Технико-экономические показатели конструкторской разработки

 

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 = (G_k +G_г) K, (3.11)

где G_k - масса сконструированных деталей, узлов и агрегатов, кг;

G_г - 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 B_p V_p t, (3.13)

где В_р - рабочая ширина захвата машин, м;

V_p - 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.:

Э_ехi = N_е / W_ч, (3.14)

где N_e - 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

Э_ех0 = 10 / 0,25=40 кВт - ч/га;

Э_ех1 = 8 / 0,25=32 кВт - ч/га.

 

Металлоемкость процесса, кг/ед.:

M_еxi = G_i / (W_ч T_годi T_слi), (3.15)

где Gi - масса агрегата, кг;

T_годi - соответственно, годовая загрузка машин и орудий, ч;

Т_слi- срок службы машин и орудий, лет.

M_ех0 =810 / (0,25 200 8)=2025 кг/га;

M_ех1 = 794 / (0,25 200 8)=1985 кг/га.

Фондоемкость процесса, руб./га.:

F_ехi = Cбi / (W_ч T_годi),(3.16)

где C_бi - балансовая стоимость агрегата, руб.

F_ех0 = 88,8 / (0,25 200)=1776 руб./га;

F_еx1 = 82,69 / (0,25 200)=1653,8 руб./га.

Трудоемкость процесса, чел.- ч/ед.:

T_е = N_обсл / W_ч , (3.17)

где N_обсл - количество обслуживающего персонала, чел.

T_е = 1 / 0,25=4 чел.-ч./га

Себестоимость работы (руб./га.), выполняемой с помощью спроектированной конструкции и в исходном варианте, находят из выражения:

 

S_экспхi = С_зпxi + С_эxi + С_ртоxi + А_xi + П_рxi, (3.18)

где С_зпxi - затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./ед.

С_эxi- затраты на топливо-смазочные материалы или электроэнергию, руб./ед.

С_ртоxi - затраты на ремонт и техническое обслуживание, руб./ед.

А- амортизационные отчисления, руб./ед.

П_рxi - прочие затраты (5…10% от суммы предыдущих элементов).

Затраты на оплату труда рассчитывают по формуле:

C_зпx = z T_e К_соц У_к, (3.19)

где z - часовая тарифная ставка рабочих, руб./чел.- ч.

К_соц - коэффициент, учитывающий единый социальный налог (для с.-х.

предприятий равен 1,26),

У_к- уральский коэффициент, 1,15.

C_зпx = 35×4×1,26×1,15=168 руб./га.

Затраты на ТСМ рассчитывают по формуле:

С_э = Ц_компл q_т, (3.20)

где Ц_комп - комплексная цена топлива, руб./кг;

q_т - норма расхода топлива, кг/га.

С_э = 20 8,6=172 руб./га.

Затраты на ремонт и техническое обслуживание определяют по

формуле:

С_ртоxi = С_бxi H_ртоxi/(100 W_ч T_год), (3.21)

где H_ртоxi - норма затрат на ремонт и техобслуживание, %.

С_ртоx0 = 88,8 15/(100 0,25 200)=266,4 руб./га;

С_ртоxi = 82,69 14/(100 0,25 200)=231,5 руб./га.

Амортизационные отчисления находят:

A_xi = C_бxi a_xi /(100 W_ч T_год), (3.22)

где а_i - норма амортизации, %.

A_x0 = 88,8 16,6/(100 0,25 200)=294,8 руб./га;

A_x1 = 82,69 16,6/(100 0,25 200)=274,5 руб./га.

S_экспх0 = 168 + 172 + 266,4 +294,8 + 54,95=934,15 руб./га;

S_экспх1 = 168 + 172 + 231,5 + 274,5 + 52,19=908,1 руб./га.

Уровень приведенных затрат (руб./га.) на работу конструкции определяются по формуле:

C_прxi = S_экспxi + E_н K_yдxi, (3.23)

где Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,25;

К_уд - удельные капитальные вложения или фондоемкость процесса,

руб./ед.

C_прx0 =934,15 + 0,25 1776=1378,15 руб./га;

C_прxi = 908,1 + 0,25 1653,8=1321,55 руб./га.

Годовая экономия Э_год в рублях определяется:

Э_год = (S0 - S1) Wч T_год1, (3.24)

где Т_год1 - годовая нормативная загрузка конструкции, ч.

Э_год = (934,15-908,1) 0,25 200=1302,5 руб/га.

Годовая загрузка агрегата Т_год=200 ч., при производительности W_ч=0,25 га/ч, общая площадь уборки составит 50 га. Э_год= 65125 руб.

