Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Агроинженерный факультет Кафедра эксплуатации транспортных и технологических машин Рабочая тетрадь для лабораторных работ по дисциплине: «Техническое обеспечение производства продукции растениеводства» Выполнил: студент Керимбеков Н. Т. Проверил: Мешкова С.С. доцент Дьячков А.П. _____________________ (дата) _____________________ (подпись) Воронеж 2022-2023 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I Агроинженерный факультет Кафедра эксплуатации транспортных и технологических машин ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Студенту Тм-4-2а № зачетной книжки ______ Керимбекову Нурэлу Талайбевовичу Тема: "Техническое обеспечение производства продукции растениеводства" Вариант №30 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ № Наименование 1. Производство сельскохозяйственной культуры 2. Технологическая операция Картофель Посадка Характеристика поля: - размеры - форма 3. - уклон - тип почвы - расстояние от поля до склада, км 4. Доза внесения (урожайность), кг⁄м2 Дата 9.11.2022 Данные Преподаватель 1210х870 Прямоугольная 0,03 средний 4,5 0,5 Мешкова С.С. 1.1. Общие сведения о технологиях производства продукции растениеводства Исходя из агротехнических требований, выбранной технологии, расчетных и опытных данных, а также руководствуясь принципами минимальной обработки почвы и построения производственных процессов с учетом возможностей и целесообразности совмещения операций, агроном решает вопросы по механизации агроприемов и операций, участвуя в разработке технологии производства продукции растениеводства. Технология как наука представляет собой совокупность сведений о закономерностях, способах, средствах и последовательности выполнения операций, работ и процессов. Технология производства сельскохозяйственной продукции – это перечень механизированных работ (операций), выполняемых в определенной последовательности с учетом технологических нормативов и обеспечивающих получение заданного количества продукта (например, урожайности) определенного качества (соответствующего агротребованиям) с минимальными потерями и затратами средств. Основными технологиями производства сельскохозяйственного продукта являются: интенсивная и индустриальная технологии. Интенсивная технология представляет собой набор (совокупность) агроприемов, обеспечивающих максимальное проявление культурным растением его генетических возможностей при порциальном внесении удобрений и интегрированной защите растений от сорняков, болезней и вредителей, при возделывании сельскохозяйственных культур. Индустриальная технология – это совокупность механизированных работ, обеспечивающая максимальный урожай сельскохозяйственных культур высокого качества в конкретных почвенно- климатических условиях без применения ручного труда, т. е. это механизированная интенсивная технология. Основными приемами и принципами индустриальной технологии являются запланированный максимальный урожай; размещение по лучшим предшественникам; использование интенсивного типа сортов и гибридов, приспособленных к механизированному возделыванию и уборке; оптимальные дозы, сроки и способы внесения удобрений (в том числе дробное внесение, на основе диагностики почвы); интегрированная (общая) система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней; использование гербицидов в борьбе с сорняками; сокращение числа обработок почвы; комплексная механизация производства продукции; строгая технологическая дисциплина; высокая культура земледелия. Особое место занимает обработка почвы. Кроме основной об- работки, существуют и другие способы [2-4]. Минимальная обработка почвы – это совокупность приемов, обеспечивающих минимальную деформацию почвы под действием ходовых систем и рабочих органов сельскохозяйственных машин и тракторов. Эта обработка почвы характеризуется сокращением количества и глубины обработки, заменой отвальных обработок поверхностными и безотвальными, совмещением операций, применением гербицидов вместо механизированных обработок, уменьшением площади обработанной поверхности (полосное земледелие)и посевом в необработанную почву (на рыхлых черноземах). С целью минимизации обработки почвы часто совмещают ряд технологических операций. Мировой опыт земледелия доказал, что глубокая ежегодная плужная обработка почвы – не только ресурсоемкий процесс, он еще и наносит непоправимый вред почвенной микрофлоре, усиливая эрозионные процессы. За рубежом сейчас широко осваиваются биологические, консервирующие, экологические и другие системы земледелия. Стремление к снижению производственных затрат в земледелии подняли интерес к одной из современных перспективных технологий – технологии прямого посева (возделывание сельскохозяйственных культур по системе «No-Till»), т.