автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование оптимальных параметров машинно-тракторных агрегатов с учетом объемов выполняемых работ

Р Г 5 ОД - 1 ДПР Ь'оЗ

Из прзЕах рукогпк

вллеев лзат салимьянович.

опгаилдо пшжтров мдшшо-тршсгшх

ЛГГ'ЕГАТСЗ О УЧЕТОМ обш'ов БЫЙСШШЖ работ'

05.20.03 "Эксплуатация, восстановление и ремонт сельско-ХОЗЯЙСТБОКНОа 79ХПИКИ" ,

АВТОРЕФЕРАТ.

диссертации пз соисгсаета ученей степени чш5явдага твянкедских каук

Чэлвбаыск - 1955

Работа выполнена в Челябинском государственном .агршнжвнерном университете _

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, •

член-корреспондент Академии аграрного образования

Саклаков Владимир Данилович

Научный консультант - кандидат технических нэук, доцент

Окунев Геннадий Андреевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, шюфессор,

действ.член Академии аграрного образования

Рахимов Раио Саитгалеевич-

- кандидат технических наук, ставший научный сотрудник Гридин Николай Федотович

Ведущее пдадприятие - Челябинский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства

Защита состоится 24 апреля 1996 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 120.46.03. Челябинского государственного агроинтенерного университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Ваа отзыв на автореферат в двух экземплярах просим.направить по адресу: 454С80, г.Челябинск-80, пр.им. В.И.Ленина,75, ЧГАУ.

Автореферат разослан "_" ____ 1996 г.

Ученый секретарь '

диссертационного совета,

к.т.н. ,дсцент - В.А. СТРШОВ

ОЩЛЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теин.'В последний году происходят сутцест^етше изменения в сельскохозяйственном производстве стропи, связанные с разукрупнештем колхозов и совхозов, созданием акционерных обществ, товариществ с ограниченной ответственностью к других не-трздпщгонннх коллективов. Как правило, это приводит к существенному уменьшению размеров предприятий и объемов выполняемых работ.

3 свой очередь, это влечет за собой. снижение годово.« занятости технических средств,- особенно высокопроизводительных, ухуд-тте твхнкко-экономичзсккх показателей их использования.

Следовательно, оптшюация параметров л реаимоз работа машшно-тректорнш; агрегатов (МТА) для конкретных' условий ¡жс-нлуатащш, обоснование границ сравнительнсй эффективности ЫГА с учетом объемов шполкяешх робот приобретает первостепенное значение.

Работа -выполнена в исогвотствии • с. плана®! V научно-' исследовательских работ ЧГАУ на 1991-1995'гг.

Цель исследования. Повышение эффективности использования МТА за счет обоснования их эксплуатационных параметров, с учетом объемов выполняемых работ.

Объект исследования. МТА при выполнении различного по объему комплекса механизированных работ..

Научная новизна. Заключается в разработке мотодакь обоснования 'оптимальных параметров ¿¡ТА в.'зависимости от объемов выполняемых работ. . Прэдлсжэн -'аналитичвсгшз,; метод определения границ • сравнительной эффективности !Яа, позволяющая осуществлять. выбор ■ энергетических средств •' для конкретных сельскохозяйственных предприятий.

Практическая значимость работа состоит в. том, что разрзбо- ., танная методика . оютмизащш эксплуатационных ' параметров МТА позволяет осуществить выбор, наиболее -эффективных энергетических средств для конкретных, сельскохозяйственныхпредприятий.

Апробация. Основные по,тежегахя ц . результата диссертационной; работа доложены, обсуадеш. и одобрены • на", яоучао-технических конференциях ЧГАУ. и на аспирантских семинарах' яафедри Эксплуатации МТП .(Челябинск,. 1932-1996 гг.), за-■.научпо-твхничеоксм совещания о. создашт сельскохозяйственных агрегатов на базе трактора типа Т-170.01 в ПО "ЧТЗ им, В.И.Ленина" (1992 г.) я т мэзшузов-■ ск^й научно-технической конференции (Уфа, 19Э2г.).

Внедрение. Результаты, полученные в процессе выполнения работ57~копользованы:

- щи виборз энергетических средств и прошли производственную проверку крестьянским хозяйством "Урефты" Сосновского района и совхозом "Уйскяй" Уйского района Челябинской области.

- 0Л0 "Уралтрзк" для определения программа исследований но обоснованию парэматров и области применения трактора T-I70.0I б сельскохозяйственном производстве;

-. ГосГШПТ пр:: оптимизация параметров моторно-трансмиссион-ноя установки трсктороз высогшх тяговых классов в режиме сельскохозяйственного агрегата.

