Розробка ефективної системи застосування добрив в господарстві

Зміст

• Вступ
• 1. Виробнича характеристика господарства
• 1.1 Об`єкт дипломного проектування
• 1.2 Природно-кліматичні умови
• 1.3 Структура земельних угідь
• 1.4 Сівозміни
• 1.5 Тваринництво
• 1.6 Машинно-тракторний парк товариства
• 1.7 Економічні показники виробничої діяльності. Висновки і задачі дипломного проектування
• 2. Характеристика умов виконання технологічної операції
• 2.1 Агрокліматичні умови господарства
• 2.2 Технологічні умови внесення добрив
• 2.3 Коротка характеристика сільськогосподарської культури. кукурудза
• 2.3.1 Умови вирощування
• 2.3.2 Розміщення по попередниках
• 2.4 Розрахунок дійсно можливої врожайності кукурудзи на зерно
• 2.5 Застосування добрив
• 2.5.1 Визначення норм внесення добрив
• 3. Машиновикористання при внесенні мінеральних добрив
• 3.1 Вибір раціонального складу технічних засобів
• 3.2 Обґрунтування оптимального склад агрегату і режиму його роботи при внесенні мінеральних добрив
• 3.3 Розрахунки по визначенню параметрів технологічного циклу внесення мінеральних добрив.
• 3.4 Експлуатаційні параметри роботи агрегату.
• 3.4.1 Продуктивність агрегату за годину змінного часу.
• 3.4.2 Виробіток агрегату за зміну
• 3.4.3 Витрати пального на одиницю виробітку тягово-привідного агрегату
• 3.4.4 Витрати праці на одиницю виконаної роботи
• 3.4.5 Прямі витрати енергії палива
• 3.5 Комплекс машин для внесення добрив
• 3.6 Організація роботи в полі
• 3.6.1 Підготовка агрегату до роботи
• 3.6.2 Підготовка полів до удобрення
• 3.6.3 Вибір способу руху
• 3.7 Аналіз технічних систем
• 3.8 Шляхи поліпшення якості внесення добрив
• 3.8.1 Розрахунок зварного шва кузова розкидача
• 4. Забезпечення працездатності персоналу по обслуговуванню комплексу машин для внесення добрив
• 4.1 Охорона праці при роботі з добривами
• 4.2 Застережні заходи при роботі з добривами
• 4.3 Техніка безпеки при роботі з вантажними і транспортними засобами та машинами для внесення добрив
• 4.4 Охорона навколишнього середовища
• 5. Забезпечення якості виконання технологічного процесу
• 5.1 Найсуттєвіші показники агровимог до виконання технологічного процесу
• 6. Розрахунок економічної ефективності застосування мінеральних добрив під кукурудзу на зерно
• Висновок
• Cписок використаних літературних джерел
• Вступ

добриво внесення кукурудза врожайність Підвищення родючості земель залежить від багатьох факторів, зокрема: регулювання водного режиму, поліпшення фізико-хімічних властивостей ґрунту, боротьби з бур`янами тощо. Але найефективнішим серед них є збагачення ґрунту поживними речовинами шляхом внесення органічних і мінеральних добрив. Особливе значення добрив в процесі сільськогосподарського виробництва полягає в тому, що вони по суті самі перетворюються в складові частини врожаю. Ось чому хімізація сільського господарства і насамперед широке застосування добрив є одним з вирішальних факторів подальшого зростання родючості ґрунтів, а від так підвищення врожайності культур, зменшення затрат праці і коштів на одиницю продукції та, в кінцевому рахунку, зміцнення економічного стану сільськогосподарських підприємств.

Для забезпечення високоякісного, і обґрунтування економічно доцільного, технічного і технологічного рівня виконання робіт по застосуванню добрив насамперед необхідно визначитися під які культури сівозміни слід планувати внесення добрив, та на якому етапі підготовки ґрунтів чи вирощування цих культур, скільки і яким способом треба ці добрива внести. По суті це питання розробки системи застосування добрив господарства, яка сама по собі є вихідним завданням для проектування відповідної системи технічного і технологічного забезпечення передбачених нею робіт.

1. Виробнича характеристика господарства

1.1 Об`єкт дипломного проектування ТОВ НПП «ТОРН» знаходиться в Запоріжській області Якимівському районі (в південній частині). Підприємство являється одним із основних виробників життєво-важливих продуктів сільськогосподарського виробництва таких як: озима пшениця, соняшник, цукровий буряк, м`ясо. Основним напрямком виробництва в господарстві є вирощування зернових та технічних культур.

Господарство має тракторну, рослинницьку та тваринницьку бригади. В господарстві працює 60 чоловік (постійного складу), та під час весняно-осіннього періоду налічується до 120 працівників.

ТОВ «ТОРН» має центральну садибу та три відділки. В двох з цих відділків є тракторний парк, кузня, майстерня. Зерносховище, столова, контора, тік, автомобільний парк знаходяться тільки в центральному відділку.

1.2 Природно-кліматичні умови Територія підприємства входить до складу південно-середньозволоженого агрокліматичного района Сумської області, який характеризується помірно-континентальним кліматом з недостатнім зволоженням. По багаторічним даним середньорічна температура повітря складає +7,6^оС. Найбільш холодним місяцем являється січень, найбільш теплим — липень, абсолютний мінімум температури повітря -32^оС спостерігається в січні, абсолютний максимум +39^оС — в липні. Середня річна кількість опадів 450 — 475 мм, за вегетаційний період — 297 мм. Найбільша кількість опадів випадає в листопаді, а найменше в серпні. Зими характеризуються нестійкою погодою: поряд з низькою температурою повітря -10−15^оС, спостерігається відлига з температурою повітря +4+8^оС. Це призводить до утворення льодяної кірки, що негативно впливає на зимування озимих. Висота снігового покриву не перевищує 12 см, тривалість залягання 35 днів, руйнування спостерігається 8−14 березня, повне танення припадає на 20−25 березня. Глибина промерзання грунту: мінімальна 5 см, максимальна — 92 см, середня — 43 см. Безморозний період продовжується — 287 днів. Період з температурою повітря вище +5^оС починається 5 квітня і закінчується 17 жовтня, період з температурою вище +10^оС починається 25 квітня і закінчується 2 жовтня. Відносна вологість повітря в вегетаційний період коливається в межах 38−54%, днів з повітряною засухою в весняно-літній період буває до 43, в цей період відносна вологість повітря знижується нижче 30%. Напрямок вітру на всій території підприємства переважає південний та південно-східний з жовтня по квітень. В теплу пору року (травень — серпень) переважають вітри західного та північно-західного напрямку. Найбільш сильні вітри переважають в лютому, найбільш слабіші в червні.

