Главная Обратная связь

Дисциплины:






для зерноуборочных комбайнов



 

Длина гона, м Значения τ при пропускной способности комбайна, кг/с
Урожайность 1...1,5 т/га
0,446...0,482 - - - - - 0,346...0,393 0,425...0,457 0,455.-0,48 0,471...0,491 - - 0,281...0,330 0,365...0,402 0,38...0,429 0,418...0,443 0,430...0,452 0,453...0,462 - 0,318...0,357 0,355...0.387 0,375.-0,403 0,388...0,413 0,422...0,434 - - - - - - - - - - - -
Урожайность 2…3 т/га
- - - - - - 0,422...0,45 0,475...0,494 0,493...0,507 0,502.-0,514 - - 0,362…0,399 0,423...0,447 0,446...0,464 0,457...0,472 0,464...0,477 0,472...0,482 - 0,380...0,407 0,405…0,426 0,418…0,435 0,426...0,441 0,435…0,447 - - 0,371...0,392 0,384-0,403 0,393...0,409 0,403.0,416 - - - - - -
Урожайность 4...6 т/га
- - - - - - - - - - - - 0,421...0,435 0,460...0,468 0,473...0,479 0,479…0,484 0,483...0,487 0,487...0,491 0,378...0,394 0,422…0,431 0,437…0,444 0,444...0,449 0,448...0,453 0,453…0,467 - 0,388...0,398 0,404…0,412 0,412...0,418 0,417...0,422 0,422...0,427 - - - - - 0,4...0,408
               

 

На основании приведенных данных можно рассчитать производительность зерноуборочного комбайна Wm а затем их нормативное mн∑ и общее т требуемые числа.

Нормативное (в расчете на 100 га) пн∑ и общее п число транспортных средств рассчитаем из условия их взаимосвязанной поточной работы с зерноуборочными комбайнами:

(4)

При прямых перевозках зерна от комбайнов (без технологического компенсатора в виде полевого зернотока или другого накопителя зерна) коэффициенты сменности комбайнов ксмт и транспортных средств ксмп одинаковые: ксмт = ксмп. В других случаях следует использовать конкретные данные из хозяйства. Из равенства (4) видно, что при наличии технологического компенсатора перевозка зерна может продолжаться после остановки комбайнов. Тогда соответственно возрастает ксмп при меньшей потребности в транспортных средствах. Выгрузку зерна из бункера целесообразно производить при остановленном комбайне в заранее намеченных пунктах. При этом меньше уплотняется почва транспортными средствами и менее напряженной становится работа комбайнера.



При такой форме организации работы производительность транспортного агрегата

(5)

где tn — общая продолжительность цикла транспортного средства, ч; tв — продолжительность выгрузки зерна из бункера, ч; tраз — время разгрузки зерна, включая взвешивание и оформление документов, ч.

Значения Qгн и кг приведены ранее, а расстояние lг перевозки зерна от комбайна — в таблице 1. Средняя техническая скорость автомобилей vтex при перевозке зерна составляет примерно 28...32 км/ч в зависимости от типа автомобиля и дорожных условий. По нормативным и статистическим данным можно принять также tB = 0,066 ч, tраз = 0,12 ч. Таким образом, равенства (2)...(5) с учетом других приведенных данных позволяют определить нормативное и общее потребное число зерноуборочных комбайнов и транспортных средств.

Нормативное nа.н∑ общее nа∑ потребное число агрегатов для послеуборочной обработки зерна можно определить по формулам:

(6)

где Wапроизводительность агрегата, т/ч; kсм.а — коэффициент сменности агрегата; εа — коэффициент, учитывающий одновременную обработку зерна других культур: εа >1.

Значение Wа можно определить с учетом соответствующей чистой производительности Па (см. табл. 5):

т/ч (7)

где τа — коэффициент использования времени смены.

Агрегаты рассматриваемого типа работают непрерывно пять— семь дней, после чего их подвергают очистке и техническому обслуживанию. Исходя из этого в формулах (6), (7) можно приближенно принять ксм а = 3 и τа = 0,85. Можно использовать и более точные местные данные. При отсутствии местных данных можно выбрать εа = 1... 1,3.

В состав уборочно-транспортного звена включают в оптимальных пропорциях зерноуборочные комбайны, транспортные средства и агрегаты для послеуборочной обработки зерна, с учетом указанных ранее преимуществ группового использования агрегатов. Важнейшие из этих преимуществ — более эффективное использование уборочных и транспортных агрегатов, возможность уборки урожая на каждом поле почти в оптимальные сроки (за один—три дня) и освобождения его для последующих работ.

