На энергетической машине сельскохозяйственного назначе­ния устанавливают поршневые двигатели с внутренним сгорани­ем топлива (двигатели внутреннего сгорания - ДВС).

Классификация поршневых двигателей по основным признакам следующая:

по способу воспламенения горючей смеси (смесь топлива с Воздухом в определенных пропорциях) - с воспламенением от сжатия (дизели) и с принудительным воспламенением от элект­рической искры (карбюраторные);

по способу смесеобразования — с внешним (карбюраторные и газовые) И внутренним смесеобразованием (дизели). Карбюра­торные двигатели применяют, как правило, на автомобилях осо­бо малой, малой и средней грузоподъемности, а дизельные - на тракторах, большегрузных автомобилях, комбайнах и в качестве стационарных двигателей;

по способу осуществления рабочего процесса - четырех- и двухтактные;

по виду применяемого топлива- работающие на жидком топ­ливе (бензине и дизельном топливе) и работающие на газообраз­ном топливе (сжатом и сжиженном газах);

по числу цилиндров - одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шестицилиндровые и т.д.);

по расположению цилиндров — однорядные вертикальные и горизонтальные, двухрядные горизонтальные оппозитные (в тяжелых мотоциклах) и V-образные, многорядные звездообразные (в самолетах АН-2М).

В поршневом ДВС в результате сгорания горючей смеси хи­мическая энергия смеси переходит в тепловую, которая, в свою очередь, с помощью различных механизмов и систем превраща­ется-в механическую.

Для обеспечения работы поршневой двигатель оборудован следующими механизмами: кривошипно-шатунным, газораспре­деления и регулятора скорости, а также системами питания, ох­лаждения, смазочной, зажигания и пуска.[1]

49. Влияние использования тяговой мощности на производительность машинотракторного агрегата и себестоимость тракторных работ

Производительность агрегата – это объем работ, выраженный в установленных (площадь, масса, путь и т.п.) или условных единицах (условный эталонный гектар и др.) и выполненный в единицу времени (час, смену, сутки). Объем работ, выполненный агрегатом за какой-либо период (несколько часов, смен и т.д.), называют его выработкой или наработкой. Различают теоретическую W_т, техническую W_тех и действительную, или фактическую W производительность.

Теоретическая производительность агрегата:

Часовая W_т = С_v B_к v_т

Сменная W_т.см = С_v B_к v_тТ_см

Где С_v – коэффициент, зависящий от единицы измерения скорости движения: при км/ч – 0,1; при м/с – 0,36; В_к – конструктивная ширина захвата, м; v_т -

Т_см – нормативное время смены, ч.

Следует иметь в виду, что составные элементы, определяющие теоретическую производительность, могут изменяться за счет буксования движителей трактора или самоходной машины, варьирования частоты вращения коленчатого вала двигателя, искривления траектории в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Техническая производительность:

Часовая W_тех = С_v B_к βv_тξ τ_см

Сменная W_{тех см} = С_v B_к βv_тξ Т_см τ_тех

где β – коэффициент использования конструктивной (технически возможной) ширины захвата; ξ – коэффициент использования теоретической скорости движения; τ_тех = Т_р/Т_см – коэффициент использования оптимального (технически обоснованного) нормативного времени; Т_р – чистое рабочее время смены, ч; Т_см – нормативное время смены, ч. Значения коэффициентов β, ξ, τ_тех указаны в справочных пособиях по нормированию сельскохозяйственных работ.

Фактическая производительность определяется по фактическим (рабочим) значениям ширины захвата В_р, скорости движения v_р и времени чистой работы за смену Т_р:

Часовая W = С_v B_р v_р τ_и

Сменная W_см = С_v B_р v_р τ_р

Где τ_и – отношение времени чистой работы в течение часа к календарному часу.

Нормы выработки, составленные с учетом местных природно-хозяйственных условий и полного использования машин, называют дифференцированными. При составлении дифференцированных норм выработки используют следующие данные динамометривания: Р_кр – номинальное тяговое усилие трактора на крюке; В_р – фактическая ширина захвата машины или орудия; ξ_р – степень использования силы тяги трактора; R_агр – тяговое сопротивление машин или орудий; v_p – рабочая скорость движения агрегата; Т_см – продолжительность смены; τ – коэффициент использования времени смены.[2]

Тяговая мощность трактора оказывает влияние как на производительность агрегата, так и себестоимость тракторных работ.

От степени использования мощности трактора (коэффициента загрузки) зависят эксплуатационные показатели двигателя, трактора и МТА в целом:

E_N = N_i/N_H

где N_i- индикаторная мощность двигателя;

N_H – номинальная мощность двигателя.

Чем выше мощность трактора, тем больше производительность машинотракторного агрегата, но одновременно повышаются эксплуатационные расходы, и как следствие себестоимость тракторных работ, так как увеличение модщности трактора напрямую связано с увеличением расходом топлива:

g_е = 1000 G_т/ N_е

где G_т – часовой расход топлива;

N_е – эффективная мощность двигателя.

g_е – удельный расход топлива.

Себестоимость тракторных работ - отношение общей стоимости к их объему в условных эталонных гектарах, определяется по формуле:

U_{пр.т. =} 1/W_см [Б_т (а_р + а_т + а_к) / Т_т + N_eнg_t Z_опт Ц_компл/ 1000 + Х_т + З_ч]

где  Б_т – балансовая стоимость трактора, а_р, а_т ,а_к, - соответственно ежегодные отчисления на реновацию, текущий ремонт и ТО, капитальный ремонт; Т_т – годовая загрузка трактора, N_eн – номинальная мощность двигателя, g_t – удельный расход топлива при оптимальной загрузке, Z_опт – оптимальная степень загрузки двигателя, Ц_компл – комплексная цена топлива; Х_т – часовые затраты средств на хранение трактора; З_ч – часовая ставка тракториста.[3]

Таким образом, как видно из данной формулы, с увеличение тяговой мощности трактора одновременно увеличивается производительность агрегата, снижаются повышению эксплуатационные расходы.

