Eksploatacja Maszyn (ćwiczenia)

Wiadomości podstawowe.

Eksploatacja maszyn-zbiór wszystkich prac związanych z użytkowaniem maszyny, utrzymaniem i odnawianiem jej należytego stanu technicznego.

Proces produkcji-stanowi całokształt fizycznych i biologicznych procesów przebiegających w określonej kolejności, niezbędnych do wytworzenia określonego produktu np. proces produkcji zboża. W realizacji procesu produkcyjnego trzeba przeprowadzić określone procesy technologiczne.

Proces technologiczny-stanowi część prac (zabiegów, czynności) zmierzających do uzyskania żądanego efektu w danym procesie produkcyjnym (np. nawożenie mineralne).

Proces technologiczny dzieli się na zabiegi i czynności:

• Zabieg produkcyjny-stanowi część procesu technologicznego uwzględniającą całokształt związanych ze sobą czynności, w wyniku których przedmiot wyjściowy przekształca się w przedmiot końcowy.

• Czynność produkcyjna-jest częścią zabiegu wywołującą zmianę stanu, własności lub miejsca położenia przedmiotu pracy, np. dojazd z pola.

Agregat maszynowy-zespół, który jest złożony z energetycznego źródła napędowego i narzędzia lub maszyny roboczej (źródłem może być ciągnik, silnik). W odniesieniu do prac w pełni zmechanizowanych wprowadza się pojęcie agregatu ciągnikowego, będącego zestawem złożonym z ciągnika i narzędzia lub maszyny.

Narzędzie-urządzenie przeciągane np. za ciągnikiem, działające biernie, bez ruchomych zespołów roboczych.

Maszyna-urządzenie działające czynnie, które ma napędzane ruchome w czasie pracy zespoły robocze.

Do agregatów ciągnikowych zaliczamy również samobieżne maszyny rolnicze.

Podział agregatów:

• Prosty (jednoczynnościowy)-ciągnik pracujący z jednym narzędziem lub maszyną i wykonujący jeden zabieg np. ciągnik i pług.

• Złożony:

• Jednoczynnościowy-połączenie ciągnika z kilkoma maszynami lub narzędziami, ale wykonującymi jeden zabieg np. sprzęgnięte 2 siewniki lub kultywatory.

• Wieloczynnościowy-ciągnik z kilkoma narzędziami lub maszynami wykonującymi różne zabiegi (czynności agrotechniczne np. ciągnik z kultywatorem rotacyjnym i siewnikiem zbożowym)

Podział maszyn i narzędzi wchodzących w skład agregatów ze względu na połączenie z ciągnikiem:

• Doczepiane (przyczepiane)-łączone z ciągnikiem za pomocą stałego zestawy zaczepu umieszczonego na stałej wysokości i opierające się na własnym układzie jezdnym podczas transportu i pracy. Między ciągnikiem a maszyną jest jedynie siła uciągu np. rozrzutnik obornika.

• Zawieszane-łączone z ciągnikiem za pomocą 3-punktowego układu zawieszenia. Ich położenie zmienia się za pomocą hydraulicznych układów sterowniczych np. pługi obracane

• Półzawieszane-mają zarówno własny układ jezdny jak i są połączone z ciągnikiem za pomocą układu zawieszenia. Do zmiany położenia z roboczego na transportowe wykorzystywany jest podnośnik hydrauliczny ciągnika. Część ciężaru maszyny obciąża ciągnik (pług półzawieszany, sadzarka do ziemniaków)

• Nabudowane-mają zespoły nośne sztywno związane z ciągnikiem. Do przestawiania ich zespołów roboczych służą siłowniki hydrauliczne (np. ładowacze czołowe z ciągnikiem).

Zasady zestawiania agregatów ciągnikowych.

Podstawowym warunkiem prawidłowej pracy agregatu ciągnikowego jest dobranie odpowiedniego narzędzia lub maszyny oraz zastosowanie właściwych parametrów roboczych. Należy kierować się zasadami:

• Zachowanie warunków stateczności i sterowności agregatu

• Poślizg mechanizmów jezdnych ciągnika może być nadmierny

• Obciążenie silnika powinno być jak największe z zachowaniem rezerwy mocy nominalnej.

