Расчеты потребности агрегатов, составляющих систему машин для комплексной механизации производственных процессов

 

Выравнивание агрегатов по производительности необходимо для обеспечения комплексной механизации технологического процесса с законченным циклом производства. Выравнивание работы агрегатов производится по сменной производительности.

Сезонная производительность машинно-тракторного агрегата определяется по следующей формуле:

 

Псез=Псм*Г*Ктг*Ко,

 

где Г - продолжительность срока возможного выполнения работ, рабочих дней

С - принимаемая сменность работы в течение рабочего дня

Ктг - коэффициент технической готовности тракторов, равный 0,80-0,85

Ко - коэффициент, учитывающий неизбежные потери времени на перебазирование, равный 0,8-0,85

 

) При подготовке л/к площади Псез =5,1*60*1*0,8*0,8=195,8га/сез

) При основной обработке Псез= 20,6*20*1*0,8*0,8=263,7га/сез

) Посадка: Псез=21,8*10*1*0,8*0,8=139,5 га/сез

) Агротехнический уход: Псез=21,9*10*1*0,8*0,8=140,2га/сез

) Лесоводственный уход: Псез= 12,5*20*1*0,8*0,8=160 га/сез

 

Базовая сезонная производительность составляет 263,7 га.

Потребное количество агрегатов для базового объема работ системы машин определяется по формуле: Ас=Fс/Псез, а потребное количество машино-смен:См=Fс/Псм

При подготовке л/к площади: Ас= 263,7/195,8=1,4 См=263,7/5,1=52

При основной обработке: 263,7/263,7=1,0 См=263,7/20,6=13

Посадка: 263,7/139,5=1,9 См= 263,7/21,8=12

Агротехнический уход: 263,7/140,16=1,9 См= 263,7/21,9=12

Лесоводственный уход: 263,7/160=1,7 См = 263,7/12,5= 21

Проектируемый состав системы машин для комплексной механизации производственного процесса создания лесных культур.

 

 

Площадь 14 га длина рабочего гона 500 м.

Содержание	Технологические операции законченного цикла производства
	Подготовка лесокультурной площади	Основная Обработка	Посад-ка сеянцев	Уход за л/к	Рубки ухода в молодняках
Состав лесохозяйственных агрегатов: марки л/х машин марки тракторов	Д - 513А ТДТ-55	ПКЛН-500А ТДТ-55	СЛ-2 ЛХТ-55	КЛБ-1,7 ЛХТ-55	КОК-2 ЛХТ-55
Агросрок выполнения работ (операций), рабочих дней Кратность одновременного выполнения операции в агросрок	40 1	20 1	10 1	15 3	20 1
Производительность агрегата, га часовая сменная сезонная	0,64 5,1 195,8	2,6 20,6 263,7	2,7 21,8 139,5	2,7 21,9 140,2	1,5 12,5 160,0
Выровненная базовая производительность (базовый объем работ) Кратность повторения операций	263,7 1	263,7 1	263,7 1	263,7 3	263,7 1
Количество агрегатов, составляющих систему машин	2	1	2	2	2
Потребность машино-смен для выполнения базового объема, в знаменателе с учетом кратности выполнения	52	13	12	12	21

Структурная блок-схема системы машин для технологических процессов с законченным циклом производства.

 

 

Организационно-технические мероприятия по выполнению технологических операций

Работы проводятся на участке средней площадью 14 га, длина рабочего гона 500 м.

Участок прямоугольный 280*500м.

Подготовка лесокультурной площади

 

1. Оптимальная ширина загона при челночном способе движения находится

 

Сз = 10000*Псм*Д/L,

 

где Д - количество смен работы на загоне,

L - длина рабочего гона, м

 

Сз= 10000*3,43*2/500=137,2м

 

Деление на загоны целесообразно, т.к.

 

Сз<Ву.