89. Устройство и технологический процесс разбрасывателей минеральных удобрений

К машинам для внесения твердых и пылевидных минеральных удобрений относятся навесной разбрасыватель удобрений МВУ 0,5 А, который предназначен для распределения по поверхности почвы минеральных удобрений на полях и в садах, а также для разбросного посева семян сидератов.

Разбрасыватель агрегатируют с тракторами классов 0,9 и 1,4. Машина приводится в действие от ВОМ трактора и состоит из бункера 7 (рис.1) со сводоразрушителями 2, дозирующего уст­ройства 3, разбрасывающего диска 4 и механизмов привода.

Удобрения через дозирующую щель поступают на встречновращающиеся диски и разбрасываются на ширину захвата до 11м. При работе в ветреную погоду с целью обеспечения равномерного распределения удобрений по ширине захвата на разбрасыватель устанавливают ветрозащитное устройство. В этом случае ширина захвата машины составляет 6 м.

Рисунок 1 – Схема навесного разбрасывателя удобрений МВУ -0,5 А

1 – бункер, 2 –сводоразрушитель, 3 – додзирующее устройство, 4 – разбрасывающий диск, 5,6 – редукторы, 7 – регулятор

Разбрасыватель минеральных удобрений МВУ-5 предназначен для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений, известковых минералов и гипса. Он представляет собой одноос­ный полуприцеп, который состоит из рамы, опорных колес, кузо­ва, разбрасывающих дисков и механизма привода. На дне кузова установлен прутковый транспортер, подающий удобрения к дози­рующему окну, расположенному в задней стенке кузова. Удобре­ния через дозирующее окно по направителю подаются на разбра­сывающие диски, вращающиеся один навстречу другому.

Транспортер и разбрасывающие диски приводятся в действие от ВОМ трактора. Дозу внесения удобрений можно устанавливать от 100 до 10 00Q кг/га за счет изменения скорости подающего транспортера и величины открытия дозирующей заслонки. Ско­рость транспортера изменяют перестановкой звездочек в механиз­ме привода. Равномерность распределения удобрений обеспечи­вают соответствующей установкой туконаправителя вдоль кузова и поворотом внутренних стенок лотков.

Машины МВУ-8Б и МВУ-16 по устройству аналогичны маши­не МВУ-5. Грузоподъемность их соответственно 10 и 16 т. Маши­ны агрегатируют с тракторами классов 3 и 5.

Разбрасыватель минеральных удобрений РУМ-5-03 снабжен штанговым устройством, обеспечивающим равномерное распре­деление удобрений по ширине захвата.

Машина МХА-7 используется для внесения минеральных удобре­ний, извести и гипса. МХА-7 по устройству аналогична МВУ-5, уста­новлена на автомобиле «Урал-5557» и имеет грузоподъемность 7 т.

Основные показатели перечисленных машин даны в табли­це 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика машин для внесения твердых минеральных удобрений

Продолжение табл. 1

*При внесении гранулированных удобрений.

Машина РУП-10 предназначена для транспортировки и повер­хностного внесения пылевидных удобрений. Машина состоит из цистерны, установленной на балансирной тележке, пневмосистемы, загрузочной и разгрузочной магистралей и штангового рас­пределительного устройства. Цистерна 2 (рис. 2) вместимостью 8,3 м3 содержит аэроднище 4, два фильтра 3 первой ступени очис­тки воздуха, загрузочный трубопровод  и датчик-сигнализатор 10 для контроля уровня удобрений в цистерне.

Пневмосистема содержит компрессор 6, фильтры 7 и 8, влаго-отделитель 5, предохранительные клапаны, распределительные краны 9 и 14, комплект трубопроводов, образующих всасываю­щую и нагнетательную магистрали.

Штанговое распределительное устройство 11 состоит из цент­ральной и двух боковых трубчатых секций. В нижней части штан­ги напротив выпускных отверстий установлены дозирующие шай­бы 12 с четырьмя отверстиями различного диаметра. В транспорт­ное положение штанга складывается двумя гидроцилиндрами. Ширина захвата штанги 11м.

Рис. 2. Схема разбрасывателя пылевидных удобрений:

1 — загрузочный трубопровод; 2— цистерна; 3 — фильтр; 4— аэроднище; 5— влагоотделитель; б—компрессор;  7, 8 — фильтры; 9, 14 — краны;  10 — датчик-сигнализатор; 11 — штанговое устройство; 12 — дозирующая шайба; 13 — заборное устройство

При заправке машины удобрениями с помощью пневмосистемы отсасывают воздух из цистерны, открывают заправочную ма­гистраль и удобрения загружаются в машину. При работе комп­рессор нагнетает воздух в цистерну через аэроднище, взрыхляет удобрения и создает избыточное давление. При избыточном дав­лении 0,12 МПа открывают запорное устройство и смесь удобре­ний с воздухом подается в систему. Часть воздуха от компрессора подается в штангу, что ускоряет движение материала и устраняет забивание штанги. Из штанги смесь поступает в гасители, снижа­ющие пыление, и стекает по ним на поверхность поля.

При перегрузке удобрений разгрузочную магистраль соединя­ют с цистерной, в которую необходимо перегрузить удобрения, а пневмосистема работает, как при внесении удобрений.

РУП-10 агрегатируют с тракторами класса 3 (Т-150К). Агрегат обслуживает тракторист.

