农业机械化作业工艺.ppt

第二章农业机械化作业组织 孟为国2009年9月 为了较好的进行田间的机械化作业 必须能使农业机组按照较好的农业机械化工艺进行 分析农业机械化工艺过程中影响机组工作的因素 可以较好的发挥机组的功效 第一节机组作业时间构成分析 农业生产的季节性要求机组按照农艺要求适时完成各项作业 在作业季节里不能及时作业 时间利用率不高 除了影响作业数量还影响作物产量和作业成本 所以提高机组作业时间利用率有很重要的意义 时间是机组生产率的重要构成部分 并且具有经济方面的重要性 因为时间消耗也反映了能源和劳动的消耗 本章主要着重分析移动式机组作业时间 充分利用时间和正确选择行走方法 增加机组的运用效果 班内时间构成 班时间的构成 班内时间有不不同的时间因子构成 一般可利用下面式子表示 纯作业时间 机组空行转弯及空行转移所消耗的时间 工艺性停歇时间 技术保养时间 故障停歇时间 因组织不善或其它原因造成的停歇时间每班时间是由生产性的纯作业时间和非生产性的时间构成 班时间利用的评定 为了衡量班时间的利用程度 可用班作业时间利用率进行评定 为了衡量和分析班内部分时间的利用程度 可用部分时间按利用率进行评定 运行时间利用率 表示在机组运行时间内纯作业时间所占比例 工艺性时间利用率 无故障时间利用率是机器发生故障的概率 则1 为无故障 能可靠工作的概率 故又称为机器的可靠性系数 机组的可靠性系数 机组是由若干台机器组成的 其中每台机器发生的故障停歇又是一独立事件 故机组的可靠性系数为各台机器可靠性系数乘积 由可见 机组的可靠性系数是随机器种类 数量的增多而降低 因此 从使用可靠性考虑 机组的组成不宜过于复杂 作业机械的台数不宜过多 此外 还应力求每台机器的可靠性系数较高 才能使整个机组的可靠性系数提高 提高班作业时间利用率的途径 机组空行时间 1 机组在地头进行空行转弯 在作业小区或地块之间进行空行转移 是作业过程中必要的环节 2 班内空行时间消耗是难免的 但是消耗的多少则取决于空行长度和机组的空行速度以及作业种类 田块的大小 机组组成及行走方法等 宽幅机组的转弯半径较大 转移速度较低 因此一般宽幅机组空行所耗时间多于窄幅机组 在面积相等的条件下 短垄小区的空行转弯时间比长垄小区的多 土地连片和土地分散比较 空行时间少 所以为了减少空行时间 必须合理规划田区 选择适宜的行走方法和转弯形式 在地块小且分散的情况下适当采用悬挂机组并合理调度机组工作 工艺性停歇时间 播种 施肥 喷药 收获等作业 由于种箱 药箱 粮箱等的容量限制作业过程中必须停机加种加肥卸粮因而形成必不可少的工艺停歇 班内工艺性停歇时间t1等于停歇次数n与每次停歇时间的乘积 即 由上式可见 工艺性停歇时间随着作业幅宽 作业速度 每亩播量或收获量 每次停歇时间的增大而增大 随着每次上种或卸粮量 种箱 粮箱的容积 的增大而减小 技术保养时间 包括检查 调整 润滑加油加水等时间消耗 正常的保养时间停歇是必要的 可以从机器结构上改进 保养内容和采用快速链接装置等减少保养时间消耗 机组故障停歇时间 组织管理不善的停歇时间 综上所述 非生产性时间因素中 空行时间 保养停歇时间 等是完成工艺过程的必要环节 而故障停歇时间和组织工作不善停歇时间等并非是作业过程中的必要环节 属于时间消耗 班时间利用率主要是因为过多的非正常行停歇时间 所以应当力求减少非正常停歇时间 尽量增加纯作业时间 第二节机组的田间行走方法 