е. к полному отказу от механической обработки почвы. «No-Till» – это технология, исключающая механические приемы воздействия на почву. При этом посев производится по полю при сохраненных и равномерно распределенных пожнивных остатках. Стерня способствует задержанию снега и накоплению влаги, а пожнивные остатки препятствуют ее испарению и дают дополни- тельное биологическое питание почве, а также исключают водную и ветровую эрозию почвы. Особо важная роль в земледелии по системе «No-Till» уделяется севооборотам, которые снижают рост сорняков, заболеваемость сельскохозяйственных культур, устраняют проблемы, связанные с насекомыми-вредителями, увеличивая плодородие почвы. Глобальное значение технология приобрела благо- даря ее экологическим и экономическим преимуществам [2-3]. Научно-технический прогресс в развитии микроэлектроники, информационной и телекоммуникационной техники, создание глобальных систем позиционирования и геоинформационных систем заложили фундаментальные основы для разработки и реализации дифференцированных в пространстве и времени агротехнологий. Этот инновационный технологический комплекс получил название точное сельское хозяйство [4]. Основополагающими принципами реализации технологий точного земледелия являются: сбор массива достоверных исходных экспериментальных данных об объекте; система менеджмента данных на основе новых методологических подходов анализа и синтеза; обработка и трансляция информации для использования в системе управления техническими средствами и агротехнологиями. Реализации стратегии точного земледелия направлена на повышение эффективности аграрной отрасли, снижение технологических затрат и себестоимости продукции и создание реальных условий для соблюдения установленных экологических требований и формативов в рамках производственного процесса. Реализация стратегии точного земледелия требует высокого уровня профессиональной подготовки и владения информационными технологиями, что заметно повышает привлекательность и престиж сельскохозяйственных профессий. Наиболее распространенная сегодня концепция сельскохозяйственного производства базируется на «уравнительных» системах землепользования, не учитывающих пространственной и временной вариабельности параметров плодородия поля, природных и технических факторов риска. Опыт стран с высокоразвитым сельским хозяйством свидетельствует о возрастающих масштабах разрушения и загрязнения окружающей среды, высокой зависимости величины и качества урожая от различных факторов, прежде всего погодных условий, об устойчивом росте затрат невосполнимой энергии накаждую дополнительную единицу продукции. Применение агротехнологий без учета внутрипольной вариабельности параметров плодородия почв и действия факторов риска приводит к нарушению равновесия агроэкосистем. Неадаптивные технологии применения удобрений и других средств химизации, базирующиеся на «уравнительных» принципах, обеспечивают их окупаемость только в пределах 40-50% от оптимальной. Установлено, что чем хуже почвенноклиматические и погодные условия, тем в большей мере неадаптивность сельскохозяйственного производства снижает его эффективность, повышает риск загрязнения и разрушения природной среды. Особенность современных прогрессивных технологий состоит в освоении методов управления продукционными процессами. В настоящее время большинство отечественных сельхозтоваро производителей используют двухцикличные технологии типа «посеял- убрал», не управляя процессом в период вегетации растений и созревания урожая. Современной наукой, передовой зарубежной и отечественной практикой доказано, что значительно повысить эффективность производства можно при положительном воздействии на сельскохозяйственные объекты именно в процессе их выращивания и использования. Значительная часть инноваций связана с применением космомониторинга и геоинформационных систем, а также мониторинга посевов в режиме онлайн. Даже при более простых и распространенных методах управления продукционным процессом без высоких затрат и при имеющихся инструментах (техника, средства хи- мизации, сорта и т. д.) можно кратно поднять эффективность использования трудовых, материально-технических, энергетических, биологических и финансовых ресурсов. Процесс образования сухой массы у культурных растений проходит несколько фаз, в течение которых развитие массы надземных органов и индекс листовой поверхности, а вследствие этого и возможная урожайность, достигают разных величин. На эти процессы воздействуют многие факторы, которые могут снижать или повышать урожайность. В первую очередь это почвенно-климатические условия данной местности и погода в конкретном году. Кроме того, в посевах культур