Машины АРУП-8 и РУП-8 отличаются от РУП-10 типом распыливающего устройства — оно щелевое.

Машины МТП-10 и МТП-13 предназначены для транспорти­ровки пылевидных удобрений, перегрузки их в складские поме­щения и полевые машины.

Основные показатели перечисленных машин даны в табли­це 2

Таблица 2 - Техническая характеристика машин для внесения пылевидных удобрений[4]

128. Определить минутный расход ядохимиката опыливателем, обрабатывающий 8 рядков кукурузы с междурядьем в 900 мм, при норме расхода 80 кг/га и скорости трактора 5 км/ч.

Решение:

Минутный расход рабочей жидкости (q₁) определяется по формуле:[5]

q₁ = QВv_н/600

где В – ширина захвата опыливателя;

v_н – скорость трактора;

Q – необходимое количество ядохимиката.

Определим ширину захвата опыливателя:

900*8 = 7200 мм = 7,2 м

q₁ = QВv_н/600 = 80 кг/га* 7,2 * 5/600 = 4,8 л /мин

161. Организация уборки зерновых культур комбайнами.

Уборку зерновых, зернобобовых, крупяных и других культур следует проводить в наилучшие агротехнические сроки при обес­печении полного сбора урожая и наименьших затратах труда и средств.

Прямую комбайновую уборку начинают, когда примерно 95 % стеблей достигли полной спелости, а влажность зерна составила 14... 17 %. Раздельную уборку проводят на участках с густотой не менее 250 растений на 1 м2 и высоте растений более 0,6 м.

Высота стерни при скашивании хлебной массы в валки должна находиться в пределах 0,12...0,25 м. Ширина образуемого валка должна быть 1,4...1,6 м, толщина — 0,15...0,25 м.

Потери при скашивании прямостоячих хлебов не должны пре­вышать 0,5 %, полеглых— 1,5, а при подборе валков — 1 %.

Чистота бункерного зерна должна быть не менее 96 %. Общие потери зерна за молотилкой комбайна допускаются до 1,5 % при уборке зерновых и до 2 % при уборке риса. Дробление семенного зерна не должно превышать 1 %, продовольственного — 2, зерно­бобовых и крупяных культур — 3, риса — 5 %.[6]

Комбайновыми способами убирают преимущественно зерновые культуры. Различают два способа комбайновой уборки: однофаз­ный, или прямое комбайнирование, и двухфазный, или раздель­ная уборка.

При прямом комбайнировании одной машиной (зерноуборочным комбайном) за один проход выполняются все уборочные операции: скашивание и сбор хлебной массы, обмолот ее, отделение зерна от соломы, очистка зерна от мелких примесей и раздельный сбор зерна и незерновой массы. Этот способ позво­ляет убрать урожай с минимальными затратами, однако его целе­сообразно использовать при уборке равномерно созревающей хлебной массы, на низкорослых и изреженных посевах, на незасоренных полях.

Раздельную уборку осуществляют двумя машинами (жатками и комбайнами) за два прохода их по полю, т. е. за две фазы. За первую фазу хлебную массу скашивают и укладывают в валки. За вторую фазу выполняют такие операции, как подбор валков, обмолот их, отделение зерна от соломы, очистка зерна, раздельный сбор зерна и соломы с половой. Между первой и вто­рой фазой уборки предусмотрен временной интервал от 3 до 8 дней.

Двухфазная уборка наиболее полно соответствует агробиологи­ческим особенностям развития зерновых культур, а ее правильное применение обеспечивает сбор урожая с минимальными потеря­ми при высоком качестве получаемого зерна. Однако двухфазная уборка требует дополнительных затрат труда и средств.[7]

260. Определить число сеялок СЗ-3,6 для работы в агрегате с трактором К-700 А

Для решения задачи необходимо:

1. Выбрать рабочую передачу трактора, которые обеспечивают оптимальные, по качеству работы, значения скорости движения агрегата, найти значения силы тяги трактора на выбранных передачах.

Коэффициент использования номинальной силы тяги для трактора К – 700 А равен 0,93. Тяговое усилие трактора составляет 56 кН, расчетная скорость трактора составляет 5,93 км/ч, вес трактора составляет 120 кН

2. Определение ориентировочной ширины захвата агрегата:

В¢ = ((P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R)/K_mv  ,

где K_mv - удельное сопротивление машин при выполнении заданной технологической операции, км/м

K_mv  = K_m [1+Т_п× (V_p - V₀)] ,

где K_m - удельное сопротивление широкозахватной машины при скорости движения V₀ = 5 км/ч, км/м, равно 1,1÷1,6, принимаем в расчете равным 1,5 кН/м

Т_п – коэффициент, характеризующий темп прироста сопротивления на 1км повышения рабочей скорости от начального значения V₀ = 5 км/ч, равен 0,01÷0,015, принимаем в расчете значение равным 0,015

P^н_кр  - тяговое усиление на крюке трактора, к Н

G_тр  - вес трактора, к Н

i – рельеф поля, град.

E_R – коэффициент использования номинальной силы тяги, равен 0,93

V_p – скорость, на которой определяется удельное сопротивление, км/ч.

K_mv  = K_m [1+Т_п× (V_p - V₀)]  = 1,5[1+0,015× (5,93 - 5)]  = 1,52 км/м

В¢ = ((P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R)/K_mv  = ((56 ± 120 × 8/100) ×0,93)/1,52 = 28,39 м

Рельеф поля принимаем равным 8 град.