В цілому кліматичні умови підприємства по кількості тепла і вологи сприяють для вирощування всіх сільськогосподарських культур.

1.3 Структура земельних угідь Таблиця 1.1 — Структура земельних угідь

1.4 Сівозміни Основою сільськогосподарського виробництва товариства є система науково-обгрунтованих сівозмін, які забезпечують найбільш оптимальне чергування культур, максимальне внесення добрив, захист рослин від шкідників, захворювань та бур`янів. Згідно структури посівних площ організаційно-господарських та грунтових умов, проектом господарського землевлаштування введено дві польові сівозміни:

1 — восьмипольна на площі - 1864 га;

2 — восьмипольна на площі - 1597 га;

Крім того, вне сівозмін знаходяться — 109,2 га та 52 га огороди робочих. Середній розмір поля по 1-й сівозміні складає 233 га, по 2-й сівозміні - 199,6 га. Розмір полів сприяє ефективному використанню техніки та підвищенню продуктивності праці в рослинництві. Всі основні культури розміщуються по кращим попередникам, дякуючи цьому забезпечується найбільш ефективне накопичення та використання вологи, поживних речовин, очищення полів від бур`янів. Основні площі озимої пшениці розміщуються по чистим та рівним занятим парам, цукрові буряки — по озимій пшениці. Чисті пари в структурі посівних площ займають 4,4%. Прийняті сівозміни дозволяють при необхідності вносити відповідні корективи в чергування культур при зміні структури посівних площ, а також при загибелі озимої пшениці під час зимування.

Система сівозмін Сівозміна № 1. Загальна площа — 1864 га, поза сівозміною — 44,6 га. Всього по виробничій ділянці - 1908,6 га. Середній розмір поля — 233 га.

Сівозміна № 2. Загальна площа — 1597га, поза сівозміною — 64,6 га. Всього по виробничій ділянці- 1661,6 га. Середній розмір поля — 199,6 га.

1.5 Тваринництво Таблиця 1.2 — Поголів`я худоби, гол.

1.6 Машинно-тракторний парк товариства Таблиця 1.3 — Нормативна потреба і наявність тракторів і СГМ

Отже, з таблиці 1.3 видно, що товариство не повністю забезпечене тракторами та СГМ, тому потрібно придбати необхідну техніку, так як наявність машин не відповідає нормативній потребі. А це може вплинути на невиконання заданих робіт в задані строки, які встановлюють агровимоги.

1.7 Економічні показники виробничої діяльності

Таблиця 1.4 — Використання МТП товариства

Примітки — Річний обсяг робіт, річне завантаження, середній виробіток:

по тракторах — умовний еталонний гектар, (у.е.га);

по комбайнах — площа збирання, (га);

по вантажним автомобілям — обсяг перевезень, (т.км) Висновки і задачі дипломного проектування.

Виходячи з аналізу природно-кліматичних і технологічних умов вихідними даними до дипломного проекту являються агровимоги, які необхідно забезпечити при виконанні технологічних операцій.

Для виконання організаційних заходів по технологічному забезпеченню процесу здійснення операції необхідно вирішити наступні питання:

забезпечити ефективне використання техніки при внесенні добрив;

забезпечити безвідмовність і надійність технологічного процесу;

забезпечити високі якісні показники технологічного процесу.

2 Характеристика умов виконання технологічної операції

2.1 Агрокліматичні умови господарства Технологічний процес виконується в лісостеповій природно-кліматичній зоні України, в північно-східному перехідному природно-господарському районі. Ґрунти здавна орні, за фізико-механічною характеристикою це чорноземи звичайні і південні. Поле площею 61 га розміщене під кутом 1^о. Відстань між складом, де знаходяться мінеральні добрива і полем в межах 1 км. Поле прямокутної форми. Бонітет ґрунтів конкретного поля визначається по їх фізико-механічним та агрохімічним характеристикам і по ступеню придатності для вирощування конкретних культур. При одночасному застосуванні органічних і мінеральних добрив спостерігається підвищення родючості ґрунтів і, як наслідок, підйом урожайності культур. Прибавка врожаю за рахунок застосування мінеральних добрив визначається нормою внесення і ``окупністю'' одного центнера діючої речовини. В той же час, найбільша ``окупність'' кожного кілограму діючої речовини мінеральних добрив може бути досягнута тільки при високій культурі землеробства, коли своєчасно і в оптимальні строки виконується обробіток ґрунту, сівба насінням високої якості перспективних сортів. Отримання високих врожаїв можливе лише при застосуванні комплексу агротехнічних заходів, одним з яких являється правильне застосування добрив з урахуванням властивостей рослин та рівня окультуреності ґрунтів господарства. Велике значення в цьому процесі має доза внесення діючої речовини азотних, фосфорних і калійних добрив під різні культури.

2.2 Технологічні умови внесення добрив При внесенні добрив, в першу чергу необхідно знати хімічний склад ґрунту — його кислотність, засоленість та вміст основних елементів (азоту, фосфору, калію) в доступних для рослин формах. В господарстві бажано знати хімічний склад ґрунту, а інші показники можна визначити органолептичним методом, візуально. Для збереження нормальної роботи розкидачів мають значення фізичні властивості добрив, гіпсу та вапна, які являються показниками технологічних умов роботи машин і враховуються при технологічній наладці відповідних машин. Для роботи розкидачів добрив, які переміщуються по полю, мають значення технологічні властивості ґрунту: вологість, щільність, твердість, липкість. Від цих властивостей залежить робота розкидачів добрив, тому що колеса не повинні робити глибоку колію. Роботи по внесенню добрив проводяться в основному в осінньо-літні місяці, коли можуть бути високі температури і низька вологість повітря і низькі температури при високій вологості, навіть в досить холодні дні з мінусовою температурою, та опади у вигляді дощу та снігу.

