Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Требования к качеству сена 9
1.2 Технологии и средства механизации, применяемые при заготовке сена 10
1.3 Пути совершенствования технологий и средств выполнения погрузочно-транспортных процессов на заготовке рассыпных грубых кормов 31
1.4 Методы, применяемые для обоснования параметров и режимов погрузочно-транспортных процессов 36
1.5 Выводы и задачи исследования 41
2 Программа и методика исследований 44
2.1 Программа исследований 44
2.2 Методика теоретических исследований 44
2.2.1 Методика исследований работы погрузочно-транспортного комплекса, как системы массового обслуживания 45
2.2.2 Методика исследований работы погрузочно-транспортного комплекса методом статистических испытаний 50
2.2.2.1 Содержательное описание процесса 51
2.2.2.2 Формализованная схема 54
2.2.2.3 Алгоритмы имитационных моделей 57
2.2.2.4 Определение числа реализаций для получения заданной точности 68
2.2.3 Методика статистической аппроксимации данных, полученных мето
дом имитационного моделирования 69
2.3 Методика хронометражных наблюдений и экспериментальных исследований 73
3 Теоретические исследования погрузочно-транспортных процессов 75
3.1 Предварительные исследования закономерностей работы погрузочно-транспортного комплекса 75
3.2 Анализ результатов статистических испытаний погрузочно-транспортного комплекса 80
3.3 Получение зависимостей между параметрами погрузочных и транспортных машин, условиями работы и производительностью комплекса 114
3.4 Методика определения оптимального состава погрузочно-транспортного комплекса 119
3.5 Выводы 122
4 Экспериментальные исследования 127
4.1 Получение выборок независимых случайных составляющих погрузочно-транспортного процесса и результаты их статистической обработки 127
4.2 Экспериментальная проверка предлагаемой комбинированной схемы перевозок 133
4.3 Выводы 140
5 Экономическая эффективность комбинированной схемы перевозок 141
Общие выводыи рекомендации 146
Список использованной литературы 151
Приложения 162
- Технологии и средства механизации, применяемые при заготовке сена
- Методика исследований работы погрузочно-транспортного комплекса, как системы массового обслуживания
- Анализ результатов статистических испытаний погрузочно-транспортного комплекса
- Получение выборок независимых случайных составляющих погрузочно-транспортного процесса и результаты их статистической обработки
Введение к работе
Эффективное функционирование животноводческой отрасли, в том числе одной из ее составляющих - крупного рогатого скота (КРС), невозможно без создания полноценной кормовой базы, важнейшей составляющей которой являются заготовки высококачественного сена.
Климатические условия Юга России, в частности Ростовской области, накладывают жесткие ограничения на технологические процессы заготовки сена, которые исключали бы потерю его важнейших компонентов, например, каротина во всех видах сена, листочков у люцерны и др. Для исключения потерь после подсушки и доведения сена до готовности очень важно в сжатые сроки погрузить его и доставить с поля к местам складирования и хранения. При этом даже в течение агросрока, ввиду изложенных условий, работы не могут выполняться непрерывно (например, в жаркий солнечный день листочки люцерны быстро пересыхают и осыпаются при погрузке и транспортировке). Поэтому, перевозку такого корма необходимо осуществлять в утренние и вечерние часы. Из вышесказанного следует, что при заготовке больших объемов сена должны быть сформированы краткосрочные и мощные грузопотоки, требующие достаточно производительных погрузочно-разгрузочных и транспортных средств и эффективных организационно-технических форм их взаимодействия. Кроме того, для обеспечения конкурентоспособности животноводства работы должны быть выполнены с наименьшей себестоимостью. Таким образом, возникает задача обеспечения требуемого уровня производительность погрузочно-транспортного комплекса с наименьшими затратами на единицу продукции. Особенно актуально решение этой задачи для коленной технологии, которая является традиционной на юге России и пока еще широко распространена. При такой форме заготовки грубых кормов вследствие малой их плотности особенно трудно обеспечить требуемую производительность погрузочно-транспортного комплекса.
Решению этой задачи служит разработка методики формирования наиболее экономически эффективных погрузочно-транспортных комплексов при реализации традиционных организационно-технических форм взаимодействия машин (прямая схема транспортировки), а также разработка новых, более эффективных, форм выполнения погрузочно-транспортных работ.