В состав уборочно-транспортных комплексов включают два-три уборочно-транспортных звена и звенья для уборки незерновой части урожая, послеуборочной обработки почвы, технического и других видов обслуживания техники и механизаторов. В данном задании рассматриваются задачи оптимизации состава только уборочно-транспортного звена и обеспечения его эффективной работы. Число т комбайнов в звене следует определять на основании формул

где Fn — средняя площадь одного поля, га; Дп — продолжительность уборки одного поля, дни; Wm — производительность соответствующего агрегата, га/ч.

 

при Дп = 1...3, Тсм = 7ч, ксмт= 1,5 и ранее полученных значений производительности Wm и площади поля (см. табл. 1). Сначала следует принять Дп = 1 и, если т ≤ 5, то оставить этот срок уборки одного поля. Если условие не соблюдается, т. е. т >5, то следует принять Дп = 2 и т. д. Если при Дп- 3 получено т > 5, то следует составить два и более уборочно-транспортных звеньев с соблюдением условия и одно из них рассматривать в последующих расчетах.

Число транспортных средств в звене (при упрощенном варианте расчета)

(8)

При отсутствии технологического компенсатора следует принять ксмт = ксмn.

Основным недостатком упрощенного расчета по формуле (8) является пренебрежение потерями времени и средств, связанными с взаимным ожиданием комбайнов и транспортных средств. В связи с этим с позиций ресурсосбережения целесообразно определить оптимальное число транспортных средств порЬ обеспечивающее минимум потерь от взаимного ожидания Стптiп

Соответствующий критерий оптимальности в общем случае имеет вид

(9)

где m0, n0 — среднее число простаивающих во взаимном ожидании соответственно комбайнов и транспортных средств; Сm, Сnстоимость 1 ч простоя соответственно комбайна и транспортного средства, р/ч.

Чтобы исключить влияние изменчивости Ст и Сп врыночных условиях, целесообразно перейти к относительным безразмерным затратам:

(10)

Поскольку значения Ст и Сп изменяются примерно пропорционально, то отношение будет оставаться стабильным. Кроме того, Ст и Сn зависят от оптовых цен комбайна Цт и транспортного средства Цn поэтому вместо выражения (10) на практике удобнее расчеты проводить по эквивалентному критерию оптимальности:

(11)

При этом значения Цт и Цп можно взять за любой один год. При отсутствии более точных данных применительно к местным условиям можно использовать среднее значение отношения Цт/ Цп = 2,53.

Взаимосвязанную работу зерноуборочных комбайнов и транспортных средств в составе уборочно-транспортного звена можно считать типичной системой массового обслуживания с ожиданием. Поэтому значения т0 и nQ можно определить методами теории массового обслуживания.

Далее изложен упрощенный вариант решения рассматриваемой задачи. При этом сначала определяем оптимальное число транспортных средств для перевозки зерна от одного комбайна, а затем, вводя поправочные коэффициенты, получаем результаты оптимизации для звена в целом.

Критерий оптимальности (11) при т = 1 имеет вид

(12)

где Рто — вероятность простоя комбайна из-за отсутствия транспортного средства в момент заполнения бункера зерном.

Методами теории массового обслуживания получим

=0,057 (13)

(14)

где п — текущее число транспортных средств; α=λ/µ=1,67/0,69 = 2,42; λ— плотность, или интенсивность, прибытия каждого транспортного средства за зерном к комбайну, 1/ч; µ — интенсивность обслуживания транспортных средств комбайном, 1/ч.

Величины λ и µ можно рассчитать по формулам

(15)

где tnвсредняя продолжительность рейса транспортного средства, ч; tmсредняя продолжительность обслуживания комбайном одного транспортного средства, ч.

Средняя продолжительность рейса

(16)

При установившемся процессе уборки

(17)

где nб — число бункеров зерна, выгружаемых в кузов транспортного средства; tб — время заполнения бункера зерном, ч; tB — время выгрузки зерна из бункера, ч;

lв— длина пути, проходимого комбайном за время заполнения бункера, м; v — рабочая скорость комбайна, м/с; nп — число поворотов комбайна за время заполнения бункера; tnпродолжительность одного поворота комбайна, ч.