проявляются разнообразные эффекты конкуренции между органами отдельного растения, между растениями в посевах данной культуры и с другими видами растений (сорняками, вредителями, возбудителями болезней). Учитывая состояние всходов, необходимо планировать агротехнические меры таким образом, чтобы уменьшить (а по возможности и исключить) вредную конкуренцию, смягчить отрицательное и усилить положительное воздействие тех или иных факторов на урожайность. Под управлением продукционными процессами понимается совокупность согласованных растениеводческих мер, которые с учетом зоны выращивания, погодных условий и состояния посевов целенаправленно проводятся для получения оптимальной структуры посевов и реализации специфической для данной местности потенциальной урожайности сорта при оптимальной интенсивности возделывания и минимизации экологического ущерба. Управление посевами – это комплекс мер, основанных на знании и опыте хозяйствования в определенных природных условиях. Управление посевами включает: применение удобрений, регулирование роста растений, борьбу с сорняками, болезнями и вредителями, т. е. тех действий, которые по существу и являются технологией возделывания сельскохозяйственных культур. Однако разнообразие местных и погодных условий диктует различные схемы управления посевами. Даже в одном хозяйстве, для каждого поля, в зависимости от меняющихся условий в разные годы, необходимо принимать различные решения. На основе информации о компонентах урожайности данной культуры данного сорта, формирования урожайности в разных фазах развития следует, исходя из состояния посевов на данном поле, определять тактику управления ими для достижения высокой урожайности. Как правило, управление посевами тем легче, чем ближе к нижнему пределу, оптимальному для данной местности и сорта, густота стояния посевов после всходов и в начале вегетации. Доступная влага и длительность вегетации также влияют на возможность управления посевами. Все внимание должно быть направлено на максимальное образование у растений продуктов уборки (зерен, масла семян и др.) при их высоком качестве с одновременным ограничением развития до необходимой величины других органов – листьев, стеблей, корней. Для этого, например, действия по управлению посевами зерновых производятся так, чтобы, исходя из оптимальных норм высева для данной местности, умеренной первой дозы азота с учетом Nmin в почве и состояния посевов на начальной фазе развития, образовалась умеренная биологическая масса для меньшего потребления влаги и снижения опасности развития заболеваний. Обеспеченность азотом в фазе выхода в трубку способствует развитию хорошо сформированных репродуктивных органов. Слишком раскустившееся растение требует дополнительно до 30% влаги для образования единицы зерна по сравнению с растениями, имеющими меньшее количество продуктивных стеблей. Конкуренция за влагу между большим количеством стеблей на ранних стадиях особенно сильно вредит в засушливых регионах. Оптимальный для данной местности срок посева и целенаправленные меры по защите растений на основе порога вредоносности должны быть такими, чтобы растения как можно полнее использовали вегетационный период для формирования всех компонентов урожайности. Конкретные шаги (тактика) по управлению посевами зависят не только от местности и погодных условий. Проблема нынешних систем управления состоит в том, что при осуществлении тех или иных действий (обработка почвы, посев, внесение азота или регуляторов роста, применение гербицидов и фунгицидов) обычно предполагают, что посевы гомогенны, не учитывая их неоднородность и разных условий роста в пределах поля. Таким образом, необходимо управление посевами, дифференцированное по площади поля. Реализовать принципы дифференцированного управления позволяет внедрение технологий точного земледелия, суть которых заключается в выполнении сельскохозяйственных операций с учетом пространственной и временной изменчивости параметров плодородия почвы, состояния растений, природно-климатических условий. Эта система земледелия характеризуется комплексом качественно новых признаков, обусловливающих возможность управления продукционными процессами на всех стадиях развития растений с целью более высокой реализации генетического потенциала новых сортов и гибридов растений, получения высококачественных и безопасных продуктов питания и сырья для перерабатывающей промышленности, снижения расхода энергии на каждую дополнительную единицу продукции. Точное земледелие – совокупность технологических приемов для целенаправленной дифференцированной обработки отдельных частей поля с учетом мелкомасштабных различий природных условий для создания наиболее благоприятных условий для роста и развития