Цель работы. Повышение эффективности работ на заготовке сена путем совершенствования процессов его погрузки и транспортировки.
Объект исследования. Технологический процесс и технические средства погрузки и транспортировки сена.
Предмет исследования. Технологические схемы и закономерности погрузочно-транспортных работ, их параметры и режимы на заготовке сена.
Методика исследования. Включает разработку теоретических положений функционирования погрузочно-транспортных комплексов на заготовке грубых кормов по различным технологическим схемам с учетом стохастической природы процессов и применением методов статистического анализа, общих положений систем массового обслуживания с получением закономерностей как на основе использования аналитического аппарата теории массового обслуживания (ТМО), так и имитационного моделирования с составлением плана компьютерных исследований методом планирования эксперимента.
Экспериментальные исследования и производственные испытания. Экспериментальные исследования разработанной технологии выполнены с использованием хронометража, фотохронометража и последующей обработкой результатов с применение методов математической статистики на ГЖ. Производственная проверка проводилась в ФГУП «Конный завод им. Первой конной армии».
Научная новизна. Предложена комбинированная схема перевозок на заготовке сена. Разработаны статистические модели работы погрузочно-транспортного комплекса для прямых и комбинированных схем перевозок из рядов копен и стяжек. Получены эмпирические зависимости, связывающие условия работы, параметры и режимы с показателями эффективности функционирования погрузочно-транспортного комплекса. Разработана компьютерная программа и методика, позволяющая определять рациональные составы погрузочно-транспортных комплексов для конкретных условий хозяйств, функционирующих по рассматриваемым технологическим схемам.
Научная гипотеза. Непроизводительные взаимообусловленные простои транспортных и погрузочных средств, возникающие из-за несогласованности их работы и жесткой связи, могут быть сокращены путем введения дополнительных емкостей на поле и обеспечения их замены транспортными тракторами.
Научные положения, выносимые на защиту.
Имитационные модели погрузочно-транспортных работ на заготовке грубых кормов по различным технологическим схемам.
Закономерности, связывающие условия работы, параметры и режимы с показателями эффективности функционирования погрузочно-транспортного комплекса
Методика определения оптимального состава погрузочно-транспортных комплексов для различных условий работы.
Статистические характеристики операций, выполняемых погрузочными и транспортными машинами на заготовке сена.
Комбинированная схема перевозок на заготовке грубых кормов.
Практическая ценность. Разработана и испытана комбинированная схема перевозки грубых кормов, которая позволяет обеспечивать требуемый уровень производительности со значительно меньшими затратами, чем при традиционных прямых перевозках. Разработана компьютерная методика определения состава погрузочно-транспортного комплекса в сельхозпредприятиях по рассматриваемым технологическим схемам функционирования при соблюдении условия минимизации затрат.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований, разработанные модели и методики могут быть использованы сельхозпредприятиями для оптимизации состава погрузочно-транспортных комплексов на заготовке грубых кормов. Разработанная комбинированная схема перевозок прошла испытания и внедрена в ФГУП «Конный завод им. Первой конной армии».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях в АЧГАА и ВНИПТИМЭСХ, прошедших в 2003 - 2005 годах.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 работа в центральной печати.
Содержание работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка использованной литературы и приложения.
В разделе 1 проведен анализ существующих технологических схем перевозок сена при различных формах его заготовки. Описаны основные пути их совершенствования. Изложены методы исследований погрузочно-транспортных процессов и проведен анализ их применения другими авторами. Определены имеющиеся проблемы и сформулированы возникающие в связи с этим задачи исследования.
В разделе 2 изложена программа и методика проводимых в диссертации исследований. Представлена модель исследования погрузочно-транспортного комплекса с применением методов теории массового обслуживания. Разработаны статистические модели рассматриваемых схем транспортировки сена. Изложены методы проведения хрономегражных исследований и полевых испытаний предлагаемой схемы перевозок. Описана методика аппроксимации результатов статистических испытаний уравнениями регрессии и проверки адекватности полученных выражений.
