Системы машин и оборудования в АПК

 

     Картофелеуборочные  комбайны осуществляют подкапывание грядок, отделения клубней от почвы, ботвы  и других примесей и сбор клубней  в тару. Комбайны являются наиболее эффективными машинами для уборки картофеля. Комбайны по типу рабочих органов, в  свою очередь, бывают:

• элеваторные;
• элеваторно-грохотные;
• элеваторно-барабанные;
• барабанные.

     По  типу рабочих органов для отделения  ботвы бывают

• грохотные с валиками;
• элеваторные со скребками;
• элеваторные с начиненным прорезиненным полотном и очесывающим прутком;
• с ботвоотводящим устройством, состоящим из горки с вентилятором.

     Приведем, для сравнения, технические данные российских и зарубежных картофелеуборочных комбайнов (таблица 5.2). 

 

     

     Таблица 5.2 - Техническая характеристика картофелеуборочных комбайнов.

 

 

     

     Рациональность  конструкции картофелеуборочного  комбайна, как и других сельскохозяйственных машин, может, оценена по трем группам  показателей:

• агротехническим, характеризующим качество выполнения заданных процессов;
• технико-экономическим, показывающим реальную пользу от применения его в хозяйстве;
• конструктивным, отображающим степень совершенства конструкции (размеры, масса, удельная металлоемкость и т.п.).

     Анализ  конструкций комбайнов показывает, что наиболее производительными  являются четырехрядные самоходные комбайны КСК-4-1 и "Гигант" производства Голландии.

     Наиболее  сложной и металлоемкой конструкций, вобравшей все лучшие элементы и  способной работать в особо тяжелых  условиях при повышенной влажности, является самоходный комбайн ДСН-100 производства Германия.

     Отличительной особенностью современных картофелеуборочных комбайнов является широкое применение современных радиотехнических изделий, эффективности сепарации и снижению повреждений при комбайновой  уборке. Например, все прутковые  элеваторы европейских комбайнов  на прорезиненных ремнях.

     По  количеству убираемых рядов разделяют  на:

• однорядные (КТН-1А; "Хассия"; Е-665; Е686);
• двухрядные (КСТ-1,4; УКВ-2; КТН-2В);
• трехрядные (Е-684);
• четырехрядные (КСК-4; "Гигант"; "АВР-Маро"; ККМ-4).

     По  методу агрегатирования разделяются  на:

• прицепные (ТЭК-2; ККР-2, К-3; Е-684; "Томас-650");
• навесные (КТН-2В; КВН-2М; КТН-1А);
• навесные на самоходной шасси (ККШ-1) и самоходные (КСК-4; ДСН-100; "Локвуд").

     По  типу основного сепарирующего органа разделяются на:

• элеваторные (КСТ-1,4; КТН-2В; ДСН-100; Е-686; Е-665);
• грохотные (Е-372; КГП-2);
• барабанные (комбайн "Амазоне", "Экенгорд");
• с ротационным сепаратором (комбайн "Пакман").

     

     Рис.5.2. Технологическая схема картофелекопателя КСК-4-1

 

     

     Рис. 5.3. Технологическая схема картофелеуборочного комбайна ДСН-100

     Для сравнения с изготовленной ботвоудаляющей машиной выбираем выпускаемую промышленностью  ботвоуборочную машину КИР-1,5 Б. Оба сравниваемые варианты (базовый и проектируемый) ботвоудалителей агрегатируются трактором МТЗ-80/82.

     Определим часовую производительность ботвоуборочных машин. КИР-1,5Б имеет производительность – 0,7 га/ч.

     Часовую производительность проектируемой  машины найдем по формуле:

     Wч=0,1*Вр*Vр*k, (5.1)

     где Вр – рабочая ширина захвата, м;

     Vр – рабочая скорость движения машины, км/ч;

     k – коэффициент использования рабочей смены (k=0,6…0,95).

     Принимаем k=0,95. Рабочая скорость машины 12 км/ч.

     Wч=0,1*1,4*12*0,95=1,6 га/ч

     Фондоемкость  процесса вычислим по формуле:

     Fе=Бс/Wч*Тгод,  (5.2)

     где Бс – балансовая стоимость машины, руб.;

     Тгод  – годовая загрузка машины, ч;

     Wч – часовая производительность, га/ч.

     Fе ₀ =45000/0,7*100=642,86 руб./га.

     Fе ₁=8000/1,6*44=113,64 руб./га.