Отже, метеорологічні умови, вологість і температура, а також швидкість вітру — є складовими технологічних умов роботи машини по внесенню добрив. Необхідно врахувати, що нормально працюють розкидачі добрив у тиху погоду, коли швидкість вітру становить не більше 3 м/с.

Поле після зернових колосових і зернобобових культур обов`зково дискують, що полегшує загортання в ґрунт кореневих залишків. Потім поскидають добрива і виконують глибоку оранку (25…30 см).

2.3 Коротка характеристика сільськогосподарської культури. Кукурудза

2.3.1 Умови вирощування Кукурудза — теплолюбна рослина, в разі достатку вологи її насіння починає проростати при температурі 7…8 С.

Молочно-воскової стиглості кукурудза набуває за 80…85 днів, а повної стиглості зерно кукурудзи досягає за 120…130 днів.

Урожайність силосної маси знаходиться в межах 300…400 ц/га, а зерна — 50…60 ц/га.

До вологи кукурудза менш вимоглива ніж інші злакові культури, але в періоди цвітіння і наливання зерна будуть дуже корисні опади або штучне зволоження водою.

До родючості ґрунтів кукурудза дуже вимоглива, оскільки для свого розвитку потребує велику кількість поживних речовин. Кращими ґрунтами для неї вважаються чорноземи. Високі врожаї дає кукурудза також на сірих, темно-сірих, лісових і каштанових ґрунтах.

2.3.2 Розміщення по попередниках Кращі попередники для кукурудза — озимі, під які вносили повну дозу добрив, зернобобові культури, цукровий буряк, картопля. Різниця в урожаях кукурудзи після різних попередників, як правило, пов`язана з різним ступенем удобрення попередньої культури.

В районах з недостатньою зволоженістю ґрунту не рекомендується висівати кукурудзу після культур, які висушують ґрунти на значну глибину, особливо після цукрового буряку, соняшника, суданки.

На родючих ґрунтах, добре окультурених полях і при внесенні добрив кукурудзу можна вирощувати повторно на протязі декількох років.

2.4 Розрахунок дійсно можливої врожайності кукурудзи на зерно ТОВ «Мрія» розташоване в південному природно-господарському районі лісостепової природно-кліматичної зони.

Ґрунти господарства представлені чорноземами опідзоленими, типовими малогумусними. Вони займають 85% всієї площі сільськогосподарських угідь, або 90% - орних земель.

Розрахунок можливої урожайності кукурудзи на зерно по ФАР.

Можливий урожай по ФАР визначається за формулою

т/га (2.1)

де Ф_вп — питома кількість ФАР за вегетаційний період, кДж/га

[11, табл. ІІ.3.1];

_фар — коефіцієнт використання ФАР культурою, %;

_сор — питомі витрати ФАР на створення одиниці сухої органічної речовини сільськогосподарської продукції, кДж/т (за звичай, для всіх культур приймаються однаковими, тобто _сор=16,76Ч10⁶ кДж/т);

в_вп — стандартна вологість продукції, % [11, табл. ІІ.2.2];

— коефіцієнт, що показує кількість другорядної частини продукції по відношенню до загальної маси основної продукції сільськогосподарської культури [11, табл. ІІ.2.1].

Визначаємо питому кількість ФАР, що надходить на кожний гектар площі земної поверхні в зоні розташування господарства протягом вегетаційного періоду кукурудзи на зерно — Ф_вп (кДж/га).

Весняно-літній період вегетації сягає на п`ять місяців. N_м=5. Початковий (травень) місяць — повний, тому D_пм=30 днів, кінцевий (вересень) — тільки на 1/3 припадає на вегетацію, тому для нього D_км=20 днів. Осереднена місячна норма питомого надходження ФАР, в 10⁸ кДж/га [1, табл. ІІ.3.1]: для травня складає =31,00; для червня, липня і серпня, відповідно =33,10; =33,52 і =28,91, для вересня =20,53. Визначення питомої кількості ФАР за весняно-літній період вегетації Ф_вп проводимо скориставшись загальною формулою (2.2)

кДж/га (2.2)

Де та — місячна норма надходження ФАР [11, табл. ІІ.3.1]

відповідно, для початкового, і-того та кінцевого місяців періоду для якого визначається сума ФАР, кДж/га;

D_пм і D_км — кількість днів, які прийшлися на вегетацію, відповідно, початкового і кінцевого місяців періоду;

N_м — кількість повних і неповних місяців періоду.

т/га Потенційно можлива урожайність кукурудзи на зерно по забезпеченню вологою.

т/га (2.3)

де В_кш — запас корисної вологи, що мається в кореневмісному (метровому)

шарі ґрунту [11, табл. ІІ.3.3], мм;

В_вп — осереднена сумарна кількість опадів за вегетаційний період [11, табл. ІІ.3.4], мм;

_пвв — безрозмірний коефіцієнт продуктивного використання води рослинами (для рівнинної місцевості _пвв=0,7…0,8);

в_вз — безрозмірний коефіцієнт вологозбереження для ґрунту (в_вз=0,7…1,0);

в_вс — питоме вологоспоживання на створення одиниці абсолютно сухої рослинної біомаси сільськогосподарської культури [11, табл. ІІ.3.5], м³/т.

Отже для чорноземів опідзолених в метровому (кореневмісному) шарі ґрунту вміст корисної вологи складає В_кш=80,6 мм [1, табл. ІІ.3.3].

Визначаємо В_впв сумарну кількість опадів за весняно-літній період вегетації кукурудзи за формулою

мм (2.4)

де та — місячна норма опадів [11, табл. ІІ.3.4] відповідно, для початкового, і-того та кінцевого місяців періоду для якого визначається їх сума, мм.

мм

т/га Кліматично забезпечена урожайність.

Порівнюючи розраховані величини У_зв=15,2 т/га і У_фар=12 т/га, находимо меншу із них. Саме вона і є кліматично забезпечена урожайність У_кз=12 т/га.