 

. Число загонов составит:

 

n_з=Ву /Сз = 280/137,2=2,04

 

. Число рабочих ходов в загоне вычислим по формуле: n_х=Сз/Вм, где Вм - расстояние между центрами расчищаемых полос,

 

n_х=137,2/7,6= 18 ходов

 

. Двойной радиус поворота трактора ТДТ-55 (1,7 м) меньше расстояния между центрами расчищенных полос (7,6м), можно применить беспетлевой вид поворота. Ширина поворотной полосы при беспетлевом повороте составит:

 

Е=1,1*R+0,5*Ва+Lа = 1,1*0,85+0,5*2,48+8,5= 10,6 м,

 

Где R - радиус поворота агрегата, м

Ва - ширина агрегата, м

Lа - длина выезда агрегата, м

 

Lа = (Ltp+ Lор) *1,1 = (5,85+1,9) *1,1 = 8,5 м

 

) Коэффициент рабочих ходов вычисляем по формуле:

 

Кр. х. =Sр/ (Sр+Sх),

 

где Sр - общая длина рабочих ходов на участке, м

Sх - общая длина холостых ходов на участке, м

 

Sр = Lр* n_х = 500*18=9000 м,

 

где Lр - длина одного рабочего хода, м

 

Sх = n_х* Lх= 18*29=522 м,

 

где Lх - длина одного холостого хода, м

 

Lх = 4*R+2*Lа= 4*3+2*8,5 = 29м,

 

где R - наименьший радиус поворота,

 

Кр. х. = 9000/ (9000+522) =0,95

 

) Определение доли изъятия продуцируемой площади участка на поворотные полосы (Ке) в процентах производится по формуле:

 

Ке = (2*Fе/Fу+2*Fе) *100,где Fе - площадь одной поворотной полосы, га

Fе= Е*Ву/10000= 13*280/10000=0,36 га

 

Fу - обрабатываемая площадь участка, га

 

Ке = (2*0,36/0,72+14) *100 = 4,9 %

 

) Определение коэффициента экономичности движения агрегата производится по формуле:

 

Кg=Tp/Tp+Tx,

 

где Тр - время выполнения рабочих ходов на участке, ч

Тх - время выполнения холостых ходов на участке, ч

 

Тр=Sр/1000*Vр*Кν,

Тх= Sх/1000*Vх + (t1*n1*nx + 2*t2*nx)/3600

 

где Vр - скорость движения при выполнении рабочих ходов, км/ч

Vх - скорость движения при выполнении холостых ходов, км/ч

t1 - затраты времени на разовое переключение передачи (10-150сек)

t2 - технологические затраты на поворотной полосе (30-60 сек)

n1 - число переключений передач на выполнение одного поворота

nх - число всех поворотов на участке.

) Общее время работы на участке составляет: Tу= Tp+Тх+То,

где То - время, потребное на ежесменное ТО трактора и нормативные остановки с работающим двигателем, ч

 

То = (Тр+Тх/Кс) * (1-Кс),

 

где Кс - коэффициент оперативного времени смены по видам механизированных работ

) проверочный расчет (общее время работы на участке) должно соответствовать:

 

Тy1=Fy/Псм*Тсм,

 

где Fy - обрабатываемая площадь, га

 

Тр = 9000/1000*4,7*0,95= 2,1 ч Тх = 552/1000*4,7=0,1ч

Кg=2,1/0,1+2,1=0,95 То=2,1+0,1/0,9* (1-0,9) = 0,24ч

Ту = 2,1+0,1+0,24= 2,4ч Ту1 = 14,0/4,7*8 = 2,38

 

Разница между Ту и Ту1 не превышает 4 %.

Основная обработка почвы

 

1. Сз= 10000*Псм*Д/L= 10000*

 

где Д - количество смен работы на загоне,

L - длина рабочего гона, м

 

Сз= 10000*13,8*1/500= 276 м

 

Деление на загоны нецелесообразно, т.к. Сз практически равняется Ву.

