При проектировании какого-либо изделия или детали необходимо учитывать не только технические, но и экономические показатели. Одним из основных показателей, в условиях рыночной экономики, является затраты на производство и эксплуатацию каких-либо агрегатов.
Масса конструкции определяется по формуле:
G = (Gk +Gг) 
K, (3.11)
где Gk - масса сконструированных деталей, узлов и агрегатов, кг;
Gг - масса готовых (покупных) деталей, узлов и агрегатов, кг;
К - коэффициент, учитывающий массу расходуемых на изготовление
конструкции монтажных материалов (для расчетов применяются
К=1,05...1,25).
G = (75+650) 1,05=794 кг.
Масса готовых деталей устанавливается по справочным данным, проспектам, буклетам.
Балансовая стоимость новой конструкции производится на основе сопоставимости массы по формуле:
Cб1 = Cб0 G1 Jц R/G0, (3.12)
где Cб0 - балансовая стоимость базовой конструкции, тыс. руб.;
G1 и G0 - масса новой и базовой конструкции (за аналог берется картофелекопатель КТН-2В), кг;
Jц - коэффициент, учитывающий изменение цен в изучаемом периоде;
R – коэффициент, учитывающий удешевление или удорожание новой
конструкции в зависимости от сложности изготовления (R =0,95...1,05).
Cб1 = 88,8 810 1 0,95/794=82,69 тыс. руб.
Прежде чем приступить к расчету технико-экономических показате-
лей, необходимо собрать исходные данные (таблица 3.1).
При расчетах показатели базового варианта обозначаются как Х0, а проектируемого как Х1.
Расчет технико-экономических показателей по обоим вариантам проводится в такой последовательности [18].
Часовая производительность машин определяется:
W ч = 0,36 
Bp Vp t, (3.13)
где Вр - рабочая ширина захвата машин, м;
Vp - рабочая скорость движения машины, м/с;
t - коэффициент использования рабочего времени смены, (0,60…0,95).
W ч = 0,36 1,4 0,833 0,6=0,25 га/ч.
Энергоемкость процесса, кВт- ч/ед.:
Эехi = Nе / Wч, (3.14)
где Ne - потребляемая конструкцией мощность, кВт.
Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета технико-экономических
показателей
| Наименование | Вариант | |
| базовый | проектируемый | |
| Масса конструкции, кг Балансовая стоимость, руб. Потребляемая (установленная) мощность, кВт Количество обслуживающего персонала, чел. Разряд работы Тарифная ставка, руб./чел.-ч. Норма амортизации, % Норма затрат на ремонт и ТО, % Годовая загрузка конструкции, ч | 88,8 16,6 | 82,69 16,6 |
Эех0 = 10 / 0,25=40 кВт - ч/га;
Эех1 = 8 / 0,25=32 кВт - ч/га.
Металлоемкость процесса, кг/ед.:
Mеxi = Gi / (Wч Tгодi Tслi), (3.15)
где Gi - масса агрегата, кг;
Tгодi - соответственно, годовая загрузка машин и орудий, ч;
Тслi- срок службы машин и орудий, лет.
Mех0 =810 / (0,25 200 8)=2025 кг/га;
Mех1 = 794 / (0,25 200 8)=1985 кг/га.
Фондоемкость процесса, руб./га.:
Fехi = Cбi / (Wч Tгодi),(3.16)
где Cбi - балансовая стоимость агрегата, руб.
Fех0 = 88,8 / (0,25 200)=1776 руб./га;
Fеx1 = 82,69 / (0,25 200)=1653,8 руб./га.
Трудоемкость процесса, чел.- ч/ед.:
Tе = Nобсл / Wч , (3.17)
где Nобсл - количество обслуживающего персонала, чел.
Tе = 1 / 0,25=4 чел.-ч./га
Себестоимость работы (руб./га.), выполняемой с помощью спроектированной конструкции и в исходном варианте, находят из выражения:
Sэкспхi = Сзпxi + Сэxi + Сртоxi + Аxi + Прxi, (3.18)
где Сзпxi - затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./ед.
Сэxi- затраты на топливо-смазочные материалы или электроэнергию, руб./ед.
Сртоxi - затраты на ремонт и техническое обслуживание, руб./ед.
А- амортизационные отчисления, руб./ед.
Прxi - прочие затраты (5…10% от суммы предыдущих элементов).
Затраты на оплату труда рассчитывают по формуле:
Cзпx = z Te Ксоц Ук, (3.19)
где z - часовая тарифная ставка рабочих, руб./чел.- ч.
Ксоц - коэффициент, учитывающий единый социальный налог (для с.-х.