Oceny zestawu dokonujemy przez wyznaczenie współczynnika wykorzystania siły uciągu.

Wyznaczenie współczynnika wykorzystania siły uciągu.

Siła oporu pługa:

F_P=k a b

F_P- siła oporu pługa [kN]

k-jednostkowy opór orki [kN/m²]

a-głębokość pracy pługa [m]

b-szerokość robocza [m]

Siła oporu przetaczania ciągnika, przyczep, maszyn zaczepionych:

F_f=f G_f

F_f-siła oporu przetaczania [kN]

f-współczynnik oporu przetaczania

G_f-ciężar całkowity przyczepy lub maszyny [kN]

Siła oporu narzędzi i maszyn:

F_nm=k_j b

F_nm-siła oporu narzędzia lub maszyny [kN]

k_j-opór jednostkowy narzędzia lub maszyny [kN/m]

b-szerokość robocza [m]

Siła oporu zestawu to suma wszystkich oporów.

Wyznaczenie prędkości roboczej agregatu.

Prędkość rzeczywista ruchu agregatu musi być zawarta w przedziale prędkości wynikających z wymagań agrotechnicznych dla danego zabiegu produkcyjnego

p_S- moc silnika dobranego

_S-stopień obciążenia silnika 0,85 dla prac podstawowych i 0,9-0,95 dla pozostałych

M_P-moment na wale odbioru mocy [kNm]

_P-prędkość obrotowa wału odbioru mocy [obr/min]

₀-sprawność ogólna na ściernisku i przy dużym poborze mocy. Dla ciągników z napędem na tylną oś wynosi 0,6, a z napędem na 2 osie 0,8. Na podłożach o niższym stopniu przyczepności waha się o 0,1-0,2

_MP-sprawność mechaniczna WOM - 0,9

F_UP-siła uciągu silnika [kN] (we wzorze na następnej stronie)

Maksymalną wartość prędkości ograniczoną przepustowością zespołów roboczych można wyznaczyć z zależności:

q_m-przepustowość zespołów roboczych [kg/s]

b-szerokość robocza [m]

Q_{o (p)}-dawka środka produkcji lub plon zbieranej rośliny [kg/mm²]

Prędkość rzeczywista agregatu nie powinna być większa od prędkości ograniczonej:

V_r-prędkość robocza[m/s]

δ-poślizg kół napędowych

V_tp-teoretyczna prędkość jazdy ciągnika na danym biegu [m/s]

Wyznaczanie poślizgu

-współczynnik wykorzystania przyczepności

F_k-siła obwodowa na kołach [kN]

Y_k-siła obciążająca koła napędowe [kN]

Wartość siły obwodowej.

F_k=F_op+F_f

F_op-siłą oporu na zaczepie ciągnika

F_f-siła oporu przetaczania ciągnika

Obciążenie kół napędowych:

• Dla ciągnika z napędem na jedną oś wynosi 0,8 (Y_k=0,8 G_c). G_c-ciężar ciągnika

• Dla ciągnika z napędem na 2 osie Y_k=G_c

Zależność poślizgu kół napędowych od współczynnika wykorzystania przyczepności dla różnych podłoży przedstawia wykres.

Wyznaczenie siły uciągu.

Podczas pracy ciągnika z większymi prędkościami siłą uciągu ciągnika może być ograniczona mocą silnika. Siłę w tym przypadku wyznaczamy z zależności:

Podczas pracy z niskimi prędkościami siła uciągu może być ograniczona przyczepnością kół napędowych. Siłę w tym przypadku wyznaczamy z zależności.

F_umax=F_ - F_f

Dla kół napędzanych siłą przyczepności wyznaczamy

F_= G_fkn

F_siła przyczepności [kN]

-współczynnik przyczepności 0,6 - 0,9

G_fkn-ciężar ciągnika przypadający na koła napędzane [kN] jak dla mnie to samo, co Y_K

Aby agregat mógł wykonywać pracę siła oporu stawiana przez maszynę musi być, co najmniej równa sile uciągu silnika. Za siłę uciągu przyjmujemy zawsze niższą wartość zależności.

