Увязка технологических комплексов машин по ширине захвата и рядности

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 свыше 60 % площади поля. Отдельные участки подвергаются трех-девятикратному воздействию, что значительно снижает урожайность сельскохозяйственных культур: 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, ухудшается 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 операций - 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, называют комбинированными (комплексными). Различают три типа комбинированных агрегатов: А, Б, В.

Тип А - агрегат, в котором рабочие машины могут быть разъединены и работать отдельно. Например, ВТ-100 + СП-11 + КПС-4 + БЗСС-1.

Тип Б -агрегат (машина), на раме рабочей машины которого смонтированы рабочие органы для выполнения разных операций. Например, ВТ-100 + КА-3,6 (культивация + рядовой посев зерновых + внесение минеральных удобрений + прикатывание почвы).

Тип В - агрегат, у которого рабочий орган машины выполняет несколько технологических операций. Например, К-744 + СЗС-12 (рыхление почвы + рядовой посев зерновых + внесение минеральных удобрений + прикатывание почвы).

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 (/р;13 = 0) - принцип согласования во времени. Например, для лущения и вспашки tp.a > 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-100 + СЗС-6 уменьшение достигнуто, а для агрегата ВТ-100 + КПС-4 + СЗ-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 следующее: 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, а это 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, которая 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 в транспортное положение. 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.

Особенно эффективна типизация в применении к системам управления технологическим оборудованием. Объединяя множество машин и механизмов, выполняющих одинаковые или аналогичные операции в технологических процессах разных отраслей промышленности, в типовые функциональные группы можно существенно облегчить разработку систем управления и обеспечить экономичную технологию проектирования компьютерных систем управления технологическими комплексами [ Эффективность блочно-модульного принципа агрегатирования показана в таблице 2 на примере агрегатирования двух орудий: плуга чизельного ПЧН-3,2 и чизель-культиватора КЧН 3,8 с энергомодулем ХТЗ-16331. Совмещение рабочих операций в технологической линии возделывания риса позволит выполнять работу в агротехнические сроки без нарушения технологической дисциплины и с меньшей потребностью в тракторах классической концепции.

Показатели эффективности блочно-модульного принципа агрегатирования

Универсальное энергосредство – это современная машина не имеющая аналогов. Блочно-модульный принцип агрегатирования энергосредства с адаптерами для различных сельскохозяйственных процессов делает эту машину поистине уникальной. Универсальное энергосредство УЭС-290/450 «ПАЛЕССЕ U450»

https://железный-конь.рф/kombinirovannye_mashiny_i_agregaty.html