移动式机组在田间作业时需要按照一定方法 有规律的运行 并对土壤 作物进行加工 机组在田间所行走的总路程是由工作行程和空行行程组成 空行是机组完成田间作业必要的辅助过程 是非生产性时间消耗 研究机组的行走方法主要是考虑如何减少机组空行程以提高机组作业效率 此外还应当考如何提高作业质量和安全问题 机组转弯 1 机组中心 机组转弯时一种比较复杂的曲线运动 转弯时机组中各点都有自己的运动轨迹 各点的速度和所走的路程也不想等 为研究需要要找一个能代表整个机组运动特性的点即是机组中心 常用农机的机组中心 机组的转弯半径 机组正常转弯时 全部轮子都应向前滚动而无侧向滑移 此时各轮子轴线延长线的交点为机组转弯的瞬时中心 机组中心到机组转弯中心的距离称为机组的转弯半径 R 如图 机组转弯时由零度到某一角度然后再回到零度 所以转弯半径也相应的会有无限大到某值然后再到无限大 切转弯中心和半径随时改变 转弯的轨迹是一个不等半径的圆弧曲线 实验测定方法 机组的转弯形式及其比较 机组转弯的形式 按照转弯前和转弯后机组行走方向角改变的情况可以分为 1 90转弯2 180转弯3 任意角转弯 机组转弯评定指标 机组转弯评定指标 1 转弯路程长度2 转弯时的操向次数3 地头宽度 机组转弯路程长度 X 2R X 2R X 2R 计算转弯的实际长度时还应当考虑机组的出线长度 机组转弯的长度应当加上2e 实际测量方法 操向次数 操向次数 转弯操向次数是指转弯时需要变动方向盘或操向杆位置的次数 地头及其宽度 地块两端供机组作空行和转弯的地带习惯上叫做地头 地头宽度也是评定机组转弯形式的指标 过宽 消耗增加 过窄 增加磨损和机械损伤 有环节梨形弯 宽度作初略计算 设X 0 无环节弯 机组行走方法 机组在田间作业时主要有三种基本行走方法 1 直行法 沿着田块的长边进行作业 地头转弯 调头后又沿着长边继续工作即直行法 2 绕行法 机组沿田块的四周绕圈进行作业的行走方法 2 斜行法 机组的行走方向与田块的边成一斜角 机组直线行走进行作业在地边或地头作空行或转弯 作业转弯或空行转弯 机组已这三种行走方法为基础 配以不同的转弯形式 即可演变成多种行走方法 如 直行法配以有环节转弯为梭式行走法 机组行走方法的评价指标 机组行走方法的种类很多 可以采用下列指标进行评价 1 作业质量 机组行走方法与作业质量有密切的关系 行走方法不合理 田间沟垄增多地表不平 未耕残留多 地头土壤压实严重作业质量恶化 为保证作业质量选择合适的行走方法十分重要 2 工作行程率 机组在作业小区上的工作长度与相应的总行程长度之比 他表示机组总行程中有效工作行程的利用程度 由于总行程长度等于总工作长度与总空行长度之和 以下式表示工作行程率 所以工作行程率可间接表示运行时间利用率 3 操作方便性 转弯次数 主要行走方法工作行程率分析 梭行法 此方法是直行法中采用有环节转弯的田间作业行走方法 主要适用于播种 插秧 中耕等作业项目 机组多采用对称形式 机组入区在地头线处 沿小区长边方向行走作业 到另一端地头线时 脱离或升起作业机构做180度有环节转弯 然后开始作业 来回穿梭行走故名叫梭式行走法 工作行程率随田块长度增加而增加 随机组转弯半径和出线长度增加而降低 与小区宽度C无关 开 闭垄行走法 开垄法 机组从小区长边入区 耕完第一犁到地头线时向左转弯空行到小区另一边进行第二犁 逆时针防线由小区外边逐渐向小区中心进行 土垡都向小区外侧翻 在中央呈现一条沟 