Производительность машинно-тракторных агрегатов
Понятие о производительности труда при использовании МТА. Производительность труда определяется объемом выполненной работы или произведенной продукции за единицу времени. В связи с этим она определяет интенсивность работы подобно тому, как скорость определяет интенсивность движения. Используя показатель производительности труда, можно определить объем выполненной работы или произведенной продукции за любое время, в течение которого выполнена работа или произведена продукция. Так как в настоящее время труд механизирован, то это понятие относят к машинам, выполняющим определенную работу, даже к тем, которые работают без участия человека, например к автоматическим линиям.
Поскольку в сельскохозяйственном производстве полевые работы выполняет МТА, то вместо производительности труда применяют термин производительность МТА. Производительность труда является одним из важнейших показателей эффективности.
Подсчет производительности и сменной выработки. Производительностью МТА называется объем выполненной им работы (га, кг, т, м3) установленного качества за единицу времени (в сельскохозяйственном производстве за один час). Различают теоретическую и техническую производительность агрегата. Теоретическую производительность агрегата подсчитывают по конструктивной ширине захвата агрегата и теоретической скорости, техническую — по технически обоснованным значениям рабочей ширины захвата агрегата В р и скорости V р. При расчетах, как правило, оперируют технической производительностью.
|
Значения V р отличаются от тех, которые приведены в технической характеристике трактора, поэтому их следует брать из тяговых характеристик. При отсутствии тяговых характеристик V р можно брать из технических характеристик тракторов. Значение В р отличается от конструктивной ширины захвата В к, но в большинстве случаев незначительно (до 1…2 %). Поэтому при расчетах отличием рабочей ширины захвата от конструктивной зачастую пренебрегают.
Производительность мобильных МТА при непрерывном в течение часа выполнении работы W ч (за 1 ч чистой работы) подсчитывается как площадь, равная В р V р.
Производительность мобильных МТА за 1 ч чистой работы рассчитывается по формуле
W ч = 0,1 В р V р,
(5.1)
а за 1 ч сменного времени — по формуле
W = W чτ = 0,1 В р V рτ,
(5.2)
где W ч — производительность мобильных МТА за 1 ч чистой работы, га; W — производительность мобильных МТА за 1 ч сменного времени, га; B р — рабочая ширина захвата, м; V р — рабочая скорость, км/ч; τ — коэффициент использования времени смены.
Коэффициент τ = Т р/ Т см (0 < τ < 1) показывает, какую часть общего времени смены Т см составляет рабочее время Т р. Для средних условий эксплуатации значения τ приведены в табл. 5.1. При расчетах принимают, что τ не зависит от W ч. Производительность за 1 ч чистой работы W ч показывает, какую производительность можно получить при потерях времени, равных нулю, т. е. характеризует наивысшую работоспособность МТА. Производительность за 1 ч сменного времени W определяет реальную работоспособность МТА, поэтому нормирование механизированных работ следует проводить на основе W. Нормировщики часто ошибаются, принимая за Т р не величину Т смτ, а значение Т см.
|
Таблица 5.1. Усредненные значения коэффициентов использования времени смены τ | |
Машины (орудия) | Значение τ для средних условий (длина гона 1000 м) |
Плуги:
|
|
Культиваторы:
|
|
Лущильники:
|
|
Бороны:
|
|
Сеялки:
|
|
Посадочные машины:
|
|
Комбайны:
|
|
Косилки тракторные:
|
|
Грабли тракторные:
|
|
Сменная выработка определяется по формуле
|
W с.в = 0,1 В р V рτ Т см,
(5.3)
где W с.в — сменная выработка, га; Т см — продолжительность смены, ч.
Зависимость производительности от мощности трактора и условий работы. Так как P кр = k а B р/ξ = 3,6 N кр/ξ V р, то N кр = ξ k а B а V р/3,6, где k а — удельное сопротивление МТА; ξ — коэффициент использования тягового усилия трактора; B р — рабочая ширина захвата МТА; V р — рабочая скорость МТА.
