Производительность МТА. Производительность агрегатов. Основные понятие и определения. Теоретическая, техническая и фактическая производительность агрегатов
 Скачать 95.77 Kb.
|
|
Содержание
Введение. Производительность МТА – один из важнейших технико-экономических показателей при реализации механизированных процессов в растениеводстве. Отличительная особенность сельскохозяйственных полевых работ, связанных с получением урожая возделываемых культур, - необходимость их выполнения в строго определенные агротехнические (календарные) сроки с требуемыми ка- чественными показателями. Отклонение этих двух важнейших показателей реализации механизированных процессов предопределяет количественные и качественныепотери продукции. 1. Основные понятие и определения. Теоретическая, техническая и фактическая производительность агрегатов. Производительность агрегата –это объем работы установленного качества в определенных единицах величин (площади, массы продукции, пути и т. п.) или в условных единицах, выполняемый агрегатом в единицу времени (час, смену, сутки, сезон, год и т. д.). В зависимости от принятой единицы времени различают производительность часовую, сменную, сезонную и т.д. Выработка (наработка) агрегата представляет собой всю работу, вы-полненную им за какой –то период (за несколько часов, смен и т. д.). Производительность труда в сельском хозяйстве в значительной мере зависит от производительности машинных агрегатов и измеряется количеством продукции, получаемой на единицу затраченного труда. Для мобильных (в частности, машинно –тракторных) сельскохозяйствен-ных агрегатов производительность чаще всего определяют в единицах площади (гектарах) и расчет ведут, учитывая ширину захвата агрегата В, скорость движения υ и продолжительность работы Т. Для уборочных и аналогичных им агрегатов дополнительно рассчитывают производительность в единицах массы собираемой или переработываемой продукции. Для транспортных агрегатов определяют производительность в тоннах перевезенного груза или втонно–километрах грузовой работы. Различают производительность: Т е о р е т и ч е с к у ю Wт, подсчитываемую при полном использовании конструктивной ширины захвата Вк агрегата, теоретической скорости движения υт и времени Т, к которому она относится*; Ф а к т и ч е с к у ю (д е й с т в и т е л ь н у ю) W, определяемую по фактическому объему выполненной работы, т. е. при фактических (рабочих) ширине захвата Вр, скорости движения υр и продолжительности производи-тельной работы Тр. Если ширину захвата В измеряют в м, скорость движения υ в м/с или км/ч, продолжительность работы Т в ч за смену, то производительность агрегата в гектарах обрабатываемой площади за смену (сменная производительность, га за смену) или за 1 ч сменного времени (часовая производительность, га/ч) опре-деляют следующим образом. Теоретическая производительность: часовая -  сменная -  Фактическая производительность:  часовая -  сменная -  где ξВ, ξυ, τ –степени использования: конструктивной ширины захвата, теоретической скорости движения, времени смены; Сω–коэффициент, зави-сящий от того, в каких единицах принята скорость движения υ: если в км/ч -Сω = 0,1 если в м/с -Сω = 0,36. Для данного агрегата, работающего на определенной передаче трактора, Wт–величина постоянная. Из всех других факторов, влияющих на производи-тельность, важнейшим является степень использования времени τ, определяя-емая балансом времени. При испытаниях время производительной работы называют основным То. Часовая производительность Wо за это время соответствует фактияеской производительности при полном использовании только времени. Кроме сменного времени и сменной производительности, определяют время техно-логической работы Ттехн и соответственно производительность Wтехн , а также эксплуатационное время Тэк и соответственно производительность Wэк. Эксплу-атационное время, кроме сменного, включает в себя время, связанное с пере-оборудованием или комплектованием агрегатов, а также с проведением операций периодического технического обслуживания и устранением неисправнос-тей, выполняемых вне сменного времени. При нормировании механизированных работ рассматривают техническую производительность Wтех, определяемую при технически возможном (оп-тимальном) использовании ширины захвата, скорости движения и времени. Иногда по условиям нормирования и оплаты труда время, затрачиваемое на техническое обслуживание (ежесменное) и на подготовительно –заключи-тельные операции, а также на простои по организационным причинам и сверхнормативные простои по техническим неисправностям, не включают в нормируемое время Тсм н и соответственно в Wтех входит лишь нормируемое время, которое определяет оплату труда за сменную выработку. Исходя из всего изложенного, балансы времени, учитываемые при эксплу-атационных расчетах, нормировании механизированных работ и испытаниях сельскохозяйственной техники, могут несколько отличаться один от другого. В случае расчета