Wyznaczenie współczynnika wykorzystania siły uciągu.

Współczynnik wykorzystania siły uciągu określa się na podstawie siły oporu narzędzia lub maszyny F_op i maksymalnej siły uciągu

Przy prawidłowym ustawieniu współczynnik wykorzystania siły uciągu powinien wynosić od 0,85 do 1 (0,7 jest jeszcze ok.), wtedy zużycie paliwa jest najniższe.

Jeżeli wartość współczynnika nie mieści się w tych granicach dokonujemy korekty poprzez:

• Zmianę szerokości roboczej (zmiana oporu roboczego)

• Zmianę typu ciągnika (zmiana mocy nominalnej silnika i zmiana siły uciągu)

• Zmianę prędkości roboczej w zakresie prędkości agrotechnicznych powodującą zmianę siły uciągu ciągnika

• Zmianę ciężaru ciągnika w zakresie przewidzianym przez producenta (balast), co też spowoduje zmianę siły uciągu ciągnika.

Dobór pługa - kolejność postępowania.

1. Obliczamy siłę oporu pługa.

2. Obliczamy poślizg.

3. Obliczamy prędkość roboczą.

4. Obliczamy siłę uciągu.

5. Wyznaczamy współczynnik wykorzystania siły uciągu (przyjmując niższą wartość z 2 zależności.

Korekty współczynnika dokonujemy zazwyczaj zmieniając prędkość roboczą.

Dobór agregatu - kolejność postępowania.

1. Wyznaczamy siłę oporu narzędzia lub maszyny (wzór inny niż w pługu)

2. Obliczamy poślizg.

3. Obliczamy prędkość roboczą.

4. Obliczamy maksymalną siłę uciągu.

5. Wyznaczamy współczynnik wykorzystania siły uciągu tak jak w pługu.

Jak widać postępowanie analogiczne jak dla pługa, tylko inny jeden wzór. Gdy maszyna pobiera moc z WOM należy uwzględnić to przy obliczaniu F_upmax.

Wyznaczanie wydajności i dobór zestawów do prac uprawowych i pielęgnacyjnych.

Oznaczenia i symbole:

• Wydajność teoretyczna (efektywna) - W₁ [ha/h]

• Wydajność praktyczna (eksploatacyjna) - W₀₈ [ha/h]

• Wydajność dzienna - W_dz [ha/dzień]

Dla agregatów do uprawy roli i uprawy pielęgnacyjnej wyznacza się wydajność teoretyczną, praktyczną i dzienną.

Wydajność efektywna.

W₁=x b V_r

W₁-wydajność efektywna [ha/h]

b-szerokość robocza

V_r-prędkość [m/s] lub [km/h]

x-współczynnik 0,36 dla prędkości podanej w m/s i 0,1 w km/h

Wydajność eksploatacyjna.

W₀₈=W₁ K₀₈

W₀₈-wydajność eksploatacyjna [ha/h]

K₀₈-współczynnik wykorzystania czasu zmiany

W₁-wydajność efektywna

Wydajność dzienna.

W_dz=W₀₈ T₀₈

T₀₈-czas ogólny zmiany

Dla prac pielęgnacyjnych (pielników, obsypników) szerokość roboczą wyznaczamy ze wzoru.

b=i_m m

b-szerokość robocza

i_m-liczba jednocześnie obrabianych rzędów

m-szerokość międzyrzędzia

Obliczanie potrzebnej liczby agregatów.

i-liczba potrzebnych agregatów

s-powierzchnia uprawowa

t_a-liczba dni okresu agrotechnicznego

Obliczanie liczby „agregato-dni”. Liczba dni pracy dla jednego agregatu na danej powierzchni.

Zasady doboru zestawów transportowych.

Transport rolniczy - zespół czynności służący celowej zmianie miejsca materiałów, środków technicznych, zwierząt i ludzi.