Подставляя в последнюю формулу значение B а V р из (5.2), получим зависимость производительности за 1 ч сменного времени от крюковой мощности в виде
W = 0,36 N крτ/ V р, W = 0,36 Nе τηт/ V р, W с.з = 0,36 Nе τηтηз/ V р,
где W — производительность за 1 ч сменного времени; W с.з — производительность за 1 ч сменного времени с учетом тягового коэффициента полезного действия трактора и реальной загрузки трактора; Nе — номинальная мощность двигателя трактора; ηт — тяговый коэффициент полезного действия трактора на данном почвенном фоне и рабочей передаче; ηз — коэффициент загрузки двигателя по мощности.
Таким образом, повышение мощности двигателя и тяговых возможностей трактора, их рациональное использование приводит к увеличению производительности агрегатов. Чем более полно используют мощность двигателя и больше его загрузка, тем выше при прочих равных условиях производительность агрегатов. Этому же способствует снижение тягового сопротивления рабочих сельскохозяйственных машин.
Поправочные коэффициенты. Влияние местных условий (рельефа, конфигурации поля, высоты над уровнем моря, каменистости почвы) на производительность агрегата учитывают обычно поправочными коэффициентами.
Тогда
W м.у = k 1 k 2 k 3 k 4 W с.в,
где W м.у — производительность за 1 ч сменного времени с учетом местных условий; k 1 — поправочный коэффициент на неправильную конфигурацию полей; k 2 — поправочный коэффициент на работу в горных условиях; k 3 — поправочный коэффициент на засоренность полей камнями; k 4 — поправочный коэффициент на рельеф.
В табл. 5.2, 5.3 приведены значения указанных поправочных коэффициентов.
Таблица 5.2. Поправочный коэффициент на неправильную конфигурацию полей | |||||
Коэффициент искривленности участка Kиск.уч* | λ** = 0,15…0,25 | λ** = 0,25…0,35 | |||
Пахота | Посев | Пахота | Посев | ||
До 1,01 | 0,98 | 1,00 | 0,97 | 1,00 | |
1,01…1,02 | 0,96 | 0,98 | 0,95 | 0,98 | |
1,02…1,05 | 0,93 | 0,95 | 0,90 | 0,94 | |
1,05…1,09 | 0,90 | 0,92 | 0,86 | 0,90 | |
1,09…1,15 | 0,86 | 0,89 | 0,82 | 0,86 | |
1,15…1,21 | 0,83 | 0,86 | 0,78 | 0,82 | |
1,21…1,30 | 0,80 | 0,83 | 0,74 | 0,79 | |
Примечания: *Kиск.уч — отношение периметров криволинейного и прямоугольного равновеликих участков. **λ = F 1; F; F 1 — площадь криволинейных граничных полос на участке; F — общая площадь участка. |
Таблица 5.3. Поправочные коэффициенты K 3 на каменистые почвы | ||
Класс засоренности | Засоренность камнями, м3/га | Поправочный коэффициент |
I | Очень слабая, менее 2 | 0,98 |
II | Слабая, 2…7 | 0,92 |
III | Средняя, 7…20 | 0,85 |
IV | Сильная, 20…70 | 0,79 |
Так как мы не рассматриваем работу МТА на неровном рельефе, то этот коэффициент принимаем равным единице.
Баланс времени смены. В баланс времени смены агрегата включаются лишь нормативные затраты времени: Т см = Т р + Т нер. По данным ГОСНИТИ нерабочее время смены
Т нер = Т п.з + Т всп + Т об + Т доп + Т пр + Т проч,
(5.4)
где T нер — нерабочее время смены; T п.з — подготовительно-заключительное время, включающее в себя нерегулярное и регулярное подготовительно-заключительное время; T всп — вспомогательное время; Т об — время обслуживания МТА в течение смены; Т доп — дополнительное время (объезд препятствий и т. д.); Т пр — время простоев; T проч — прочие потери времени.