3. Определение теоретической величины фронта сцепки широкозахватного агрегата

А = В` - в ,

где  А – теоретическая ширина фронта сцепки, м

         В` – ориентировочная ширина захвата агрегата, м

         в  – ширина захвата сеялки, м

А = В` - в = 28,39 – 3,6 = 24,79 м

Ширина захвата сеялки СЗ-3,6 составляет 3,6 м.

Согласно теоретической ширине фронта А, устанавливаем ближайшее значение действительной ширины формата А^{^}  и марку сцепки, которая рекомендуется для заданного трактора и может обеспечить его реальную загрузку на выбранных передачах. При этом обязательно должно соблюдаться условие:[8]

А^{^} ≤ А

Принимаем марку сцепки СП-11, ширина захвата сцепки 8-10,8 м (принимаем в расчете значение 9,0 м), вес 9,15 кН.

4.  Определение тягового сопротивления сцепки

R_c = G_c(f_c ± i/100) ,

где  R_c – тяговое сопротивление сцепки, к Н

G_c – вес сцепки, кН

f_c – коэффициент сопротивления перекатыванию ходовой части сельскохозяйственной части машины, равен 0,13

R_c = G_c(f_c ± i/100) = 9,15 (0,13-0,08) = 0,4575

5. Определение количества широкозахватных машин в агрегате (посевной агрегат)

n_m = [(P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R -- R_c]/[ K_mv ×b_m × b + G_m(f_c ± i/100)]

b_m – коэффициент использования конструктивной ширины захвата сеялки, равен 1

b – конструктивная ширина захвата одной машины, м, равна 9,0 м

G_m – эксплутационный вес сеялки, к Н, равен 9,15 кН

G_m = G_к + G_с = 9,15 + 3,171 = 12,32 кН

G_с = V_c × g

G_к – конструктивный вес сеялки, кН,

G_с – вес семян, кН

V_c – объём семенного ящика сеялки, м³, равен 453 дм³ = 0,453 м³

g  – удельный вес семян, кН, 7,0 кН/м³

G_m = G_к + G_с ;

G_с = V_c × g = 0,453*7,0 = 3,171 кН

n_m = [(56_р ± 120 × 8/100) 0,93 – 0,4575]/[ 1,52 ×1 × 9 + 12,32(0,13 ± 8/100)] = 3,05

При получении удобного значения, n_m округляем в меньшую сторону до целого числа, кроме того, n_m ≤ n_a , где n_a – максимальное количество машин, которое может агрегатироваться за выбранной сцепкой.

Таким образом, получаем 3 сеялки СЗ-3,6, которые будут агрегатироваться с помощью сцепки СП-11 с трактором К-700.

275. Содержание зерна в хлебной массе валка составляет 50 %. Определить количество автомобилей для обслуживания комбайна «Нива», если зерно отвозится на расстояние 4 км. Грузоподъемность автомобилей 3 т, время загрузки и разгрузки 20 минут.

Техническая характеристика комбайна «Нива» представлена  в табл. 3.

Таблица 3 – техническая характеристика комбайна «Нива»

Из данных табл. 3 известно, что ширина захвата комбайна составляет 4,1 или 5 м. В расчете принимаем значение 5 м.

Принимаем продолжительность рабочей смены равной 8 часов.

Принимая скорость движения комбайна «Нива» равной 10 км/ч то можно рассчитать расстояние, пройденное комбайном за рабочую смену:

8*10 = 80 км = 80 000 м

Найдем площадь поля, обработанную комбайном за смену:

80 000 * 5 = 400 000 м² = 40 га

Найдем, сколько тонн урожая будет собрано комбайном. Для расчета принимаем урожайность зерна равной 30 ц/га.

Определим урожайность хлебной массы, поступающей в молотильный аппарат:

Qхм = Q₃ (1 + 1,5) = 30 . (1 + 1,5) = 75 ц/га.

Тогда необходимо увести на машинах:

40*75 = 3000 ц или 300 т зерна.

Рассчитаем сменное задание автомобиля с расстояния 4 км.

4/ 27 = 0,148 ч или 8,88 мин – время нахождения автомобиля в пути.

С учетом времени разгрузки и загрузки автомобиля время равно:

8,88+20 = 28,8 мин или 0,48 ч

В смену автомобиль сможет увести зерно 8/0,48 = 16,6 раз.

3 т * 16,6 = 49,8 т

Таким образом, сменное задание автомобиля равно 49,8 т.

Так как необходимо увести 300 т, то понадобится 6,0 автомобилей.

305. Опишите способы переработки, обеззараживания и утилизации навоза.

На животноводческих фермах скапливается большое количество навоза, на уборку которого требуется 20 – 30 % общих трудовых затрат.

Многообразие технологий содержания животных вызывает необходимость использования различных систем уборки навоза в помещениях. Наиболее широко применяют три системы удале­ния навоза: механическую, гидравлическую и комбинированную (щелевые полы в сочетании с подпольным навозохранилищем или каналами, в которых размещены механические средства уборки).

Механическая система предопределяет удаление навоза из по­мещений всевозможными механическими средствами: навозными транспортерами, бульдозерными лопатами, скреперными уста­новками, подвесными или наземными вагонетками.

Гидравлическая система уборки навоза бывает смывная, рецир­куляционная, самотечная и отстойно-лотковая (шиберная).

Смывная система уборки предусматривает ежедневную про­мывку каналов водой из смывных насадков. При прямом смыве навоз удаляют струей воды, создаваемой напором водопроводной сети или подкачивающим насосом. Смесь воды, навоза и навоз­ной жижи стекает в коллектор и для повторного смыва уже не ис­пользуется.

Рециркуляционная система предусматривает использование для удаления навоза из каналов осветленной и обеззараженной жид­кой фракции навоза, подаваемой по напорному трубопроводу из резервуара-накопителя.