Для чорноземів опідзолених бонітет ґрунтів поля Б_п=50 балів. Якісний коефіцієнт Я_г, що характеризує ступінь придатності ґрунтів конкретного поля для вирощування кукурудзи на зерно підрахуємо за формулою (2.5)

Я_г=0,01Б_п (2.5)

Я_г=0,0150=0,5

Прийнявши осереднену багаторічну урожайність кукурудзи на полях з мінімальним бонітетом У_мб рівною 20 ц/га, маємо:

У_дм=У_мб+(У_кз-У_мб)Я_г, т/га (2.6)

У_дм=2,0+(12−2,0)0,5=7 т/га

2.5 Застосування добрив Для виробництва 100 кг зерна з відповідною кількістю листостеблової маси необхідно витратити приблизно 2,4…3,0 кг азоту, 1,0…1,2 кг фосфорного ангідриду; 2,5…3,0 кг окису калію. І, як наслідок, кукурудза засвоює багато поживних речовин із ґрунту. При урожаї зерна 5…6т/га, або зеленої маси 50…60 т/га, кукурудза споживає із ґрунту приблизно 150…220 кг азоту, 50…70 кг фосфорного ангідриду; 150…180 кг окису калію. Розчини азотних добрив краще вносити з пестицидами чи мікродобривами. Одностороннє азотне живлення затримує утворення і розвиток качанів. Для збереження родючості ґрунтів під кукурудзу вносять органічні і мінеральні добрива. Органічні добрива в усіх зонах вирощування необхідно вносити під оранку на зяб. Приблизні норми внесення такі: лісостепова зона — 20…25 т/га, степова — 10…15 т/га. Органічні добрива доцільніше вносити разом з мінеральними. Тому, що в початковий період розвитку рослини споживають мінеральні добрива, як такі, що більш доступніші, а в подальшому розвитку — органічні (по мірі їх гуміфікації). Заорюють добрива негайно, тому що навіть на протязі однієї доби із перегною втрачається до 30% азоту. Із мінеральних туків, в якості основного добрива, застосовують аміачну селітру — 2,0…2,5 ц/га (або сульфат амонію — 3,0…4,0 ц/га), суперфосфат — 2,0…3,0 ц/га і калійну сіль — 1,0…1,5 ц/га.

Таблиця 2.1 — Середні дози мінеральних добрив для вирощування кукурудзи

2.5.1 Визначення норм внесення добрив Запланований урожай кукурудзи на зерно У_дм=7 т/га із співвідношенням основної і другорядної продукції 1:1,8 (=1,8).

Ґрунт — чорнозем опідзолений із високим вмістом азоту (N = 450 кг/га); підвищеним вмістом фосфору (Р₂О₅ = 450 кг/га); високим вмістом калію (К₂О = 500 кг/га) згідно з даними [11, табл. ІІ.5.2].

В таблиці ІІ.5.6 знаходимо, що з однією тонною продукції виноситься із ґрунту азоту — = 19,1 кг, фосфору — = 5,7 кг, калію — = 3,7 кг.

Величина винесення елементів живлення С_в^і по кожному із складових (N; Р; К) розраховується за формулою:

С_в^і = У_дм(+д) (2.7)

С_в^N = 7(19,1+1,87,5)=228,2 кгДР/га

C_в^Р= 7(5,7+1,83)=77,7 кгДР/га С_в^К = 7(3,7+1,816,4)=232,5 кгДР/га Враховуючи коефіцієнти використання елементів живлення із ґрунту (табл. 5.3) і добрив (табл. 5.4) визначимо дози основних елементів мінеральних добрив рекомендованих для внесення по формулі:

кгДР/га (2.8)

кгДР/га

кгДР/га

кгДР/га В залежності від вмісту діючої речовини () в мінеральних добривах (табл. 4.7) розраховуємо норму () їх внесення в фізичних одиницях на 1 га по формулі 2.9.

Азотні добрива вносимо у вигляді селітри аміачної 34%-вої, фосфорні - суперфосфату подвійного гранульованого 49%-вого, калійні - калійної солі 40%-вої.

кг/га (2.9)

кг/га

кг/га

кг/га Таким чином на 1 га необхідно внести: селітри аміачної - 5,89 ц/га; суперфосфату подвійного гранульованого — 3,40 ц/га; калійної солі - 2,77 ц/га. Разом мінеральні добрива складають 12 ц/га, тобто 1,2 т/га.

3. Машиновикористання при внесенні мінеральних добрив

3.1 Вибір раціонального складу технічних засобів Вибираємо кращий склад агрегату із декількох запропонованих варіантів (не менше трьох), які придатні для виконання технологічної операції в заданих умовах роботи, за такими критеріями: продуктивність W, питомі витрати палива на одиницю обсягу роботи gга, затрати сукупної непоновлюваної енергії Е_нп і собівартість години роботи технічного засобу С_тз.

Для цього, запропоновані варіанти технічних засобів і їх параметри, які вибираємо із довідкової літератури [3], заносимо в табл. 3.1

Таблиця 3.1 — Технічні характеристики агрегатів

Для порівняння параметрів приведених агрегатів необхідно розрахувати значення критеріїв:

продуктивність технічного засобу, га/год:

(3.1)

Де W_о — продуктивність за годину основного часу, га/год (табл.3.1);

_зм — коефіцієнт використання часу зміни [3 табл. 5.2].

_зм = 0,48

W_г.зм = га/год

W_г.зм = га/год

W_г.зм = га/год Витрати палива на один гектар при номінальному завантаженні двигуна технічного засобу, кг/га:

(3.2)

Де N_ен — номінальна ефективна потужність двигуна, кВт (табл.3.1);

g_ен — питомі витрати палива двигуна, г/кВт•год (табл.3.1);

g_га кг/га

g_га кг/га

g_га кг/га затрати сукупної непоновлюваної енергії, МДж/га:

(3.3)

де _п — енергетичні еквіваленти витраченого палива, МДж/кг; [3,табл.6.9];

_п=52,8 МДж/кг

g_га— витрати палива на одиницю роботи, кг/га (результати розрахунків формули 3.2);

_мі — енергетичні еквіваленти технологічних матеріалів, МДж/одиницю виміру; [3,табл.6.9]; _мі =51,5 МДж/одиницю виміру

g_мі — витрати технологічних матеріалів, кг/одиницю роботи (із завдання по конкретній операції);

_тр, _пр, _рм — енергетичні еквіваленти години роботи трактора, причепів, робочих машин, МДж/кг год; [3,табл.6.8];

_тр =0,0243 МДж/кг год;

_рм =0,0710 МДж/кг год М_тр, М_пр, М_р — маса трактора, причепів, робочих машин, кг; (табл.3.1);

_і — енергетичний еквівалент години праці персоналу, МДж/люд год; [3,табл.6.8]; _і =60,8 МДж/люд год

N_і — кількість працюючих і-тої категорії, люд. (згідно з умовами використання МТА). N_і =1

Е_нп=МДж/га

Е_нпМДж/га

Е_нп МДж/га

собівартість години роботи технічного засобу, грн./год:

С_тз = А + К + З_б + П + С_т + З_п + В_п + В_м + В_то, (3.4)

Де, А — амортизаційні відрахування, грн./год;

К — витрати на погашення кредиту, грн./год;

З_б — витрати на зберігання технічних засобів, грн./год;

П — податок на технічні енергетичні засоби, грн./год;

С_т — страхові внески, грн./год;

З_п — витрати на оплату праці персоналу, грн./год;

В_п — вартість паливно-мастильних матеріалів, грн./год;

В_м — вартість технологічних матеріалів, грн./год;

В_то — вартість технічного обслуговування, грн./год.