В разделе 3 проведены теоретические исследования существующих и предлагаемых схем транспортировки грубых кормов на примере транспортировки сена. Установлено влияние рассматриваемых факторов на выходные показатели функционирования погрузочно-транспортного комплекса. Проведено сравнение традиционных и предлагаемых форм организации работы комплекса и сделаны выводы об их эффективности. Проверена эффективность организации работы с парной работой погрузчиков при реализации традиционных и предлагаемых схем. Получены уравнения регрессии в форме уравнения Кобба-Дугласа, связывающие факторы и выходные показатели. Изложена разработанная автором компьютерная программа и методика определения оптимального состава погрузочно-транспортного комплекса, функционирующего по рассматриваемым технологическим схемам. Сделаны выводы по результатам исследования.
В разделе 4 описан процесс получения выборок случайных элементов погрузочно-транспортных процессов на заготовке сена и представлены результаты их статистической обработки, которые были использованы в процессе статистического моделирования. Представлены результаты экспериментальной проверки предлагае- мои комбинированной схемы перевозок.
В разделе 5 определена экономическая эффективность внедрения разработанной комбинированной схемы транспортировки сена в сравнении с традиционной прямой схемой.
Работа выполнена на кафедре транспорта в АПК ФГОУ ВПО Азово-Черноморской государственной агроинженернои академии (г. Зерноград Ростовской обл.) в соответствии с планом НИР академии.
Технологии и средства механизации, применяемые при заготовке сена
Значительную часть в рационе КРС составляют комбикорма и силос. Но пищеварительная система КРС устроена таким образом, что для полноценного ее функционирования в рацион необходимо вводить грубые корма. К грубым кормам относятся различные виды сена и соломы.
Так, при переводе животных с зимнего кормления на летнее, как правило, уровень клетчатки в рационах закономерно снижается. Резкая смена рационов оказывает отрицательное влияние на микрофлору рубца, снижается перевариваемость питательных веществ и продуктивность животных /1/. Это определяет целесообразность поддержания постоянного уровня сухого вещества и клетчатки во все периоды года за счет использования сена и соломы, как в зимних, так и в летних кормах. Исследования, проведенные в ДСХИ, показали, что замена в летних рационах 10-12% питательных зеленых кормов пшеничной соломой увеличивают мясную продуктивность откармливаемых животных на 10-11,5% и сокращают расход кормов на 10-12,6% 121.
Кроме того, молочная продукция КРС, в рационе которых преобладал силос и сенаж, имеет повышенную кислотность, что снижает ее качество /3, 4/. Для получения высококачественной молочной продукции необходимо вводить в рацион КРС сено. Сено является источником каротина — провитамина А - который является витамином роста, что особенно важно при мясном производстве. При нарушении аг-росроков уборки происходит разрушение каротина, притом, что даже при соблюдении агросроков после естественной сушки в сене остается не более 10% каротина /4/. Наиболее ценной частью растения по содержанию питательных веществ являются листья и соцветия. При заготовке сена требуется предотвратить их осыпание. Это может быть достигнуто применением эффективных технологий заготовки, позволяющих предотвратить осыпание листьев и соцветий, и обеспечивающих соблюдение агросроков уборки, то есть обладающих высокой производительностью на различных операциях технологического процесса.
Данные /5/, иллюстрирующие потери урожая сена при нарушении агросроков его уборки, приведены в таблице 1.1. Приведенные в таблице 1.1 данные подтверждают важность соблюдения агросроков и необходимость разработіш новых высокоэффективных технологий заготовки грубых кормов.
При заготовке грубых кормов особую важность имеет заготовка сена, так как оно является основным продуктом, а солома - побочным продуктом технологии выращивания зерновых культур. Солома в настоящее время используется преимущественно на подстилку в животноводческих комплексах, и лишь некоторые виды соломы в небольшом количестве используется в качестве корма. В качестве пищевой добавки используется в основном не солома, а полова, которая собирается в половос-борники при уборке зерновых /6, 7, 8, 9, 10/. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться технологические процессы на примере заготовки сена. Технологии и средства механизации, применяемые при заготовке сена. В настоящее время существуют следующие технологии заготовки, при которых получают сено в виде /4, 11/: - малогабаритных тюков; - крупногабаритных тюков; - крупногабаритных рулонов; - рассыпного сена. Все перечисленные технологии заготовки сена включают группы операций по формированию партий в виде тюков, рулонов, копен и стяжек; и группы операций по их погрузке и транспортировке. Технология заготовки сена в малогабаритных тюках (массой до 36кг) включает пресс-подборщики ПС-1,6, К-459 (рисунок 1.1), формирующие тюки и распределяющие их на поле /4, 11/. Для операций их подбора, погрузки и транспортировки требуется узкоспециализированный комплекс машин в составе подборщика-тюкоукладчика ГУТ-2,5А (рисунок 1.2) и транспортировщика штабеля тюков ТШН-2,5А (рисунок 1.3) /12/. При отсутствии этих машин не исключается применение ручного труда при погрузке и укладке в транспортное средство, но перевозку можно осуществлять стандартными тракторными прицепами и автомобилями с наращенными бортами.