- в учебном процесса кафодры гкеилуатащга МТП ЧГАУ при подготовке шшшершх кадров и бакалавров для сельскохозяйственного производства.

Структура и объем работы. Диссертация состоит iiö введе.ния,. пягл ~1\Ш7, шьодов к рекомендации, списка всполъзовлнкой литература - 142 назакковгниЗ, кз котеркх 4 - на иностранных язаяах, 14 щншмаэпгй. Работа содержит 169 стр. основного ■''¿кглогглского текста, в т.ч. 37 рисунков к 27 таблиц.

СОДЕГХА'гП® РАБОТН

Во введении обосновывается актуальность теш, ее прах-лпес-кая значимости" определяется цель пройодаиах исслздовангй, дана обкгя характеристика диссертации.

В яераой r^sse дополнен шаллз литературных ясточнкков по вопросу .сшжпгадя. параметров "'¡ТА л выбору тэхничесхих средств для - сельсжохозайстшлшх .предприятий.

Теоретические основа обоснования оптимальных параметров ыошинно-тзахторннх агрегатов галохвнв в трудах В.П.Горячкпна, В.Я.Болганского, В.А.Лкнтварова, М.П.Сергеева, Г.Д.Веденявинз, Ю.К.Киртбая, С.Л.Кофцнсва, В.М.Харитончика, ф.с.Завалашина, В.Б.Кашгина, Б.В.Гуськов?., н.Ы.Орлова, В.И.Саяшша-и др.

Дальнейшее развитие теор;ш оптйжгсгщи параметров тракторов и агрегатов яаолз отражение .в работах Р.Ш.Хабатова, -Т.Е.Агеева, В.Л.Дсхйяа, • . 'В.И.Кошпура, З.И.Мягязона, И.Т.Коврикова, З.Ь.Бледных, й.В.Королькоза, S.H.Ломоносова, М.Г.Гершевичз, й.О.КрвсоЕСкях, А.М.Кэшова, K.M.¡Дерева,. А.А.Зангаова,

М.Н.Кокстан-гсноеэ, С.Г.Слльв.'.гиа, Б.й.Позккз, А.К.Бо^экпна, Р.С.Рахкмоьа, В.Й.Сурклнз, В.Н.КычбЕз, Е.Д.Саклакова, Н.С.Гридинэ, Г.А.Окунева к других авторов.

Однако, вопросам обоснования эксплуатационных параметрез к ре?зиов работа МТЛ с учета!.! обгонов виполняегазс рп'ст улолд^.??:;

мало вгсмаякл. Исследования Д.Хаита (США), з.Д.Скиаксзг. С.Г.Сельд^ля, л.К.А5лина укагыгахт на неоСксдагсстъ у;-:-га сС:.~-моз внползяег.их работ с одлеврег-К'-ноЛ: оптимизаций: яролслеггедь-ности их гыполненлл. 3 кзстоядзе вр-?:.;;-; отсутствуют ?,:ето,д: еполл-тичеспого обоснования экеплузташгслншс пзрагдетроз перспектпвкпд МТЛ с учетом сУхемов рзбст анад-лглческлга сбссксвакля гржц эф^стивлоста использования агрегатов.

Но основе обзора к гнздгзч .питератугц тг-:-ак установлено, «тс с качеств-; нргггрлл оптимальнее:;: пу:г реки:::: с сдач парачзтроз 1!Г»'. ц-л^сос-бра-п:-:; :;сп?льгев=7ь прпбнль продигллгпл, г. нопболзе полно." о'аг-г: упглвгтс-З вгалдасвяз:: сснсепнх ссстзглл-юиях производственного процесса: труда, техника к по«учае?йс2 продукции. Доказано, что критерий прибылз н рамлзл кснкрзтнсгс предприятия эквивалент-л гягшаэду сум,и затрет но прсилзсдстьс продукции и нега: его потерь, т.е. ккнпмуму сужц совс:-:углл::г. плл интегральных затрат.

Проведений анализ, по вопросу оптимизация параметров позволил б качестве научной гллстегл; еыдеиеутъ предположение о том. что. конкретному ?.!ТА соответствует определенный есьви работа, обеспечизалдлй нзпбольиуя эффективность его применения.

В связи с изложенным, симулировала СЛЗДУЕДПО задачи исследования:

1. Разработать зконот&Ез-матзмзкгаскуз модель оятжз'.за'ц2:: параметров МТЛ с учетом влияния кпродао-процгодствеЕкгд: услсый эксплуатация на ¡к тедпнхо-зкэЕ-:?.пязсяаз показатели.