. Число рабочих ходов в загоне вычислим по формуле: n_х=Сз/Вм, где Вм - расстояние между центрами расчищаемых полос,

 

n_х=276/3= 92 хода.

 

. Двойной радиус поворота трактора ТДТ-55 (1,7 м) меньше расстояния между центрами полос (3м), можно применить беспетлевой круговой вид поворота. Ширина поворотной полосы при беспетлевом повороте составит:

 

Е=1,1*R+0,5*Ва+Lа = 1,1*0,85+0,5*2,48+8,5= 10,3 м,

 

Где R - радиус поворота агрегата, м, Ва - ширина агрегата, м, Lа - длина выезда агрегата, м

 

Lа = (Ltp+ Lор) *1,1 = (5,85+1,4) *1,1 = 8 м

 

) Коэффициент рабочих ходов вычисляем по формуле:

 

Кр. х. =Sр/ (Sр+Sх),

 

где

Sр - общая длина рабочих ходов на участке, м, Sх - общая длина холостых ходов на участке, м

 

Sр = Lр* n_х = 500*92=46000 м,

 

где Lр - длина одного рабочего хода, м

 

Sх = n_х* Lх= 92*19,4= 1784,8 м,

 

где Lх - длина одного холостого хода, м

 

Lх = 4*R+2*Lа= 4*0,85+2*8 = 19,4 м,

 

где R - наименьший радиус поворота,

 

Кр. х. = 46000/ (46000+1784,8) =0,96

 

) Определение доли изъятия продуцируемой площади участка на поворотные полосы (Ке) в процентах производится по формуле:

 

Ке = (2*Fе/Fу+2*Fе) *100,

 

где Fе - площадь одной поворотной полосы, га

 

Fе= Е*Ву/10000= 10,3*280/10000= 0,29

 

Fу - обрабатываемая площадь участка,

 

Ке = (2*0,29/0,58+14,0) *100 = 3,98 %

 

) Определение коэффициента экономичности движения агрегата производится по формуле:

 

Кg=Tp/Tp+Tx,

 

где Тр - время выполнения рабочих ходов на участке, ч

Тх - время выполнения холостых ходов на участке, ч

 

Тр=Sр/1000*Vр*Кν,

Тх=Sх/1000*Vх + (t1*n1*nx + 2*t2*nx)/3600

 

Упрощенно

 

Тх= Sх/1000*Vх

 

где Vр - скорость движения при выполнении рабочих ходов, км/ч

Vх - скорость движения при выполнении холостых ходов, км/ч

t1 - затраты времени на разовое переключение передачи (10-150сек)

t2 - технологические затраты на поворотной полосе (30-60 сек)

n1 - число переключений передач на выполнение одного поворота

nх - число всех поворотов на участке.

) Общее время работы на участке составляет:

 

Tу= Tp+Тх+То,

 

где То - время, потребное на ежесменное ТО трактора и нормативные остановки с работающим двигателем, ч

 

То = (Тр+Тх/Кс) * (1-Кс),

 

где Кс - коэффициент оперативного времени смены по видам механизированных работ

) проверочный расчет (общее время работы на участке) должно соответствовать:

 

Тy1= (Fy/Псм) *Тсм,

 

где Fy - обрабатываемая площадь, га

 

Тр = 46000/1000*7,3*0,95= 6,6 ч Тх = 1784,8/1000*7,3=0,25

Кg=6,6/6,6+0,25=0,96 То=6,6+0,25/0,9* (1-0,9) =7,6 ч

Ту = 6,6+0,25+7,6 = 8,2 ч Ту1 = (14,0/13,8) *8 = 8,1

 

Разница между Ту и Ту1 не превышает 1%.