Пресс-подборщики с приспособлением для подачи тюков в транспортное средство (рисунок 1.4) позволяют выполнять операции формирования тюков и погрузки в транспортное средство одной машиной. При этом пресс-подборщик работает как погрузчик непрерывного действия. Однако его производительность в данном случае снижается из-за ухудшения маневренности и вследствие простоя при замене транспорта /11/. Кроме того, не исключается применение ручного труда при укладывании тюков транспортном средстве.
Заготовка кормов в крупногабаритных тюках (массой до 500кг) является относительно новой технологией. Эта технология получила развитие в работах Особова В.И и Шпилько А.В. /4, 11/. Операция формирования тюков производится отечественным пресс-подборщиком ПКТ-Ф-2 (рисунок 1.5). За рубежом пресс-подборщики для формирования крупных тюков выпускаются фирмами: «Нью-Холланд» (D1010, D1210), «Джон Дир» (модель 680, модель 690), «Хесстон» (Hesston 4800) - США; «Клаас» (CLAAS QUADRANT-1200, CLAAS QUADRANT-2200), «Вельгер» (D4000, D6500), «Кроне» (Big Pack 120x80), «Фортшритт» (F-530, F-550) - ФРГ; «Массей Фергюсон» (MF185, MF190) - Канада; «Ривиерре» (модель 12080) - Франция /11/. CLAAS QUADRANT-2200 (рисунок 1.6) формирует прямоугольные тюки размеров: шириной 1,2м, высотой 0,7 м и длиной, регулируемой от 0,7 до 2,5 м /11/. Одновременно он может производить измельчение материала с различной длиной резки, что особенно ценно при заготовке соломы на подстилку в животноводческих комплексах с системой смыва (как в сельхозпредприятии СЗАО «СКВО» Зерноградского района Ростовской области).
Методика исследований работы погрузочно-транспортного комплекса, как системы массового обслуживания
Первый путь - повышение qn и ус - обеспечивается повышением грузовместимости транспортных агрегатов за счет увеличения их полезного объема, а таюке за счет уплотнения материала при погрузке (рисунок 1.35) или непосредственно в прицепе (рисунок 1.26). До настоящего времени этот путь повышения производительности на перевозках рассыпных грубых кормов являлся преобладающим. Все представленные на рисунках 1.24-1.31 средства механизации погрузочно-транспортных работ на заготовке грубых кормов реализуют преимущественно этот путь. Также реализацией этого пути является заготовка грубых кормов в тюках и рулонах.
Следует отметить, что на сегодняшний день ресурсы повышения грузовместимости практически исчерпаны, так как размеры прицепов и тракторных поездов ограничены существующими нормами и правилами. Поэтому, следует искать другие пути повышения эффективности функционирования погрузочно-транспортного комплекса.