2. Определить оптимальнее параметра М7А в зависимости с? объемов выполняемых работ.

3. Оценить то:пп2со-2коногсивск::5 показателя работа в условиях конкретна:: сзлъскэлОсл^сте&нкых предприятии.

Во второй гласо прэдетазлона кгоноктпго-матбкатпчсская модель определения отимаигшг параметров МТА с учето:-: объемов р-:бст, определены состаслладкс целовоЯ сулгцпн, дона методика анзлятл-ческого определенил тргшзд гф^ек-пшнссто. применения згреггтег.

Поставлена задача определения паргз.:отров Шк, о^ся&шггжз.

- 4 - .-

выполнение определенного объема работ при минимальных интегральных затратах, которые принг.и в качестве целевой функции.

Удельные интегральные затраты на ¿-ом виде'работ определяются из выражения:

Си.= + °тх* V, - га1п ' Ш

где Си - удельные интегральные затраты, руб/га; Сдр - приведенные затраты, руб/га; См - затраты на содержание механизатора, руб/га; Пур - стоимость потерь урожая, зависящие от продолзятель-ности проведения работ, руб/га.

Достижение наибольшей эфХективности применения МТА возможно лишь в том случае, если в целевой функцш будут учтены' производственные и природно-климатические условия, агротехнические и организационные факторы.

• Выразив составляющие целевой функции через параметры и режимы работы МГА, показатели условий эксплуатации, целевая фунта:ля (I) принимает вид:

С*Ч-Г [ Бт( №?т + + Всц(Нсц+Ен)тсц +

^ех^мех^ех ]

(птр2тр+пвр2вр) неёецтсм5т

»7 У7 100

М о

р. . и

+ О.БК,. У.СП -— ' РУб/га- (2)

а «ч/см

где БТ,БМ,БСЦ- балансовая стоимость, соответственно,'трактора, сельскохозяйственной машины, сцепки, руб; нт,дл,йСц- отчисления на реновацию для трактора, сельскохозяйственной машины, сцепки; 1'н - нормативный'коэффициент эффективности капитальных вложений; 7т.-Тм^ >7Сгц -ТМ9Х] - доля о-ой работы в годовом объеме работ трактора, сельскохозяйственной машины, сцепки, механизатора; Агех" Н0Рка эффективности труда одного механизатора, руб/год; - часовая производительность МТА на з-ом виде работ, га/ч;

2тр * 2вр~ часовая тарифная • ставка оплаты труда трактористоБ-

машинистов и вспомогательных рабочих с учетом различных доплат, руб/ч; п^.^р- количество. трактористов-машинистов и

вспомогательных эзбочих, обслуигявдкх HTA; и - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; ; удельный расход топлива, кг/кВт*ч; Цтсм- комплексная пена т .плнво-смазочных материалов, руб/кг; I - степень загрузи! двигателя, 3; - коэффициент ис-пользоваши времени смены; Кп - коэффициент учета потерь урезая. Еиражащий долю биологически: потерь продукции с еданицц шэдадк за единицу времени, доля/ч; У^- урожайность культуры, ц/га; Cpi-закупочно-сдато'шая цена продукции, руб/ц; Кс>(- коэффициент смен-

ности, учнтываюЕу.й изменение суточной агрегатоз.

На целевую Функцию накладываются слудугх

О < К < I; О < 7* < I;

о < к. < Д;

О < Р.сц< I;

1

Бт. Б,,, пг. Обозначив: О.БКд У^

v *

"ч/см

О < 7 < I; 0 < 7 < I;

производительности

ограждения:

О < Ejj < I;

сц'

сц4

1*

сц* 1мзх*

О < уау< I; О

^мех' сн

J v Л

(3)

(4)

(nTpzTp+nBpzBp) н^ц^е*

Получаем:

w„ ioo

с„

4iJ

Ч

= А*Р

а + B*'iä + д

руб/га.

(5)

(6)

Взяв первую производную по из уравнения (б) и приравняв ее к нулю, получаем выражение для определения оптимального объема работы для рассматриваемого МТА на выполнении о'-ой работа ггр*л конкретных природко-производствешшх условиях:

опт

р

В

гз.

