Комплектування МТП та машинних агрегатів і оптимізація режимів їх роботи

3. Комплектування МТП та машинних агрегатів і оптимізація режимів їх роботи

Склад МТП господарства істотно впливає на витрати палива при одному і тому ж переліку робіт. Одне з найважливіших завдань спеціалістів агропромислового комплексу полягає у оптимізації комплексів машин і структури технічного парку, яка забезпечить найефективніше його використання.

В процесі оптимізації складу машинно-тракторного парку в першу чергу ставлять за мету забезпечення всіх робіт при мінімальних коштах або при меншій кількості робітників. Оскільки однакові роботи можуть виконуватись різними по класу тракторами, то варіантів структури парку може бути дуже багато.

Для вирішення цієї задачі в Національному аграрному університеті України розроблений та впроваджений у виробництво та навчальний процес пакет прикладних програмних засобів „Комплексне машиновикористання”, що передбачає системне вирішення задачі обґрунтування складу комплексів машин і структури машинно-тракторного парку: технологія — машинні агрегати — комплекси машин — машинно-тракторний парк — машинно-технологічні станції.

Таблиця 5.

Узагальнення технічних засобів для обробітку ґрунту

Тут критеріями оптимізації можуть бути приведені затрати, затрати робочого часу, матеріаломісткість, капітальні вкладення, а також коефіцієнт використання парку машин.

Оптимізація комплексів машин дає змогу підвищити продуктивність праці щонайменше на 20%, зменшити витрати палива на 7…10%.

Оскільки найбільш енергомісткою роботою є оранка, в багатьох випадках необхідну кількість потужних тракторів визначають, виходячи з обсягів цієї роботи. Нормативні показники для різних агрегатів, наведені в таблиці 6.

Таблиця 6. Нормативна потреба тракторів на 1000 га ріллі та багаторічних насаджень для рослинництва по зонах України, шт.

Є багато досліджень, які свідчать, що енергонасичені трактори мають більші витрати палива. Так потужні трактори Т-150К та К-701 в порівнянні з трактором Т-74 витрачають більше палива на оранці на 6…10 і 20…30%; на культивації на 10…15%; боронуванні на 50%; на сівбі на 15…20%. При існуючій структурі польових робіт енергетичні можливості потужних тракторів використовуються всього на 65%.

Важливим напрямом зменшення витрат енергії при вирощуванні сільськогосподарських культур є оптимальне співвідношення в структурі парку машин гусеничних і колісних тракторів, адже у перших питомі витрати палива на 8…15% нижчі.

Як видно з наведених даних таблиці 7, найбільш економічними за витратою палива є гусеничні трактори. Чим більша потужність наведених в таблиці гусеничних тракторів, тим вони економніші по паливу на оранці. Це пояснюється тим, що гусеничні трактори порівняно з колісними мають більш високий тяговий коефіцієнт корисної дії, меншу колію, краще агрегатування з плугами і останні мають менший тяговий опір.

Таблиця 7. Норми виробітку і витрати палива на оранці ґрунтів 4 класу (k₀ = 45…53 Кн/м²) на полях II групи при глибині оранки 25…27 см

За даними досліджень середнє експлуатаційне завантаження енергонасичених тракторів, як правило, не перевищує 50%, а найбільша частина енерговитрат припадає на транспортні та інші маломісткі роботи.

Трактори і самохідні машини 30…60% часу працюють при експлуатаційному навантаженні двигуна відповідно 60 і 70%. Важкі роботи універсально-просапних тракторів складають 10…45%, а загального призначення — до 45% річного наробітку.

Аналізом роботи МТП встановлено, що за рахунок збільшення тракторів К-700, К-700А, К-701, Т-150К і МТЗ-80 і недостатнього їх використання з 1981 по 1988 р.р. приріст валової продукції становив близько 30%, а витрати палива і мастильних матеріалів збільшилися в 2,2 і 1,5 рази. Це свідчить про те, що тенденції нарощування потужностей тракторів вступають в протиріччя з розвитком нових умов, форм і організації праці в сільському господарстві.

В колишньому СРСР машин потужністю більш 110,4 кВт в 1990 році було понад 30%; у Великобританії 2…4%; в США і Канаді — біля 7…8%. Доля малогабаритних тракторів в зарубіжних державах 10…30%, в Союзі менше 1%. За даними досліджень Великобританії, оптимальна площа для використання МТП — в межах 100…400 га. При площі 100…200 га використовують 3…4 трактори потужністю від 11…15 кВт до 59…74 кВт. На фермах розміром 300…400 га — 6…7 тракторів з одиничною потужністю до 110,4 кВт.

У цих господарствах рівний питомий вихід продукції досягається при більш низькій (1,3…1,6 разів) загальній потужності тракторів.

У Німеччині біля 60% ферм площею 10…50 га. Ці ферми мають 1…2 трактори потужністю 22…44 кВт і один малогабаритний — до 11…15 кВт.

На транспортних роботах питомі витрати палива також залежать від класу трактора. Це видно із таблиці 8.