культурных растений с учетом неоднородности поля по плодородию, распространению вредителей, болезней и сорняков, на основе концентрации технологических операций в пространстве поля, в оптимальные сроки и при рациональной дозировке с целью создать основу для экономически эффективного и экологически обоснованного землепользования. Основной предпосылкой быстрого развития точного земледелия стало создание в конце 1970-х гг. глобальных систем позиционирования, основанных на системе спутников, выведенных на околоземную орбиту в военных целях. Такая система позволяет круглосуточно определять координаты объектов в трехмерном пространстве в любом месте околоземного пространства с точностью до нескольких сантиметров. Первые попытки внедрения элементов точного земледелия в сельское хозяйство были предприняты в середине 1980-х гг. Впервые в США был применен разбрасыватель для дифференцированного внесения минеральных удобрений с использованием карты применения удобрений, основанной на фотоснимках и координатной сетке поля. Основными этапами реализации технологий точного земледелия являются: сбор исходных данных (о хозяйстве, поле, культуре, регионе); система менеджмента данных (анализ информации и принятие решений); использование информации для управления элементами агро технологий и техническими средствами. Систему точного земледелия можно подразделить на четыре подсистемы: менеджмент организационно-методических мероприятий на основе автоматического сбора данных; управление посевами с учетом неоднородности агроэкологических условий роста и развития культур в пределах отдельно взятого поля; менеджмент машинно-транспортного и технологического обеспечения; менеджмент рабочих процессов на основе использования робототехники (табл. 2.1). На основе постоянного совершенствования информационной техники, оптико-электронных датчиков (сенсоров) и оптических систем (камер) робототехники, моделей и программ программного обеспечения создаются предпосылки для возрастающего применения элементов точного земледелия в менеджменте хозяйств, управлении продуктивностью агроценозов с учетом требований охраны окружающей среды. Таблица 1.1 – Составные части (подсистемы) системы точного земледелия Менеджмент организационнометодических мероприятий Организация и экономика хозяйства Управление посевами с учетом неоднородности агроэкологическ их условий Обработка почвы Посев Внутрихозяйственное опытное дело Внесение удобрений Администрация и управление Орошение Менеджмент качества Уборка Менеджмент машиннотранспортного и технологического обеспечения Централизованный контроль и управление машинами Контроль местонахождения Планирование маршрутов с централизованной или индивидуальной организацией выполнения Менеджмент рабочих процессов на основе использования робототехники Управление оборудованием Автоматическое управление вождением Сочетание управляемых и беспилотных машиннотракторных агрегатов Комплексы беспилотных тракторов и комбайнов традиционной и специальной конструкции Менеджмент хозяйства Менеджмент посевов Менеджмент машин Менеджмент работ К элементам точного земледелия, которые в настоящее времянаходят практическое применение, относятся следующие: определение границ поля с использованием ГСП; дистанционное зондирование (аэро- или спутниковые фото-съемки); системы параллельного вождения агрегатов; локальный отбор проб в системе координат; составление карт электропроводности почв; составление карт урожайности; дифференцированное внесение удобрений, извести, средств защиты растений; дифференцированная механическая обработка почвы; дифференцированный посев; дифференцированное внесение азота и регуляторов роста; мониторинг фитосанитарного состояния посевов (сорняки, болезни, вредители); мониторинг урожайности с использованием ГСП; мониторинг качества урожая. В последние годы ученые и специалисты-практики все больше рассматривают точное земледелие не только как технологию для учета неоднородности и изменчивости условий роста и развития культурных растений, но и как исходную точку, а в перспективе – решающую составную часть компьютеризованного производства сельхозпродукции, управляемого информационной системой на основе всех возможностей информационных технологий. При этом большое внимание уделяется достижению высокой экономической результативности агротехнологий, эффективному менеджменту информационного массива, вопросам охраны окружающей среды. На этой основе в перспективе будет формироваться единая комплексная компьютеризованная система менеджмента производственной деятельности для всего предприятия. Однако технологии точного земледелия в России внедряются очень медленно. По каждой технологии составляют технологические карты. 