(7)

j / А

Исследуя целевую функцию (6) получаем аналогично зависимости для определения- оптимальных параметров UTA для конкретных условий эксплуатации с учетом объемов выполняемых работ:

Д

^ОПТ - 1 ^

Б*оТзбК^р т; Ксм

и

кН,

(8)

Ал

опт ^ у ---:---. м/с, ^

Ри ВО.36?™ к„п X ксм

опт з 1 ,,

в _ =----• (10)

'и £*0,36'/р. ^ Ксм

Урпвлс-нля (8...10) предзтаБляш в неявном т. к. :опре-

дгляежв параметры является функциями составляющих эт:и уравнений: ); 3=г (РЧрг"р)■•:' Уравнения данного 'лша решаются 2терьц;:ойВ5шя катодами с использованием .ЭВМ.

фикция интегральных затрат -при оптимальном обгеме. работ, сакснвзгкая экстремаль - геометрическое место точек всех экстремумов цра оптимальном объеме работ определяется выражением:

С,, = г(?опт) = 2 /а*В + -Д , руб/га. (II)

с

Предлозвнныв зависимости учитывают параметры и резаиш работы 32ГА .включав? покасате;.".! природно-производствешвх условий эксплуатации, потери урохая в зависимости от длительности выполнения пздзвах каха'шзированнпх работ. Позволяет определить оптимальные паракэтри ?л"а для конкретных условий эксплуатации с учетом объедав вшгалнязькх работ.

Определенна границ сравнительной эффективности МТА осуществляется па основе изменения удельных интегральных затрат в зависимости от объемов работ по каждому агрегату. Рассмотрим решение этой задачи на пргиоро даух-МТА (рисЛ).

Са - Л,»!1 В/Р"1 < Д, , |.'Уб/га. (12)

Су - А2»р т + л2 ,'руо/та. (13)

Реизшьм систему уравнений (12,13) является точка Е, досгорасвояэздшв которой определяется виразвиаем (14,15).

В1 -вг А1 ~ А2

га

(14)

При этом удельные интегральные затраты определяются по выражению:

А1 (В1 - В2) + В1 (А1 - А2)

■— + Д1 , руб/га. (15)

СЕ =

/ (А, -

А2)*(В1 - В2)

С ,руб/га

ГО?)

Интервал I I Интервал 2

I I ■

ропт

попт

Р.га

Рис Л. Определение границ сравнительно!! эффективности применеш:я машшшо-тракторных агрегатов Условие Си1= ^выполняется в т.Е, которая является границей •равной эффективностг применения рассматриваешь ЫТА. Полученные в результате теоретических исследований зависимости (7...15) являются экономико-математической моделью, позволяющей определить дал конкретных нриродно-производствешшх условий:

- - .оптимальные параметры М?А с учетом объемов выполняемых работ;

- оптимальные объемы работ для конкретных МГЛ;

'- интегральные затраты при выполнении оптшалышх объемов работ; границы сравнительной эффективности использования ' Ш. С • целью определения зеконошроостей ' изменения ,технико-экономических показателей М?А в зависимости от • .параметров и

Е

резаков их использования, условий эксплуатации, было выполнено исследование целевой функции на ЭЕМ.

Kai: видно из шфазвния (2), основными факторами определякда-ш гффективясзть использования ИГА, помимо потерь урожая, является производительность и стоимостные показатели машин.

Известно, что производительность является функцией крюкового усилия трактора (ширины захвата агрегата), скорости движения и коэффициента использования времени смени:

ii=r(PKp,7,i) (16)

В свою очехзедь, t=i (P.,„,V)'. На основании исследований

А ли

Е.С.Скгрщевского, й.Н.Киселева^ Н.Д.Соеи и др. получено выражение для 'определения частных коэффициентов использования времени смени, Так, частный коэффициент, учитывающий непроизводительные затрата гр-змэьг, обусловленное сст'чюЕкгмн WTA на технологическое оОзлужшаЕие, K.:--IÖ? БВД:

s *t* »2

то Lp

т

ч

я

Q ■ <

»■п Ч»

KT

I

y ** ** л i р • а р х L У н j *нт

/Эдняя длина одного рабочего хода, м; Б

(IV)

-5рЧоБ? . ■ рабочая ширина

охвата, м; st- средняя дана одного холостого хода на повороте,

к; 7_~ скорость холостого хода, м/с; чо^у^нт^к

средняя длительность одной остановка, соответственно, на технологическое обстукивание,на техническое обслуазшаЕке, устранение технологических и технический, отказов, отнесенных к метру шракн ¡захвата агрегата, ч; Р„0,Ру Рпт ?„ - средняя площадь участка, обработанная в период работы ы-эзду остановкам, соответственно, на технологическое и техническое обстукивание, устранение технологических и технических-отказов агрегата, м2.