Самотечная система непрерывного действия обеспечивает удале­ние навоза за счет сползания его по естественному уклону, образу­ющемуся в каналах. Ее применяют на фермах крупного рогатого скота при содержании животных без подстилки и кормлении их силосом, корнеклубнеплодами, бардой, жомом и зеленой массой и в свинарниках при кормлении жидкими и сухими комбикорма­ми без использования силоса и зеленой массы.

Самотечная система периодического действия обеспечивает уда­ление навоза, который накапливается в продольных каналах, обо­рудованных шиберами за счет сброса его при открытии шиберов. Объем продольных каналов должен обеспечивать накопление на­воза в течение 7...14 дней. Обычно размеры канала следующие: длина 3...50м, ширина 0/8 м (и более), минимальная глубина 0,6 м. При этом чем гуще навоз, тем короче и шире должен быть канал.

Все самотечные способы удаления навоза из помещений осо­бенно эффективны при привязном и боксовом содержании жи­вотных без подстилки на теплых керамзитобетонных полах или на резиновых ковриках.[9]

Основной способ утилизации навоза — использование его в качестве органического удобрения. Наиболее эффективным способом удаления и использования жидкого навоза является утилизация его на полях орошения. Известны также способы переработки навоза в кормовые добавки, для получения газа и битоплива.[10]

336. Описать устройство источников ультрафиолетовых лучей.

В сельскохозяйственном производстве для технологического воздействия оптическим излучением на живые организмы и растения широко применяют специальные источники ультрафиолетового (100-380 нм) и инфракрасного (780-10⁶ нм) излучения, а также источники фотосинтетически активного излучения (400-700 нм).

По распределению потока оптического излучения между различными областями ультрафиолетового спектра различают источники общего ультрафиолетового (100-380 нм), витального (280-315 нм) и преимущественно бактерицидного (100-280 нм) действия.[11]

Источники общего ультрафиолетового излучения — дуговые ртут­ные трубчатые лампы высокого давления типа ДРТ (ртутно-кварцевые лампы). Лампа типа ДРТ представляет собой трубку из кварцевого стекла, в концы которой впаяны вольфрамовые элект­роды. В лампу вводится дозированное количество ртути и аргона. Для удобства крепления к арматуре лампы ДРТ снабжены метал­лическими держателями.

Лампы ДРТ выпускаются мощностью 2330, 400, 1000 Вт. Витальные люминесцентные лампы типа ЛЭ выполнены в виде цилиндрических трубок из увиолевого стекла, внутренняя поверх­ность которых покрыта тонким слоем люминофора, излучающего в ультрафиолетовой области спектра световой поток с длиной вол­ны 280...380 нм (максимум излучения в области 310...320 нм). Кро­ме сорта стекла, диаметра трубки и состава люминофора, трубча­тые витальные лампы конструктивно не отличаются от трубчатых люминесцентных ламп низкого давления и включаются в сеть с помощью тех же устройств (дросселя и стартера), что и люминес­центные лампы той же мощности.

Лампы ЛЭ выпускаются мощностью 15 и 20 Вт. Кроме этого разработаны и витально-осветительные люминесцентные лампы. Бактерицидные лампы — это источники коротковолнового ульт­рафиолетового излучения, большая часть которого (до 80 %) при­ходится на длину волны 254 нм.   Конструкция бактерицидных ламп принципиально не отличается от трубчатых люминесцент­ных ламп низкого давления, но стекло с легирующими присадка­ми, применяемое для их изготовления, хорошо пропускает излу­чение в диапазоне спектра менее 380 нм. Кроме этого колба бакте­рицидных ламп не покрыта люминофором и имеет несколько уменьшенные размеры (диаметр и длину) по сравнению с анало­гичными люминесцентными лампами общего назначения одина­ковой мощности.

Бактерицидные лампы включают в сеть с помощью тех же уст­ройств, что и люминесцентные лампы.

Лампы повышенного фотосинтетически активного излучения. Эти лампы применяют при искусственном облучении растений. К ним относятся люминесцентные фотосинтетические лампы низкого давления типов ЛФ и ЛФР (Р означает рефлекторные), дуговые ртутные люминесцентные фотосинтетические высокого давления типа ДРЛФ, металлогалогенные дуговые ртутные высокого давле­ния типов ДРФ, ДРИ, ДРОТ, ДМЧ, дуговые ртутные вольфрамо­вые типа ДРВ.[12]

Люминесцентные фотосинтетические лампы низкого давления типов ЛФ и ЛФР по конструкции аналогичны люминесцент­ным лампам низкого давления и отличаются от них только со­ставом люминофора, а следовательно, и спектром излучения. В лампах типа ЛФ относительно высокая плотность излучения лежит в диапазонах волн 400...450 и 600...700нм, на которые 510 приходится максимум спектральной чувствительности зеленых растений.

Лампы ДРЛФ конструктивно сходны с лампами типа ДРЛ, но в отличие от последних у них увеличено излучение в красной части спектра. Под слоем люминофора у ламп ДРЛФ есть отражающее покрытие, обеспечивающее требуемое распределение лучистого потока в пространстве.[13]

Задание 10

Объект исследования – ОАО «Нива». ОАО «НИВА» - является крупным предприятием агропромышленного комплекса. Юридический адрес: 633159 Мошковский район Новосибирской области. Основным видом деятельности ООО «НИВА» является выращивание и производство зерновых и кормовых культур. Показатели размера хозяйства представлены в табл. 4.