1.2. Составление технологической карточки производства культуры Производство любой сельскохозяйственной культуры представляет собой сложный производственный процесс. Структурные схемы таких процессов основаны на принципах построения производственных процессов, интенсивных (индустриальных) технологиях и технологии минимальной обработки почвы с учетом возможностей имеющейся техники. Для решения вопросов операционных технологий механизированных работ (производственных операций) определяются соответствующие им технологические линии, приемлемые для хозяйств ЦЧЗ. При этом для одной и той же механизированной работы может быть использовано несколько технологических линий в зависимости от условий ее выполнения. Прежде чем приступить к построению структурной схемы процесса необходимо вначале разработать агротехнику производства заданного продукта. Для этого по литературным данным составляется технологическая карточка производства заданной сельскохозяйственной культуры. Форма и содержание ее представлены в [5, с. 21] (табл. 2.2). Таблица 2.2. Технологическая карточка производства продукта (Картофеля). Урожайность – 40 ц/га, предшественник – горох Виды работ Сроки проведения Состав агрегата Марка трактора декада МТЗ–82 Марка c-х машины РМГ– 4 Технологическ ие требования Внесение минеральных удобрений 2-3 июня Внесение органических удобрений в пар Июль-август ХТЗ-150 ПРТ-10 Не применять свежий навоз Запашка Вслед за разбрасыва нием 3 декада сентября Кировец К-525 ПЛН-8-35 Полная заделка навоза Кировец К-525 КПШ-10 Грубокое безотвальное рыхление 3 декада сентября Кировец К-525 ПЛН-8-35 Полное подрезание сорняков Глубина 25-30 см, вслед за внесением удобрений. Полное подрезание сорняков Нарезка гребней 1я декада октября МТЗ-82 КРН-2,8 Культивация пара N - 60 кг/га; P2O5 - 90 кг/га; K2O – 60 кг/га Строгая прямолинейност ь, ширина 70 см, высота гребня 25-28 см Образование микролимано в Вслед за нарезкой гребней Кировец К-525 ПЛН-8-35 Через 20-25 м, поперек нарезанных гребний, прямолинейнос ть, глубина 2225 см Посадка 10-20 мая при хорошем рыхлении почвы МТЗ-82 КСМ-4 Норма посадки: на семена 55-60 тыс. шт./га, на продовольстви е 40-45 тыс. шт./га. Глубина заделки 6-8 см. Довсходовое рыхление окучивание Через 3-6 дней после посадки МТЗ-80 Двух-трёх ярусные лапы, долота, КОН-2.8 Уничтожение сорняков, почва рыхлая Довсходовое рыхление окучивание По мере появления сорняков через каждые 5-7 дней От появления всходов до смыкания ботвы МТЗ-80 Двух-трёх ярусные лапы, долота, КОН-2.8 Уничтожение сорняков, почва рыхлая МТЗ-80 Двух-трёх ярусные лапы, долота, КОН-2.8 Глубина 6-8 см., исключить повреждение мелкопосажен ных клубней Перед смыканием ботвы МТЗ-80 Двух-трёх ярусные лапы, долота, КОН-2.8 Глубина 8-10 см., исключить повреждение мелкопосажен ных клубней Послевсходо вое рыхление Послевсходо вое рыхление Окучивание Десикация ботвы Скашивание ботвы Уборка клубней Высокое окучивание перед смыканием ботвы, За 10-20 дней до уборки За 1-3 дня до уборки При наступлени и среднесуто чных температур +20С и угрозе заморозков МТЗ-80 Двух-трёх ярусные лапы, долота, КОН-2.8 МТЗ-80 ОН-400 МТЗ-80 КИР-1,5 МТЗ-82 КТН-2В Глубина 6-8 см., исключить повреждение мелкопосажен ных клубней Хлорат магния, реглон 30 кг/га Высота среза 10-12 см Содержание почвы в урожае не более 1%, допустимое травмирование клубней не более 5% 1.3. Разработка структурно-технологической схемы процесса производства культуры После составления технологической карточки с учетом основных принципов построения процессов разрабатываются совокупность и последовательность всех операций процесса, включая транспортные и вспомогательные операции. Необходимо также предусмотреть вспомогательные и транспортные операции (протравливание семян, растаривание и измельчение удобрений, доставка в поле и т. д.). Исходя из технологических и экономических соображений, следует произвести совмещение операций. Для сборочно-распределительных процессов (внесение удобрений, гербицидов, уборки урожая и т. п.) необходимо с учетом конкретных условий (расстояния транспортирования, дозы внесения удобрений, урожайности культуры) выбрать технологию процесса, используя литературные данные. Пользуясь каталогами сельскохозяйственной техники и другими источниками информации, подобрать для каждой операции агрегаты. Затем представить процесс производства продукта и технологическую линию в виде структурной схемы Технологические карты производства сельскохозяйственных культур включают перечень и последовательность всего комплекса работ, агротехнические требования, нормативы и сроки проведения работ, рациональные составы агрегатов и численность обслуживающего персонала, приблизительные нормы выработки и расходы топлива, количество необходимых агрегатов на