Pod względem organizacyjnym transport rolniczy dzielimy na:

• Zewnętrzny (drogowy) - między gospodarstwem, a zewnętrznymi punktami odbioru lub zaopatrzenia, a także między zewnętrznymi obiektami produkcyjnymi gospodarstwa.

• Wewnętrzny (technologiczny) - między polami, a gospodarstwem.

• Podwórzowy (wewnątrzzakładowy) - w obrębie gospodarstwa, między obiektami inwentarskimi itp.

Materiały stosowane w rolnictwie są różne (płynne, półpłynne, stałe), do których muszą być dostosowane odpowiednie technicznie środki transportowe. Na przemieszczenie plonów oraz materiałów do produkcji rolniczej zużywa się ok. 40%-60% nakładów mobilnych źródeł energii i 20% nakładów pracy ludzkiej. Właściwy dobór pozwoli zoptymalizować i w pełni wykorzystać wydajność maszyn i obniżyć koszty.

Dobór liczby zestawów transportowych.

i_z-- liczba potrzebnych zestawów transportowych

G- masa ładunków do przewiezienia [t]

W₀₂- wydajność operacyjna zestawy transportowego [t/h]

T₀₈- liczba godzin pracy na zmianę

t_a-liczba dni okresu agrotechnicznego

Wydajność zestawu transportowego.

G₀—rzeczywista ładowność zestawu transportowego [t]

t₀- czas cyklu obiegu zestawu transportowego

Rzeczywista ładowność zestawu transportowego.

G₀—rzeczywista ładowność zestawu transportowego [t]

V- pojemność skrzyni [m³]

 -współczynnik wykorzystania pojemności skrzyni ładunkowej. Dla sypkich mniejszy od 1, dla np. buraków 1,1-1,2, dla słomy w kostkach 1,5-2

γ masa obj. Przewożonego materiału [kg/m³]

Czas cyklu obiegu środka transportu

t₀ - czas cyklu obiegu zestawu transportowego[h]

t_z - czas załadunku [h]

t_t -czas jazdy z ładunkiem [h]

t_w - czas wyładunku [h]

t_j - czas jazdy bez ładunku [h]

t_pom. - czas pomocniczy (dostosowanie do sprzedaży lub przewożenie do magazynu)

W_zał - wydajność załadunku [t/h]

W_rozł -wydajność rozładunku [t/h]

v_t - prędkość jazdy z ładunkiem [km/h]

v_j - prędkość jazdy bez ładunku [km/h]

l - odległość

Wydajność załadunku (rozładunku) zależy od maszyn, materiału, a przy ręcznym od liczby ludzi.

W_1l - wydajność załadunku [t/h]

K_08l -wydajność rozładunku [h]

Dla załadunku ręcznego

R- liczba robotników

W_R-wydajność jednego robotnika [t/h]

Dla maszyn np. do nawożenia, opryskiwania czas wyładunku jest równy czasowi czynności agrotechnicznej.

Q_d- dawka nawozu lub obornika [kg/ha]

W_R-wydajność efektywna maszyny [ha/h]

Dla maszyn, które same się rozładowują (maszyny zbierające).

Q_p- plan jednostkowy [t/ha]

Liczba potrzebnych maszyn lub urządzeń do załadunku (rozładunku).

Transport technologiczny.

Transport polowy - jest najczęściej zabiegiem pomocniczym wchodzącym w skład innych procesów technologicznych. Zadaniem jego jest dostarczenie na pole materiałów potrzebnych w procesie technologicznym oraz odwiezienie plonów. Ma on zapewnić ciągłość procesu technologicznego wynikającego z pracy maszyny głównej.

Jeżeli zadaniem transportu jest dostarczenie materiału dla zapewnienia ciągłości pracy zestawów to liczbę zestawów oblicza się.

Jeżeli zadaniem jest odbiór materiału to.

Liczba zestawów transportowych, która ma zapewnić ciągłość jest zależna od ich wydajności W₀₂. Czas obiegu zestawu transportowego może zawierać także inne składniki czasów związane np. z wymianą przyczep czy ważeniem transportu.