тягово –приводного агрегата в приведенных выражениях учитывают не всю мощность двигателя NеН, а лишь идущую на тягу NеНт = Nен - NеВОМ. Если принять, что мощность трактора Nтн и время смены Тсм используются полностью, то производительность агрегата, которую называют теоретической по мощности трактора (или иначе его работоспособностью), определяют так:  Эта величина несколько отличается (обычно в сторону больших значений) от теоретической производительности агрегата Wт, так как Ra не учитывает целостности всех машин (или рабочих органов), принимаемых при комплектовании агрегата, и ступенчатости скоростей трактора. Некоторые авторы для анализа рассматривают производительность, которая рассчитывается при полезном использовании номинальной мощности двигателя (т.е. при отсутствии какихлибо потерь), называя такую производительность теоретической по мощности двигателя (или иначе его работо-способностью):  2. Баланс времени. Фактор времени в сельском хозяйстве имеет исключительно важное значение с точки зрения как начала выполнения технологических операций, так и продолжительности их проведения. Время начала выполнения операции обусловлено природно-климатическими условиями и биологическими свойствами возделываемых культур. Продолжительность выполнения операций предопре-деляется агротехническими требованиями и экономическими расчетами. В по-следнем случае особенно велико значение производительности машинно-тракторных агрегатов. Баланс времени смены характеризует распределение общего времени смены по отдельным нормативным составляющим или слагаемым. Необходимость такого распределения обусловлена принятым в сельском хозяйстве поэлементным методом нормирования труда, возможностью анализа эффективности использования агрегатов во времени и определения причин ее снижения в конкретных условиях реализации механизированных процессов. При поэлементном методе нормирования весь процесс работы расчленяют на основные составляющие элементы с целью дальнейшего совершенствования труда исполнителей и повышения их производительности. Число слагаемых баланса времени смены при работе МТА зависит от ре-шаемых задач. Например, при разработке норм выработки МТА в нормативный баланс времени смены не включают время простоев по организационным при-чинам и из-за технико-технологических отказов машин (поломки рабочих орга-нов, механизмов трансмиссии, ДВС и др.; забивания молотильных устройств, высевающих аппаратов и т.д.). Не учитываются и простои по метеоусловиям. Несколько по -другому группируют составляющие баланса времени сме-ны при испытаниях сельскохозяйственной техники. Общая схема баланса времени представлена на рисун-ке 1. Сменное время Тсм расходуется: на производительную работу (время ос-новной или, как иногда называют, чистой работы) Тр (То); на выполнение  Рис 1. Баланс времени и его составляющие. циклично повторяющихся вспомогательных операций –холостых ходов на поворотах Тх (Тп) и обслуживания агрегата, главным образом технологического Ттехн; на проведение сменного внециклового технологического обслуживания (устранение технологических отказов) Т1техн и технического обслуживания машин Тт. о; на подготовительно – заключитенльные операции (приемка и сдача агрегата, подготовка его к работе, переезд к месту работы и обратно, получение наряда, регламентируемый отдых, и др.) Тп. з; на возможные простои агрегата Тпр. Время простоев Тпрможно разделить на простои из –за технических неисправностей Тпр. н, по организационным причинам Торг, из –за метеоро-логических условий Тмет и др. Таким образом,  Первые три составляющие баланса представляют собой цикличное (цикло-вое) время Тц, которое зависит от способа движения и организации работы, остальные составляющие – время внецикловых простоев агрегата Твц:   Коэффициент использования времени смены. Из всего баланса времени смены производительным является Тр (То), и следовательно, коэффициент полезного использования времени смены τ определяют так:  Коэффициент использованияциклового времени смены  а коэффициент циклового времени смены  Следовательно,  3. Условные единицы измерения тракторных работ. Учет суммарной выработки тракторов в условных единицах необходим: а) для оценки уровня использования отдельных тракторов и всего тракторного парка по среднесменной, среднедневной и годовой наработке; б) для планиро-вания потребности в тракторах, межремонтных сроков, расхода топлива, денежных затрат на техническое обслуживание и ремонт; в) для определения эксплуатационных затрат на единицу тракторных работ и других технико –экономических показателей работы машинно- тракторного парка. В качестве единицы измерения суммарной выработки тракторных агрегатов принят условный эталонный гектар (условно –натуральная единица), представляющий собой объем работ и энергозатраты, соответствующие вспаш-ке одного гектара в следующих, принимаемых за эталонные, условиях: а) удельное сопротивление 50 кПа (щ,5 кгс/см2) при скорости движения