叫开垄法或外翻法 闭垄法 机组从小区中心左边入区作业 完成第一犁后顺时针方向作一有环节转弯 再进行第二犁 土垡都向小区内侧翻 耕后小区中央出现一条垄 叫闭垄法或内翻法 由图可见 开垄行走法 机组最后几个行程作有环节转弯 其余行程作无环节转弯 闭垄行走正相反 机组开始几个行程作有环节转弯 其余行程作无环节转弯 开垄行走时机组每一个工作行程后的空行转弯长度是逐次增加 而闭垄行走则逐次减少 两种行走方法的工作行程长度和空行程长度是相同的 开闭垄行走法的工作行程率为 可见值随小区长度L的增加而增加 随转弯半径R 作业幅宽Bz 出线长度e的增加而减少 并且与小区宽度C也有关 绕行法 绕行法 绕行法主要用于收获 旋耕等作业 机组沿小区四边绕行 转弯也在作业 似乎没有空行程 但是由于 当X 2R时 收获机组必须作有环节的空行转弯当机组转弯时有转移空行因此 绕行法的工作行程率并不等于1 一般绕行法的工作行程率为0 96 0 99 空行程相当小 工作行程率影响因素分析 1 地块长度越长 工作形成率越大 但是地块长度增加到1500M后工作行程率增加减小 地块过长 补种加肥等辅助工作时间增加 作业效率降低 2 小区宽度 3 工作区的长宽比 第二节农机化作业工艺方案设计与实施 农业生产是通过人们的生产劳动和科学实验对生物及其生长环境加以控制和改造 使其相互协调与适应 以其获取最大的有效物质与经济效果 机械化作业工艺方案就是以最少的物化劳动和与劳动的投入完成生物良好生产发育环境所必须的一系列机械 化学乃至生物工程的运作过程 已达到农业生产的目的 机械化作业工艺方案设计依据与选择原则 机械化作业工艺方案设计依据1 以节约劳力 减轻劳动 追求较高的机械化程度为目的 2 以满足工艺要求获得较高的单位面积产量为目标3 兼顾农艺与机械水平 同时减少投入获取最大经济利益化的方案 作业工艺方案的选择依据首要选择作业工艺适合农艺要求 有利于农作物的增产增收并保持良好的农业生态环境 能量消耗和作业费用应当尽量少 应有利于减少单位面积的机械装备投资和单位产品成本 提高经济效益 总之 采用何种工艺方案 应当根据当地的自然条件 农业条件和经济条件等条件的综合考虑 在符合农业技术要求的前提下 以尽量少的物质消耗和劳动消耗生产出尽量多的农产品获得最佳的经济效果 主要机械化工艺方案 小麦生产作业工艺过程 早稻生产作业工艺过程 机械化工艺方案实施 一 作业环境准备1 作业区的勘察与清理作业前应对作业区和机组通过的道路进行勘察 对地块形状 相邻区间的高差 地表状态和土壤机械物理性质 以及道路桥涵的通过性等进行调查测定 作为选择机组的一个因素 以保证机组作业过程中顺利进出与转移 对不符合要求的道路桥涵进行修整 清除田间有碍机组作业的障碍物 修整机组转移是必须经过的田埂 路坎沟壑等 2 作业地块的区划 作业小区形状与大小长方形 5 8 1 旱地长一般为 800 1200m水田 因排水灌水需要地块不能太长 一般为100 1000m左右 作业小区的地头宽度与起落线 3 播种作业的田间区划 1 播种地块的区划根据播种类别 条播 穴播 等不同作业方式对地块进行区划 并进行标杆表明 画出田间转弯地头的宽度 2 上种点的确定 播种机加满种子后能行进的最大距离 一台播种机的种子箱的容积 m3 种子的容重 kg m3 种箱的利用系数 0 8 0 85 播种量 kg 亩 机组作业幅宽 m 根据作业区的长度L可求出种箱加满后能播