На основе статистической обработка данных о ценах тракторов, найдены вправекия зависимости цены трактора от их основных параметров: - для гусешчшх тракторов г

Ц = - 2033,52 + 1,03*0,, + 4,I0*N? , руб.

4500 < 0„ i 14600 ; 0

52 $ NX « 125

- для колесных тракторов: к

Ц т = - 333,20 + 0,66*0 э+ 20,20*11^ , руб. (19)

1800 < 13500 ; 18 < < 221

О С*

Исследование целевой Функции осуществлялось в диапазоне изменений: объемов работ - 50...1500 га; номинальных тяговых усилий - 10...210 кН; скорости движения 1...5 м/с.

Результаты исследований представлены на рис.2...5.

Посевному'МТА с энергетическим средством тягового класса 25 кН соответствует мишмалыгое значение удельных интбгралышх затрат при выполнении объема работ в 300 га, при 50 кН - 500 га; при 55 кН - 700 га; при 60 кН -1000 га (рис.2).

Рис.2. Изменение удельных интегральных затрат от номинального тягового усилия энергетических средств на посеве зерновых при различных объемах работ:1 - 300га;2 - 500га;3 - 700га;4 - ЮСОга.

Определение оптимальных параметров для выполнения определенного объема работ графическим методом затруднительно. В данном случав целесообразнее использовать выражение (II), которое является уравнением экстремали. Суть уравнения экстремали состоит в том, что кавдому•значению параметра агрегата соответствуют удельные интегральные затраты, 'определенные при оптимальном объеме работ для данного' агрегата. На рис.3. показано изменение

р°пт,га

8С0 -

есо -

г.зз -

С^.руб/га II

! Ур= 2,5 м/с Ьр= ШСО М рспт ч -----

1

« \ / ) X И

г-\- v1 / 1 i 1 ) >

/ рО11'г=.350-65Сг -1 !

20 40 83 80 г.,кН

л

уде.шкх ;ш7<гГ£а.шш. затрат при р'-^1* и 'стюяьшгэго рзСот ка посеве гзрггошх от

нса&гайаого тлгсеого ус&вя энергетически средств

г?,5 1-------—————-------1

Г; „О 12.0 р..,кН

глн^тие пу&халного т-згозоп усилил ?;:-.^гбтач«ских средств на ¿гуиес^и:« гж-ег^ьдъыи:. г;;^' И сш&доиьеого

оптимального объема работ и удельных интегральных затрат на посеве зерновых культур от ножгаалытого тягового усилия энергетического средства, которые составляют 20...60 кЯ и 260...650 га. Азалопгснкм образом определены диапазоны оптимальных тяговых усилий и объема работ на культивации, лущении, вспашке, что в свою очередь позволило обосновать оптимальные параметры МТА на комплексе операций с учетом их весомости з годовом объеме механизированных, работ {рис.4,5 и табл.I).

ю. го во 90 ? кя

Ггте.б. Завяеуалос-гл уде.ягьшус мтгрэяыш затрат от пар<»с.<?грой

при тпотятт ктщгса

ее/.ьскохозяЯстшшх рягёо*

Таблица I.

Оптимальные параметры машинно-тракторных агрегатов на отдельных работах и при выполнении комплекса работ •

Вид ■ работы БР. |Ч. м 1 м/с V?, га/ч Ркр* кН Мкр' кВт »г,. кВт 1 га

Посев Культивация Лущение Вспашка Комплекс рабо 15,0-22^2,«'.-2,7 13,0... 2 ...2,8 3,е...5,о|2,2и;35 10,1.-1« 8,8.14,3 г, 2..5,8 2?... 50 50... 70 30... 50 60...150 50... 70 70... <50 130.^30 115.^50 2<0..310|500,.7е0 15О.„23035О._£00 225... 5807СО„ 2С0С шлмрголво

Данные табл.! и. рис.5- показывают, что каадону энергетическому средству соответствует свой определенный объем работ.

С целью уточнения принятых при теоретических расчетах данных по определению техникс-эконоуических показателей МТА бия: проведены экспериментальные исследования в конкретных производственных условиях.

В третьей главе представлены основные положения методики экспериментальных исследований.

С целью получений исходной информации для проверки теоретических расчетов программой экспериментальных исследований предусматривалось определение:

- характеристик условий работы МТА;

- эксплуатационных показателей МТА;

- адекватности теоретических • зависимостей экспериментальным данным. .