предприятий равен 1,26),
Ук- уральский коэффициент, 1,15.
Cзпx = 35×4×1,26×1,15=168 руб./га.
Затраты на ТСМ рассчитывают по формуле:
Сэ = Цкомпл qт, (3.20)
где Цкомп - комплексная цена топлива, руб./кг;
qт - норма расхода топлива, кг/га.
Сэ = 20 8,6=172 руб./га.
Затраты на ремонт и техническое обслуживание определяют по
формуле:
Сртоxi = Сбxi Hртоxi/(100 Wч Tгод), (3.21)
где Hртоxi - норма затрат на ремонт и техобслуживание, %.
Сртоx0 = 88,8 15/(100 0,25 200)=266,4 руб./га;
Сртоxi = 82,69 14/(100 0,25 200)=231,5 руб./га.
Амортизационные отчисления находят:
Axi = Cбxi axi /(100 Wч Tгод), (3.22)
где аi - норма амортизации, %.
Ax0 = 88,8 16,6/(100 0,25 200)=294,8 руб./га;
Ax1 = 82,69 16,6/(100 0,25 200)=274,5 руб./га.
Sэкспх0 = 168 + 172 + 266,4 +294,8 + 54,95=934,15 руб./га;
Sэкспх1 = 168 + 172 + 231,5 + 274,5 + 52,19=908,1 руб./га.
Уровень приведенных затрат (руб./га.) на работу конструкции определяются по формуле:
Cпрxi = Sэкспxi + Eн Kyдxi, (3.23)
где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,25;
Куд - удельные капитальные вложения или фондоемкость процесса,
руб./ед.
Cпрx0 =934,15 + 0,25 1776=1378,15 руб./га;
Cпрxi = 908,1 + 0,25 1653,8=1321,55 руб./га.
Годовая экономия Эгод в рублях определяется:
Эгод = (S0 - S1) Wч Tгод1, (3.24)
где Тгод1 - годовая нормативная загрузка конструкции, ч.
Эгод = (934,15-908,1) 0,25 200=1302,5 руб/га.
Годовая загрузка агрегата Тгод=200 ч., при производительности Wч=0,25 га/ч, общая площадь уборки составит 50 га. Эгод= 65125 руб.
Годовой экономический эффектЕгод в рублях находят:
Егод = Эгод - Ен Кдоп, (3.25)
где Кдоп - дополнительные вложения, равные балансовой стоимости
конструкции, руб.
Егод = 65125 – 0,25 82690=44452,5 руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений Tок:
Tок = Сб1 / Эгод, (3.26)
где Сб1 - балансовая стоимость спроектированной конструкции, руб.
Tок = 82690 / 65125=1,3.
Фактический коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений:
Eэф = Эгод / Cб1 = 1 / Tок. (3.27)
Eэф = 1/1,3=0,76.
Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений для сельского хозяйства в целом принят равным 0,25. Это означает, что экономия от снижения себестоимости продукции не должна быть меньше 0,25 рубля на 1 рубль дополнительных капитальных вложений.
В заключение расчетов по определению экономической эффективности конструкции составляется таблица 3.2.
Таблица 3.2 - Сравнительные технико-экономические показатели
эффективности конструкции
| Показатель | Вариант | Проектируемый к базовому, % | |
| базовый | проектируемый | ||
| 1. Часовая производительность, га./ч 2. Фондоемкость процесса, руб./га. 3. Энергоемкость процесса, кВт-ч/га. 4. Трудоемкость процесса, чел.-ч/ед. 5. Уровень эксплуатационных затрат, руб./га. 6. Уровень приведенных затрат, руб./га. 7. Годовая экономия, тыс. руб. 8. Годовой экономический эффект, тыс. руб. 9. Срок окупаемости капитальных вложений, лет 10. Коэффициент эффективности капитальных вложений | 0,25 934,15 1378,15 - - - - | 0,25 1653,8 908,1 1321,55 44452,5 1,3 0,76 | 97,2 95,9 - - - |
Картофеля
Операционная технология – это комплекс агротехнических, технических, организационных правил по высокопроизводительному использованию машинных агрегатов, обеспечивающих высокое качество полевых механизированных работ.
Для конкретных условий колхозов и совхозов разрабатываются операционные технологии по отдельным видам работ и рабочим участкам, и представляют их в виде операционно-технологической карты.
В нашем случае требуется составить операционно-технологическую карту на уборку картофеля, картофелеуборочной машиной с трактором МТЗ-82.
Агротехнические требования (составляются агрономом). Начало и продолжительность уборки устанавливают в зависимости от назначения картофеля, физиологического состояния растений и наличия уборочной техники.