Годовой экономический эффектЕ_год в рублях находят:

Е_год = Э_год - Е_н К_доп, (3.25)

где К_доп - дополнительные вложения, равные балансовой стоимости

конструкции, руб.

Е_год = 65125 – 0,25 82690=44452,5 руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений T_ок:

T_ок = Сб1 / Э_год, (3.26)

где Сб1 - балансовая стоимость спроектированной конструкции, руб.

T_ок = 82690 / 65125=1,3.

Фактический коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений:

E_эф = Э_год / C_б1 = 1 / T_ок. (3.27)

E_эф = 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   - -   -

 

3.6 Разработка операционно-технологической карты на уборку

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 К_о – среднее удельное сопротивление машины;

- темп нарастания удельного тягового сопротивления,

= 3 кН/м [21,табл 2.7.];

V_р – рабочая скорость машины, V_р = 2 км/ч;

V_о = 1,4 км/ч.

Сопротивление рабочей машины:

(3.29)

где в_р – 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 L_тр =2,23 м, машины L_м =2,64м, агрегата

L_к= L_тр+ L_м= 2,23+2,64=4,87 м. (3.31)

Кинематическая ширина агрегата d_к =1,725м.

Радиус поворота агрегата R_о =5…6 м, примем R_о= 5 м.

Длина выезда агрегата l =(0…0,1) L_k.

l =

Рабочая длина гона: ,

где Е – ширина поворотной полосы, м.

Ширину поворотной полосы рассчитываем по формуле [20 табл.3.8.]:

,(3.32)

где R_o - радиус поворота, м;

d_к – 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

Т_см=Т_пз+Т_р+Т_пов+Т_оч+Т_кач+Т_рег+Т_тех+Т_отл, (3.35)

где Т_см -общее время смены,(Т_см=7ч.);

Т_пз- время регулярной подготовительно-заключительной работы;

Т_р- чистое рабочее время;

Т_пов- время на холостые повороты и заезды в загоне;

Т_оч- время на очитку рабочих органов;

Т_кач- время на проверку качества работы;

Т_рег- время на технические регулировки;

Т_тех- время на техническое обслуживание машин агрегата на загоне;

Т_отл- время на отдых и личные надобности.

Основываясь на вышеизложенном, записывают

Т_р=(Т_см-(Т_пз+Т_кач+Т_рег+Т_тех+Т_отл))/(1+τ_пов+τ_пер+τ_то+τ_под+τ_оч). (3.36)

Регулярное подготовительно-заключительное время включает в себя

Т_пз=Т_тотр+Т_тосхм+Т_пп+Т_пнк+Т_пн , (3.37)

где Т_тотр,Т_тосхм время на ежесменное техническое обслуживание трактора и сельскохозяйственных машин агрегата [20, 22], ч;

Т_пп,Т_пнкТ_пн- затраты времени, соответственно, на подготовку к переезду, переезд в начале и в конце смены, получение наряда и сдача работы(Нормативными станциями РФ разработаны нормативы: Т_пл=3мин;Т_пнк=26мин;Т_пн=4мин).

Т_пз= 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.

Т_кач = t_кач · n; (3.38)

Т_рег = t_рег · n, (3.39)

где t_кач, t_рег, t_рег - время на одну проверку, регулировку [20; 22];

n- количество проверок, регулировок.

Т_кач= 0,05 · 2= 0,1 ч.

Т_рег= 0,83 · 2= 0,166 ч.

Время на технологическое обслуживание (смазка, подналадка).

Т_тех= 0,1 ч.

Время на отдых и личные надобности принимают равным Т_отл=15-20мин[20].

Коэффициент холостых поворотов и заездов

τ_пов=Т_пов/Т_р=t_повV_р/(3,6L), (3.40)

где t_пов- время одного поворота, с[21];

L – средняя длина гона, м (см. исходные данные).

τ_пов=43 · 2 /(3,6 ·169,4)= 0,14.

Чистое рабочее время

Т_р=(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;

W_ч – производительность за час чистого времени, га/ч.

Расход топлива и смазочных материалов при работе агрегата на 1 га [20,стр107].

θ= , (3.43)

 

где G_Tx, G_Tp, G_To –часовой расход топлива при рабочем ходе агрегата, при холостом ходе и на остановках соответственно, кг/ч;

Т_р, Т_х, Т_о - чистое время работы, время холостых поворотов и заездов, время остановок с работающим двигателем в течении смены соответственно, ч.

Заменяем G_Tx, G_Tp, G_To зададимся ориентировочно [20, табл.4.3.]:

G_Tx= 5 кг/ч; G_Tp= 10,5 кг/ч; G_To= 1,4 кг/ч.

Соответственно:

Т_х= 1ч; Т_р=4,6 ч; Т_о= 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.