Таблица 4 – Технико-экономические показатели ОАО «Нива»

Продолжение табл. 4

По одному из самых важных показателей, рекомендующихся для оценки размера хозяйства – валовой продукции в сопоставимых ценах, описываемое хозяйство почти в 2 раза превышает среднерайонный показатель. За анализируемый период произошло значительное снижение общего объема полученной валовой продукции от отрасли животноводства. Данное изменение, наряду с увеличением валовой продукции растениеводства - факт реагирования руководства предприятия на изменение внешней среды - значительное падение спроса на продукцию животноводства. На основании анализа структуры денежной выручки определим специализацию хозяйства (табл. 5 и рис. 3).

Таблица 5 - Структура денежной выручки в ОАО «Нива» Мошковского района Новосибирской области

Рисунок 3 - Структура продукции растениеводства в ОАО «Нива» Мошковского района Новосибирской области

Наибольший удельный вес в структуре выручки занимает группа зерновых культур, доля которой возрастает, что, скорее всего, означает реакцию хозяйства на благоприятную конъюнктуру рынка зерновой продукции. Большим удельным весом располагает реализованное молоко, что обеспечивает постоянный приток наличных денег в хозяйство, а также обеспечивает выполнение условия получения дотации. Отметим также рост оборота в 2005 году по подсолнечнику и снижение оборота по сахарной свекле.

В целом ОАО «Нива» является одним из лидирующих хозяйств Мошковского района по целому ряду показателей. Структура посевных площадей анализируемого хозяйства представлена в таблице 6.

Наибольший удельный вес в структуре посевных площадей занимают зерновые культуры - 52,4 %, из них озимых - 28,6 %, яровых - 23,8 %. Доля кормовых культур составляет 31,7 %, технических культур - 15,9 %.

Таблица 6 - Структура посевных площадей ОАО «Нива»

Рисунок 4 - Структура посевных площадей ОАО «Нива»

В ОАО «Нива» в 2005 году повысился уровень интенсивности производства, что произошло главным образом за счет повышения объема текущих затрат, так как по показателю основных фондов на 1 га сельхозугодий мы наблюдаем незначительное увеличение, а по показателю энергетических мощностей мы наблюдаем даже отрицательное изменение. По результативным показателям мы наблюдаем положительное изменение. По показателям эффективности интенсивности ОАО «Нива» улучшило свое положение.

Реестр сельскохозяйственного инвентаря ОАО «Нива» по состоянию на 01.01.2006 представлен в табл. 7.

Таблица7 - Реестр сельскохозяйственного инвентаря ОАО «Нива»

Продолжение табл. 7

Продолжение табл. 7

Технологическая карта выполнения работ в ОАО «Нива» представлена в табл. 8.

Таблица 8 - Технологическая карта выполнения работ в ОАО «Нива»

Продолжение табл. 8

Варианты для выбора технологической операции для расчета альтернативных вариантов состава МТА представлены в табл. 9.

Таблица 9 – Выбор технологической операции для расчета альтернативных вариантов состава МТА

Рассмотрим более подробно технологическую операцию внесение минеральных удобрений. В ОАО «Нива» внесение минеральных удобрений проводится с помощью машинотракторного агрегата, состоящего из сельскохозяйственной машины - двухдискового прицепного разбрасывателя минеральных удобрений Bogballe, трактора МТЗ-80 и сцепки СН-75.

Проведем расчет альтернативного агрегата, состоящего из разбрасывателя минеральных удобрений МВУ-8, имеющегося в хозяйстве, трактора МТЗ-80 и сцепки СН-75.

Для этого необходимо:

1. Принять диапазон оптимальных скоростей движения агрегата, обеспечивающих качественное выполнение заданной технологической операции: 7,02-10,9 км/ч

2. Выбрать три рабочие передачи трактора, которые обеспечивают оптимальные, по качеству работы, значения скорости движения агрегата, найти значения силы тяги трактора на выбранных передачах (см.табл. 10)

Таблица 10 – Технические характеристики трактора МТЗ-80

Таким образом, оптимальная расчетная скорость трактора – 7,02 км/ч при тяговом усилии 12,4 кН. Коэффициент буксования равен: 23 %.

3. Определение ориентировочной ширины захвата агрегата:

В¢ = ((P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R)/K_mv  ,

где K_mv - удельное сопротивление машин при выполнении заданной технологической операции, км/м

K_mv  = K_m [1+Т_п× (V_p - V₀)] ,

где K_m  - удельное сопротивление широкозахватной машины при скорости движения V₀ = 5 км/ч, км/м (1кН/м)

Т_п – коэффициент, характеризующий темп прироста сопротивления на 1км повышения рабочей скорости от начального значения V₀ = 5 км/ч (0,01)

P^н_кр  - тяговое усиление на крюке трактора, к Н

G_тр  - вес трактора, к Н (38,08 кН)

i – рельеф поля, град. (10)

E_R – коэффициент использования номинальной силы тяги (0,92)

V_p – скорость, на которой определяется удельное сопротивление, км/ч.

В¢ = ((P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R)/K_mv  = ((12,4 + 38,08 * 0,1) * 0,95)/1,02 = 16,09 м

K_mv  = K_m [1+Т_п× (V_p - V₀)] = 1,0 [1+0,01× (7,02 - 5)] = 1,02

4. Определение теоретической величины фронта сцепки широкозахватного агрегата

А = В` - в ,

где  А – теоретическая ширина фронта сцепки, м

         В` – ориентировочная ширина захвата агрегата, м

         в  – ширина захвата распрыскивателя, м

А = В` - в  = 16,09– 8 = 8,09 м

5. Согласно теоретической ширине фронта А и техническим характеристикам сельскохозяйственных машин (сцепки, табл. 10), устанавливаем ближайшее значение действительной ширины формата А^{^}  и марку сцепки, которая рекомендуется для заданного трактора и может обеспечить его реальную загрузку на выбранных передачах. При этом обязательно должно соблюдаться условие:

А^{^} ≤ А

Таблица 11 – Технические характеристики сцепок

Таким образом, согласно данным табл. 11, подходящими сцепками являются СН-75, СП-11:

Таблица 12 – Технические характеристики сцепок

6. Определение тягового сопротивления сцепки

R_c = G_c(f_c ± i/100) ,

где  R_c – тяговое сопротивление сцепки, к Н

G_c – вес сцепки, кН

f_c – коэффициент сопротивления перекатыванию ходовой части сельскохозяйственной части машины (0,06 – 0,08)

Расчет для сцепки СН - 75:

R_c = G_c(f_c ± i/100) = 15 (0,07 + 0,1) = 2,55 кН

Расчет для сцепки СП - 11:

R_c = G_c(f_c ± i/100) = 9,15 (0,07 + 0,1) = 1,55 кН

7. Определение количества широкозахватных машин в агрегате:

n_m = [(P^н_кр ± G_тр × i/100) ×E_R - R_c]/[ 2,2 ×1 × b + G_m(f_c ± i/100)]

b_m – коэффициент использования конструктивной ширины захвата культиватора (1)

b – конструктивная ширина захвата одной машины, м (8 м)

G_m – эксплутационный вес разбрасывателя, к Н (6,2 кН)

Расчет для сцепки  СН- 75:

n_m = [(40 ± 38,08 × 10/100) ×0,92- 2,55]/[ 2,2 1× 4 + 6,2 (0,07± 10/100)] = 3,63 ~ 4

Расчет для сцепки  СП - 11:

n_m = [(45 ± 38,08 × 10/100) ×0,92- 1,55]/[ 2,2 1× 4 + 6,2 (0,07± 10/100)] = 4,25~ 4

При получении удобного значения, n_m округляем в меньшую сторону до целого числа, кроме того, n_m ≤ n_a , где n_a – максимальное количество машин, которое может агрегатироваться за выбранной сцепкой.

8. Определение тягового сопротивления машин

R_м  = 1,02 × 4 × 4 + 1,55 ± 6,2 × 4 (0,07 ± 10/100) = 13,65

R_м  = 1,02 × 4 × 4 + 2,55 ± 6,2 × 4 (0,07 ± 10/100) = 14,65

9. Определение коэффициента использования тягового усилия трактора на заданных передачах

h = 13,65/(12,4 ± 38,08 ×10/100) =0,84

h = 14,65/(12,4± 38,08 × 10/100) =0,90

10. Определение производительности агрегата за час чистого рабочего времени

W_ч = 0,1 × 1 × 4 × 4 × 7,02 = 11,23 га/ч

11. Определение коэффициента рабочих ходов широкозахватного агрегата (зависит от длины гона, конфигурации поля, разбивки на загонки, кинематической длины и ширины агрегата):

11. 1 Радиус поворота агрегата

R^п_m = E_m × b × n_m × b_m ,

где  E_m – коэффициент пропорциональности (1,5 кВт)

R^п_m = 1,5 × 4 × 4 × 1  = 24

R^п_mv = K_R × R^п_m 

где K_R – коэффициент изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения (при скорости 1,06 км/ч коэффициент изменения радиуса поворота равен 1,32)

R^п_mv = 24 × 1,32 = 31,68

11. 2 Минимальная ширина поворотной полосы

E = 2,8 × R^п_mv + l ,

где l =0.5 × L_a ;    L_a = L_mp + L_wм + L_c ,

где L_a, L_mp, L_wм, L_c – кинематическая ширина широкозахватного агрегата, трактора, машины, сцепки, м

l =0,5× (L_mp + L_wм + L_c) = 0,5× (3,35 + 4,6 +7,2) = 7,57

E = 2,8 × R^п_mv + l  = 2,8 × 31,68 + 7,57 = 96,27

11.3 Общая длина поворота

L_п =L`_п + 2 × l ,

где L`_п – средняя длина поворота, м

L`_п = (6,6 ¸ 8,0) × R^п_mv

L`_п = 7,0 × 31,68 = 221,76

Расчет для сцепки СН-75:

L_п =221,76 + 2 ×7,57 = 236,9

11.3 Количество петлевых поворотов

n_хп = (С_п / (b_w × b × n_w)) – 1 ,

где С_п – ширина заданного поля, м

n_хп = (20 / (1 × 4 × 4)) – 1 =0,25

11.4 Длина холостых поворотов

S_x = L_п × n_хп

S_x = 236,9× 0,25 = 59,22

11.5 Общая длина рабочих ходов

S_p = F/(b_w × b × n_w) ,

где F – площадь заданного поля, м²

S_p = 50000/(1 × 4 × 4) = 3125

11.6 Коэффициент использования рабочих ходов

γ = S_p/(S_p + S_x)

Расчет для сцепки СН-75:

γ = 3125/(3125 + 59,22) = 0,98

12. Определение коэффициента использования рабочего времени смены

τ = Т_р / Т_см

Составляем баланс времени смены

Т_см = Т_р + Т_х + Т_пер + Т_то + Т_тн + Т_мет + Т_орг + Т_ф + Т_техн

где Т_р – чистое рабочее время, ч

Т_х – время, затрачиваемое на холостые повороты и заезды агрегата, ч

Т_пер – время, затрачиваемое на внутрисменные переезды агрегата с участка на участок, ч

Т_то – время, затрачиваемое на техническое обслуживание агрегата, применяется в зависимости от вида сельскохозяйственной работы,

Т_тн – время простоя по техническим причинам

Т_мет – время простоя агрегата по метеорологическим причинам, ч

Т_орг – время простоя агрегата по организационным причинам, ч

Т_ф – время остановки по физиологическим причинам,

Т_ф = (0,03 ¸ 0,05) × Т_см = 0,04× 8 = 0,32 ч

в зависимости от факторов, влияющих на усталость механизатора, ч

Т_техн – время, затрачиваемое на технологическое обслуживание агрегата, ч, 44 мин

Т_техн = f × t₀

где t₀ – продолжительность одной остановки, условно принимают, что агрегат останавливается один раз в час, т.е. 7 раз в смену

Т_техн = f × t₀ = 0,1*7 = 0,7

Т_тн, Т_мет, Т_орг – не нормируются, так как их невозможно учесть, в дальнейших расчётах во внимание не принимаются.