агрегата 5 км/ч; б) глубина обработки 20…2 см; в) агрофон –стерня зерновых на почвах средней прочности по несущей поверхности (средние суглинки) при влажности почвы до 20…22%; г) рельеф ровный (угол склона до 10); д) конфигурация поля правильная (прямоугольная); е) длина гона 800 м; ж) высота над уровнем моря до 200 м; з) каменистость и препятствия отсутствуют. Эталонная выработка и условный трактор. За у с л о в н ы й э т а л о н- н ы й т р а к т о р принимают трактор, имеющий выработку один условный эталонный гектар (э. га) за 1 ч сменного времени. Эталонная выработка трактора Wн. э –это выработка трактора данной марки в эталонных условиях, определяемая по методике тех-нического нормирования. Физические тракторы переводят в условные эталонные умножением на коэффициент λэ. т, определяемый по соотношениям их эталонных выработок. Характеристики тракторов различных марок и коэффициенты перевода в условные эталонные тракторы (они равны эталонной выработке за 1 ч сменного времени) приведены в таблице 1.4. Учет тракторных работ в условных единицах. Перевод физического объема тракторных работ в условные гектары основывается на соотношениях эталонной выработки и технически обоснованных норм выработки на данном виде работ в заданных условиях. При этом сменная или часовая выработка в условных гектарах трактора каждой марки при выполнении технически обоснованных норм будет одинаковой (в переделах допустимых отклонений) на всех видах работ и в различных природно –производственных условиях, а в расчете на условный трактор она будет составлять 1 э. га в 1 ч сменного времени. Объем тракторных работ в условных гектарах Ω можно определить по числу выполненных сменных (часовых) технически обоснованных норм вы-работки Н тракторами данной марки и сменной (часовой) эталонной выра-боткиWн. э.  Wн.э – нормативная эталонная выработка га/г Объем работ на условный трактор ωэ. т рассчитывают делением общего объема работ на число условных тракторов, выполнивших этот объем:  λэ.т – коэффицент перевода в условные трактора. Для одного трактора   4. Влияние скорости и ширины захвата агрегата на производительность Одним из вариантов повышения тяговой мощности трактора при неизменной оптимальной силе тяги является увеличение рабочей скорости МТА. Для тракторов тягачей отношение мощности двигателя, преобразуемой в тяговую мощность трактора, к произведению массы трактора на оптимальную действительную скорость движения есть величина постоянная. Поэтому повышение мощности двигателя пропорционально увеличению рабочей скорости трактора тягача, а следовательно, и производительности МТА. Однако по мере роста скорости сельскохозяйственных тракторов происходит уменьшение величины оптимального значения коэффициента использования сцепной массы трактора и максимального значения тягового КПД, т.е. нарушается прямая пропорциональность между оптимальной скоростью трактора и максимальной тяговой мощностью. С увеличением скорости движения МТА снижается КПД ходовой системы и в связи с этим увеличиваются энергозатраты на самопередвижение трактора и преодоление буксования, т.е. мощность двигателя, преобразуемая в тяговую мощность трактора, увеличивается быстрее, чем растет его рабочая скорость. Это значит, что по мере увеличения энергонасыщенности трактора разность между приростом мощности, подведенной к движителям, и приростом скорости будет постоянно возрастать. Увеличение рабочей скорости МТА (при увеличении энергонасыщенности трактора) приводит к снижению максимального значения КПД ходовой системы трактора с одновременным снижением оптимального значения тягового усилия. Так увеличение мощности двигателя с 27 кВт до 80 кВт для тракторов типа МТЗ в случае использования ее только через тяговую мощность максимальное значение КПД ходовой системы уменьшается до 20%, а оптимальное тяговое усилие - до 40% при работе на почвенном фоне-стерне. Для того чтобы это не происходило, необходимо уменьшить массу трактора, либо обеспечить независимость коэффициента самоперекатывания трактора от скорости движения. Все это является одной из причин снижения темпа увеличения его рабочей скорости с одновременным увеличением энергозатрат на единицу обработанной площади. Кроме того, рост рабочих скоростей МТА приводит к увеличению степени неравномерности момента сопротивления на входе в двигатель на тракторе с механической ступенчатой трансмиссией. Источником колебаний момента сопротивления на входе в двигатель является изменение сопротивления рабочих органов МТА, периодическое изменение нагрузок в зубчатых зацеплениях трансмиссии трактора. При этом существенное влияние в формировании колебаний момента сопротивления играет изменение газовых и инерционных сил, возникающих в цилиндрах двигателя. С точки зрения удельных энергозатрат, увеличения ширины захвата тягово-приводного МТА за счет уменьшения удельного сопротивления путем привода рабочих органов не от ходовых колес сельхозмашины, а от ВОМ трактора, целесообразно, если  , где  и  - максимальный тяговый КПД трактора и КПД привода рабочих органов сельхозмашины, включая и трансмиссию ВОМ. Если же  , то темп увеличения ширины захвата агрегата будет меньше темпа увеличения мощности двигателя, что приведет к увеличению энергозатрат.