Ze względu na konstrukcję maszyn i technologię pracy można wyróżnić trzy warianty współpracy zestawu transportowego z maszyną główną.

• Zestaw transportowy porusza się obok maszyny głównej i materiał jest podawany w sposób ciągły

• Materiał podawany na zestaw zaczepiony za maszyną (liczba ciągników będzie o 1 mniejsza od liczby przyczep)

• Maszyna jest wyposażona w zbiornik, w którym gromadzi materiał. Przeładunek odbywa się cyklicznie.

k - liczba ładunków zbiornika maszyny, która wypełni zestaw transportowy (zaokrąglamy w dół)

t_n - czas napełnienia maszyny głównej zbieranym plonem [h]

t_q -czas przeładunku zebranego plonu ze zbiornika na zestaw [h]

Liczba zestawów transportowych.

Siew.

Podstawowym warunkiem prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin jest prawidłowe wykonanie siewu i polega ono na:

• Sianie na jednakowej głębokości

• Siew w jednakowej odległości między roślinami

• Zachowanie jednakowej szerokości międzyrzędzia

Typy siewu:

• Siew rzędowy - wszystkie międzyrzędzia na pasie siewnym i na plantacji mają tą samą szerokość.

• Siew pasowy - siwe, przy którym na plantacji znajdują się międzyrzędzia o podwójnej szerokości. Na każdym pasie siewnym występują szerokie międzyrzędzia, którymi porusza się pojazd i pozostałe są węższe.

• Siew rozproszony - nasiona są równomiernie rozsiane na całej powierzchni plantacji.

Szerokość międzyrzędzia przy siewie poszczególnych roślin wynika z zaleceń agrotechnicznych i jest związana z wymaganą liczbą roślin na jednostce powierzchni, oraz dopuszczalnym zagęszczeniem roślin w rzędzie ze względu na poziom i jakość przyszłego plonu.

Szerokości międzyrzędzi (cm):

• Pszenica ozima 7,5; 10; 12,5; 15

• Pszenica jara jw.

• Żyto 10; 12,5; 15

• Jęczmień ozimy jw.

• Jęczmień jary jw.

• Owies jw.

Normy wysiewu zbóż (kg/ha):

• Pszenica ozima 120-250

• Pszenica jara 160-200

• Żyto 100-180

• Jęczmień ozimy 100-160

• Jęczmień jary 120-160

• Owies 120-180

Przygotowanie siewnika do pracy:

• Sprawdzenie stanu technicznego

• Rozstawienie redlic w zadanym układzie. Przy siewie normalnorzędowym ważnym jest ustalenie prawidłowego rozstawu redlic oraz określenie szerokości roboczej siewnika. Szerokość robocza siewnika b określona jest jako iloczyn szerokości międzyrzędzi m i ilości redlic.

Odległość między skrajnymi redlicami nazywa się szerokością pasa siewnego b₁, która jest mniejsza od szerokości roboczej o szerokość jednego międzyrzędzia.

Przy siewie normalnorzędowym stosuje się zwykle pełny układ redlic odpowiadający normalnej szerokości roboczej siewnika.

• Nastawienie siewnika na żądaną ilość wysiewy (próba kręcona). Wykonuje się nie mniej niż 30 obrotów kołem siewnika lub korbą, po czym waży się ilość wysianych nasion. Normę wysiewu Q_d określa:

Q_d - nastawiana ilość wysiewy [kg/ha]

q - ilość nasion wysiana w próbie [kg]

b -szerokość robocza siewnika [m]

D- średnica koła siewnika [m]

• Nastawienie długości znaczników x_l i x_p. Są mierzone od skrajnej redlicy do śladu znacznika na powierzchni pola. Jeżeli:

• Zawsze prawe koło toczy się po śladzie pozostawionym przez znacznik w poprzednim przejeździe, wówczas długości znaczników są różne

x_p - długość prawego znacznika

x_l - długość lewego znacznika

b₁ -szerokość pasa siewnego

Z_k- rozstaw kół ciągnika

• Na przemian raz lewe raz prawe koło ciągnika jedzie po śladzie pozostawionym przez znacznik, wówczas x_p=x_l

• Regulacja głębokości siewu:

• Obciążnikami

• Sprężyną centralną

Organizacja pracy siewu.

