CC BY
2Процессы и машины агроинженерных систем
УДК 632.934.1 Код ВАК 4.3.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
ВРЕМЕНИ ИХ ЗАПРАВКИ РАБОЧИМ РАСТВОРОМ С.Д. Шепелёв 1, В.В. Плис 1 Институт агроинженерии ФГБОУ ВО Южно-Уральский государственный аграрный университет, г. Челябинск, Россия. *E-mail: [email protected]
Аннотация: Выявлена зависимость коэффициента использования полезного времени смены и потребного количества опрыскивателей от производительности насоса при заправке рабочим раствором опрыскивателя насосом растворного узла различной производительности.
Ключевые слова: Сменная производительность опрыскивателя, коэффициент использования времени смены, растворный узел, техническая оснащенность.
DETERMINING THE REQUIRED NUMBER OF SPRAYERS DEPENDING ON THE TIME THEIR
FILLING WITH WORKING SOLUTION Shepelev S.D.1, Plis V.V.1 institute of Agricultural Engineering, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education, South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, Russia. *E-mail: [email protected]
Abstract. The dependence of the utilization rate of the useful shift time and the required number of sprayers on the pump performance when filling the sprayer working solution with a solution unit pump of various capacities has been revealed.
Keywords: Shift productivity of the sprayer, shift time utilization factor, mortar unit, technical equipment.
Введение (Introduktion) Важным резервом повышения производительности сельскохозяйственных агрегатов в технологических линиях является их согласованность. В работах [1-4] указано повышение производительности машин в уборочных процессах. В связи с переходом сельскохозяйственного производства на минимальную и нулевую технологию востребованной операцией в настоящее время стала гербицидная обработка посевов с помощью опрыскивателей.
Цель. Целью исследования является определение зависимости количества опрыскивателей от производительности насоса при закачке рабочего раствора. Для достижения цели поставлены задачи по получению математических выражений для выявление зависимости коэффициента использования
времени смены и количества опрыскивателей от производительности насоса для закачки рабочего раствора.
Методология и методы исследования (Methods)
Для эффективного использования опрыскивателей и увеличения их производительности предусмотрены автоматические растворные узлы для изготовления качественного раствора для защиты растений и некорневых подкормок. В результате проведенных хронометрических исследований было установлено суммарное время на приготовление рабочего раствора и заправку опрыскивателя при использовании растворного узла [5]. Дневная производительность зависит от таких параметров как скорость движения агрегата, ширина захвата, продолжительность смены. Но самым трудноопределимым параметром является коэффициент полезного времени сменной производительности. Дневную производительность определим по известной формуле:
Qah(t) = 0,1 • Вр • К • т • Тсм (7)
где Вр - ширина захвата опрыскивателя, м.; V - скорость движения агрегата, м/с. т - коэффициент использования времени смены; Тсм — продолжительность времени смены, ч.
Коэффициент использования времени сменной производительности представим, как отношение рабочего времени к общему времени:
(2)
Т см
где Тр - чистое время смены, час.
Время загрузки рабочего раствора определяется объемом ёмкости опрыскивателя (Уй) и производительностью насоса (Qn) :
= — (3)
Z 60Qn V 7
где - объемом ёмкости опрыскивателя, л; Qn - производительностью насоса для заправки опрыскивателя, л/мин.; z- количество заправок в течение смены.
Чистое время работы (Гр) определяется выражением:
Гр = Tcm - (Tz + Tto + Tpr) (4)
где Tcm - время смены, час; Tto - время на ТО, час, Tpr - время простоев (на заправку топливом, ремонт и др. простои).
С учетом формулы (3) выражение по определению чистого времени смены примет вид:
= Tcm - (^ + Tto + Tpr) (5)
С учетом вышеизложенного коэффициент использования времени смены опрыскивателя примет
вид:
т = 1_^°+тРг. (6)
Тсм 4 '
Результаты исследований (The results of the research)
Определена зависимость коэффициента использования времени смены от производительности насоса по закачке рабочего раствора при различном времени простоя (рисунок 1).
