CC BY
148
УДК 629.114.2
Методические положения разработки исходных нормативов и расчёта норм выработки зерноуборочных комбайнов*
А.А. Васильев, канд. техн. наук; С.В. Ковалёв, магистрант; С.Ю. Серков, магистрант ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ
Рассмотрены факторы, влияющие на производительность зерноуборочного комбайна. Разработана методика расчёта производительности с использованием коэффициентов, характеризующих природно-производственные условия работы. Эти коэффициенты охватывают все слагаемые времени смены и определяются для типовых условий в соответствии с методами технического нормирования полевых механизированных работ. По предлагаемой методике рассчитаны типовые сменные нормы выработки зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор-410» для семи классов длины гона с учётом урожайности зерновых культур и соломистости хлебной массы. Определён перечень поправочных коэффициентов для каждого поля, характеризующих местные условия. Полученный при перемножении частных коэффициентов обобщённый поправочный коэффициент позволяет окончательно установить сменную норму выработки. Для проверки расчётных значений табличных значений выработки проведены производственные испытания на уборке пшеницы для типовых природно-производственных условий. По результатам хронометражных наблюдений определён баланс времени смены при выгрузке зерна на месте и на ходу. Выполненная эксплуатационно-технологическая оценка показателей работы зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор-410» показала хорошую сходимость расчётных и фактических значений выработки. Достаточно высокая корреляция полученных в ходе исследований практических и теоретических показателей свидетельствует об адекватности алгоритма расчёта. Внедрение технологии выгрузки зерна на ходу сокращает сроки уборки и повышает производительность зерноуборочных комбайнов на 20 - 25 %. Представленную методику можно использовать для определения сменной нормы выработки других типов машинно-тракторных агрегатов.
Ключевые слова: технология, зерноуборочный комбайн, выработка, выгрузка, смена.
Выработка зерноуборочного комбайна (ЗУК) зависит от большого количества факторов, определяемых параметрами и режимами работы самого ЗУК (мощностью двигателя, шириной захвата жатки, пропускной способностью, рабочей скоростью и др.), природными условиями (размерами полей, длиной гона, рельефом, урожайностью, влажностью) и производственными (технической готовностью машин, уровнем организации уборочных работ, квалификацией механизаторов) [1]. При техническом нормировании полевых механизированных работ рассчитывают техническую производительность Жтех, определяемую при технически возможном использовании ширины захвата жатки, скорости и времени движения [2].
Материал и методы исследования. Исследование проведено с целью обоснования технических показателей для расчёта норм выработки зерноуборочных комбайнов.
Эксплуатационная производительность ЗУК (Жэ) может быть рассчитана с учётом его технических параметров по формуле:
Ж = 0,1 ■ Вк ■ в ■ Ур ■ т, (1)
где Вк - конструктивная ширина захвата жатки, м; в - коэффициент использования конструктивной ширины захвата жатки, для комбайна в = 0,96;
ур - рабочая скорость движения комбайна, км/ч;
т - коэффициент полезного времени смены.
Известно, что
360 • g
Ур Вк • и
(2)
где g - фактическая пропускная способность комбайна, кг/с;
и - урожайность убираемой культуры, ц/га.
В свою очередь
и = из (1 + 5с), (3)
где из - урожайность зерна, ц/га;
5с - коэффициент соломистости хлебной массы, 5с = 1 - 2.
Исследованиями установлено, что для всех типов зерноуборочных комбайнов количественное значение коэффициента полезного времени смены т, характеризующего природно-производственные условия работы, определяется из равенства [3]:
Ив - авЖт
т =
1 + квЖт
(4)
где Ив - коэффициент учёта технологического времени;
ав - коэффициент учёта подготовительно-заключительного времени; кв - коэффициент технологической и технической надёжности;
Жт - теоретическая производительность комбайна.
Из полученной зависимости следует, что для зерноуборочных комбайнов теоретическая произ-
* Научные исследования и производственные испытания проведены в ходе выполнения проекта «Разработка технологии выгрузки зерна из бункера зерноуборочного комбайна в транспортное средство на ходу» при поддержке Красноярского краевого фонда науки.