Второй путь - увеличение ит - реализуется разработкой скоростных тракторных и автомобильных агрегатов. В настоящее время этот путь реализован частично на автомобиле, переоборудованном для перевозки сена (рисунок 1.32), но из-за малого объема он также не обеспечивает высокую производительность. Возможность разработки эффективного автомобильного агрегата для перевозки грубых кормов рассматривалась в работе /38/. Третий путь - увеличение р - для повышения эффективности погрузочно-транспортных работ на заготовке грубых кормов использовать практически невозможно, так как перевозится один вид груза в одном направлении специализированными транспортными агрегатами и обычно /?=0,5. Четвертый путь - уменьшение Ls - возможно при изменении севооборота, расположения сенника и т.д.; в данной работе этот фактор рассматривается как объек тивный, относящийся к внешним условиям. Пятый путь - уменьшение tn p - с одной стороны реализован применением самосвальных транспортных агрегатов (рисунки 1.24-1.32), с другой стороны требует разработки и применения высокопроизводительных погрузочных агрегатов (рисунки 1.34-1.36), что частично ограничено порционностью материала (копны, тюки, рулоны), а также параметрами транспортных агрегатов. Шестой путь - увеличение к - может быть осуществлен путем разработки новых организационно-технических форм взаимодействия существующих погрузочных и транспортных машин, что позволит более эффективно использовать время смены. Рядом авторов проводились исследования погрузочно-транспортных процессов на перевозке зерна от комбайнов /39, 40, 41, 42, 43, 44/ и на перевозке измельченной массы на силос /45, 46/. Для повышения эффективности погрузочно-транспортных комплексов были разработаны новые организационно-технологические формы взаимодействия машин и разработаны новые схемы перевозок. Так, в работе Бурья-нова А.И. /39/ разработана универсально-комбинированная схема перевозок зерна от комбайнов, которая позволяет путем внедрения в состав сборочно-транспортной линии транспортно-перегрузочных агрегатов и оборотных прицепов или полуприцепов повысить эффективность использования сменного времени, полностью разделив транспортную и сборочную операции. Ранее комбинированная и комбитрейлерная схемы перевозок зерна от комбайнов с применением оборотных прицепов и полуприцепов, а также схемы с применением бункеров-накопителей, разрабатывались в работах А.Н. Пугачева /47/, С.Г. Плохова /48/ и др. Изучая работу уборочно-поточной линии, Ф.С. Завалишин /49/ пришел к выводу, что вследствие изменчивости продолжительности операций полного согласования работы сборочных и транспортных машин достичь нельзя. Для согласования работы зерноуборочных комбайнов и транспортных агрегатов он предложил использовать компенсирующие емкости, за счет которых можно частично или полностью обеспечить независимую работу машин. В работе и Ю.Я. Маренича /46/ разработана схема перевозок силосной массы от силосоуборочных комбайнов с использованием прицепных компенсаторов, что позволило снизить непроизводительные простои комбайнов на 15-20%, а автомобилей - на 10-12%, и повысить производительность поточной линии на 10-12%. Также, необходимое число обслуживающих комбайн автомобилей сократилось по сравнению с прямыми перевозками на 1-2 единицы при одиночном использовании комбайнов и на 3-5 - при групповом. Сейчас на заготовке сена применяется прямая схема перевозок. Ресурсы повышения ее эффективности организационно-техническими методами использованы мало. На рисунке 1.40 показана принципиальная схема работы погрузочно-транспортной линии по прямой схеме с использованием погрузчика циклического действия (стогометателя) и самосвального тракторного транспортного агрегата.
При работе погрузочно-транспортной линии по прямой схеме на заготовке грубых кормов загрузка транспортного агрегата производится непосредственно от стогометателя (блок 2-3). Затем транспортный агрегат перемещается к месту разгрузки (блок 4), производит выгрузку материала (блок 5) и перемещается на поле к месту загрузки (блок 6). В результате колебаний времени цикла транспортных агрегатов могут возникать ситуации отсутствия порожних транспортных агрегатов на поле. В этом случае погрузчик простаивает в ожидании появления порожнего транспортного агрегата (блок 1).
Принципиальная схема работы погрузочно-транспортной линии на заготовке грубых кормов по прямой схеме Могут также возникать ситуации, когда на поле присутствует порожних транспортных агрегатов больше, чем погрузчиков. В этом случае транспортные агрегаты простаивают в ожидании начала загрузки (блок 7).
Объединение блоков 2 и 3 в один блок указывает на связь между работой погрузочного и транспортного агрегата, в результате чего возникают простои (блоки 1 и 7).
На работах по перевозке зерна и силосной массы от комбайнов повышение эффективности использования сменного времени достигалось путем разрыва связи между сборочно-погрузочной и транспортной операциями путем введения в состав комплекса различных оборотных емкостей-компенсаторов.
На основании выше сказанного можно предположить, что непроизводительные взаимообусловленные простои транспортных и погрузочных средств на заготовке грубых кормов, возникающие из-за несогласованности их работы и жесткой связи, могут быть сокращены путем введения дополнительных емкостей на поле и обеспечения их замены транспортными тракторами. Такая схема на перевозке других видов грузов получила название комбинированной. Следовательно, предлагаемая схема - комбинированная схема перевозки грубых кормов. Такая форма организации не потребует разработки новых агрегатов и позволит более эффективно использовать уже имеющихся технические средства.