определенный объем работы, технико-экономические показатели агрегата, которые важны для рациональной организации производства. Составление технологических карт – трудоемкий процесс, который требует агрономических, инженерных и экономических знаний. Поэтому в помощь специалистам сельскохозяйственных предприятий разработаны и изданы примерные (типовые) зональные технологические карты на производство каждой культуры. В них по каждому виду работ указаны возможные варианты рациональных для данной зоны составов агрегатов и их технико-экономические показатели. На основании этих примерных технологических карт специалисты каждого предприятия составляют конкретные технологические карты на производство всех сельскохозяйственных культур, учитывающие конкретные условия работы и техническую оснащенность данного хозяйства. Предшественник картофеля: горох Выращивание картофеля в нашей стране распространено практически повсеместно. Овощная культура отличается неприхотливостью, но требует плодородной и достаточно рыхлой земли. Сажать картофель следует в ранний весенний период, соблюдая правила севооборота. Лучшими предшественниками для картофеля являются: удобренные органикой и минералами озимые хлеба, включая рожь; однолетние бобовые культуры, такие как горох, вика, чечевица и бобы: их корни улучшают качественные показатели грунта; тыква и сидераты, которые благоприятно сказываются на урожайности картофеля. Хорошими предшественниками для картофеля можно считать посевы: озимого ячменя; озимой ржи; озимой пшеницы; ярового ячменя; конских бобов; овса. По фитосанитарным показателям силосную кукурузу, сахарную свеклу и люцерну можно отнести к допустимым предшественникам картофеля. Озимый и яровой рапс, горох и люпин являются хорошими, но слишком затратными предшественниками, поэтому вместо них лучше сеять озимые хлеба. Вокруг мегаполисов и вблизи промышленных центров картофель рекомендуется выращивать после однолетних трав и клевера одногодичного использования. 2. Подготовка поля для работы МТА Задание 1. Сельскохозяйственная культура - Картофель. 2. Технологическая операция Посадка. Рекомендации по выполнению практической работы При подготовке поля решают следующие задачи: выбор направления и способа движения, вида поворота агрегата, расчет ширины поворотной полосы, определение ширины загона и их количества, оценка выбранного способа движения. При выборе направления движения агрегата учитывают, прежде всего, требования к качеству обработки почвенного пласта, подготовке поверхности поля, заделке семян, распределению удобрений и др. Чтобы обеспечить высокопроизводительную работу машин, необходимо предусмотреть возможность движения агрегата вдоль длинных сторон участка, свободного подъезда к агрегату для разгрузки (загрузки) технологических емкостей, подбора полеглых хлебов и др. Кроме того, обязательно принимают во внимание характер предыдущих обработок, рельеф местности и направление господствующих ветров. Посев следует осуществлять поперек вспашки, а уборку зерновых — поперек посева. При работе машин с технологической емкостью следует учитывать путь наполнения или опорожнения емкостей, чтобы загрузку (выгрузку) производить на краю поля. Для этого определяют путь наполнения (опорожнения) технологической емкости 𝑉𝑇 ∗ 𝜆𝑉 ∗ 𝛾м 𝐵𝑝 ∗ 𝑈м 1,95 ∗ 1 ∗ 1180 𝐿𝑇 = = 1023 4,5 ∗ 0,5 𝐿𝑇 = где 𝐿 𝑇 – длина пути наполнения (опорожнения) емкости, м; 𝑉𝑇 – вместимость технологической емкости, м3; 𝜆𝑉 – коэффициент использования объема; 𝛾м – плотность материала, кг/м3; 𝑈м – норма внесения (урожайность) материала, кг/м2. Способ движения и вид поворота агрегата выбирают исходя из рекомендаций, изложенных в работе. При этом необходимо описать какие способы движения могут быть применены при выполнении заданной операции и выбрать наиболее рациональный для заданных условий. Принять вид поворота, соответствующий выбранному способу движения. При различных способах движения агрегатов значительная доля пути приходится на повороты, заезды и переезды. Чем короче рабочая длина гона, тем большую часть пути агрегата будут занимать повороты. Вид поворота агрегата определяется чаще всего выбранным способом движения агрегата. Основные виды поворотов показаны на рисунке. Для посадки картофеля, выбираем петлевой грушевидный поворот. Различают повороты на угол 180 и 90°. Возможность применения того или иного вида поворота зависит от выполняемой операции, условий работы, состава и типа агрегата (ширина захвата, прицепной или навесной, наличие оборотных рабочих органов, самоустанавливающихся колес и других факторов). В зависимости от вида поворота различают повороты беспетлевые – по дуге окружности без прямолинейного участка и с прямолинейным участком; петлевые – грушевидные и восьмеркой; с