водительность является единственным обобщённым показателем, характеризующим взаимодействие комбайна с природно-производственными факторами. Коэффициенты кв, ав и кв, характеризующие все слагаемые времени смены, целесообразно определять для типовых условий в соответствии с методами нормирования полевых механизированных работ. Типовые условия для каждого класса длины гона следующие: поле прямоугольной формы; угол склона поля 1 градус; камни и препятствия отсутствуют; высота над уровнем моря 500 м. По приведённой методике рассчитаны сменные нормы выработки для зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор-410» в зависимости от урожайности и длины гона с выгрузкой зерна на месте [4].
При работе ЗУК в более сложных условиях вводятся поправочные коэффициенты к полученным в таблице 1 показателям выработки на сложность конфигурации поля — кс, угол склона - кр, наличие помех - кп, высоту над уровнем моря - к/, полёглость - кл. Перемножая указанные частные коэффициенты, вычисляется обобщённый поправочный коэффициент на местные условия:
коб _ кс кр кп кЬ кл. (5)
С учётом местных условий получим:
Жэ = Коб -Ж? =
0,36коб (/Ж, - д^Ж,2) 1 + квтЖт
(6)
где Жэт - производительность комбайна в типовых условиях, га/ч.;
/вт, авт, квт - коэффициенты, определяемые для типовых условий;
Жт - теоретическая производительность, м2/с.
При таком подходе значения коэффициентов /вт, авт, квт справедливы для каждого класса длины гона в любых почвенно-климатических зонах. Следовательно, коэффициенты коб, /вт, авт, квт можно определять по исходным и нормативным данным, что позволит разрабатывать нормы выработки с достаточной степенью точности, существенно сократив трудоёмкость расчётов.
Результаты исследования. Проверка расчётных значений выработки зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор-410» проводилась в ООО «Учхоз «Миндерлинское» Красноярского края [5 - 8]. Учёт всех элементов времени смены выполнялся методом сплошной хронографии и поэлементного хронометража. Для рассматриваемых технологий уборки с выгрузкой зерна на месте и на ходу баланс времени смены определялся за три контрольные смены продолжительностью 8 часов каждая. Результаты хронометражных наблюдений представлены в таблице 2. В сменное время не включено время простоя на устранение нарушения технологического процесса, так как оно не учитывается при техническом нормировании. Для проведения сравнительного анализа выполнена эксплуатационно-технологическая оценка технических параметров работы ЗУК «Вектор-410» в заданных природно-производственных условиях для двух технологий выгрузки зерна (табл. 3).
1. Сменные нормы выработки «Вектор-410», га
Урожайность зерновых культур при соотношении массы зерна к массе соломы, т/га Длина гона, м
менее 150 151 - 200 201 - 300 301 -400 401- 600 601 - 1000 более 1000
1:1 1:1,5 1:2
До 1,4 До 1,2 до 0,9 11,2 12,7 14,0 15,3 15,9 16,7 17,2
1- 1,8 1,2 - 1,5 0,9 - 1,2 10,9 12,3 13,5 14,6 15,2 15,9 16,3
1,8 - 2,2 1,5 - 1,8 1,2 - 1,5 10,5 11,8 12,9 13,9 14,4 15,1 15,4
2,2 - 2,6 1,8 -2,1 1,5 - 1,8 10,1 11,3 12,3 13,3 13,7 14,3 14,6
2,6 - 3,0 2,1 - 2,4 1,8 - 2,0 9,9 10,9 11,9 12,8 13,2 13,7 14,0
3,0 - 3,4 2,4 - 2,7 2,0 - 2,2 9,5 10,4 11,3 12,1 12,4 12,8 13,2