Амортизаційні відрахування, грн./год

(визначаються окремо для трактора і для робочої машини)

(3.5)

Де Ц_н— вартість нового технічного засобу, грн. [3, табл. 6.7];

Ц_к — вартість технічного засобу в кінці експлуатації, грн.

Ц_к = Ц_мб • М_тз (3.6)

Де Ц_мб — вартість металобрухту, грн/кг (Ц_мб=0,15…0,20);

М_тз — маса технічного засобу, кг (табл.2.2).

Т_р — строк служби технічного засобу, роки; Т_р =10р (трактори) Т_р =4 (рокизкидачі)

Т_з — нормативне завантаження технічного засобу на протязі року, год. [3 табл. 6.7]. Т_з =1600год.(трактори); Т_з =210год. (розкидачі)

Таблиця 3.2 Розрахунок амортизаційних відрахувань технічних засобів

А_агр=А_тр+А_зч+А_рм (3.7)

1. А_агр =4,4 + 34,8 = 39,2 грн/год

2. А_агр =4,4 + 20,9 = 25,3грн/год

3. А_агр =9,2 + 49,4 = 58,6грн/год, А грн/год, А грн/год, А грн/год, А грн/год, А грн/год Витрати на погашення кредиту, грн./год.

(визначаються окремо для трактора і робочої машини)

(3.8)

kдоля відрахувань на погашення кредиту (k = 0,27…0,30)

К грн/год К грн/год К грн/год К грн/год К грн/год Витрати на зберігання технічних засобів, грн./год. (визначаються окремо для трактора і робочої машини)

(3.9)

де, а — доля вартості технічних засобів, яка витрачається на організацію

зберігання (а = 0,01).

З_б грн/год З_б грн/год З_б грн/год З_б грн/год З_б грн/год Податок на технічні засоби, грн./год.:

(3.10)

де П_р — річний податок, грн.

(трактори Т-150 — 200 грн.; МТЗ — 120 грн.; ДТ-75 — 158 грн.)

П грн/год П грн/год Витрати на оплату праці персоналу, грн./год.:

(3.11)

де С_гі — годинна тарифна ставка механізаторів і обслуговуючого персоналу

(С_г=8,66грн/год).

З_п= 8,66 грн/год З_п= 8,66 грн/год З_п= 8,66 грн/год Вартість паливно-мастильних матеріалів, грн./год.:

В_п =(1,1…1,15) Ц_п • g_га • _п • W_г.зм, (3.12)

Де Ц_п — ціна палива, грн./л (Ц_п=5,8)

_п — питомий об'єм палива, л/кг (для дизельного — _п =1,2л/кг) В_п грн/год В_п грн/год В_п грн/год Вартість технічного обслуговування, грн./год.

(визначається окремо для трактора і робочої машини)

(3.13)

де _то — норма річних відрахувань на технічне обслуговування в долях одиниці. [3,табл. 6.7]

В_ТОагр=В_ТОтр+В_ТОзч+В_Торм (3.14)

1. В_ТОагр= 0,18 + 2,1 = 2,28грн/год

2. В_ТОагр= 0,18 + 1,34 = 1,52грн/год

3. В_ТОагр= 0,3 + 3,15 = 3,45грн/год В_то грн/год В_то грн/год В_то грн/год В_то грн/год В_то грн/год Таблиця 3.3 Розрахунок витрат на ТО технічних засобів

Числові значення, які одержані при розрахунку формул (3.5…3.14) підставити в залежність (3.4) і визначити собівартість години роботи технічного засобу.

С_тз=39,2+5,9+0,395+0,075+8,66+68,5+2,28=120,8 грн/год С_тз=25,3+3,8+0,245+0,075+8,66+68,7+1,52= 104,1 грн/год С_тз=58,6+8,8+0,592+0,125+8,66+141,3+3,45=217,4 грн/год Розраховані по формулам 3.1…3.4 критерії заносимо в таблицю 3.4

Таблиця 3.4 — Формування множини Парето по розрахованим критеріям технічних засобів

Для вияву домінуючого варіанту необхідно порівняти чисельні значення розрахованих критеріїв. Кращий варіант складу МТА повинен мати найкращі (для нашого випадку — найменші) значення критеріїв. Для наочності процесу вибору застосовуємо графічний метод. Для цього відкладаємо на радіально розташованих шкалах значення критеріїв. Шкали будуємо таким чином, щоб покращення критерію йшло до центру (точка О). Тому на шкалі продуктивності відкладаємо значення обернені до розрахованих, тобто 1/W_г.зм. З'єднуючи точки на шкалах для і-того варіанту, отримуємо багатокутники. На найменших значеннях критеріїв будуємо багатокутник кращого варіанту.

В останню колонку таблиці 3.4 заносимо значення площі багатокутників кожного варіанту, що відповідають значенням критеріїв.

(3.15)

П₁=0,5· 0,14·2,06+0,5·2,06·153,2+0,5·153,2·84,05+0,5·84,05·0,14=6602,1

П₂=0,5· 0,17·2,58+0,5·2,58·178,9+0,5·178,9·67,24+0,5·67,24·0,17=6251,3

П₃=0,5· 0,16·4,9+0,5·4,9·335,6+0,5·335,6·145,2+0,5·145,2·0,16=25 198,8

Кращому варіанту відповідає багатокутник з найменшим значенням площі П_j

Розраховуємо площу багатокутника ідеалізованого варіанту по формулі 3.15.