Производительность насоса, л/час
Tpr=2 — — Tpr=3 — • *Tpr=4
Рисунок 1 - Зависимость коэффициента использования времени смены от производительности насоса (Уь = 10 м3, V=10 км/час, B = 36 м., г=5, Tto=1.6 час)
Установлено, что с увеличением производительности насоса для заправки ёмкости опрыскивателя с 200 до 1000 л/мин коэффициент использования времени смены возрастает до 26%. Определение рациональной формулы для определения требуемого количества опрыскивателей из условий объема работы является важной задачей в условиях неэффективных простоев при заправке их рабочим раствором. Представим расчет количества машин в следующем виде:
п = (8)
где Q - площадь опрыскивания, га.; Qдн - дневная производительность агрегата, га/см; Д - количество рабочих дней, дней.
Для расчета необходимого количества опрыскивателей получено выражение:
_0_
0ДВрПТсш-(^+Тш+ТрГ)^г
n = ————— (9)
Расчет позволил установить количеством опрыскивателей, требуемых для выполнения данной операции в различные агротехнические сроки (рисунок 2).
Производительность насоса, л/мин
— • -Dr=10--Dr=14 -Dr=18
Рисунок 2 - Зависимость количества опрыскивателей от производительности насоса при загрузке рабочего раствора (Q=10000 га)
Выводы и рекомендации (Conclusions and recommendations)
В результате расчетов, установлено, что при сокращении времени простоев на загрузку количество опрыскивателей можно снизить до 30%. Увеличение рациональных сроков обработки растений гербицидами с 10 до 18 дней снижает количество опрыскивателей при производительности насоса 500 л/мин с 5 до 3 машин.
Выявлен резерв в снижении потребности опрыскивателей за счет независимого приготовления рабочего раствора в растворных узлах и использования высокопроизводительных насосов для заправки опрыскивателей.
Библиографический список:
1. Шепелев С.Д. Согласование параметров технических средств в уборочных процессах // автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Южно-Уральский государственный аграрный университет. Челябинск, 2010.
2. Шепелев С.Д. Согласование параметров технических средств в уборочных процессах //
Вестник Челябинской государственной агроинженерной академии. 2014. Т. 67. № 1. С. 65-73. 18
3. Шепелёв С.Д., Шепелёв В.Д., Черкасов Ю.Б. Обоснование потребности в трудовых ресурсах при проектировании зерноуборочных процессов.// Вестник Челябинской государственной агроинженерной академии. /2012. Т. 61. С. 100-103.
4. Шепелёв С.Д. [и др.] Совершенствование технологии и средств выполнения зерноуборочных процессов в сельском хозяйстве : монография / Южно-Уральский ГАУ, Институт агроинженерии ; С. Д. Шепелёв [и др.] .— Челябинск: Южно-Уральский ГАУ, 2018 .— 256 с.
5. Шепелёв С.Д., Плис В.В. Взаимосвязь технологических операций приготовления растворов и опрыскивания для защиты растений. /В сборнике: Инженерное обеспечение в реализации социально-экономических и экологических программ АПК. //Материалы Международной научно-практической конференции. Курган, 2021. С. 105-110.
Refere^es:
1. Shepelev S.D. Coordination of parameters of technical means in harvesting processes // abstract of the dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences / South Ural State Agrarian University. Chelyabinsk, 2010.
2. Shepelev S.D. Coordination of parameters of technical means in harvesting processes // Bulletin of the Chelyabinsk State Agricultural Engineering Academy. 2014. T. 67. No. 1. P. 65-73.
3. Shepelev S.D., Shepelev V.D., Cherkasov Yu.B. Justification of the need for labor resources when designing grain harvesting processes. // Bulletin of the Chelyabinsk State Agricultural Engineering Academy. /2012. T. 61. pp. 100-103.
4. Shepelev S.D. [etc.] Improving technology and means of performing grain harvesting processes in agriculture: monograph / South Ural State Agrarian University, Institute of Agroengineering; S. D. Shepelev [etc.] .— Chelyabinsk: South Ural State Agrarian University, 2018 .— 256 p.
5. Shepelev S.D., Plis V.V. The relationship of technological operations for preparing solutions and spraying for plant protection. /In the collection: Engineering support in the implementation of socio-economic and environmental programs of the agro-industrial complex. //Materials of the International Scientific and Practical Conference. Kurgan, 2021. pp. 105-110.
