передачі;

N_пт – питомі витрати потужності на технологічний процес;

N_ввп^хх – затрати потужності на холостий хід механізмів машини;

N_ввп^доп – затрати потужності на привід допоміжних агрегатів;

з_ввп – ККД передач.

Опір руху комбайна визначаємо за формулою:

 (2.7)

де G_м – сила тяжіння комбайна;

f_м – коефіцієнт опору коченню;

і – похил місцевості.

Робоча швидкість валкової жатки при скошуванні хлібів залежить від ширини захвату жатки і густини хлібостою. Швидкість V_p, км/год, визначають за формулою:

 (2.8)

де В_р – робоча ширина захвату жатки, м;

Г – густина хлібостою, шт/м².

Підставляючи значення визначаємо робочу швидкість валкової жатки:

.

Рівняння балансу часу зміни при збиранні зернових культур має вигляд:

 (2.9)

де Т_р – чистий робочий час зміни, витрачений на корисну роботу агрегату;

Т_х – час на холості повороти агрегату;

Т_то – час для технологічного обслуговування агрегату (очищення робочих органів, перевірка якості роботи, вивантаження зерна з бункера комбайна, заміна візка). Час на технологічне обслуговування агрегату розподіляється на циклове (Т_{то ц}) та позациклове (Т_{то п}), що планується в цілому на зміну. При прямому комбайнуванні Т_{то п} = 0,12 Т_зм;

Т_пз – час на підготовчо-завершальні роботи (Т_пз = 0,08 Т_зм);

Т_пер – час на переїзди з ділянки на ділянку протягом зміни (Т_пер = 0,02 Т_зм);

Т_воп – час для особистих потреб (Т_воп=0,048 Т_зм). Час для особистих потреб розподіляється на відпочинок (0,024 Т_зм) та на фізіологічні потреби (0,024 Т_зм).

Складові балансу часу зміни складають:

- час на технологічне циклове обслуговування, який визначається за формулою:

 (2.10)

де t_{то ц} – технологічний час одного циклу збиральних робіт, год;

n_ц – кількість циклів за зміну.

 (2.11)

де t_рб – час на розвантаження бункеру комбайна, який становить 0,06 год;

t_зп – час на зміну візка становить 0,03...0,04 год.

Кількість циклів за зміну розраховують за формулою:

 (2.12)

де t_ц – час одного циклу збиральних робіт, год:

 (2.13)

де t_х – час на холості повороти агрегату, який припадає на один цикл збиральних робіт, год:

 (2.14)

де ц – коефіцієнт робочих ходів.

Час чистої роботи збирального агрегату, який визначається за формулою:

 (2.15)

Час на холості повороти агрегату за зміну, год:

 (2.16)

Рівняння балансу часу зміни у числовому виразі буде мати вигляд:

Визначаємо коефіцієнт використання часу зміни з виразу:

 (2.17)

Так як робоча швидкість руху агрегату і швидкість на поворотах значно відрізняються, тоді знаходять час корисної роботи агрегату з урахуванням коефіцієнту руху (ф_рух), який визначається за формулою:

 (2.18)

де k – відношення швидкостей, що знаходиться з виразу:

 (2.19)

де V_п – швидкість руху на повороті.

Тоді коефіцієнт руху буде дорівнювати:

У цьому разі час чистої роботи, год, становить:

 (2.20)

Продуктивність збирального агрегату за годину змінного часу:

 (2.21)

Витрата палива для заданих умов буде складати, кг/га:

 (2.22)

де g_га – питома витрата палива двигуном комбайна, кг/кВт год;

N_е – ефективна потужність двигуна комбайна, кВт.

Витрати енергії, кВт/га:

 (2.23)

Приведені витрати на роботу комбайнового агрегату:

 (2.24)

де П – питомі приведенні витрати на роботу комбайнового агрегату, грн/т;

П₁ – питомі витрати на роботу зернозбирального комбайна, грн/т;

П₂ – питомі витрати на роботу транспортних засобів для зерна, грн/т;

П₃ – питомі приведенні витрати на роботу транспорту для відвезення незернової частини врожаю, грн/т.

Складові питомих приведених витрат на роботу комбайнового агрегату визначається виразами:

 (2.25)

де r_c1 – тарифна ставка оплати праці комбайнера, грн./год;

d₁ – питома витрата палива на роботу комбайна, кг/год;

Ц_п – комплексна вартість палива, грн./кг;

W_зм, W_ек – змінна і експлуатаційна продуктивність комбайна, т/год;

Б_к – балансова вартість комбайна, грн.;

R_к,R_т – коефіцієнти відрахувань на капітальний та поточний ремонт;

а – коефіцієнт відрахувань на реновацію;

Е – коефіцієнт ефективності капітальних вкладень;

Т_н, Т_ф – нормативне і фактичне річне завантаження комбайна, год;

Y_з – втрати зерна, %;

Ц – вартість зерна, грн./т.

 (2.26)

де r_c2– тарифна ставка оплати праці водія, грн./год;

L_з – відстань перевезень, км;

Р_км – витрати на пробіг автомобіля, грн./км;

Р_ткм – витрати на перевезення автомобіля, грн./ткм;

Р_р – витрати на один рейс автомобіля, грн./рейс;

Т_ц – тривалість циклу автомобіля, год;

Q_ф – фактична вантажепід’ємність транспорту, т.

 (2.27)

де n-1, n – кількість відповідно тракторів та візків;

r_c3 – тарифна ставка оплати праці тракториста, грн./год;

Б_тр, Б_в – балансова вартість трактора та візка, грн.;

а_тр, а_в –коефіцієнти відрахувань на ремонт і реновацію тракторів та візків;

Т_тр, Т_в – річне завантаження трактора та візка, год.

Розрахунок кількості збиральних агрегатів. При розрахунку кількості збиральних агрегатів та узгодження роботи зернозбиральних комбайнів та автомобілів у складі збирально-транспортної ланки необхідно враховувати пропускну здатність молотарки, швидкості руху і час заповнення зерном бункера комбайна при роботі в заданих умовах, тривалість рейсу автомобілів та їх кількість. На підставі виконаних розрахунків складається графік узгодження збирально-транспортної ланки.

Кількість основної техніки визначається за формулою:

 (2.28)

де Т_зп - темп збирального процесу, га/дн;

W_зм – продуктивність за зміну, га/год;

Т_зм – час зміни, год.

Темп збиральних процесів розраховуємо за формулою:

 (2.29)

де S_i – площа збирання зернових і-х процесів, га (350 га – прямим, 250 га – роздільним комбайнуванням);

n_і – тривалість і-х процесів, днів.

Темп процесу скошування хлібів у валки:

Кількість валкових жаток становить:

Темп процесу підбирання валків:

Кількість комбайнів для обмолоту валків становить:

Темп процесу збирання прямим комбайнуванням:

Кількість комбайнів для прямого комбайнування становить:

Для того щоб зібрати врожай зерна озимої пшениці в максимально стислі строки йому необхідно мати 2 валкові жатки, 3 комбайнів для підбирання та обмолочування валків і 3 комбайна, які будуть збирати врожай прямим комбайнуванням. Врожайність пшениці обумовлює використання жаток ЖРС-4,9 та комбайнів “Дон-1500”, “Дон-Ротор“ або КЗС-9. При підбиранні та обмолочуванні валків працює ланка з 5 комбайнів. Для визначення кількості транспортних засобів необхідно визначити показники, які дадуть можливість узгодити роботу комбайнів та автомобілів.