Т = [Т_см – (Т_техн + Т_то + Т_ф + Т_пер)] / (1 + τ_х) = [8– (0,73 + 0,7 + 0,32 + 1,4+ 0,16)] / (1 + 0,5) = 4,46

где τ_х коэффициент, учитывающий продолжительность поворотов

τ_х = Т_п / Т_р

Время одного переезда подсчитывается примерно по формуле

t_пер = t_пп + L_пер / V_x

где t_пп – время, затраченное на подготовку одного агрегата к переезду

t_пп » 3 мин

L_пер – расстояние одного переезда между загонками или полями, км (1,5 км)

V_x – скорость движения агрегата

V_x = 5,0 ¸ 5,5 км/ч (с одной прицепной машиной)

V_x = 3,3 ¸ 4,5 км/ч (с двумя и более машинами)

V_x = 6,0 ¸ 7,0 км/ч (с навесными орудиями)

t_пер = t_пп + L_пер / V_x = 0,05 + 1,5/6,5 = 0,28

Т_пер = t_пп × n_пер = 0,28*5 = 1,4

где n_пер – количество переездов в течении смены

При чёткой организацией труда Т_пер 1 ¸ 4%  от Т_см = 0,02*8 = 0,16 ч

τ = Т_р / Т_см = 4,46/8 =0,55

13.  Определение сменной производительности агрегата

W_см = W_ч × Т_см × τ

МТЗ-80 + МВУ-8 + СН-75

W_ч = 13,41  × 8 × 0,55 = 59,00 га/см

14. Определение расхода топлива на один условный эталонный гектар (у.э.га ) обработанной площади

q_га = (G_p × T_p + G_x × T_x + G_пер × Т_пер + G_o × T_o) / (W_см × l)

где G_p, G_x, G_пер, G_o – средние часовые расходы топлива двигателем трактора, соответственно при рабочем движении агрегата, на холостом движении и переездах агрегата, на холостой работе двигателя при остановках, кг/ч (табл. 13).

Таблица 13 – Часовой расход топлива при номинальной эффективной мощности двигателя

T_o – продолжительность остановок агрегата на загоне в течении смены с работающим двигателем, ч

T_o = T_то + T_ф

l – коэффициент перевода объёма сельскохозяйственных работ в условные эталонные гектары, 0,95

T_o = T_то + T_ф = 0,73+0,32 = 1,05 ч

МТЗ-80 + МВУ-8 + СН-75

q_га = (30 × 1,4 + 6 × 0,7 + 7 1,4 + 12 × 1,05) / (59,00 × 0,95) = 1,22

Результаты проведенных расчетов можно представить в табл. 14 и 15.

Таблиц 14 – Расчет альтернативного варианта состава машинотракторного агрегата (МТА)

Таблица 15 - Показатели уровня эффективности использования МТА на технологической операции внесения удобрений, площадь поля 400 га

Таким образом, можно сделать вывод, что применяемые средства механизации  для внесения удобрений на предприятии ОАО «Нива» более рациональны, чем альтернативный машинотракторный агрегат, так как сменная норма выработки агрегата, применяемого в ОАО «Нива» составляет 60га/см, а в результате расчета норма выработки составляет 59,0 га/см. Кроме того, применение разбрасывателя минеральных удобрений bodballe позволяет снизить объем топлива по сравнению с рассчитанным агрегатом, состоящим из разбрасывателя удобрений МВУ-0,5 с 1,2 до 0,7 кг в пересчете на один условный гектар.

Опишем состав машинотракторного агрегата, применяемого в ОАО «Нива».

Трактор МТЗ-80 - универсально-пропашной колесный трактор. Гидронавесная система - универсальная, раздельно-агрегатная, с силовым и позиционным регулированием глубины обработки, с механической фиксацией навесного устройства в транспортном положении. Трактор МТЗ-80 предназначен для проведения сельскохозяйственных работ с применением различных навесных агрегатов, а также могут использоваться в качестве базового шасси под бульдозерно-разгрузочное, дорожно-уборочное и другое оборудование.

Технические характеристики трактора представлены в табл. 16.

Таблица 16 - Технические характеристики трактора МТЗ-80

Сцепка СН-75 - предназначена для составления широкозахватных навесных агрегатов, работающих тракторами тягового класса 3 с навесной раздельно-агрегатной гидравлической системой.

Разбрасыватель минеральных удобрений Вodballe

Технические характеристики двухдискового прицепного разбрасывателя минеральных удобрений Bogballe:

·                   Трансмиссия с реверсивной передачей и фрикционной предохранительной муфтой

·                   Рабочие детали изготовлены из нержавеющей стали

·                   Х-дефлектор уменьшающий дробление гранулированных удобрений и повышающий равномерность разбрасывания удобрений по всей ширине захвата

·                   Объем бункера 1000 – 2500 литров

·                   Ширина захвата 36 метров (в зависимости от разбрасывающих лопастей)

·                   Норма внесения 0,35 – 400 кг/мин