П₀=0,5· 0,14·2,06+0,5·2,06·153,2+0,5·153,2·67,24+0,5·67,24·0,14=5313,2

Вибір раціонального складу МТА по методу відстані до цілі потребує додаткових розрахунків, результати яких заносимо в таблицю 3.5.

Суть методу полягає в порівнянні критеріїв j-го варіанту з деяким ідеалізованим варіантом. Переважно це умовний варіант, якому приписуються кращі значення критеріїв з числа варіантів, що порівнюються Для ідеалізованого варіанту (нижній рядок) вибираємо кращі показники із всіх вищенаведених варіантів.

В останню колонку таблиці 3.5 заносимо узагальнений критерій відстані до цілі (), який розраховується для кожного j-го варіанту

(3.16)

Таблиця 3.5 — Критерії технічних засобів для вибору ідеалізова-ного варіанту складу МТА по методу відстані до цілі

Порівнюючи значення _j різних варіантів технічних засобів з ідеальним значенням _о знаходимо остаточно кращий варіант, який має найменшу відстань до цілі.

Висновки: За результатами багатокритеріального аналізу кращій агрегат для заданих умов роботи має такий склад: МТЗ-82 + 1РМГ-4.

3.2 Обґрунтування оптимального склад агрегату і режиму його роботи при внесенні мінеральних добрив Трактор МТЗ-82, робоча машина 1РМГ-4

Обґрунтування робочої швидкості виконується в такій послідовності:

Встановити інтервал агротехнічно допустимих робочих швидкостей, в межах якого забезпечується висока якість роботи с.-г. машинами, що виконують основну технологічну операцію [3,табл. 3.14]; V_lim = 5…10км/год.

Із тягової характеристики трактора [3,табл. 3.11], в режимі експлуатації N_т=N_т.max, з урахуванням агрофону вибрати всі передачі, які по чисельному значенні швидкості входять в діапазон агротехнічно допустимих швидкостей.

Таблиця 3.6 — Тягові параметри трактора

З метою раціонального використання енергії, яку витрачає трактор на виконання конкретної операції, із вибраних передач вибираємо ту, на якій трактор розвиває найбільшу потужність (N_т.max). Робоча швидкість (V_р) і номінальне тягове зусилля (Р_т.н) цієї передачі тепер являються основними параметрами для подальшого розрахунку.

V_р = 9,30км/год; Р_т.н = 13,10кН;

Розрахувати сумарний (приведений) тяговий опір тягово-привідного агрегату, кН:

R_Т-пр=R_м+Р_пр (3.17)

Де R_м — тяговий опір робочої машини, величина якого залежить як від конструкції робочих органів, так і від особливостей конструкції самої машини, кН:

R_м=(G_м+Q_в) (f_мsin) (3.18)

Де G_м — вага розкидача, кН [3, табл. 4.6]; G_м =15,6кН

f_м — коефіцієнт опору кочення розкидача [3, табл. 4.3]; f_м =0,05

Q_в — вага вантажу, кН;

Q_в=V_кгрg_пр (3.19)

Де V_к — ємкість кузова, м³[3, табл. 4.6]; V_к =3,5 м³

_гр — об'ємна маса добрив, т/м³[3, табл. 4.20]; _гр =0,89т/м³

g — прискорення сили земного тяжіння (g = 9,8 м/с²)

_пр — коефіцієнт використання об'єму кузова (_пр = 1 — для причепів з основними бортами; _пр = 0,8 — для причепів з надставними бортами).

Q_в кН Підйом R_м кН Спуск R_м кН Додаткове зусилля (Р_пр), яке виникає в результаті передачі потужності на привід робочих органів від ВВП трактора, кН:

(3.20)

Де N_ВВП — потужність, яка передається на привід робочих органів від ВВП трактора, кВт [3, табл. 4.8]; N_ВВП =21,6кВт

_ВВП — ККД приводу ВВП (_ВВП=0,94…0,96) [3];

_тр — ККД трансмісії трактора (колісний — _тр = 0,9)[3];

Потужність на привід ВВП можна розрахувати за формулою:

N_ВВП=N_уB_р (3.21)

де N_у — питомі затрати потужності на привід відцентрових робочих органів, кВт/м; N_у =1,2…1,8 кВт/м В_р — ширина внесення добрив, м [3, табл. 4.6] В_р =12м Р_пр кН Підйом R_Т-пр =3,1+7,9=11 кН Спуск R_Т-пр=1,5+7,9=9,4 кН Оцінка правильності вибору робочої швидкості агрегату виконується при визначенні коефіцієнта використання номінального тягового зусилля трактора.

(3.22)

(знак «—» в формулі використовується для випадку руху на підйом).

Підйом _р

Спуск _р

Коефіцієнт використання тягового зусилля може мати значення 0,8…0,96. В тому випадку, коли значення коефіцієнта (_р) перевищують допустимі, то розрахунки виконують знову на нижчій робочій передачі руху трактора. Прийнята швидкість повинна знаходитись в діапазоні агротехнічно-допустимих швидкостей. [3, табл. 3.14] V_р =5…10 км/год В результаті розрахунків укомплектовано агрегат у складі трактора МТЗ-82, робочої машини 1РМГ-4, який виконує технологічну операцію на 5 передачі, V_р =9,3км/год (рух на підйом) і на 5 передачі, V_р= 9,3км/год (рух на спуск). Фактична потужність двигуна, яка витрачається в конкретних заданих умовах. При виконанні технологічної операції, крім безпосередньо внесення добрив, агрегат виконує повороти та переїзди. Тому, фактичну потужність двигуна визначаємо для чотирьох режимів роботи агрегату: внесення добрив, повороти, транспортування наповненого та порожнього розкидача.

Фактичну потужність двигуна в процесі внесення добрив визначаємо за формулою:

(3.23)

Де _тр — ККД трансмісії приводу рушіїв трактора (_тр=0,9);

— коефіцієнт, що враховує втрати на подолання буксування трактора, %;

(3.24)

— буксування, %;(допустиме буксування для колісних 4К4 — 12%);

_б %;

_ВВП — ККД механізму приводу ВВП (_ВВП =0,95);

G_a — вага агрегату, кН:

кН (3.25)

N_фв кВт Фактичну потужність двигуна при поворотах агрегату визначаємо за формулою (3.23), приймаючи до уваги що швидкість на повороті V_п=5км/год, N_ВВП=0, а вагу агрегату визначаємо за формулою (3.25).