Анализ результатов статистических испытаний погрузочно-транспортного комплекса
Проведено исследование функционирования прямой схемы перевозок в зависимости от изменения условий работы (расстояния перевозок (X), длины (Хи) и ширины (Вп) поля, урожайности (60), параметров погрузочных и транспортных средств (грузоподъемности прицепа (д„р), объема, захватываемого погрузчиком за один цикл (УпогУ) режимов работы погрузочно-транспортного комплекса (количество погрузчиков (п) и транспортных агрегатов (т), техническая скорость (ит)). При этом были выявлены закономерности изменения показателей качества функционирования погрузочно-транспортного комплекса (производительности комплекса (WK0MI1)) и определены пути совершенствования и сформулированы рекомендации для сельхозпредприятий по способам повышения эффективности погрузочно-транспортных процессов на заготовке сена.
На рисунке 3.8 представлены зависимости производительностей погрузчика, транспортного агрегата и погрузочно-транспортного комплекса от расстояния перевозок. Зависимость получена для технологии перевозки сена из рядов копен с ис-пользованием погрузчика СНУ-550, который загружает одну копну объемом 9м за цикл, и с применением транспортного агрегата МТЗ-80+(болынегрузный прицеп-кормовоз) грузоподъемностью qnp =4,5т ; урожайность (60, количество погрузочных (п) и транспортных агрегатов (т) указаны под рисунком; длина поля составляет L= 15 00м, ширина поля - Д=700м.
Из рисунка 3.8 видно, что с увеличением расстояния перевозок производительности транспортного агрегата (WT), погрузчика (Wn) и комплекса в целом (WK0Mn) значительно уменьшаются. Так с увеличением расстояния от 4 до 6 км (при одном погрузчике) производительность транспортного агрегата снизилась на 14,9%, погрузчика - на 18,4%, комплекса - на 23,8%. Снижение производительности транспортного агрегата (и комплекса в целом, так как производительность транспортного агрегата является выходной производительностью) объясняется увеличением времени его оборота, а, следовательно, уменьшением интенсивности поступления транспортных агрегатов на поле, что объясняет снижение производительности погрузчика. Учитывая вышесказанное, следует размещать кормовые культуры на сено в кор
Влияние расстояния перевозок и количества погрузчиков на производительность транспортного агрегата, погрузчика и комплекса при прямых перевозках из рядов копен
Удвоение количества погрузчиков (рисунок 3.8) дало рост производительности (при 2 4км) транспортного агрегата и комплекса в целом на 10,6%, но при этом существенно снизилась производительность отдельного погрузчика (на 43,1%); тем более, что эффект этого фактора нивелируется при расстоянии более 6 км (при 2 6км прирост производительности транспортного агрегата и комплекса в целом составил всего 4,5%). Это объясняется тем (рисунок 3.9), что с увеличением количества погрузчиков или расстояния перевозок коэффициент их простоя (тіп) возрастает сначала очень быстро, а при дальнейшем увеличении их количества и расстояния перевозок рост замедляется. Так при расстоянии L=4KM С увеличением количества погрузчиков с га=1 до п=2 коэффициент их простоя возрастает на 69,8%, а с п=2 до п=3 - на 17,6%. При расстоянии =6км с увеличением количества погрузчиков с п=1 до п-2 коэффициент их простоя возрастает на 48,9%, а с п=2 до п=Ъ - на 15,1%. С увеличением расстояния от =2км до =4км при п=\ простои погрузчика растут на 100,01%, при п=2 - на 23,5%; от 1=4км до Х=6км при л=1 - на 22,3% и при п=2 на 7,3%. При этом увеличение количества погрузчиков с и=1 до п=2 при расстоянии =4км снижает коэффициент простоя транспортного агрегата (Чт) на 61,4%, а при расстоянии Х=6км - на 51,4%; при числе погрузчиков п \ и числе транспортных агрегатов т=4 увеличение расстояния перевозок с Х=4км до Z=6KM вызывает снижение коэффициента простоя транспортных агрегатов на 18,1% из-за роста времени их оборота. транспортного агрегата и погрузчика при прямых перевозках из рядов копен