3,4 - 3,8 2,7 - 3,0 2,2 - 2,5 8,9 9,7 10,5 11,1 11,4 11,8 12,0
3,8 - 4,1 3,0 - 3,3 2,5 - 2,7 8,3 9,0 9,6 10,2 10,4 10,7 10,9
4,1- 4,5 3,3 - 3,6 2,7 - 3,0 7,8 8,4 9,0 9,4 9,6 9,9 10,0
4,5 - 4,9 3,6 - 3,9 3,0 - 3,3 7,5 8,0 8,5 8,9 9,1 9,3 9,4
4,9 - 5,3 3,9 - 4,2 3,3 - 3,5 7,1 7,6 8,0 8,4 8,5 8,7 8,9
5,3 - 5,6 4,2 - 4,5 3,5 - 3,7 7,8 7,2 7,5 7,8 8,0 8,2 8,4
5,6 - 5,9 4,5 - 4,8 3,7 -4,0 6,6 6,8 7,1 7,3 7,5 7,6 7,7
5,9 - 6,3 4,8 - 5,1 4,0 - 4,2 6,4 6,6 7,0 7,2 7,4 7,5 7,6
6,3 - 6,7 5,1 - 5,4 4,2 - 4,5 6,0 6,3 6,6 6,8 6,9 7,0 7,1
6,7 - 7,1 5,4 - 5,7 4,5 - 4,7 5,8 6,1 6,3 6,5 6,6 6,7 6,8
7,1- 7,5 5,7 - 6,0 4,7 - 5,0 5,6 5,9 6,1 6,3 6,4 6,5 6,6
Св. 7,5 Св. 6,0 Св. 5,0 5,4 5,6 5,8 6,0 6,1 6,2 6,3
2. Баланс времени смены при нормативной продолжительности
Элемент времени смены Значение элемента времени смены
вид работы
выгрузка на месте выгрузка на ходу
час % час %
Основное время 4,32 54 5,36 67
Время на холостые ходы 0,62 7,75 0,71 8,88
Время на переезды между загонами 0,32 4,00 0,38 4,75
Время на выгрузку зерна 1,19 14,88 - -
Время на ежесменное ТО 0,43 5,38 0,43 5,38
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0,09 1,11 0,09 1,11
Время на проведение регулировок и наладок 0,20 2,5 0,20 2,50
Время агрегатирования - - - -
Время на устранение нарушения технологического процесса - - - -
Время на отдых 0,5 6,25 0,5 6,25
Время переездов на поле и обратно (в начале и в конце смены) 0,33 4,13 0,33 4,13
Итого: сменное время 8 100 8 100
3. Показатели эксплуатационно-технологической оценки
Показатель Значение показателя
выгрузка на месте выгрузка на ходу
Состав агрегата РСМ-101 «Вектор-410»
Культура Пшеница
Урожайность, т/га 2,6
Соотношение массы зерна к массе соломы 1:1,5
Технологическая операция Прямое комбайнирование
Режим работы:
- рабочая скорость движения, км/ч 5,1
- рабочая ширина захвата, м 5,76
Производительность за 1 час времени, га:
- основного 2,94 2,94
- технологического 2,44 2,44
- сменного 1,59 1,97
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:
- рабочих ходов 0,87 0,88
- технологического обслуживания 0,76 0,96
- использования технологического времени 0,83 0,83
- использования полезного времени смены 0,67 0,54
Получим, что сменная выработка ЗУК «Век-тор-410» для заданных условий при выгрузке зерна на месте и на ходу равна:
Жэм = 0,1 ВрУр Тсмт = 0,1 ■ 5,76 ■ 5,1 ■ 8 ■ 0,54 = = 12,7 га/см;
Жэх = 0,1 Вр Ур Тсмт = 0,1 ■ 5,76 ■ 5,1 ■ 8 ■ 0,67 = = 15,7 га/см.
Табличное значение этого показателя для выгрузки зерна на месте находится в ячейке пересечения строки 6 и столбца 10 и равно 12,8 га/см (табл. 1). Таким образом, полученное в результате производственной проверки значение сменной выработки практически совпадает с расчётным значением.
Вывод. Анализ полученных эксплуатационно-технологических показателей работы зерноубороч-
ного комбайна «Вектор-410» с выгрузкой зерна на месте показал хорошую сходимость теоретических и практических результатов. В ходе исследования апробирована технология выгрузки зерна на ходу. Выработка зерноуборочного комбайна при этом повышается на 20 - 25 %. Предлагаемый подход позволяет разрабатывать типовые нормы выработки для перспективных машинно-тракторных агрегатов и технологий до начала их производственной эксплуатации.