Посадка сеянцами

1. Сз= 10000*Псм*Д/L= 10000* где Д - количество смен работы на загоне,

L - длина рабочего гона, м

 

Сз= 10000*14,6*1/500= 292 м

 

Деление на загоны нецелесообразно, т.к. Сз больше Ву.

. Число рабочих ходов в загоне вычислим по формуле: n_х=Сз/Вм, где Вм - расстояние между центрами полос,

 

n_х=292/2,4= 122 хода

 

. Двойной радиус поворота трактора ЛХТ-55 (2 м) меньше расстояния между центрами полос (2,4м), можно применить беспетлевой круговой вид поворота. Ширина поворотной полосы при беспетлевом повороте составит:

 

Е=1,1*R+0,5*Ва+Lа = 1,1*1+0,5*2,48+8,5= 10,8 м,

 

Где R - радиус поворота агрегата, м, Ва - ширина агрегата, м, Lа - длина выезда агрегата, м

 

Lа = (Ltp+ Lор) *1,1 = (5,85+1,4) *1,1 = 8 м

 

) Коэффициент рабочих ходов вычисляем по формуле:

 

Кр. х. =Sр/ (Sр+Sх),

 

где Sр - общая длина рабочих ходов на участке, м

Sх - общая длина холостых ходов на участке, м

 

Sр = Lр* n_х = 500*122=61000 м, где Lр - длина одного рабочего хода, м

Sх = n_х* Lх= 122*20= 2440 м, где Lх - длина одного холостого хода, м

Lх = 4*R+2*Lа= 4*1+2*8 = 20 м, где R - наименьший радиус поворота,

Кр. х. = 61000/ (61000+2440) =0,96

 

) Определение доли изъятия продуцируемой площади участка на поворотные полосы (Ке) в процентах производится по формуле:

 

Ке = (2*Fе/Fу+2*Fе) *100,

 

где Fе - площадь одной поворотной полосы, га

 

Fе= Е*Ву/10000= 10,8*280/10000= 0,3

 

Fу - обрабатываемая площадь участка,

 

Ке = (2*0,3/0,6+14,0) *100 = 4,1 %

 

) Определение коэффициента экономичности движения агрегата производится по формуле:

 

Кg=Tp/Tp+Tx,

 

где Тр - время выполнения рабочих ходов на участке, ч Тх - время выполнения холостых ходов на участке, ч

 

Тр=Sр/1000*Vр*Кν,

Тх= Sх/1000*Vх + (t1*n1*nx + 2*t2*nx)/ 3600,

 

Упрощенно

 

Тх= Sх/1000*Vх

 

где Vр - скорость движения при выполнении рабочих ходов, км/ч

Vх - скорость движения при выполнении холостых ходов, км/ч

t1 - затраты времени на разовое переключение передачи (10-150сек)

t2 - технологические затраты на поворотной полосе (30-60 сек)

n1 - число переключений передач на выполнение одного поворота

nх - число всех поворотов на участке.

) Общее время работы на участке составляет:

 

Tу= Tp+Тх+То,

 

где То - время, потребное на ежесменное ТО трактора и нормативные остановки с работающим двигателем, ч

 

То = (Тр+Тх/Кс) * (1-Кс),

 

где Кс - коэффициент оперативного времени смены по видам механизированных работ

) проверочный расчет (общее время работы на участке) должно соответствовать:

 

Тy1= (Fy/Псм) *Тсм,

 

где Fy - обрабатываемая площадь, га

 

Тр = 61000/1000*6,7*0,95= 9,6 ч Тх = 2440/1000*6,7=0,36

Кg=9,6/9,6+0,36= 0,96 То=9,6+0,36/0,82* (1-0,82) = 7,6 ч

Ту = 9,6+0,36+1,7 = 17,6 Ту1 = 14,0/6,7*8 = 16,7

 

Разница между Ту и Ту1 не превышает 5%.