Проведение экспериментальных исследований планировалось осуществить в типичных, природно-климатических условиях Лесостепной зоны Южного Урала. Для получения сравнительной технико-экономической оценки при проведении комплекса полевых механизированных рабо: (посев, культивация, лущение, вспашка) были принят МТА ка, базе тракторов: ДТ-75М (кл. 3); Т-150 (кл. 3); К-700А (кл.Б); Т-170.0Г (кл.10). '

С целью получения данных о существенном влиянии объемов выполняемых работ на .технико-экономические'показатели МТА с различными типами- тракторов, методикой • предусматривалось проведение

экспериментальных исследований в хозяйствах, значительно отличающихся по размерам.

Методика определения агротехнических и эксплуатационных показателей работы агрегатов составлена на основе ОСТ 10.2.2.-86, ОСТ 70.4.2.-80 и ГОСТ 20515-6?.

В четвертей главе изложены результаты экспериментальных исследований. В качество базовых ¡три проведении экспериментальных и хозяйственных исследований приняты тшшчное хозяйство Лесостепной зоны Южного Урала - совхоз "Ейский", Уйского района и крестьянское хозяйство .'.'Урефтк" Сосновского района, Челябинской области.

Совхоз "Уйский" является крупным многоотраслевым предприятием, томвдим свыше 35 тыс. гектаров пашни. Прчродно-проигводственйые условия хозяйства характерны для дзштой гони M'iioro Урала: средний размер поля составляет 170...200 га, удельное сопротивление печз при вспааке - 0,5...0,6 кгс/см", средняя длина гона полей - 600...800 м.

Магакню-тряктсрный парк совхоза насчитывает 313 тракторов, в т.ч.:T-IG0,7-120,T-I70 - 45; 'К-700А,К-701 - 33; T-I50.T-I50K -34; ДТ-75М - 29; !ИЗ-80,ШЗ-6,Т-40 - 120 ат. .

Крестьянское хозяйство "Урефты" имеет площадь пашни 98 га, механизированные работы выполняются тракторами - ДТ-75М и МТЗ-80.

Экспериментальные исследования проводились в периоды полевых механизированных работ в I93I...IS94 гг.

. На основе изучения баланса времени 'использования UTA были получены уравнения регрессии для определения коэффициента использования времени смены:

- на посеве зерновых

t=0,3925+4,8388*Т0~2-лБ -I,25*I0~2*Vp+5,75*ICf4*L -2,5*10"7*Ь2 --I,III*I0"2*Bp*Vp-3,I25*I0_5*Bp*L (20)

- на культивации

Т=-0,1624+2,862*КГ2*Вр+0,2475*Vp+1,6425*Ю"3*Ь-0,01 0,08*V^-

9,375*I0~7*b2-3,6*KT5*Bp*L , (21)

где Bp - рабочая ширина захвата МТА ,м.; vp - рабочая скорость движения МТА , м/с; L - длина гона , м.

Полученные экспериментальные данше подтверждают характер и количественные значения коэффициента использования времени смены (с доверительной вероятностью 0,85), принятые при проведении теоретически исследоватгй.

В результате экспериментальных исследований определены тех-нико-акономические показатели МТА на основных сельскохозяйственных работах (табл.2).

Таблица 2.

Технико-экономические показатели работы машинно-тракторных агрегатов в совхозе "Уйский" в 1992 году

н п/п Вид работы Марки тракторов Производительность , га/ч Расход топлива, кг/га Эксплуатационные затраты, руб/га

I. Закрытие влаги Т-170.01 10,20 1,11 593

в два следа Т-150 8,20 1,25 596

ДТ-75М 7,70 1,59 592

2. Лущение пред- К-700А 6,70 2,50 1820

посевное ■ Т-170.01 6,20 2,30 1558

Т-150 : . 5,85 . 2,68 1716

ДТ-75М ' 4,50 г,во 1525

3. Предпосевная К-700А 3,93 5,12 2412

культивация Т-170.01 3,51 3,88 1730

с боронованием Т-150 2,92 5,27 . 17 97

ДТ-75М 2,40 3,92 1810 .