Значения lб, v и пп можно определить из равенств:

м (18)

= (8*0,8)/(0,1*6*0,96*3,2*(1+1,5)) = 1,39 м/с (19)

 

 

(20)

Значения вместимости бункера комбайна Ωб, плотности зерна ρ, ширины захвата жатки Вк, пропускной способности комбайна Пн, урожайности и и длины гона L приведены в таблицах2, 3. Кроме того, можно принять следующие средние справочные данные: коэффициент заполнения бункера комбайна γб = 0,98; коэффициент использования конструктивной ширины захвата жатки β = 0,96; отношение массы незерновой части урожая к массе зерна δС= 1,5; коэффициент использования пропускной способности комбайна εп = 0,8; продолжительность выгрузки зерна из бункера tв = 0,066 ч; продолжительность одного поворота комбайна tn = 0,0147 ч при Вк6 м и tn = 0,0197 ч при Вк > 6 м. Желательно также, чтобы вместимости бункера и кузова транспортного средства были примерно одинаковыми при nб= 1.

На основании формул (15)...(20) и с учетом перечисленных значений величин можно определить lnв, tm и α = λ/µ после чего на основании выражений (12)...(14) рассчитать оптимальное число транспортных средств nopt1 для обслуживания одного зерноуборочного комбайна. Оптимальное число транспортных средств для всего уборочно-транспортного звена получим, вводя поправочный коэффициент:

(21)

В зависимости от числа т комбайнов в звене можно принять следующие средние значения поправочного коэффициента φк: при т=1...2 - φк=1; т=3 — φк=0,83; m=4 - φк=0,75; т=5 - φк=0,7. Подставив соответствующее значение φк в формулу (21), получим оптимальное число транспортных средств nopt для всего звена.

Дальнейшее решение на основании формул (12)...(14) при Цтп = 2,53 выполним в такой последовательности. Примем п1=1. Тогда Рто1 = 0,292, nо1 = 0,999, Сmn1=1,738. Затем примем п2 = 2 иполучим соответственно Рmo2= 0,057, nО2 = 0,667, Стп2 = 0,811. Из полученных результатов следует, что минимум затрат Cmnmin = Стп2= 0,811 имеет место при nopt1=n2=2, т. е. при двух автомобилях. Умножив это число на ти соответствующий поправочный коэффициент φк, вычислим по формуле (21) оптимальное число транспортных средств для звена.

Для сравнения требуемое число транспортных средств для одного комбайна найдем упрощенным методом из условия их поточной работы:


Такое существенное расхождение результатов объясняется пренебрежением в упрощенном варианте расчета неизбежными простоями во взаимном ожидании комбайнов и транспортных средств из-за случайного характера изменения действующих факторов, включая урожайность, дорожные условия, состояние хлебной массы и др.

При оперативных расчетах в качестве упрощенных показателей работы системы массового обслуживания используют также коэффициенты простоя комбайнов кт и транспортных средств кю вычисляемые по формулам

(22)

При использовании в звене одного комбайна = 1) кт = т0 и mоno.

По физическому смыслу кт и кп соответствуют долям простаивающих комбайнов и транспортных средств или долям времени их простоя. В сложных погодных условиях при ограниченных сроках уборки число транспортных средств следует подбирать таким образом, чтобы значение kт было как можно меньше при контролируемом kп. Для удобства выбора эффективного соотношения между kт и kп с учетом местных условий можно построить графики зависимостей (22) от числа транспортных средств п. Можно проанализировать также влияние на kт и kп вместимости бункера Ωδ.

Дальнейшее повышение эффективности работы уборочно-транспортного звена достигается за счет соответствующей подготовки полей и правильной организации движения агрегатов по загону. Подготовка полей предусматривает их обкашивание по краям, разбивку на загоны с учетом выбранного способа движения и прокладку разгрузочных магистралей применительно к прямому комбайнированию. На полях длиной гона до 500 м рекомендуют круговой способ движения комбайнов от периферии к центру по направлению хода часовой стрелки с учетом выгрузки зерна из бункера в левую сторону. При длинах гона более 500 м применяют способ движения вразвал (загонный) по направлению хода часовой стрелки. Выбираем последний способ движения.

При этом каждый комбайн должен работать на отдельном загоне. Места выгрузки зерна из бункера комбайна следует определить в зависимости от соотношения между длиной гона L и длиной пути lб, рассчитанной по формуле (18). Если lбL, то зерно выгружают на концах загона. При больших длинах гона прокладывают разгрузочные магистрали в виде прокосов шириной 6...8 м поперек длины гона таким образом, чтобы зерно выгружать на этих прокосах. Благодаря этому уменьшается холостой пробег транспортных средств по полю при меньшем уплотнении почвы. При L = 1,5 lб и L = 2 lб требуется один прокос соответственно на расстоянии 0,5 lб от одного края загона и по середине загона. При L = 3 lб требуются два прокоса и т.д.





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...