Агротехнический уход

 

1. Сз= 10000*Псм*Д/L= 10000*

 

где Д - количество смен работы на загоне,

L - длина рабочего гона, м

 

Сз= 10000*14,7*1/500= 294 м

 

Деление на загоны нецелесообразно, т.к. Сз больше Ву.

. Число рабочих ходов в загоне вычислим по формуле: n_х=Сз/Вм, где Вм - расстояние между центрами обрабатываемых полос,

 

n_х=294/2,4= 123 хода.

 

. Двойной радиус поворота трактора ЛХТ-55 (2 м) меньше расстояния между центрами полос (2,4м), можно применить беспетлевой круговой вид поворота. Ширина поворотной полосы при беспетлевом повороте составит:

 

Е=1,1*R+0,5*Ва+Lа = 1,1*1+0,5*2,5+8,5= 10,8 м,

 

Где R - радиус поворота агрегата, м, Ва - ширина агрегата, м, Lа - длина выезда агрегата, м

 

Lа = (Ltp+ Lор) *1,1 = (5,85+1,4) *1,1 = 8 м

 

) Коэффициент рабочих ходов вычисляем по формуле:

 

Кр. х. =Sр/ (Sр+Sх),

 

где Sр - общая длина рабочих ходов на участке, м

Sх - общая длина холостых ходов на участке, м

 

Sр = Lр* n_х = 500*123=61500 м, где Lр - длина одного рабочего хода, м

Sх = n_х* Lх= 123*20= 2460 м, где Lх - длина одного холостого хода, м

Lх = 4*R+2*Lа= 4*1+2*8 = 20 м, где R - наименьший радиус поворота,

Кр. х. = 61500/ (61500+2460) =0,95

 

) Определение доли изъятия продуцируемой площади участка на поворотные полосы (Ке) в процентах производится по формуле:

 

Ке = (2*Fе/Fу+2*Fе) *100,

 

где Fе - площадь одной поворотной полосы, га

 

Fе= Е*Ву/10000= 10,8*280/10000= 0,3

 

Fу - обрабатываемая площадь участка,

 

Ке = (2*0,3/0,6+14,0) *100 = 4,1 %

 

) Определение коэффициента экономичности движения агрегата производится по формуле:

 

Кg=Tp/Tp+Tx,

 

где Тр - время выполнения рабочих ходов на участке, ч

Тх - время выполнения холостых ходов на участке, ч

 

Тр=Sр/1000*Vр*Кν,

Тх= Sх/1000*Vх + (t1*n1*nx + 2*t2*nx)/3600

 

Упрощенно

 

Тх= Sх/1000*Vх

 

где

Vр - скорость движения при выполнении рабочих ходов, км/ч

Vх - скорость движения при выполнении холостых ходов, км/ч

t1 - затраты времени на разовое переключение передачи (10-150сек)

t2 - технологические затраты на поворотной полосе (30-60 сек)

n1 - число переключений передач на выполнение одного поворота

nх - число всех поворотов на участке.

) Общее время работы на участке составляет:

 

Tу= Tp+Тх+То,

 

где То - время, потребное на ежесменное ТО трактора и нормативные остановки с работающим двигателем, ч

 

То = (Тр+Тх/Кс) * (1-Кс),

 

где

Кс - коэффициент оперативного времени смены по видам механизированных работ

) проверочный расчет (общее время работы на участке) должно соответствовать:

 

Тy1= (Fy/Псм) *Тсм,

 

где Fy - обрабатываемая площадь, га

 

Тр = 61500/1000*6,7*0,9= 9,6 ч Тх = 2460/1000*6,7=0,37

Кg=9,6/9,6+0,37= 0,9 То=9,6+0,37/0,9* (1-0,9) = 5,2ч

Ту = 9,6+0,37+5,2= 15,2 ч Ту1 = 14,0/6,7 *8 = 14,7

 

Разница между Ту и Ту1 не превышает 5 %.