4. Посев зерновых Т-170.01 " 4,81 3,24 1558

культур Т-150 3,64 3,76 1716

ДТ-75М 2,6В' 2,86 1525

5. Культивация К-700А 3,93 5,20 2310

паров Т-170.01 ' 3,69 4,05 1715

Т-150 - 2,96 4,19 1805

6. Перепашка пара К-700А 1,46 18,81 , 7170

(безотвальная) Т-170.01 0,96 17,27 6564

на глубину . Т-150 0,80 16,72 6057

30-32 см ДТ-75М . 0,72 15,61 6120

7. Вспашка зяби К-700А ' 1,64 18,48 6665

на глубину Т-170.01 1,19 17,52 590Э

25-27 см Г-150 ■ 0,96 16,29 ' ' 5443

ДТ-75М , 0,80 15,32 5934

8, : Условный . К-700А .1,80 12,33 5840

эталонный Т-170.01 1,50 10,42 5120

гектар . Т-150 1,30 . 11,00 5220 :

ДТ-75М 0,90 11,70 - 5450

Производите.''ность и расход топлива МТА в крестьянском хозяйстве "Урефты" находится на у;.. у.не показателей в совхозе "Уйский", при меньшей годовой наработке: ДТ-75М - в 2,5 раза; МТЗ-80 - в 6 раз.

Средневзвешенные значения эксплуатащюнных затрат на ком-.' ■ плексе основных механизированных работ трактора ДТ-75М составляет: в совхозе "Уйский" -20300 руб/га; в крестьянском хозяйстве "Урефты" - 32100 руб/га (в ценах 1992 г).

Природно-производственные условия совхоза "Уйский" позволяют обеспечить высокую годовую наработку всех типов тракторов, что определяет сравнительную эффективность более мощных тракторов (К-700А, Т-150, Т-170.01).

Экспериментальные исследования позволили еыявить большие резервы повышения эффективности использования трактора Т-170.01. Степень использования тягового усилия и крюковой мощности состав- : ляет соответственно: на посеве - 0,Ьо и - 0,53; на культивации. -0,83 и 0,80; на лущении - 0,57 и;0,5'4; на вспашке - 0,78 и 0,78. Более полное использование мощностных показателей трактора Т-170.01 возможно реализовать за счет оптимального агрегатирования и совершенствования моторно-трансмиссионной установки,' что позволит повысить производительность МТА на 10...60% при выполнении технологических процессов, связанных с обработкой почвы.

На рис.6 представлено изменение удельных интегральных затрат в зависимости от площади пашни для конкретных тнпоя тракторов, что позволило определить оптимальные значения объемов работ МТА с существующими энергетическими средствами (табл.3).

Представленные данные подтверждают выдвинутую гипотезу о соответствии конкретному МТА определенного объема работ.

В пятой главе приведена экономическая оценка результатов исследований на примере крестьянского хозяйства "Урефтн".

В качестве базового был принят существующий вариант технического оснащения. Помимо этого рассматривались возможные пути улучшения экономических показателей машпюиспользования: первый вариант - доведение объема работ до оптимального (ЗБОга); второй вариант - выполнение тлеющегося объема работ трактором ДТ-75М и третий вариант - выполнение тлеющегося объема работ трактором МТЗ-80. ,

Результаты расчета сведены в табл. 4.

Т-30 МТЗ-80 ЛТЗ-155 Т-150К

площади пашю!

Таблица 3.■

Диапазон оптимальных значений объемов работ машинно-тракторных агрегатов с- энергетическими средствами

N п/п ' Марка трактора Диапазон Ропт, га ?опт,га

I Т-30 30...60 40

2 ЫТЗ-80 125...200 150

3 ЛТЗ-155 150...250 200

4 Т-150К 150...350 250

Б ДТ-75М 175...350 250

6 Т-150 175...425 275

7 Т-4А 200...500 325

3 К-700А 225...500 350

Э . Т-170.01 270...600 400

ТО тг/г-тооо : 600...850 750

Таблица 4.

Экономическая оценка различных вариантов машиноиспользовакия в крестьянском хозяйстве "Урефты" (в ценах 1995г)

и п/п Наименование затрат, Вариант мзшиноиспользования

тыс. руб/га п&'лш Базовый Первый Второй Третий

I Отчисл. на ам.,ТР,Т0 360,0 103,0 260,2 105,0

2 тракторов Отчисл". на эм. ,ТР,Т0 ста 242,0 105,0 161,4 105,4

3 Затраты на оплату тр. 1,5 1,4 1,9

4 Затрэты на ТСМ 28,0 28,0 26,7 29,2

5 Зксплуатац. затраты 631,5 237,5 449,7 241,5

6 Потери урожая 22,2 47,0 26,4 31,1 ;

7 Интегральные затрата 653,7 284,5 476,1 <■/<,, Ь

Эконо'лический эффект 369,2 476,1 . 272,6

Годовой экономический эффект, млн.руб 129,2 17,4 37,3

Данные показывают, что экономически выгоднее увеличить обрабатываемую площадь пашни до 350 га, при этом годовой экономический эффект составит 129,2 млн.руб. В случае использования одного трактор-' ДТ-75М или МТЗ-ВО и обработке пашни плошадью 98 га увеличатся потери урожая от несвоевременного выполнения работ. Однако, за счет уменьшения затрат на отчисления по тракторам и СХМ, затрат, связанных с' использованием труда механизаторов позволит получить годовой экономический эффект в сумме, соответственно, 17,4 или. 39,1 млн. руб. Наиболее эффективным, для данного хозяйства, является трактор МТЗ-80.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Анализ выполненных исследований показал, что существующие методы определения оптимальных параметров МТА не в полной мере учитывают объемы механизированных работ, и влияние длительности выполнения операций на потери урожая.