Długość drogi przebytej podczas siewu.

L_max- długość drogi siewnika do czasu opróżnienia skrzyni [m]

G_z- masa nasion w skrzyni siewnika [kg]

v- współczynnik opróżnienia skrzyni siewnika (0,85-0,95)

Q_d- norma wysiewu [kg/ha]

b -szerokość robocza siewnika [m]

Liczba przejść agregatu między napełnieniami

Obliczanie liczby środków transportu dla zapewnienia ciągłości pracy podczas siewu.

i_z- liczba potrzebnych środków transportu

t₀- czas obiegu środka transportu [h]

t_w- czas wyładunku środków transportu

Czas wyładunku nasion ze środka transportowego.

i- liczba siewników

t₀'- czas obiegu środka siewnika [h]

G₀- ładowność zestawu transportowego [t]

G_z- ładowność skrzyni nasiennej [t]

Czas obiegu siewnika

t_n- czas napełniania skrzyni nasiennej [h]

t₀'- czas siewu [h]

t_d- czas dojazdu siewnika do zestawu transportowego i powrotu do miejsca zakończenia pracy [h]

Czas siewu

Zasady eksploatacji sadzarek do ziemniaków.

Sadzenie ziemniaków przeprowadza się:

• Sadzarkami półautomatycznymi - sadzi się ziemniaki podkiełkowane odmian wczesnych przeznaczonych na konsumpcję, oraz nasienne uprawiane na sadzeniaki.

• Sadzarkami automatycznymi - sadzi się ziemniaki produkcyjne.

Wymagania dotyczące sadzeniaków:

• Sadzeniaki przed sadzeniem powinny być posortowane na frakcje wg wielkości.

• Przy sortowaniu na 3 frakcje:

• Klasa 1 30-40mm (30-40g)

• Klasa 2 40-50mm (50-60g)

• Klasa 3 50-55mm (90-100g)

• Przy sortowaniu na 2 frakcje:

• Klasa 1 30-45mm (30-60g)

• Klasa 2 45-55mm (60-100g)

Podział sadzarek ze względu na budowę zespołu wysadzającego:

• Tarczowo-chwytakowe

• Łańcuchowo-czerpakowe

• Taśmowo-czerpakowe - wyposażone są w podwójne szeregi czerpaków, istnieje możliwość stosowania wkładek do wysadzania sadzeniaków różnej wielkości

Podstawowe wymagania przy sadzeniu ziemniaków:

• Prędkość robocza:

• Sadzarkami półautomatycznymi 1-2 km/h

• Sadzarkami automatycznymi 3-6km/h (6-8km/h taśmowo-czerpakowe)

• Głębokość robocza - powinna być dostosowana do kierunku użytkowania, jakości i zasobności gleby oraz wielkości sadzeniaków (8-15cm)

• Odległość między sadzeniakami w rzędzie:

• W starszych typach sadzarek 21,5 - 40

• W nowszych 15 - 50

• Szerokość międzyrzędzi (62,5; 67,5; 75; 90)

Organizacja pracy sadzarki.

Obliczanie masy sadzeniaków na 1ha

Q_d - norma sadzenia [kg/ha]

g_s - przeciętna masa jednego sadzeniaka [kg]

l_s -odległość między sadzeniakami w rzędzie [m]

m- szerokość międzyrzędzi [m]

Obliczanie masy sadzeniaków na powierzchni

s - powierzchnia do obsadzenia [ha]

Obliczanie długości drogi przejazdu sadzarki

L_max - długość drogi przejazdu sadzarki [m]

G_s - masa sadzeniaków w zbiorniku [kg]

n- liczba rzędów sadzarki

Środki transportowe z sadzeniakami muszą być dostarczane na pole systematycznie wciągu dnia, w celu zapewnienia ciągłości pracy. Transport jest zabiegiem pomocniczym.

12

WWW.TRIL.HK.PL

---