Лесоводственный уход

 

. Сз= 10000*Псм*Д/L= 10000*

 

где Д - количество смен работы на загоне,

L - длина рабочего гона, м

 

Сз= 10000*12,5*1/500= 250 м

 

Деление на загоны нецелесообразно, т.к. Сз практически равняется Ву.

. Число рабочих ходов в загоне вычислим по формуле: n_х=Сз/Вм, где Вм - расстояние между центрами полос,

 

n_х=250/3,2= 78ходов.

 

. Двойной радиус поворота трактора ЛХТ-55 (2 м) меньше расстояния между центрами полос (3,2м), можно применить беспетлевой вид поворота. Ширина поворотной полосы при беспетлевом повороте составит:

 

Е=1,1*R+0,5*Ва+Lа = 1,1*1+0,5*3,2+8,5= м,

 

Где R - радиус поворота агрегата, м

Ва - ширина агрегата, м

Lа - длина выезда агрегата, м

 

Lа = (Ltp+ Lор) *1,1 = (5,85+1,4) *1,1 = 8 м

 

) Коэффициент рабочих ходов вычисляем по формуле:

 

Кр. х. =Sр/ (Sр+Sх),

 

где

Sр - общая длина рабочих ходов на участке, м

Sх - общая длина холостых ходов на участке, м

 

Sр = Lр* n_х = 500*92=46000 м,

 

где Lр - длина одного рабочего хода, м

 

Sх = n_х* Lх= 92*19,4= 1784,8 м,

 

где Lх - длина одного холостого хода, м

 

Lх = 4*R+2*Lа= 4*0,85+2*8 = 19,4 м,

 

где

R - наименьший радиус поворота,

 

Кр. х. = 46000/ (46000+1784,8) =0,96

 

) Определение доли изъятия продуцируемой площади участка на поворотные полосы (Ке) в процентах производится по формуле:

 

Ке = (2*Fе/Fу+2*Fе) *100,

 

где

Fе - площадь одной поворотной полосы, га

 

Fе= Е*Ву/10000= 10,3*280/10000= 0,29

 

Fу - обрабатываемая площадь участка,

 

Ке = (2*0,29/0,58+14,0) *100 = 3,98 %

 

) Определение коэффициента экономичности движения агрегата производится по формуле:

 

Кg=Tp/Tp+Tx,

 

где Тр - время выполнения рабочих ходов на участке, ч

Тх - время выполнения холостых ходов на участке, ч

 

Тр=Sр/1000*Vр*Кν,

Тх= Sх/1000*Vх + (t1*n1*nx + 2*t2*nx)/3600

 

упрощенноТ

 

х= Sх/1000*Vх

 

где Vр - скорость движения при выполнении рабочих ходов, км/ч

Vх - скорость движения при выполнении холостых ходов, км/ч

t1 - затраты времени на разовое переключение передачи (10-150сек)

t2 - технологические затраты на поворотной полосе (30-60 сек)

n1 - число переключений передач на выполнение одного поворота

nх - число всех поворотов на участке.

) Общее время работы на участке составляет:

 

Tу= Tp+Тх+То,

 

где То - время, потребное на ежесменное ТО трактора и нормативные остановки с работающим двигателем, ч

 

То = (Тр+Тх/Кс) * (1-Кс),

 

где Кс - коэффициент оперативного времени смены по видам механизированных работ

) проверочный расчет (общее время работы на участке) должно соответствовать:

 

Тy1= (Fy/Псм) *Тсм,

 

где Fy - обрабатываемая площадь, га

 

Тр = 46000/1000*7,3*0,95= 6,6 ч Тх = 1784,8/1000*7,3=0,25

Кg=6,6/6,6+0,25=0,96 То=6,6+0,25/0,9* (1-0,9) =7,6 ч

Ту = 6,6+0,25+7,6 = 8,2 ч Ту1 = (14,0/13,8) *8 = 8,1

 

Разница между Ту и Ту1 не превышает 1%.