Агротехнические требования к уборке картофеля следующие:
ü Предуборочное удаление ботвы – обязательный агротехнический приём. На участках продовольственного картофеля ботву убирают за 5 – 7 дней до начала уборки, на семенных – за 10 – 12 дней.
ü При уборке ботвы нельзя мять гребни, разрушать клубневые гнёзда и извлекать клубни на поверхность. Высота оставшихся стеблей не более 20 см, должно быть скошено не менее 70% стеблей.
ü Нельзя работать косилкой-измельчителем КИР – 1,5 с транспортными средствами, прицепленными к ней, так как колея колес транспортных средств не регулируется, что ведёт к повышенному повреждению, потерям и плохому хранению клубней.
ü Сначала целесообразно убирать участки физиологически созревшего картофеля. В центральной части Нечерноземной зоны этот срок наступает у ранних и среднеранних сортов 5 – 20 июля, у средних среднепоздних несколько позже. Уборку картофеля следует заканчивать, когда среднесуточная температура воздуха переходит через 5 0 С.
ü Способ уборки зависит от типа и влажности почвы, назначения и уровня урожая.
ü Потери клубней после прохода картофелеуборочной машины не должны превышать 3% (не более 0,6 т/га) без учета клубней по ширине до 25 мм, чистота вороха не менее 80%.
ü Количество механически поврежденных клубней, убранных картофелеуборочной машиной, не должно превышать 12%, валкообразователем и копателями – 5%.
Уборка – одна из наиболее трудоёмких операций при производстве картофеля, на её долю приходится до 60 – 70% общих трудовых затрат.
Таблица 3.3-Влияние сроков уборки на урожайность картофеля, ц /га
| Почвы | сорта | Срок уборки | |||
| 18 июля | 1 августа | 10 августа | 25 августа | ||
| Дерново-подзолистые связно- песчаные | среднеранние | ||||
| среднепоздние |
Комплектование и подготовка машинно-тракторного агрегата выполняет бригадир, тракторист-машинист.
Производительность машины- 0,3 га/ч.
Рабочая скорость- 2 км/ч.
Рабочая ширина захвата- 1,4 м.
Глубина подкапывания- 22 см.
Габаритные размеры- 1725 х 2640 х 1150 мм.
Агрегатируется с трактором класса 14кН.
Рассчитываем степень загрузки трактора при работе с этой машиной.
Удельное рабочее сопротивление:
, (3.28)
где Ко – среднее удельное сопротивление машины;
- темп нарастания удельного тягового сопротивления,
= 3 кН/м [21,табл 2.7.];
Vр – рабочая скорость машины, Vр = 2 км/ч;
Vо = 1,4 км/ч.
Сопротивление рабочей машины:
(3.29)
где вр – ширина захвата машины, м.
Степень загрузки трактора:
(3.30)
где 
- номинальная сила тяги трактора на 4 передаче, =12,3 кН;
- эксплуатационный вес трактора, = 33,5 кН;
i – уклон местности, i =3%.
Рабочая передача трактора при работе с агрегатом 4.
Подготовка рабочего участка (выполняют агроном, тракторист-машинист)
Площадь обрабатываемого поля 2 га.
Длина гона 200 м.
Кинематическая длина трактора Lтр =2,23 м, машины Lм =2,64м, агрегата
Lк= Lтр+ Lм= 2,23+2,64=4,87 м. (3.31)
Кинематическая ширина агрегата dк =1,725м.
Радиус поворота агрегата Rо =5…6 м, примем Rо= 5 м.
Длина выезда агрегата l =(0…0,1) Lk.
l = 
Рабочая длина гона: 
,
где Е – ширина поворотной полосы, м.
Ширину поворотной полосы рассчитываем по формуле [20 табл.3.8.]:
,(3.32)
где Ro - радиус поворота, м;
dк – кинематическая ширина агрегата, м;
l – длина выезда агрегата, м.
Коэффициент рабочих ходов [ 2, табл.3.8.]:
(3.33)
Основной способ движения агрегата – челночный. При движении агрегат совершает петлевые грушевидные повороты.
Длина поворота [20, стр 93]:
(3.34)
Чистое рабочее время определяют расчетом, основываясь на рациональном балансе времени смены, включающим в себя
Тсм=Тпз+Тр+Тпов+Точ+Ткач+Трег+Ттех+Тотл, (3.35)
где Тсм -общее время смены,(Тсм=7ч.);
Тпз- время регулярной подготовительно-заключительной работы;
Тр- чистое рабочее время;
Тпов- время на холостые повороты и заезды в загоне;
Точ- время на очитку рабочих органов;
Ткач- время на проверку качества работы;
Трег- время на технические регулировки;
Ттех- время на техническое обслуживание машин агрегата на загоне;
Тотл- время на отдых и личные надобности.