задним ходом агрегата – открытой и закрытой петлями; игольчатые и др. Применение того или другого вида поворота зависит от выбранного способа движения и кинематических параметров агрегата. Важнейшие кинематические характеристики всех поворотов: длина lк, радиус R требуемое значение ширины поворотной полосы Е. Длина lк зависит от вида и радиуса поворота и длины выезда агрегата. Минимальное значение ширины поворотной полосы Emin зависит от вида и радиуса поворота, длины выезда и кинематической ширины агрегата. Однако поворотную полосу следует обрабатывать, поэтому ее ширина должна быть кратна рабочей ширине захвата агрегата. По значению Еmin определяют фактическую ширину поворотной полосы. Для петлевых поворотов она равна: 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 2,3 ∗ 𝑅0 + 𝑒 + 𝑑𝑘 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 2,3 ∗ 4,1 + 5 + 5 = 19,43 где 𝑅0 – радиус поворота, м; 𝑒 – длина выезда агрегата, м; 𝑑𝑘 – кинематическая ширина агрегата, м. 𝑅0 = 𝑟0 ∗ 𝑘𝑟 = 4,1 ∗ 1,09 = 4,47 где 𝑟0 – радиус поворота при скорости 5 км/ч, м; 𝑘𝑟 – коэффициент изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения агрегата на повороте. 𝑑𝑘 = 0,5 ∗ 4,5 ∗ 2 + 0,5 = 5 Для навесных 𝑒 = (0,25 … 0,75) ∗ 𝑙𝑘 = 0,6 ∗ 8,4 = 5 После расчета 𝐸𝑚𝑖𝑛 определяется фактическая ширина поворотной полосы. В начале определяется количество проходов агрегата для обработки 𝐸𝑚𝑖𝑛 𝑛= 𝐸𝑚𝑖𝑛 19,43 = =4 𝐵𝑝 4,5 Полученное значение округляется до целого числа в большую сторону nо. Тогда фактическая ширина поворотной полосы составит: 𝐸 = 𝑛0 ∗ 𝐵𝑝 = 4 ∗ 4,5 = 18 К ширине поворотной полосы предъявляют следующие требования: достаточность для поворота одного и всех последующих агрегатов; кратность рабочей ширине захвата агрегата, который ее будет обрабатывать; достаточность для размещения на ней промежуточных складов. Способ движения — это закономерность циклично повторяющихся элементов движения: рабочий ход, поворот, переезды. Способы движения классифицируют по следующим признакам: направлению рабочих ходов относительно сторон поля - гоновый, круговой, диагональный, организации территории: загонный, беззагонный; направлению поворотов: право-поворотный, лево-поворотный, комбинированный; способу обработки рабочего участка: одно-загонный, двух-загонный и многозагонный; способу выполнения поворотов: беспетлевой, петлевой, с задним ходом и др.; схеме обработки участка: всвал, вразвал, комбинированный, челночный, перекрестный и др.; степени простоты схемы поворота: простые и комбинированные. Выбор того или другого способа движения зависит от ряда критериев: возможности осуществления; качества работы; максимума производительности; удобства обслуживания агрегата; удобства учета и контроля качества работ; простоты подготовки поля; ширины поворотной полосы. Важной характеристикой выбранного способа движения является коэффициент рабочих ходов. Он показывает, какая доля пути соответствует выполнению заданной технологической операции. Коэффициент рабочих ходов ∑ 𝐿𝑝 ∑ 𝐿𝑝 + ∑ 𝑙𝑥 1374 Ψ= = 0,9 1374 + 100 Ψ= где ∑ 𝐿𝑝 – общая длина рабочего пути агрегата на загоне, м; ∑ 𝑙𝑥 – общая длина холостого пути агрегата на загоне, м. Следует выбирать тот способ, для которого значение ψ максимальное. Наиболее распространенный гоновый способ движения агрегатов челночный. Его используют в основном при работе симметричных агрегатов (посев, посадка, боронование, дискование, культивация, внесение удобрений и др.). Способы движения всвал, вразвал и с чередованием загонов применяют при вспашке, с расширением прокосов — при уборке сельскохозяйственных культур, диагональный способ — преимущественно при поверхностной обработке почвы, диагонально-перекрестный — при посеве. Все способы движения делят на загонный и беззагонный. Для загонного способа определяют его ширину. Критерием оптимальности ширины загона является производительность агрегата. Оптимальная ширина загона Сопт соответствует максимуму производительности или максимальному значению Ψ Оптимальная ширина загона (определяют только для загонных способов движения) 𝐶опт где 𝐶опт = √𝛼 ∗ 𝐵𝑝 ∗ 𝐿𝑝 = √1,5 ∗ 4,5 ∗ 1374 = 96,3 α – коэффициент, зависящий от способа движения; 𝐿𝑝 – рабочая длина гона, м. Для посева α = 1,5; Затем вычисляют число загонов 𝐶уч 𝐶опт 850 𝑛з = = 8,8 96,3 𝑛з = где 𝐶уч – ширина рабочего участка поля. Полученное значение округляют до целого числа nз.о и определяют фактическую ширину загона С Суч / nз.