Зависимости, представленные на рисунке ЗЛО, получены при урожайности сена /=Зт/га, длине поля „=1500м, ширине поля „=700м, с применением одного погрузчика СНУ-550 (и=1) и транспортных агрегатов в составе МТЗ-80+(большегрузный прицеп-кормовоз). Статистические испытания проводились при моделировании транспортировки сена из рядов копен по прямой схеме. Как видно из рисунка ЗЛО, изменение количества транспортных агрегатов и погрузчиков не обеспечивает бесперебойной работы погрузочно-транспортного комплекса при различных расстояниях перевозок. Если снижаются простои погрузчиков, то растут простои транспортных средств и наоборот; это согласуется с выводами, сделанным ранее на основе применения методов массового обслуживания (рисунок 3.2). Так, при расстоянии L=4KM и числе транспортных агрегатов т=4 коэффициент простоя транспортного агрегата составляет .=0,083, коэффициент простоя погрузчика -?/п=0,341 (;/т 7П), а при добавлении двух транспортных агрегатов (т=6) - г}Т=0,163, 77п=0,121 (//т т/п), то есть коэффициент простоя транспортного агрегата возрастает на 96,4%, а коэффициент простоя погрузчика снижается на 64,5%.
Получение выборок независимых случайных составляющих погрузочно-транспортного процесса и результаты их статистической обработки
Значения производительности, полученные методами теории массового обслуживания (ТМО) и имитационного моделирования отличаются на 17-28%, и поэтому степень адекватности результатов, полученных методами теории массового обслуживания, не позволяет применять их для исследования работы погрузочно-транспортного комплекса на перевозке грубых кормов. Применение методов ТМО возможно для предварительных исследований.
Анализ результатов статистических испытаний показал, что при прямых схемах транспортировки грубых кормов имеется жесткая связь между погрузочными и транспортными операциями, наличие которой проявляется в непроизводительных простоях погрузочных и транспортных агрегатов. Так, при расстоянии =4км и числе транспортных агрегатов т=4 коэффициент простоя транспортного агрегата составляет ,=0,083, коэффициент простоя погрузчика - /п=0,341 (г}Т г}п), а при увеличении количества транспортных агрегатов до т=6 - /т=0Д63, /уп=0,121 (г/ п), то есть коэффициент простоя погрузчика снижается на 64,5%, а коэффициент простоя транспортного агрегата возрастает на 96,4%. Увеличение же количества погрузчиков ведет, в свою очередь, к росту их простоев на 69,8%.
В диапазоне расстоянии от 2 до 14 км при заданном уровне производительности из рассмотренных транспортных агрегатов оптимальным является агрегат МТЗ-80+2 (2ПТС-4+сменное оборудование) (рисунок 1.31). Он обеспечивает удельные эксплуатационные затраты комплекса Зэке=157,73руб./т при расстоянии i=4 км, и обладает полезным объемом в 84м , может быть использован не только для перевозки грубых кормов, но со снятым сменным оборудованием и для перевозки других видов грузов, то есть их нормативная годовая загрузка (Гг=590ч) значительно выше, чем у специализированных прицепов для перевозки грубых кормов (Тг=275ч).
Из специализированных транспортных агрегатов наиболее предпочтительным является МТЗ-80+(большегрузный прицеп-кормовоз) разработанный ВНИП-ТИМЭСХ (Зэте=177,00 руб./т при L=4 км), так как при небольшой собственной массе (4т) он обладает достаточно большим полезным объемом (90м3) и позволяет получить высокую производительность при агрегатировании с тракторами класса 1,4.