Таблиця 8. Показники роботи транспортних тракторних агрегатів

При виконанні транспортних робіт трактором К-701 на 1 т/км витрачається 0,284 кг палива, а трактором Т-25А лише 0,153 кг.

Ефективним джерелом економії палива є більш повне використання потужності трактора, а також раціональна експлуатація машинно-тракторних агрегатів.

Машинні агрегати слід комплектувати таким чином, щоб потужність трактора використовувалась на 85…95%, а швидкісний режим знаходився в діапазоні максимальних значень коефіцієнта корисної дії (0,8 — для гусеничних і 0,75 — для колісних тракторів).

За даними багатьох досліджень, завантаження тракторних двигунів в господарствах на більшості робіт складає 50…60%, що знижує паливну економічність на 20…30%. Частіше всього неповне використання потужності має місце із-за нераціонального комплектування машинних агрегатів. Мають місце випадки, коли з цієї причини трактори завантажені всього на 35…50%.

Оптимальну ширину агрегату розраховують, виходячи із зусилля на гаку трактора та питомого опору робочих машин (кН/м). Розрахункову ширину захвату агрегату узгоджують з кратністю конструктивної ширини захвату однотипних машин. Проте, ширина захвату машин в агрегаті може змінюватись ступінчасто. А тому не завжди вдається раціонально завантажити трактор.

Це можна, певною мірою, компенсувати за рахунок вибору раціонального швидкісного режиму роботи агрегату. При недовантаженні двигуна можливо включити підвищену передачу трактора і зменшити частоту обертання колінчастого вала. Економія палива за рахунок цього може становити 15…20%.

Для вибору агрегатів розроблені рекомендації, які забезпечують найбільшу економію палива в умовах України. Наведені склади агрегатів, норми виробітку, витрати палива кг/га, ефективність в % виробітку та по витратах палива. По окремих операціях різниця по витратах палива різними агрегатами сягає 77%.

За результатами експериментальних досліджень встановлено, що двосівалковий агрегат з трактором МТЗ-80 та спеціальною зчіпкою зменшує витрати палива на 31…37% в порівнянні з односівалковим.

Складні агрегати по заводських інструкціях або по розрахунках, виходячи з максимальної потужності на гаку, не завжди найбільш економічні по витраті палива. Цей факт пояснюється тим, що реальні умови роботи можуть істотно відрізнятись від розрахункових. Тому велике значення має вибір оптимального режиму. При заданих ширині захвату та глибині обробітку основним режимним параметром є робоча швидкість. Особливе значення набуває вибір раціональних режимів роботи при недовантаженні двигуна.

Дослідження, що проведено в ННЦ “ІМЕСГ” по вивченню впливу часткових швидкісних режимів двигуна трактора Т-70С в агрегаті з культиватором УСМК-5,4 на витрату палива, дозволили встановити, що робота двигуна трактора Т-70С на часткових швидкісних режимах дозволяє істотно зменшувати витрату палива. Так, перехід на одну передачу вище з одночасним зменшенням швидкісного режиму двигуна (до рівня 80…83% номінального швидкісного режиму) зменшує витрату палива на 1,38 кг/год, а перехід на дві передачі вище (із зменшенням швидкісного режиму двигуна до 68% номінального) зменшує її на 2,76 кг/год.

Перевагою широкозахватних агрегатів, що рухаються по полю з меншою швидкістю, являється більш низький питомий опір машин. Встановлено, що при збільшенні їх швидкості з 5 до 10 км/год тяговий опір збільшується на 4,5…7%, а витрата палива в розрахунку на гектар підвищується на 2,5…5%. При невисокій швидкості руху агрегату і низькому навантаженні двигуна можна включити підвищену передачу та зменшити частоту обертання колінчастого валу двигуна, що дозволяє зекономити паливо.

Значна витрата палива відбувається при роботі з несправними або не правильно відрегульованими сільськогосподарськими машинами.

Наприклад, при оранці неправильно з’єднаний з трактором плуг, із затупленими лемешами спричинює перевитрату палива до 20…30%.

Із збільшенням ріжучої кромки лемеша до 4 мм витрата палива на 1га може збільшитись на 2,5…2,8 кг, а при затупленні лап культиватора — на 0,4…0,5 кг.

Витрата палива в значній мірі залежить від стану робочої поверхні робочих органів плуга. Наприклад, коефіцієнт тертя ржавої лемішної сталі, та в нормальному робочому стані відповідно становить 0,63 та 0,42, що викликає зниження продуктивності та підвищення витрати палива на 5…20%.

Поява несправності тракторів веде до перевитрати нафтопродуктів. Вплив несправності тракторів на збільшення витрати палива приведено в таблиці 9.