Т об = Т уст.н + Т кач + Т ТО,
где T об — время обслуживания МТА в течение смены; Т уст.н — время на устранение нарушений технологического процесса; T кач — время на проверку качества работы и выполнение регулировок; Т ТО — время на ТО в борозде.
Т пр = Т т.н + Т орг + Т мет + Т нд,
где T пр — время простоев; Т т.н — время простоев из-за технических неисправностей; Т орг — по простоев по организационным причинам; Т мет — время простоев по погодным условиям; Т нд — время простоев из-за недисциплинированности исполнителей.
Следует отметить, что все потери времени можно разделить на необходимые, затрачиваемые на выполнение вспомогательных операций, и нежелательные (Т уст.н, Т т.н, Т орг и др.). Необходимые потери следует уменьшать, а нежелательные полностью устранять, хотя достигнуть этого не удается. Всех видов нормируемых потерь времени Т н i , кроме прочих, по данным ГОСНИТИ имеется 20. Из них примерно 10 необходимо учитывать при выполнении любой полевой работы.
Пути повышения производительности МТА
Пути повышения производительности МТА. Анализ уравнений (5.1) … (5.3) дает простые рекомендации по повышению производительности МТА — это увеличение рабочей скорости V р, ширины захвата В р и τ, а по увеличению сменной нормы выработки — дополнительно к указанному увеличение Т см.
Увеличение τ достигается уменьшением нерабочего времени смены Т нер. Практикой установлено, что уменьшением, даже в несколько раз, одной из составляющих Т нер (времени на повороты, заправку сеялок) не удается заметно увеличить τ.
Поэтому отдача от уменьшения одной из потерь времени будет невелика из-за большого количества составляющих потерь времени, так как удельная масса каждой составляющей Т нер будет все же невелика. К тому же в хозяйстве трудно значительно сократить потери времени по одному из элементов, например по организационным причинам или техническим неисправностям, так как это связано с общим уровнем использования техники и зачастую с работой других подразделений хозяйства (ремонтной мастерской, автотранспорта и т. д.). Более эффективным путем увеличения производительности машинных агрегатов является хотя бы небольшое уменьшение всех или большинства составляющих нерабочего времени смены.
Удачным примером решения вопроса увеличения коэффициента использования времени смены является уменьшение времени на загрузку посевного комплекса семенами и удобрениями с минимальным временем простоя. На рис. 5.1 показан один из возможных вариантов решения этой проблемы: при остановке посевного комплекса «ADT-12 Хорш-Агросоюз» на технологическое обслуживание его дозаправка семенами и удобрениями производится одновременно с двух сторон: с одной стороны — посредством шнекового тракторного прицепа-перегрузчика комплекс загружается семенами, с другой — посредством фронтального телескопического погрузчика комплекс загружается минеральными удобрениями из мягких контейнеров с нижним клапаном, а складная рама посевного комплекса переведена в транспортное положение.
Рис. 5.1.Пример логистического решения при одновременной загрузке посевного комплекса семенами — шнековым транспортером прицепа-перегрузчика и удобрениями — телескопическим погрузчиком из мягких контейнеров
Работа по увеличению коэффициента использования времени смены ведется длительное время в научных учреждениях, конструкторских бюро и в хозяйствах. Например, были сконструированы и выпускались различные заправщики сеялок, которые могли заправлять их даже без остановки посевного агрегата (АС-2УМ), велись работы по уменьшению времени на повороты МТА, но использование каждого из указанных и других методов не привело к ожидаемым результатам.