Литература
1. Романченко М.И. Диагностика и техническое обслуживание машин. Белгород: Изд-во Белгородского ГАУ, 2010. 95 с.
2. Кузьмин В.Н. Нормативно-справочные материалы по планированию механизированных работ; в сельскохозяйственном производстве. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. 316 с.
3. Зангиев А. А., Лышко Г.П., Скороходов А.Н. Производственная эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1996. 320 с.
4. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. Комбайн зерноуборочный самоходный РСМ-101 «Вектор», М., 2016.
5. ГОСТ 24055 - 2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. М.: Стандартин-форм, 2017.
6. ГОСТ 28301-2015. Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2016. 39 с.
7. ГОСТ 31345-2007. Сеялки тракторные. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2008. 36 с.
8. Масловский В.И. Параметры и режимы работы многофункционального уборочно-почвообрабатывающего агрегата: дис. ... канд. техн. наук. Краснодар, 2010. 151 с.
Васильев Александр Александрович, кандидат технических наук, доцент Ковалев Станислав Витальевич, магистрант Серков Семен Юрьевич, магистрант
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»
Россия, 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90
Е-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
Methodological provisions for the development of initial standards and calculation of combine harvester output rates
Vasiliev Alexander Alexandrovich, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor
Kovalev Stanislav Vitalievich, Master's degree student
Serkov Semen Yurievich, Master's degree student
Krasnoyarsk State Agrarian University
90, Mira Ave., Krasnoyarsk, 660049, Russia
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
The factors influencing the productivity of a combine harvester are considered. The method of calculation of productivity with use of the coefficients characterizing natural and production conditions of work is developed. These coefficients cover all terms of shift time and are determined for typical conditions in accordance with the methods of technical regulation of field mechanized works. According to the proposed method, the typical replacement production rates of the combine harvester RSM-101 «Vector-410» for seven classes of rut length, taking into account the yield of grain crops and strawiness of the bread mass, are calculated. The list of correction coefficients characterizing local conditions, which are determined for each field, is defined. Obtained by multiplying the partial coefficients of the generalized correction factor allows you to finally establish the replacement rate of production. To check the calculated values of the table values of the development, production tests were carried out on wheat harvesting for typical natural production conditions. According to the results of time-lapse observations, the balance of shift time was determined when unloading grain on the spot and on the move. Performed operational and technological evaluation of the performance of combine harvester RSM-101 «Vector-410» showed good convergence of calculated and actual values of production. A sufficiently high correlation of the practical and theoretical indicators obtained in the course of research testifies to the adequacy of the calculation algorithm. The introduction of grain unloading technology on the move reduces the harvesting time and increases the productivity of combine harvesters by 20 -25 %. The presented technique can be used to determine the replacement rate of production of other types of machine-tractor units.
Key words: technology, combine harvester, production, unloading, change
-♦-
УДК 6931.316.022.4
Сравнительный анализ культиваторов для предпосевной обработки почвы
Е.В. Припоров, канд. техн. наук; И.Е. Припоров, канд. техн. наук;
Г.Е. Самурганов, магистрант
ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ
В статье представлены результаты сравнительного анализа удельных затрат энергии на сплошную культивацию. Рассмотрены паровые культиваторы для сплошной культивации. Проведено сравнение различных моделей паровых культиваторов по величине удельных затрат энергии на технологический процесс. Доказано, что с увеличением ширины захвата культиваторной лапы снижается величина удельных затрат энергии на технологический процесс, а снижение удельного тягового сопротивления приводит к уменьшению удельных затрат энергии на технологический процесс. Увеличение ширины захвата культиваторной лапы при фиксированном значении рабочей ширины захвата культиватора приводит к уменьшению удельных затрат энергии, что способствует уменьшению тягового сопротивления агрегата и потребной мощности двигателя трактора. При постоянной рабочей ширине захвата часовая производительность остаётся неизменной.