Наиболее распространенный в сельхозпредприятиях агрегат МТЗ-80+2ПТС-887А (переоборудованный) (рисунок І.24) (Зэкс=304,02 руб./т при =4 км), имеет сравнительно небольшой полезный объем (45м ) и может выгружать сено только через задний борт, что усложняет использование таких прицепов в поезде. Этот транспортный агрегат можно рекомендовать для перевозок внутри животноводческого комплекса,
Транспортный агрегат Т-150К+1ПТС-9(пер.)+ЗПТС-12(пер.) (рисунки 1.28, 1.29) при наибольшем полезном объеме (150м3) имеет высокую балансовую стоимость прицепов и тягача, а отсюда и наибольшие эксплуатационные затраты (Зэ/;с=427,20 руб./т при L=4 км). То есть, максимальный объем прицепа не обеспечивает минимума эксплуатационных затрат, так как требуется более дорогой тягач, и сам прицеп стоит дороже. Отсюда можно сделать вывод, что для транспортировки сена следует использовать агрегаты, имеющие прицепы невысокой балансовой стоимости и тягачи класса 1,4. Поля с длиной гона более 1км следует убирать частями, причем скашивать траву таким образом, чтобы валки укладывались вдоль более короткой стороны участка поля. Это позволяет повысить производительность погрузочно-транспортного комплекса при перевозках из рядов копен, а также сократить вероятность порчи сена. Так, при делении поля длиной 2км и шириной 800м на две части рост производительности составил от 0,70 до 2,90% в зависимости от вида транспортных агрегатов. 8. С увеличением урожайности время загрузки уменьшается, но ее влияние на погрузочно-транспортный процесс не велико. Так, при увеличении урожайности с 2 до 6 т/га доля времени загрузки во времени оборота транспортного агрегата снижается менее, чем на 1% (для МТЗ-80+2ПТС-887А (пер.) - на 0,53 %, для МТЗ-80+п-пр-п-самосвал - на 0,65 %, для МТЗ-80+2 (2ПТС-4+смен.об.) - на 0,84 %, для МТЗ-80+болып.п-п кормовоз - на 0,73 %, для Т-150К+1ПТС-9(пер.)+ЗПТС-12(пер.) - на 0,59 %). 9. Применение парной работы погрузчиков можно рекомендовать, если в состав погрузочно-транспортного комплекса входят большегрузные транспортные агрегаты. Так, при расстоянии перевозок Х=4км и использовании транспортных агрегатов грузоподъемностью #„р=4т парная работы погрузчиков дает прирост производительности комплекса на 0,08т/ч (0,6%), а при грузоподъемности прицепов qnp=7T и расстояниях перевозок 4 и 6км при парной работе погрузчиков производительность комплекса увеличивается, соответственно, на 3,68т/ч и 2,65т/ч (21,5 и 19,4%). 10. Комбинированная схема транспортировки грубых кормов позволяет эффективнее использовать время смены за счет устранения жесткой связи между транспортной и погрузочной операциями, при этом уменьшается время оборота транспортных агрегатов. Так, в сравнении с прямой схемой перевозок, для прицепов грузоподъемностью qnp 2T и перевозках на Z=4KM при комбинированной схеме время оборота транспортного агрегата сокращается на 0,34ч (30,9%), а при Х бкм - на 0,39ч (26,7%); для прицепов грузоподъемностью „р=4,5т и перевозках на =4км время оборота транспортного агрегата сокращается на 0,36ч (29,75%), а при і=6км -на 0,53ч (31,7%). 11. Применение комбинированной схемы позволяет снизить эксплуатационные затраты. Так, при расстоянии перевозок і=4км и использовании прицепов грузоподъемностью #л/?=4,5т внедрение комбинированной схемы дает экономию эксплуа 124 тационных затрат 46,04руб./т (в сравнении с прямой схемой перевозок), при использовании прицепов грузоподъемностью /ир=4т - 72,5бруб./т, а грузоподъемностью q 2i - 59,99руб./т. 12. Для комбинированной схемы перевозок увеличение числа оборотных прицепов дает прирост производительности комплекса до момента насыщения, то есть когда возможности по их обслуживанию погрузчиками и транспортными тракторами исчерпаны. Так, при увеличении общего количества прицепов с Ф=6 до d=l производительность комплекса возросла на 2,94 т/ч, при увеличении с d=l до d=S - на 1,8т/ч, с с/=8 до (=10 - на 1,12т/ч, а при увеличении с =10 до d=\2 - всего на 0,06т/ч, то есть при общем количестве прицепов d-ІО происходит насыщение и дальнейшее увеличение количества прицепов не дает прироста производительности. Отсюда можно сделать вывод, что для определенного объема работ можно подобрать оптимальное соотношение погрузочных агрегатов, транспортных тракторов и прицепов. Для этого необходимо разработать методику подбора состава комплекса.