о . С 850 / 8,8=96 К ширине загона предъявляют определенные требования: она должна быть близка к оптимальной и кратна величине 2Вр. Обработанная площадь загона C·Lр должна быть равна сменной норме выработки или величине n·C·Lр (здесь n — целое число загонов). В операционных картах и справочной литературе часто указывают ширину поворотной полосы и загона для хорошо известных агрегатов, а для новых агрегатов эти сведения отсутствуют. После проведенных расчетов необходимо вычертить схему подготовки поля с размерами загонов, поворотных полос, с траекторией движения агрегата. Следует наметить и обозначить линию первого прохода агрегата и указать потребность в дополнительном оборудовании (колышки, вешки, измерительные инструменты и т. п.) для подготовки поля к работе. 3. Определение количества машин в агрегате и режиме его работы Рекомендации по выполнению практической работы Высокопроизводительное использование техники во многом зависит от правильного комплектования машиннотракторных агрегатов. При комплектовании решаются следующие задачи: выбор сельскохозяйственных машин, их рабочих органов, сцепок и тракторов, которые в данных условиях обеспечивали бы высокое качество работы; определение состава и режима работы агрегата, обеспечивающих наибольшую производительность и экономичность за счет наилучшего использования мощности двигателя; соединение машин, сцепки и трактора в агрегате так, чтобы получить от него высокие качественные и экономические показатели. Исходными данными для комплектования агрегатов служат: вид и характеристика обрабатываемой почвы или растений, размеры и рельеф полей, агротехнические требования к выполняемой работе, агротехнологические свойства машин и тракторов, удельное сопротивление рабочих машин, тяговые свойства трактора. Комплектование агрегата начинают с выбора рабочих органов машин и тракторов. Выбор сельскохозяйственных машин (орудий) следует осуществлять, прежде всего, с учетом качества работы, соответствующего агротехническим требованиям для заданных условий работы. Выбранные сельскохозяйственные машины должны быть удобны в обслуживании, а число их подбирают с таким расчетом, чтобы рационально использовать силу тяги и мощность трактора. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы агрегат обладал достаточной проходимостью и был маневренным, был безопасен в работе и экологически безвредным. Если состав агрегата известен, то остается только определить рабочую скорость и соответствующую ей передачу. Vamin Vp Vamax ; Максимально допустимую скорость движения агрегата на подъем и под уклон определяют исходя из мощности двигателя. В том случае, если в справочных данных на используемые приводятся удельные затраты мощности на технологический процесс, используют формулу: Для тягово-приводного агрегата 𝑁 𝑁𝑒н ∙ [𝜉𝑁𝑒 ] − вом 𝜂вом 𝑉𝑝𝑁𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 𝑅м + 𝐺тр (𝑓 + 𝑖) 𝜂мг ∙ 𝜂б 𝑉𝑝𝑁𝑒 𝑚𝑎𝑥 где 5 м 0,95 = = 3 = 9 км/ч 9,8 + 39,2 ∙ (0,05 + 0,03) с 0,8 ∙ 0,96 59,25 ∙ 0,95 − 𝑉𝑝𝑁𝑒 𝑚𝑎𝑥 – скорость движения, м/с; 𝑁𝑒𝐻 – номинальная мощность двигателя трактора, кВт; 𝑁доп – затраты мощности на привод дополнительных механизмов, кВт; 𝜂вом – к.п.д. ВОМ (ориентировочно можно принять 𝜂вом = 0,95); 𝑅м – тяговое сопротивление машины при движении на подъем, кН, 𝐵𝑝 – рабочая ширина захвата агрегата, м; 𝑈м – биологическая урожайность культуры, кг/м2; 𝐵𝑝 = 𝑏0 ∗ 𝛽 = 4,5 ∗ 0,98 = 4,4 м 𝜂б = 1 − 𝛿 = 0,96 где β – коэффициент использования конструктивной ширины захвата машины; δ – буксование движителей машины, для самоходных комбайнов принять δ = 0,04. Величина Rм зависит от технологического процесса выполняемой работы: для машин с известным удельным сопротивлением где 𝑅м = 𝑏0 ∗ 𝑘0 ∗ 𝐺эм ∗ 𝑖 = 4,5 ∗ 1 ∗ 73 ∗ 0,03 = 9,8 𝐺эм – эксплуатационный вес машины, кН (в эксплуатационный вес машины включается вес конструкции машины и вес материала, вмещающегося в технологические емкости); Эксплуатационный вес равен: 𝐺эм = 𝐺к + 𝐺а + 𝐺з + 𝐺т = 37.7 + 22 + 12.2 + 1.07 = 73 кН где Gк, Gа, Gз, Gт – вес трактора, вес агрегата, материала в бункере, топлива, кН. Вес топлива равен 𝐺тб = где 𝑣тб ∗ 𝛾т ∗ 𝜆т 0,13 ∗ 860 ∗ 0,95 = = 1,1 кН 100 100 𝑣тб – объём топливного бака, м3; 𝛾т – плотность топлива, кг/м3; 𝜆т – степень заполнения бака (в расчетах принять λт = 0,95). Вес картофеля в бункере 𝐺тб = 𝑉б ∗ 𝛾м ∗ 𝜆б 1,95 ∗ 1180 ∗ 0,95 = = 21,9 кН 100 100 Для некоторых машин (например, для свеклоуборочных комбайнов) в справочной литературе указывается пропускная способность. Для них дополнительно необходимо определить допустимую скорость движения, исходя из пропускной способности 𝑉рпс = 𝑞д 15 м = = 1 = 3,6 км/ч 𝑘гр ⋅ ℎ ∙ 𝐵р ∙ 𝛾м 4,4 ∙ 0,22 ⋅ 4,4 ∙ 5,5 с где 𝑣рпс – скорость движения, ограниченная пропускной способностью, м/с; 𝑞д – пропускная способность, кг/с. 𝑞д = 15 кг/с для КМС- 4 Вывод: рекомендуемая скорость движения для картофелесажалок находится в пределах 6-9 км/ч. Меньшим значением скорости из имеющихся 𝑉𝑚𝑎𝑥 , 𝑉𝑝𝑁𝑒 𝑚𝑎𝑥 и 𝑉рпс будет вторая, которая составит 9 км/ч. Это и будет являться расчетной рабочей скоростью агрегата.