Основываясь на вышеизложенном, записывают
Тр=(Тсм-(Тпз+Ткач+Трег+Ттех+Тотл))/(1+τпов+τпер+τто+τпод+τоч). (3.36)
Регулярное подготовительно-заключительное время включает в себя
Тпз=Ттотр+Ттосхм+Тпп+Тпнк+Тпн , (3.37)
где Ттотр,Ттосхм время на ежесменное техническое обслуживание трактора и сельскохозяйственных машин агрегата [20, 22], ч;
Тпп,ТпнкТпн- затраты времени, соответственно, на подготовку к переезду, переезд в начале и в конце смены, получение наряда и сдача работы(Нормативными станциями РФ разработаны нормативы: Тпл=3мин;Тпнк=26мин;Тпн=4мин).
Тпз= 0,3+0,2+0,05+0,433+0,066=1,05 ч.
Время на проверку качества работы и технологические регулировки проводится 2 раза за смену.
Ткач = tкач · n; (3.38)
Трег = tрег · n, (3.39)
где tкач, tрег, tрег - время на одну проверку, регулировку [20; 22];
n- количество проверок, регулировок.
Ткач= 0,05 · 2= 0,1 ч.
Трег= 0,83 · 2= 0,166 ч.
Время на технологическое обслуживание (смазка, подналадка).
Ттех= 0,1 ч.
Время на отдых и личные надобности принимают равным Тотл=15-20мин[20].
Коэффициент холостых поворотов и заездов
τпов=Тпов/Тр=tповVр/(3,6L), (3.40)
где tпов- время одного поворота, с[21];
L – средняя длина гона, м (см. исходные данные).
τпов=43 · 2 /(3,6 ·169,4)= 0,14.
Чистое рабочее время
Тр=(7-(1,05+0,1+0,166+0,1+0,333))/(1+0,14)=4,6 ч.
Сменная производительность:
(3.41)
где 
рабочая ширина захвата, м (
);
рабочая скорость движения, км/ч (
);
рабочее время смены, ч (
).
Работа машинно-тракторного агрегата на участке. Производительность агрегата за 1 час чистого времени 0,25 га/ч.
Прямые затраты труда на единицу времени, выполненной работы (ч/га), [20, стр 106].
, (3.42)
где т – число механизаторов, чел;
п – число вспомогательных рабочих, чел;
Wч – производительность за час чистого времени, га/ч.
Расход топлива и смазочных материалов при работе агрегата на 1 га [20,стр107].
θ= 
, (3.43)
где GTx, GTp, GTo –часовой расход топлива при рабочем ходе агрегата, при холостом ходе и на остановках соответственно, кг/ч;
Тр, Тх, То - чистое время работы, время холостых поворотов и заездов, время остановок с работающим двигателем в течении смены соответственно, ч.
Заменяем GTx, GTp, GTo зададимся ориентировочно [20, табл.4.3.]:
GTx= 5 кг/ч; GTp= 10,5 кг/ч; GTo= 1,4 кг/ч.
Соответственно:
Тх= 1ч; Тр=4,6 ч; То= 0,33ч
θ= 
Контроль и оценку качества работы выполняют агроном и тракторист – машинист. Качество работы картофелекопателей оценивают по трем показателям: потерям, повреждениям клубней и резаным клубням. Потери клубней определяют как процентное отношение засыпанных почвой клубней к общему количеству выкопанных клубней. Для этого вслед за копателем собирают лежащие на поверхности слоя клубни на участке длиной 3 – 5 м. Затем на этом же участке разгребают граблями или лопатой почву и собирают засыпанные клубни.
Для определения процента поврежденных и резаных клубней используют тару вместимостью 8…10 кг, которую заполняют картофелем, собранную в ручную, из тракторной тележки. После этого высыпают все клубни из тары на землю и разбирают на три фракции: поврежденные, неповрежденные и резаные.
Клубни массой до 40 г не учитывают.
К поврежденным относят клубни: с содранной (более половины поверхности клубня) кожурой, с повреждениями мякоти глубиной более 5 мм, с трещинами длиной более 20 мм, раздавленные.
После разбора пробы подсчитывают клубни в каждой фракции. Процент поврежденных и резаных клубней рассчитывают по формуле:
(3.44)
где 
количество поврежденных или резаных клубней, шт.;
общее количество клубней, шт.
Поскольку условия сепарации почвы даже на одном поле часто неодинаковы и приходится изменять регулировку картофелеуборочной машины, контроль и оценка качества работы проводятся не менее трех раз в смену.