Таблиця 9. Залежність витрати палива від несправності окремих систем трактора

Значна перевитрата палива спостерігається там, де відсутні системи підігрівання двигунів у зимовий період, не проводиться сезонне технічне обслуговування, заміна літніх сортів палива і масел на зимові, відсутнє утеплення двигунів. При цьому в 1,5…2,0 рази збільшується період розігрівання двигуна перед пуском і в 3…4 рази збільшується час розігрівання двигуна до нормального теплового режиму. А це, в свою чергу, досить суттєво впливає на витрату палива при проведенні даної операції.

Велике значення на витрату палива має тепловий режим двигуна. Підвищена температура впливає на окислення палива, при якому утворюється смолисті з’єднання, які, в свою чергу, інтенсифікують утворення нагару у камері згорання двигуна, що знов-таки більше сприяє підвищенню температурного режиму двигуна і, відповідно, зниженню його економічності. Все це сприяє зменшенню міжремонтного строку двигуна на 20…30% і збільшення витрати палива на 6…8%.

Угорські фахівці відзначають, що найбільш сприятлива вологість ґрунту складає 13…15%. Оптимальна швидкість руху при цьому складає (при виконанні ґрунтообробних операцій) 7…8 км/год, при сівбі зернових — 10…11 км/год. Вибір оптимальної швидкості руху і ширини захвату агрегату дозволяє зменшити витрату палива при оранці на 10%, культивації — на 30%.

В останні роки рядом зарубіжних фірм організовано виробництво ВВП, які діють не тільки з традиційними частотами обертання 540 і 1000 хв^-1, а і з частотою обертання 750 хв^-1.

Фірма „Штайер” випускає тракторний ВВП, який працює з частотами обертання 540, 750, 1000 і 1320 хв^-1. В австралійському університеті землеробства встановлено, що застосування частоти обертання ВВП 750 хв^-1, економічно доцільно тільки в тих випадках, коли сільськогосподарська машина завантажує двигун трактора не більше, ніж на 70%. При експлуатації тракторів в господарствах з перевагою кормових угідь використання ВВП, який працює із швидкістю обертання 750 хв^–1, дозволяє зменшити витрату палива на 0,25…0,5 л/год.

Норвезька фірма „Квернеланд” застосувала пристрій для автоматичного регулювання ширини захвату плуга під час руху агрегату. Відповідне зменшення або збільшення ширини захвату плуга дозволяє оптимально завантажити трактор та зменшити витрату палива.

Використана література

1.       В.В. Гришко, В.І. Перебийніс та В.М. Рабштина /Енергозбереження в сільському господарстві (економіка, організація, управління). – Полтава: «Полтава», 1996. – 280 с.

2.       В.В. Гришко / Проблеми управління ресурсовикористанням у галузях агропромислового комплексу /енергетичні аспекти/. – К. Інститут економіки Міністерства економіки України, 1997. – 188 с.

3.       Медведовський О.К., Іваненко П.І. Енергетичний аналіз інтенсивних технологій в сільськогосподарському виробництві.- К.: Урожай, 1988.— 208 с.

4.       Бабій В.П. Оптимізація структури комплексів машин для рослинництва. Науковий вісник НАУ-К.:,2003.- с.32-35.

Похожие работы

Економіка Казахстану

Скачать

122641

20

6

... сектору у ВВП різко зросла на 43%. Головними причинами росту є багаторазове підвищення світових цін на нафту й нафтопродукти й значне збільшення їх експорту. 4.  Лідируюче місце у вартісній структурі економіки Казахстану зайняв сектор інфраструктури, що погіршує ситуацію у виробничих секторах. 5.  Ще одна проблема економіки Казахстану - швидкий відтік капіталу із країни, який у підсумку привів ...

Організація обліку та контролю основних засобів на підприємстві

Скачать

110391

19

0

... осіб; проведення обов'язкових екологічних експертиз; розповсюдження безвідходних і чистих технологій через систему виставок та ярмарок тощо. 3 Організація обліку та контролю основних засобів 3.1 Документація руху основних засобів Рух основних засобів, пов’язаний із здійсненням господарських операцій з надходження, внутрішнього переміщення та вибуття основних засобів, оформляють ...

Економіка зарубіжних країн \укр\

Скачать

236336

0

0

... : обмежувався конкуруючий імпорт, ліцензувались усі види імпорту — більш пільговий для пріоритетних галузей, менш пільговий — для інших. Заходи по лібералізації полегшують тут доступ в еконо­міку зарубіжних технологій, сприяють розвиткові експорт­ної бази, включаючи створення підприємств із 100% екс­портною орієнтацією. Вартим уваги явищем останнього десятиліття є досить активний експорт підприє ...

Місцеві бюджети України: становлення, роль в соціально-економічному розвитку регіонів

Скачать

243896

9

7

... , підприємницьких структур різних форм власності, що зумовлює становлення місцевих бюджетів як важливого фінансового інструменту регулювання господарського і соціального життя. Важливим при оцінці ролі місцевих бюджетів у соціально-економічному розвитку регіонів є аналіз співвідношення обсягів місцевих бюджетів із загальними витратами зведеного бюджету (таблиця 31.2) Таблиця 31.2 Співвідношення ...