     Энергоемкость процесса определим из выражения:

     Эе=Nе/Wч,  (5.3)

     где Nе – мощность машины, кВт;

     Wч – часовая производительность, га/ч.

     Эе  ₀=10/0,7=14,3 кВт*ч/га.

     Эе  ₁=3/1,6=1,87 кВт*ч/га.

     Металлоемкость:

     Ме=М/(Wч*Тгод*Тсл), (5.4)

     где М – масса машины, кг;

     Тгод  – годовая загрузка, ч;

     Тсл – срок службы, лет.

     Ме₀=1800/(0,7*100*2)=12,86 кг/га*лет

     Ме₁=250/(1,6*44*7)=0,51 кг/га*лет.

     Трудоемкость  определим по формуле:

     Те=nобсл/Wч,  (5.5)

     где nобсл – количество обслуживающего персонала, чел..

     Те₀=1/0,7=1,43 чел*ч/га

     Те₁=1/1,6=0,63 чел*ч/га.

     Эксплуатационные  затраты вычислим по формуле:

     U=ЗП+А+ТР+ТСМ+Пр, (5.6)

     где ЗП – заработная плата с начислениями на социальные нужды, руб;

     А – амортизационные отчисления, руб;

     ТР  – отчисления на текущий ремонт, руб;

     ТСМ – затраты на топливо-смазочные  материалы, руб;

     Пр  – прочие затраты, руб.

     ЗП₀=70/0,7*13,3*1,261=1677,13 руб.

     ЗП₁=70/1,6*13,3*1,261=733,74 руб.

     Амортизационные отчисления:

     А=Бс*а/100,  (5.7)

     где а – норма амортизационных  отчислений (а=14,2%)

     А₀=45000*14,2/100=6390 руб.

     А₁=8000*14,2/100=1136 руб.

     Текущий ремонт:

     ТР=Бс*b/100,  (5.8)

     где b – норма отчислений на текущий ремонт (b=7.1%)

     ТР₀=45000*7,1/100=3195 руб.

     ТР₁=8000*7,1/100=568 руб.

     Топливо смазочные материалы:

     ТСМ=(Кдт*Цдт)+(Кдм*Цдм), (5.9)

     где Кдт – количество дизельного топлива, л;

     Цдт – цена одного литра дизельного топлива, руб;

     Кдм – количество дизельного масла, л (7% от Кдт);

     Цдм – цена одного литра дизельного масла, руб.

     ТСМ₀=(800*7)+(56*10,5)=6188 руб.

     ТСМ₁=(352*7)+(24,64*10,5)=2722,7 руб.

     Прочие  затраты:

     Пр=(ЗП+А+ТР+ТСМ)*0,05,  (5.10)

     Пр₀=(1677,13+3195+6188+6390)*0,05=872,5 руб.

     Пр₁=(733,74+1136+2722,7+568)*0,05=258,02 руб.

     U₀=18322,5 руб.

     U₁=5418,42 руб.

     Уровень приведенных затрат:

     Zпр=U+Ен*К/Q,  (5.11)

     где U – эксплуатационные затраты, руб;

     Ен  – нормативный коэффициент (Ен=0,15)

     К – капитало вложения, руб.

     Q – объем работ, га.

     Zпр₀=18322,5+0,15*45000/70=358,18руб/га,

     Zпр₁=5418,42+0,15*8000/70=94,55 руб/га.

     Годовая экономия эксплуатационных затрат:

     Эг=U₀-U_1.  (5.12)

     Эг=18322,5-5418,42=12904,08 руб.

     Годовой экономический эффект:

     Ээф=(18322,5+0/100*0,15)-(5418,42+8000/44*0,15)=12876,8 руб.

     Срок  окупаемости:

     Т=К₁/Эг  (5.13)

     Т=8000/12904,08=0,62 года

     Срок  окупаемости проектируемой ботвоуборочной машины – 7,5 месяцев. Фактический коэффициент  эффективности капитальных вложений определяется по формуле:

     Е_ф = 1/Т, (5.14)

     Е_ф = 1/ 0,62= 1,61.

     По  полученным результатам видно, что  разработанная конструкция способствует уменьшению эксплуатационных затрат, что и требовалось доказать, следовательно  конструкцию необходимо внедрять в  анализируемое хозяйство.

     Экономические расчеты приведены в табл.5.3.

     Таблица 5.3 - Экономическая эффективность конструкторской разработки