2. Разработана эконо( чко-математическая модель оптимизации параметров МТА с учетом влияния природао-производственкых условий эксплуатации (объемов работ, длительности их выполнения и др.) нз их технико-экономические показатели.

3. Предложена методика аналитического определения границ сравнительной эффективности применения МТА в зависимости от объемов выполняемых работ, которая позволяет сократить трудоемкость решения этой задачи (на примере двух МТА) с 6 до 0,5 чел.час.

4. Определены оптимальные параметры МТА и соответствующие im значения оптимальных объемов механизированных работ: на посеве зерновых - 25...50 кН и 350...650 га; на культивации - 50...70 кН и 500...700 га; на лущении - 30...50 кН и 350...600 га; на вспашке 60...150 кН и 700...2000 га.

5. Обоснованы оптимальные параметры МТА для выполнения комплекса механизированных работ, найдены Гранины их сравнител-кой эффективности от- размера хозяйства (пашни): МТЗ-60 - 150 га; II-75М - 250 га; T-I50 - 275 га; Т-4А - 325 га; К-700А - 350 .га; Т-170.01 - 400 га.

6. Установлено, что при годоеом объеме основных механизированных работ более 800...1000 у.э.га экономически целесообразнее, в сравнении с другими тракторами общего назначения, применение трактора T-I70.0I, хотя его мощностные показатели, при существующем -агрегатировании, используются на 53...80 %. Показано, что за счет рационального агрегатирования и совершенствования моторно-трансмиссионной установки этого трактора могмо повысить производительность: на посеве зерновых - 60 %\ на культивации - 10 %; на лущении - 30 %; на вспашке - 25 %.

7. Экономическая оценка различных вариантов машиноиспользо-вания, на примере кростьяского хозяйства "Урефты", показала, что приведениэ в соответствие объема работ существующему машинно-тракторному парку позволяет получить годовой экономический эффект 12^,2млн.руб, а корректирование парка-37,3 млн.руб(в ценах 1995г).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Агрегат для основной обработки почвы на базе шарнирно-сочленешшх тракторов Т-4А: Отчет о НМР/ЧГАУ; Руководитель Окунев Г.А. - II ГР 01860022325. - Челябинск, 1991. - 26 с.

2. Обоснование оптимальных параметров машинно-тракторных агрегатов //Совершенствование методов использования к обсл^жва-ния техники в сельском хозяйстве.ЧГАУ. Челябинск, 1992. С. 31-33.

3. Обоснование параметров машинно-тракторных агрегатов в зависимости от объема выполняемых работ // Совершенствование конструкции, методов эксплуатация и ремонта сельскохозяйственной техники: Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции /Уфа, 1992. С. 40-41.

4. Проведение лабораторно-полевых и хозяйственных испытаний кааинно-тракторпых агрегатов на базе тракторов Т-1'70.01: Отчет о НИР/ЧГАУ; Руководитель Саклаков В.Д. Челябинск, 1593. -• 71 с.

5. Определегате, эксплуатационных параметров к -режимов работы каийнко-тракторны^ агрегатов. Весткик ЧГАУ,. 1994, к I, С.14-19.

п. Гехнмхэ-гконсмкческив показатели использования; трзктороц общего назначения в сельскохозяйственном производство зоны .0:зюго Урала. Вестник ЧГАУ, 1995, т.II, С. 18-23 (соавторы Ы:вт Г.П., иозкя Б.ж., Саклаков З.Д.). '. ' !

7. Исследование работы трактора с прогрессивкой характеристикой МТУ в режиме сельскохозяйственного агрегата: 'Отчет о Е1ГР/ЧГАУ; Руководитель Саклакоз В.Д. Челябинск, 1995. -

Подписано к печати 18.03.56. Формат 60x90, 1/16.

Тираж 100 экз. 8акаэ.N70 ЧГАУ.

УОП ЧГАУ. 454080, Челябинск, пр.Ленина, 75