N_фп кВт Фактичну потужність двигуна при транспортуванні добрив визначаємо за формулою (3.23), приймаючи до уваги що швидкість при переїздах V_пер=10 км/год, N_ВВП=0, коефіцієнт опору перекочування по польових дорогах вибираємо із [3, табл. 3.9], а вага заповненого добривами агрегату визначається за формулою:

=33,5+15,6+30,53=79,63 кН (3.26)

N_фтр кВт Фактичну потужність двигуна при переїздах порожнього розкидача до місця завантаження визначаємо за формулою (3.23), приймаючи до уваги що швидкість при переїздах V_пер=15 км/год, N_ВВП=0, коефіцієнт опору перекочування по польових дорогах вибираємо із [3, табл. 3.9], а вага порожнього агрегату визначається за формулою:

=33,5+15,6=49,1 кН (3.27)

N_фпер кВт Ступінь використання ефективної потужності двигуна:

(3.28)

Коефіцієнт _N розраховуємо для зазначених вище режимів роботи агрегату

_{N N}

_{N N}

Економічній роботі двигуна трактора відповідають такі режими роботи агрегату, при яких ефективна номінальна потужність використовується не менше ніж на 70…80%.

3.3 Розрахунки по визначенню параметрів технологічного циклу внесення мінеральних добрив При прямоточній схемі виконання роботи по внесенню добрив тривалість циклу роботи розкидача (t_ц) визначається по формулі:

t_ц=t_зав+2t_пер+t_р+t_пов (3.29)

де t_зав — час на завантаження розкидача, год (t_зав = 0,1 год);

t_пер — час на переїзди, як завантаженого розкидача від складу до поля, так і розвантаженого — в зворотному напрямку, год.

(3.30)

де V_р.пр і V_х.пр — швидкість руху розкидача з вантажем і без нього, км/год (для розрахунків можна прийняти V_р.пр=8…10 км/год, V_х.пр= 15…20 км/год);

t_пер год

t_р — тривалість чистої роботи агрегату за цикл, год:

(3.31)

М_Д — маса добрив, що міститься в кузові машини, т.

(3.32)

М_Д т

t_р год

t_пов —час на повороти на протязі одного циклу, год.

(3.33)

Де V_п — швидкість на повороті, км/год; V_п =5км/год

l_п — довжина петлі повороту, м;

l_п = _пR_п +2_е (3.34)

де _п — коефіцієнт пропорційності [3, рис. 5.2, табл.5.6] _п =6,0

R_п — радіус повороту, м; R_п В_р

R_п = 12 м l_п = 6 ^. 12 + 2 ^. 7,5 =87м Де n_пр — кількість проходів агрегату від заправки до заправки

(3.35)

Де L_р — робоча довжина гону, м;

l_р — довжина шляху розкидача від заправки до заправки, м

(3.36)

L_р =L-2Е_р =1100 ^_ 2 ^.24=1052 м

l_р м

n_пр приймаємо 2 (проходи)

t_пов год

t_ц год Кількість циклів за зміну:

(3.37)

Виконати розрахунки режиму роботи агрегату із визначенням складових елементів часу зміни.

(3.38)

Де Т_зм — тривалість зміни (Тзм = 6), год;

Т_р — тривалість чистої (корисної) роботи за зміну, год;

Т_пов — час на холості повороти агрегату протягом зміни, год Т_воп — час на відпочинок та особисті потреби (Т_воп = 0,17Т_зм), год;

Т_пз — підготовчо-заключний час (Т_пз = 0,13Т_зм), год;

Т_обс — час на організаційно-технологічне обслуговування (технологічне регулювання в процесі роботи, усунення несправностей, підтягування кріплення, очищення робочих органів, перевірку якості роботи і т.ін.), год; Т_обс = 0,75 год.

n_ц

Час на холості повороти агрегату протягом зміни, год:

(3.39)

Т_пов год Т_р — тривалість чистої (корисної) роботи за зміну, год;

(3.40)

Т_р год Т_пер год Т_зав= год Оцінка ступеня використання часу зміни на виконання корисної роботи визначається при розрахунку коефіцієнту:

(3.41)

3.4 Експлуатаційні параметри роботи агрегату.

3.4.1 Продуктивність агрегату за годину змінного часу

(3.42)

W_гз га/год

3.4.2 Виробіток агрегату за зміну

(3.43)

W_зм га

3.4.3 Витрати пального на одиницю виробітку тягово-привідного агрегату

(3.44)

Де G_пр, G_пх, G_зуп — годинні витрати палива, відповідно при робочому ході,

на поворотах, зупинках, кг/год [3, табл. 6.1];

G_пр=12 кг/год

G_пх=6 кг/год

G_зуп=1,4 кг/год Т_зуп— час, затрачений на зупинки, год.

=0,75год.

g_га кг/га

3.4.4 Витрати праці на одиницю виконаної роботи

(3.45)

Де m — кількість працівників, що обслуговують агрегат; m =1

З_п.га люд· год/га.

3.4.5 Прямі витрати енергії палива

(3.46)

Де Н_п — питома теплота згорання палива, Дж/кг:

(дизельне паливо — 4,166· 107; бензин — 4,38· 107).

А_п Дж/га Якщо врахувати, що 1 кВт· год = 0,36· 107 Дж, то повну питому енергоємність можна виразити в кВт· год/га.

3.5 Комплекс машин для внесення добрив Для забезпечення системної цілісності комплексу машин для внесення добрив і максимального завантаження всіх його ланок необхідно виконати умову поточності технологічного процесу:

W_гр n_р H_Д = W_гн n_н = W_гзн n_зн (3.47)

Де W_гр, W_гн W_гзн — продуктивність агрегатів, відповідно, для внесення добрив, навантаження і заробки у ґрунт;

n_р, n_н, n_зн — відповідно, кількість агрегатів для внесення добрив, навантаження і заробки у ґрунт.

Кількість агрегатів для внесення добрив в задані строки.

(3.48)

Де F — площа ділянки, на яку вносяться добрива, га;

К_зм — коефіцієнт змінності;

D_р — кількість робочих днів.

n_р

приймаємо 1 агрегат МТЗ-82+1РМГ-4

Продуктивність навантажувача, т/год:

(3.49)

Де W_он — продуктивність за годину основного часу, га/год [2];

W_он =60 т

_зм — коефіцієнт використання часу зміни [3 табл. 5.2].