Повышение производительности МТА путем увеличения ширины захвата за счет использования технологических модулей с приводом движителей сельхозмашин или движителей технологических модулей имеет ограничения. Как и в случае увеличения рабочей скорости МТА, это направление может быть принято только в определенном диапазоне увеличения для тракторов класса 1,4…2 в связи с рельефом и нарезкой полевых севооборотов. Для увеличения диапазона производительности необходимо стремится к повышению тягового КПД движителей технологических модулей, особенно комбинированных сельскохозяйственных машин, в том числе и привода рабочих органов. 5. Пути повышения производительности агрегатов. Производительность агрегатов в процессе эксплуатации можно повышать при помощи следующих мероприятий. 1. Поддерживать высокий уровень Nе н и Nт н: своевременно и полностью проводить техническое обслуживание тракторов; применять безразборную диагностику мощностных показателей и своевременно устранять встречающие-ся неисправности и разрегулировки; высококачественно ремонтировать мА-шины с полным восстановлением их мощностных показателей, моторесурса и эксплуатационной надежности и др. 2. Снижать удельные сопротивления машин R и агрегата Rа: своевремен-но и высококачественно проводить техническое обслуживание; применять комплексные агрегаты (у которых общее сопротивление меньше суммарного сопротивления машин при их раздельной работе), наиболее рациональные сцепки; правильно (по линии тяги, без перекосов) прицеплять или навешивать машины на трактор; осуществлять агротехнологические мероприятия по улуч-шению(например, по оструктурированию) почв; работать поперек уклона (где это возможно) и в наиболее оптимальные сроки (например, при агротехничес-кой и механической спелости почв) и др. 3. Правильно комплектовать агрегат и подбирать наиболее рациональный скоростной режим его работы: применять контрольные приборы, всережимный регулятор, машины, наиболее соответствующие данным условиям, маркеры и следоуказатели, обеспечивающие полное использование Вк; маневрировать передачами и др. 4. Повышать степень использования времени смены τ и коэффициент сменности αсм : лучше организовывать работу (применят двух –и трехсменную работу, наиболее рациональные для данных условий способы движения); улучшать подготовку поля (разбивать его на загоны оптимальной ширины, отбивать минимальные поворотные полосы); применять групповой метод работы агрегатов; совершенствовоть технологическое обслуживании машин; исключать непроизводительные затраты времени и др. Эта группа мероприятий является в настоящее время одним из важнейших резервов повышения про-изводительности агрегатов. Первую и вторую группы мероприятий можно отнести в основном к технической эксплуатации машинно –тракторного парка, третью и четвертую группы –к производственной эксплуатации. Повышение производительности труда в сельском хозяйстве в значи-тельной мере зависит от применения новых, более совершенных машин: энергонасыщенных тракторов, скоростных машин, машин с повышенной на-дежностью, оснащенных средствами автоматики, обеспечивающих комплекс-ную механизацию и более совершенную технологию работ по возделыванию сельскохозяйственных культур. Важную роль в повышении производитель-ности труда играют постоянный рост квалификации кадров механизаторов, широкое участие их в социалистическом соревновании, научная организация труда, правильное использование морального и материального стимулирования труда механизаторов. Заключение Производительность – один из важнейших технико-экономических показателей использования машинно-тракторных агрегатов, от которого в значительной степени зависит эффективность всего сельскохозяйственного производства. Своевременное и качественное выполнение сельскохозяйственных работ – одно из наиболее экономичных (ресурсосберегающих) направлений произ-водства продукции растениеводства. В связи с этим при существующемдефи-ците механизаторских кадров и техники повышение производительности каж-дого агрегата приобретает особую актуальность. Несвоевременное выполнение даже одной операции с низким качеством может привести к значительным по-терям продукции. Например, при несвоевременном и некачественном выполне-нии только уборочных работ можно в несколько раз собрать меньше продук-ции. Л И Т Е Р А Т У Р А 1. С.А.Иофинов., Г.П.Лышко «Эксплуатация машинно –тракторного парка». 2. Л.М.Пильщинав. «Практикум по эксплуатации машинно –тракторного парка». 3. Карабаницкий А.П. Теоретические основы производственной эксплуа-тации МТП / Кочкин Е.А. // М.:КолосС, 2009. 96с. 4.Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года. М.: РАСХН, МСХ РФ, 2003.-64с. |