Например, в ВИМе велась работа по уменьшению времени на повороты Т п и ширины поворотной полосы Е для многосеялочных МТА. Для существенного уменьшения времени поворота и ширины поворотной полосы было нeобходимо предложить комплекс технических мероприятий: увеличение скорости МТА на повороте, применение сцепки с самоустанавливающимися колесами, замена эшелонированного агрегата на шеренговый, применение специального вида поворота (трактором — полугрушевидного, сеялками — беспетлевого). Ширина поворотной полосы была уменьшена в четыре раза (со 120 до 30 м), время поворота — более чем в два раза (с 70 до 20 с), но это повысило коэффициент использования времени смены незначительно. Поэтому опыт работы по этой проблеме свидетельствует о том, что отдельными мероприятиями нельзя значительно повысить производительность сельскохозяйственной техники.
Из 20 операций, на выполнение которых затрачивается Т нер, примерно 10 необходимо выполнять при любой полевой работе, они вносят основной вклад в значение Т нер при нормальной организации использования МТА. Из этого следует, что отдача от работы по уменьшению одной из потерь времени будет невысокой в связи с большим количеством составляющих потерь времени, а удельная масса каждой составляющей Т нер будет тем не менее небольшая. Поэтому уменьшением одной составляющей Т нер, например, внедрением заправки сеялок на ходу, нельзя значительно уменьшить нерабочее время, коэффициент использования времени смены увеличивается примерно на 2…3%, что в полевых условиях нечувствительно. К тому же в хозяйстве трудно значительно сократить потери времени по одному из элементов, например, по организационным причинам или техническим неисправностям, так как это связано с общим уровнем использования техники и зачастую с работой других подразделений хозяйства, например, ремонтной мастерской, автотранспорта и т. д.
Исходя из этого, нами предложена система мероприятий по уменьшению всех нормируемых составляющих Т нер, которые представлены в виде логистической матрицы. Их следует использовать при анализе эксплуатации МТП хозяйства и организации работы по увеличению производительности МТА. Мероприятия подразделяются на следующие группы: технические; технологические; организационные (административные); мелиоративные; кадровые и социальные; обучающие; внедрение результатов НИР; изобретательская и рационализаторская деятельность; внедрение опыта передовиков и новаторов. Для существенного увеличения τ необходимо уменьшить не одну-две, а все значимые потери времени. Мероприятия по уменьшению T нер, как видно из изложенного, необходимо проводить не только в период выполнения полевых работ, но и в течение всего года (ремонт, хранение, улучшение системы ТО и др.).
Эффективное использование сельскохозяйственной техники связано не только с высокой производительностью, но и с высоким качеством работ.
После выбора технологии возделывания сельскохозяйственных культур и технических средств следует подготовка МТА к работе: комплектование агрегата и определение режимов его работы дают возможность работать с высокой производительностью и качеством. Этому этапу необходимо уделять особое внимание.
Качество работы во многом зависит от контроля качества, который должен основываться не на устранении, а на предупреждении брака в работе. Для этого необходимо исключить условия, приводящие к ухудшению качества. Недостатки в организации контроля порождают у работника неудовлетворенность, снижают интерес.
За качество полевых работ в хозяйстве отвечает главный агроном. В оценке работы должны принимать участие агроном, контролер-учетчик, тракторист-машинист или комбайнер.
Существует два вида контроля: текущий (оперативный) и приемочный.
Текущий контроль представляет данные для окончательной регулировки сельскохозяйственных машин в соответствии с условиями работы. Для этого при первых проходах агрегата проверяют качество выполненной работы. Затем регулируют те рабочие органы, работа которых не удовлетворяет агротехническим требованиям. При работе уборочных агрегатов текущий контроль необходимо проводить несколько раз за смену при изменении условий работы: влажности и состояния хлебостоя, засоренности различных частей поля и др.
Текущий контроль проводят тракторист-машинист, комбайнер, контролер-учетчик. В основном же этот контроль должен выполнять тракторист-машинист или комбайнер, так как от качества работы зависит в первую очередь оплата его труда. Текущий контроль дает возможность выявить и сразу же устранить обнаруженные недостатки. Особенно большое значение приобретает оперативный контроль при групповой или поточно-групповой работе агрегатов.