_зм =0,48

W_г.н т/год Кількість навантажувачів:

(3.50)

n_н

приймаємо 1 навантажувач ПЭ-Ф-1А (ЮМЗ-6КЛ) Продуктивність агрегатів для заробки добрив у ґрунт (W_гзн)

Кількість агрегатів для заробки добрив у ґрунт (n_зн).

(3.51)

n_зн

приймаємо 2 агрегати Т-150+ПЛН-5−35.

Висновки: отже, виходячи із розрахунків маємо технологічний комплекс в складі 1-го розкидача 1-РМГ-4 в агрегаті з трактором МТЗ-82, 1-го навантажувача ПЭ-Ф-1А (ЮМЗ-6КЛ) та 2-х агрегатів для заробки добрив у ґрунт Т-150+ПЛН-5−35.

3.6 Організація роботи в полі

3.6.1 Підготовка агрегату до роботи Підготовка агрегату для внесення добрив заключається в підготовці трактора та розкидача. При підготовці трактора для агрегатування з причепом-розкидачем 1-РМГ-4 колію трактора встановлюють на 1800 мм, а на баці для мастила за допомогою спеціального штуцера закріплюють дренажний трубопровід. Трубопроводи гідро двигуна розкидаючого органа 1-РМГ-4 з`єднують з гідросистемою трактора. Перед початком роботи регулюють натяг транспортерів, ланцюгів та пасів передач, положення редукторів. Натяг транспортерів регулюють при допомозі натяжних гвинтів, планка та прутки транспортерів повинні щільно прилягати до днища кузова. Провисання нижньої вітки транспортера допускається до 20−30 мм. Натяг ланцюгів приводу механізму подачі транспортера регулюють натяжними шестернями. Натяг пасів приводу лівого центробіжного диска розкидача 1-РМГ-4 регулюють за допомогою гвинтів, які знаходяться на напівшківах дисків. [2]

3.6.2 Підготовка полів до удобрення Вносити добрива у ґрунт можна лише після відповідної підготовки полів, які заплановано удобрювати. Їх насамперед треба звільнити від соломи чи інших післяжнивних решток. При підготовці полів враховують їх конфігурацію і розміри, а також наявні в господарстві машини для внесення добрив, склад агрегатів, технічні дані, технологічні схеми роботи і способи їх руху, вид і норми внесення добрив.

Під час підготовки полів до удобрення обліковці та трактористи під керівництвом агронома або бригадира виконують такі операції: розбивають поля на загінки, провішують лінії першого проходу, відбивають поворотні смуги, визначають місця заправки агрегатів добривами і розташування штабелів, буртів при застосуванні перевалочного способу, маркірують поля для правильного розміщення куп при використанні роторних розкидачів.

Важливим етапом підготовки полів є розбивка їх на загінки. При використанні кузовних розкидачів найкращі умови для роботи агрегату створюють тоді, коли запас його робочого ходу (довжина шляху, який проходить агрегат, розкидаючи добрива між двома черговими заправками) вдвоє перевищує довжину гонів. У зв’язку з цим довжина загінок повинна бути кратною запасу робочого ходу агрегату, ширина їх — робочій ширині розкидання, а їх розмір дорівнювати півзмінній продуктивності агрегатів.

Напрямок робочих ходів агрегатів при розкиданні добрив визначають, виходячи з рельєфу поля та напрямку вітру. Бажано, щоб вітер дув збоку, а напрямок руху агрегатів збігався з напрямком попереднього обробітку ґрунту. Іноді одночасне виконання обох умов неможливе. Тоді при слабкому вітрі і нерівній поверхні поля вибирають напрямок руху агрегатів вздовж напрямку обробітку ґрунту, а при доброму стані поверхні поля — впоперек напрямку вітру.

Коли довжина гонів приблизно дорівнює запасу робочого ходу агрегату, поле розбивають на загінки, враховуючи їх розташування відносно місця заправки і стан під'їзних шляхів. Якщо місце заправки знаходиться в напрямку робочого руху агрегатів, поле розбивають на загінки впоперек до місць заправки і послідовно вносять на них добрива. Якщо під'їзди з обох кінців поля і місце заправки розташоване у напрямку перпендикулярному робочому ходу агрегатів, поле можна на загінки не розбивати.

Поля неправильної конфігурації з великою площею розбивають на загінки прямокутної форми. [4]

Правильне провішування лінії першого проходу забезпечує належне перекриття смуг розкидання при наступних проходах агрегату. Лінію першого проходу відбивають вздовж довшої межі поля на відстані, що дорівнює половині ширини захвату агрегату. Ця лінія повинна бути прямою і відбивають її віхами, які є для тракториста орієнтиром. Першу і останню віхи встановлюють на відстані 15 м від початку і кінця поля, а проміжні - не рідше як через кожні 100 м. Якщо бокова межа поля прямолінійна, лінію першого проходу не провішують.

В середньому ширина смуги повороту для різних агрегатів становить 15…30 м. Якщо можна виїхати агрегатом за межі поля, поворотні смуги не відбивають.

При внесенні мінеральних добрив, які затарені в мішки, за перевалочною технологічною схемою до підготовки поля входить також визначення місць заправки агрегатів. Їх відмічають прапорцями або віхами, на яких позначають кількість добрив, що треба вивантажити.

Підготовляють поля для роботи агрегатів за два етапи. Спочатку по картах землекористування розмічають поле і визначають місце завантажування агрегатів з позначенням кількості добрив у штабелі, а потім установлюють віхи.

3.6.3 Вибір способу руху Вибір способу руху агрегату залежить від розмірів поля і технічних показників машин, які входять в склад агрегату. При внесенні добрив агрегати переміщуються по полю човниковим, або загінним способом. Основним способом їх руху є човниковий. Він найбільш раціональний при використанні односівалкових агрегатів та кузовних начіпних розкидачів. Перевага надається човниковому способу як найбільш простому, а іноді і єдино можливому.

Для забезпечення необхідної рівномірності розподілу добрив розкидальні агрегати працюють з перекриттям. Щоб створити належне перекриття суміжних проходів агрегати обладнують слідопоказчиками.