Проведение такого неотсроченного контроля и выполнение дополнительных регулировок на его основе значительно упрощается использованием компьютеризированных тракторов и самоходных машин, имеющих центр управления в их кабинах. При этом уменьшается время на проведение контроля, повышается его качество и создается возможность сразу же выполнить необходимые регулировки рабочих органов без остановки агрегата с рабочего места тракториста или комбайнера.
По окончании смены (при приемке работ) агроном, бригадир или контролер-учетчик проводят приемочный контроль. Качество работы оценивают по тому, насколько соблюдены агротехнические требования. Количество этих показателей и основные методы контроля изложены при описании выполнения каждой работы в соответствующих операционных технологиях.
Все же главная роль в повышении качества работы техники принадлежит механизаторам, так как именно они непосредственно выполняют работу по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур.
Для выполнения работы с высоким качеством механизатор должен знать устройство и регулировки тракторов и сельскохозяйственных машин, прогрессивную технологию возделывания и уборки, основные правила ТО МТА.
Механизатор должен уметь правильно скомплектовать агрегат, выбрать режимы работы, проверить ее качество с использованием центра управления, имеющегося на тракторе или комбайне, выбрать и выполнить необходимые регулировки и устранить несложные неисправности, возникшие во время работы.
Эксплуатационные затраты при работе агрегатов
- 5.3.1. Виды затрат
- 5.3.2. Энергозатраты при работе МТА
- 5.3.3. Экономическая эффективность реализации ресурсосберегающих технологий
Виды затрат
Эффективность технологии механизированного возделывания и уборки сельскохозяйственных культур может характеризоваться натуральными показателями или показателями в денежной форме.
Основными натуральными показателями технологии являются:
- объем выполненных работ в условных гектарах (единица учета механизированных работ);
- объем выполненных работ в гектарах обработанной площади, тоннах погруженных или перегруженных семян, удобрений, средств защиты растений, кубических метрах воды для приготовления в поле рабочих растворов средств защиты растений;
- время, затраченное на выполнение всего объема работ;
- продолжительность рабочей смены и количество смен в течение рабочего дня (суток);
- количество тракторов, сельскохозяйственных машин, транспортных средств, погрузчиков, механизаторов, необходимых для выполнения работ в установленные сроки;
- урожайность и валовой сбор урожая возделываемой культуры;
- затраты труда;
- расход топлива, масел, запасных частей и ремонтных материалов;
- расход семян, удобрений, гербицидов и других (иногда называемых «расходными») материалов.
За условный гектар приняты энергозатраты (объем работы), соответствующие вспашке 1 га стерни зерновых колосовых культур в следующих эталонных условиях: глубина обработки — 20…22 см; удельное сопротивление — 50 кН/м2, скорость движения МТА — 5 км/ч; влажность почвы — 20…22%; длина гона — 800 м; поле прямоугольной конфигурации, без камней и препятствий; уклон — до 1°, высота над уровнем моря — до 200 м.
Для сравнения нагрузки тракторов разных марок используют перевод физических тракторов в условные тракторы. За условный принят такой трактор, который за 1 ч сменного времени вспашет 1 га, т. е. выполнит работу в 1 усл. га. Для перевода физических тракторов в условные служит коэффициент перевода К п, численно равный производительности W см физического трактора в условных га.
Затраты труда. Важнейшим показателем уровня механизации производственных процессов являются затраты труда.
Затраты труда на единицу выполненной работы определяют по формуле
(5.5)
где З — затраты на единицу выполненной работы, чел.-ч/га; m м — число механизаторов, обслуживающих агрегат, чел.; m в — число вспомогательных рабочих, чел.; T см — продолжительность смены, ч; W см — выработка за смену работы или продукции, га.
Пути снижения затрат труда: