УДК 631.35.631.588.5. На правах рукописи КУЛТАСОВ

УДК 631.35.631.588.5.
На правах рукописи
КУЛТАСОВ БЕКЗАТХАН ШАМУРАТОВИЧ
Совершенствование технологии использования машин для уборки хлопка
в условиях Южного Казахстана
РЕФЕРАТ
магистерской диссертации на соискание академической степени магистра
сельскохозяйственных наук
по специальности 6М060800-Аграрная техника и технология
Республика Казахстан,
Кызылорда, 2013
1
Работа выполнена на кафедре Аграрная техника и эксплуатация транспорта» в
институте естествознания и аграрных технологий
Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
Научный руководитель:
доктор технических наук,
доцент С.З.Рахатов
Официальный оппонент:
доктор экономических наук,
профессор А.А. Шаханов
Защита диссертации состоится «___»_______________2013г.
Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, институт
естествознания и аграрных технологий, по адресу: г.Кызылорда, ул. Жахаева67, 4 учебный корпус, аудитория №201
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке
Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата
2
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Хлопчатник является одним из основных волокнистых
растений. Среди них хлопчатник дает 70-75% прядильного сырья. Основным
сырьем для получения волокна хлопчатника является хлопок-сырец.
Основными продукциями, получаемыми из хлопка-сырца являются
хлопчатобумажные ткани, искусственный шелк, ткани парашютов,
потребительская бумага, картон, удобрение, рафинированное масло, мыло,
лаки, спирт, пищевой белок, химические средства, корма для животных и др.
Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии
уборки хлопка являются актуальным и имеют большое народно-хозяйственное
значение.
Цель исследования- Основной целью исследования является повышение
совершенствования технологии использования средств, для уборки и
транспортировки
хлопка-сырца
на
основе
современных
методов
математического моделирования и оптимизации производственных процессов.
Объект исследований - технологический процесс машинной уборки
хлопка, хлопкоуборочные комбайны и транспортные средства
Предмет исследований – элементы агрофона хлопкового поля в период
дефолиации и уборки урожая хлопка, качественные и техникоэксплуатационные показатели, а также хлопкоуборочные агрегаты и
транспортные средства.
Методика исследований. При выполнении работы использованы теории
вероятностей и математической статистики, а также математическое
определение технических процессов уборки хлопка.
Научная новизна:
1.
Впервые
в
Республике
Казахстан
проанализированы
агробиологические, качественные и технико-эксплуатационные показатели
технологического процесса уборки хлопка.
2. Проведена оценка различних технологий уборка хлопчатника.
3. Установлены по обобщенному критерию максимума единичной
производительности прямые эксплуатационные затраты, расход топлива,
энергозатраты и производительность хлопкоуборочных и транспортных
агрегатов.
4. Установлены оптимальные скоростные режимы агрегатов в
технологическом процессе уборки хлопка.
5. Определены необходимые потребные количества хлопкоуборочных и
транспортных средств для всех форм хозяйств.
6. Обоснованы технико-экономическая эффективность и практические
рекомендации для уборки хлопка в Южном регионе Республики Казахстан.
Положения выносимые на защиту :
1.Результаты теоретических и экспериментальных исследований для
уборки хлопчатника.
2. Результаты определения по обобщенному критерию прямых
эксплуатационных затрат при уборке хлопка.
3
3. Зависимости, описывающие расход топлива и энергозатрат агрегатов
для уборки хлопка.
4. Результаты по определению производительности хлопкоуборочных и
транспортных агрегатов.
5. Результаты по определению необходимого потребного количества
хлопкоуборочных комбайнов и и транспортных средств.
Практическая ценность:
Полученные результаты исследования позволяют использовать
ресурсосберегающее применение дефоляционных, хлопкоуборочных
агрегатов и транспортных средств в условиях Южно-Казахстанской
области Республики Казахстан.
Результаты исследования могут быть использованы в учебном
процессе агрономических агроинженерных специальностей, а также в
условиях хлопководческих хозяйств и агрофирм.
Апробация результатов исследований:
Результаты исследований опубликованы и обсуждались на ученых
советах КГУ им Коркыт Ата, международных и Республиканских научнопрактических конференциях в Чехии, Болгарии, а также в научных изданиях и
журналах
«Поиск», «Вестник сельскохозяйственной науки», Ауэзовские
чтения ЮКГУ им М.О.Ауэзова.
Основные положения диссертации доложены на совете департамента
сельского хозяйства Южно-Казахстанской области.
Публикация результатов исследований:
По теме диссертации опубликовано 12 научных трудов, из них 4 в
изданиях, рекомендованных комитетом по контролю в сфере образования и
науки Министерства образования и науки Республики Казахстан.
Результаты исследования прошли испытания в 2010-2012 годах в
хозяйствах «ТОО Март» и «ТОО Жанатай» Ордабасынского района, а также в
управлении сельского хозяйства Южно-Казахстанской области, которые
потверждены актами о внедрении в производства
Структура и объем диссертации:
Диссертация включает содержание, нормативные ссылки, определения,
обозначения и сокращения, введение, основную часть в количестве 4 разделов,
заключения и изложена на 105 страницах, содержит 38 рисунков,8 таблиц,
источников литературы и приложений.
Основная часть
Во введении показана актуальность рассматриваемой темы, дана общая
характеристика работы, представлены основные положения, выносимые на
защиту.
В первом разделе приведены основные требования, предьявляемые к уборке
хлопка-сырца и допускаемые потери хлопка за комбайнами.Выполнен анализ
технологии для уборки хлопка и приведен анализ зарубежных и отечественных
хлопкоуборочных комбайнов.
4
В втором разделе приводятся теоретические исследования по обоснованию
технологической схемы использования машин для уборки хлопка и
обоснования их оптимальных параметров и режимов работы..
Эффективное использование хлопкоуборочной техники требует особенно
тщательной подготовки каждого поля к уборке. Оно включает полную очистку
от сорняков, качественную дефолиацию листьев, выравнивание поливных
борозд и подготовку поворотных полос.
Известно, что во многих хозяйствах Республики в течение ряда лет
используются современные хлопкоуборочные машины с горизонтальношпиндельными аппаратами JOHN DEERE-9930 и JOHN DEERE-9935. Эти
машины отличаются от ранее используемых отечественных вертикальношпиндельных машин более высокой полнотой сбора и производительностью,
удобством управления и технического обслуживания, а также высокой
надежностью в работе.
Обоснование оптимальной технологии и технологических комплексов
следует начать с анализа существующих технологий уборки хлопка-сырца.
На рисунке 1- представлены существующие два механизированные
технологии уборки хлопка.
1-технология
ДФ
1 м.сб
Тр
ХПП
ХР
РС
2-технология
ДФ
1м.
сб
ТР
ХПП
ХПП
2 маш.
сбор
ХР
ТР
2 м.сб –второй машинный ХП через -10-12 дн)
Рисунок 1- Существующие технологически способы уборки хлопка сырца.
ДФ-дефолиация растений
1м.сб.-первый машинный сбор всей массы (90-95 %)
ТР-транспортировка
РС- ручной сбор (50-60 %)
ХПП- хлопко приемный пункт
ХР- хранение хлопка сырца
5
Применительно к указанной структурной
схеме в последующем
составляется обобщенная математическая модель для оптимизации
вместимости соответствующих технологических емкостей и потребного числа
транспортных средств данного типа.
Применительно к хлопковой части урожая определяется оптимальные
вместимости бункера, а также оптимальные количественные соотношения
между
дефолиационными агрегатами, комбайнами и транспортными
средствами (автомобильными и тракторными) в зависимости от условий
работы (урожайность, расстояние перевозки и др.)
В качестве критериев ресурсосбережения следует выбрать минимум
энергетических и прямых эксплуатационных затрат:
Nn * n
 min
B *V
С П  C1  C2  C3  min

(1)
(2)
Можно ввести также дополнительные критерии, которые учитывают
рациональное использование хлопкоуборочных комбайнов,например
Максимум производительности:
(3)
W n  f  ,  ,   max
Или максимум использования мощности:
(4)
N e  max
Известно, что производительность хлопкоуборочных машин определяется
по следующей зависимости:
W  0,1  з  V  U  K р  К сб   ; т/час
(5)
где U-урожайность т/га
К р -коэффициент раскрытия коробочек на кустах
К сб -коэффициент полноты сбора
Следовательно,
наиболее
вероятными
факторами
увеличения
производительности хлопкоуборочных машин без увеличения потребной
мощности являются : степень использования времени смены и увеличение
полноты сбора хлопка при прохождении машины по полю. Уборка хлопка
распадается на циклы, каждые из которых состоят из рабочего движения
агрегата по его конце, переездов из одного поля на другое, устранение
соответственно технических и технологических отказов. В этот процесс входят
также остановки хлопкоуборочной машины для разгрузки хлопка-сырца из
бункера в тележку. Средняя продолжительность смена с учетом цикла t - цик
составит.
Tсм=Tр+Tn+ Tn +Тmех.о+Тm.о.+Тн+Епод+То+Тотъезд+То
(6)
где: Tр - продолжительность времени рабочего хода, с,
Tn - продолжительность времени на повороты, с,
Tn – время на розгрузку бункера, с
6
Тmех.о - время на устранения технологических отказов, с
Тm.о.- время на устранения технических отказов,с
Как известно коэффициент использования времени смены определяется
отношением времени чистой работы агрегата по всей продолжительности
смены.
=
Tp
;
Tcм
(7)
Общий вид зависимости приобретает:
W  U  K P  K cб  Lг  С n
1
Т см
(8)
Исходя из полученных формул ниже приводится краткий анализ влияния
факторов входящих в (8).
На рисунке 1 представлены зависимости
производства от коэффициентов раскрытия коробочек хлопка Кр и длины гона
Lг.
Рисунок 3- Зависимости производительности W от коэффициента раскрытия
коробочек хлопка Кр и длины гона LГ
Из рисунка следует, что на рост производительности наибольшее влияние
оказывает длина гона.
При этом наибольший скачок наблюдается при
LГ=800 м и Кр=0,6.
На рисунке 2 показаны зависимости производительности
W от
урожайности U и ширины поля Сп.
Ñï =0,8
W=ò/ãà
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Ñï =0,6
Ñï =0,4
Ñï =0,2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Рисунок 4- Производительность W от урожайности U и ширины поля Сп.
7
Полученные зависимости показывают зависимость производительности W от
урожайности Urр, ширины поля Сп и коэффициента раскрытия коробочек Кр.
Следующее задача-определение оптимальных параметров и режимов
работы использования хлопкоуборочных комбайнов и оптимальных
вместимостей бункеров имеет наиболее важное значение для перспективных
конструкций хлопкоуборочных комбайнов применительно к природнопроизводственным условиям РК.
Методика оптимального использования применима как к перспективным
хлопкоуборочным агрегатам, так и для комбайнов, имеющихся в хозяйствах.
Из приведенных рассуждений следует, что оптимальное использование
вместимостей
технологических
емкостей
обеспечивает
наибольшую
производительность хлопкоуборочного комбайна. Соответственно максимум
производительности должен быть принят в качестве основного критерия
оптимальности
W  max
Поскольку работа хлопкоуборочного комбайна складывается из отдельных
технологических циклов, то в качестве эквивалентного критерия
оптимальности
целесообразно
выбрать
максимум
цикловой
2
производительности (за единицу времени технологического цикла ) м /с
Wц  max
Для одновременного учета в математической
модели
продолжительности обслуживания двух емкостей, вводится также условный
приведенный
технологический
цикл,
продолжительность
которого
Т ц определяется в виде суммы
ÒÖ  ÒÖÁ  ÒÖÍÏ
( 9)
где Т ЦБ – продолжительность заполнения технологического цикла бункера
как основной емкости, с;
ÒÖÍÏ - продолжительность заполнения кузова прицепа, не совмещающаяся
по времени с
виде
Т ЦБ
, с учетом критерия оптимальности можно представить в
ВLТБ
 max
( 10 )
TЦ
где В – рабочая ширина захвата агрегата, м;
LТБ -длина пути заполнения хлопкового бункера, м;
Помимо критерия ( 10), также должно удовлетворяться условие связи между
В и рабочей скоростью комбайна V через баланс мощности в виде:
N Е  N  f ( B,V )
( 11)
где N H -номинальная мощность двигателя, Вт;
 N -степень использования номинальной мощности двигателя;
V -рабочая скорость комбайна, м/с
WЦ 
8
В общем виде удельные энергозатраты за время технологического цикла из
равенства
N H  NI M TI
N 
 Н NC
( 12)
BLТБ / TЦЕ
WЦ
E ПЦ -удельные энергозатраты , Дж /м2;
t TI -продолжительность i – го режима работы внутри цикла (рабочий ход,
выгрузка хлопка и т.д.) с;
 NI -степень использования мощности двигателя при сменном режиме работы.
Где  NC   NI M TI –средневзвешенное значение коэффициента использования
номинальной мощности;
M TI  t ti / TЦ -доля t TI в общей продолжительности цикла.
Технологический процесс уборки хлопка состоит из трех фаз. В первой
фазе исследуемой системы имеет место поток требований от хлопковых полей
на их дефолиацию. Обслуживающими приборами первой фазы являются
технологические средства для дефолиации кустов хлопчатника. Выходящим
потоком являются хлопковые поля, обработанные дефолиантами, имеющие
необходимую влажность. В результате взаимодействия полей и агрегатов
определяются, в зависимости от площадей и сроков обработки хлопчатника,
потребные числа технических средств для дефолиации nдорт.
Для второй фазы входящим потоком требований являются обработанные
дефолиантами хлопковые поля. Обслуживающими средствами являются
хлопкоуборочные комбайны. Выходящим потоком являются оптимальные
потребные числа хлопкоуборочных комбайнов nхорт.
При этом, необходимо учитывать площади посевов и урожайность
хлопка,расстояние перевозки, сроки уборки, а также режимы работы
хлопкоуборочных комбайнов.
Е ПЦ 
Рисунок 5- Схема исследования технологического процесса дефолиации,
уборки и транспортировки хлопка в виде многофазной системы массового
обслуживания.
Третья фаза сложной системы рассматривает совместную работу
хлопкоуборочных и транспортных агрегатов в составеУТЗ или УТК.
9
Основным критерием является минимум затрат на технологический
процесс дефолиации, уборки и транспортировки хлопка, который имеет
следующий вид:
(13)
Ñ х=С1+С2+ С3  min
где С1, С2,С3- соответственно затраты на операции дефолиации, уборки и
транспортировки хлопка-сырца.
Интенсивности потоков требований  ij при дефолиации, уборке и
транспортировке определяются из соотношения:
(14)
 1=1/tоб,  2=1/tуб,  3=1/tцб
где tоб, tуб, tцб- соответственно продолжительности обработки и уборки одного
хлопкового поля, а также продолжительности заполнения бункера, с.
Численные значения tоб, tуб и tцб определяются расчетным путем или на
основе хронометражных наблюдений.
Число осблуживаний в единицу времени (интенсивность обслуживания) 
для каждого транспортного агрегата в обычном случае составит:

1
ij
(15)
где ij - средняя продолжительность одного обслуживания.
Число комбайнов m в УТК сравнительно небольшое, поэтому и
поток требований на транспортное обслуживание будет ограниченным.
Поскольку требования на транспортное осблуживание исходят от одних и тех
же m комбайнов, то имеет место замкнутая система обслуживания. При
нехватке транспортных агрегатов комбайны ждут своей очереди на
обслуживание.
Первая задача относится к технологическому процессу дефолиации.
Общее потребное количество дефолиационных агрегатов марок ОВХ-28 на базе
тракторов МТЗ-80/82Х может определяться как для всего диапазона изменения
посевных площадей, так и для всей Южно-Казахстанской области.
Оптимизация общего потребного количества
хлопкоуборочных
комбайнов определяется на основе критерия оптимальности ресурсосбережения
является тот же критерий, что и выше
C2   mх кхсх  пхк кхк схк  min ,
(16)
где кх, кхк – коэффициенты простоя готовых к сбору хлопка полей и
хлопкоуборочных комбайнов;
Сч, Ск – потери соответственно от ожидания одного поля в день и от
простоя хлопкоуборочного комбайна за 1 день, тг/день.
Определение оптимального потребного количества хлопкоуборочных
комбайнов зависит от параметров исследуемой разомкнутой СМО с
ожиданием.
Интенсивность потока требований в виде хлопковых полей,
готовых к сбору определяется
2 
F
(17)
Dk o pt2
10
где 2 - площадь хлопкового поля, соответствующая одному требованию,
га.
Интенсивность обслуживания требований или интенсивность сборе и
хлопка одного хлопкового поля одним комбайном определяется в виде
2 
1


0,36 ВV pТ см К см
2
tпц1
(18)
,

где
tпц - математическое ожидание полного цикла уборка одного
требования одним хлопкоуборочным комбайном, день.
Оптимизация состава уборочно-транспортного звена для уборки хлопкасырца включает определение
оптимальных количественных соотношений
и состава уборочно-транспортного звена хлопкоуборочных комбайнов и
транспортных средств для перевозки хлопка-сырца в бурты.
Повышение эффективности на данном уровне достигается за счет
уменьшения простоев хлопкоуборочных комбайнов, и транспортных средств
во взаимном ожидании.
В качестве основного критерия ресурсосбережения в общем случае
целесообразно выбрать минимум суммы потерь от простоев во взаимном
ожидании хлопкоуборочных комбайнов и транспортных средств, входящих в
УТЗ.
1
C4  Cm
n 1
k  nmi 3k
n  k mi 3k
P

C
 k n nim  ki 0 n 
k  n 1 n
k  0 kim  ki
m
P0  min
(19)
В случае, когда известно математическое ожидание или
усредненное значение продолжительности времени заполнения бункера
комбайна, то интенсивность определяется из соотношения
3 
1
tцб
(20)
где tцб – средняя продолжительность заполнения бункера, 1/ч.
Интенсивность обслуживания  3 для каждого агрегата при этом составит
3 
1
(21)
tцm
где tцт – средняя продолжительность одного обслуживания, ч.
Полученные
зависимости
позволяют
определить
оптимальные
соотношения и параметров и режимов работы хлопкоуборочных и
транспортных агрегатов в составе УТЗ.
В третьем разделе изложена программа и методика экспериментальных
исследований.
Обьектами экспериментальных исследований являлись агробиологические
свойства хлопчатника, горизонтально шпиндельные и вертикально
шпиндельные хлопкоуборочные комбайны марки JOHE DEERE-9935, 9930 и
ХНП-1,8. транспортные средства МТЗ-80,2ПТС-4М,2ПТС-4-793А и отдельные
элементы технологического процесса уборки и транспортировки хлопка-сырца.
11
В четвертом разделе представлены результаты теоретических и
экспериментальных исследований. Для
экспериментального
обеспечения
оптимальных параметров и режимов работы технических средств и технологии
уборки хлопка необходимо изучение агробиологических, качественных и
технико-экономических показателей технологического процесса уборки хлопка
Результаты анализа работы хлопкоуборочных комбайнов можно
применить при организации уборки хлопка-сырца в хлопководческих
хозяйствах.
Задача
заключается
в
определении
скорости
движения
Vх,
производительности Wк, пропускной способности qк, мощности Nк при которых
достигается обоснование оптимальной вместимости бункера Qк и
ресурсосберегающее использование хлопкоуборочных комбайнов .
Критерием оптимальности в соответствии с (16) представляют собой
минимум удельных энергозатрат на 1 га.
Eн=N*ЕN/В*V,
(22)
При этом учитывались влияния полученных в ходе экспериментов
величинны длины и ширины хлопкового поля, влажности и температуры
воздуха и почвы и др. Из полученных результатов следует, что наименшее
значение энергозатрат достигается при скорости движения 0,45-0,6 м/с и
составляет 30,8 кДЖ/м2, также установлены, что минимальные энергозатраты
получаются при длине гона Lг опт=500м и оптимальной вместимости бункера
Qоптб=7,5…8,0м3.
Исходя из полученных результатов зависимостей можно заключить, что в
зависимости от скорости движения и степени раскрытия коробочек хлопка
удельные энергозатраты имеют параболический характер.( рисунок-4.3.1-4.3.2)
Рисунок 6 - Зависимости энергозатрат хлопкоуборочного комбайна ХНП-1,8
от скорости движения Vх и степени раскрытия коробочек хлопка ‫ع‬р.
12
Рисунок 7 -Зависимости энергозатрат хлопкоуборочного комбайна JOHEE
DEERE-9030,9035 от скорости движения Vх и степени раскрытия коробочек
хлопка ‫ع‬р.
Из сравнения выше приведенных рисунков видно, что у хлопкоуборочного
комбайна JOHEE DEERE-9030,9035 энергозатраты ниже на 3,8…4,2 кДЖ/м2.
При этом скорость движения выше на 0,08..0,15м/с, что на 10..15% выше. При
таких энергозатратах Eпmin и оптимальных скоростях движения Vхопт
оптимальная вместимость бункера составляет Qбопт=7,5..8,0м3.
В соответствии с 2.5.1 рассчитывается общее потребное количества
дефолиационных агрегатов ОВХ-28. Критерием ресурсосбережения является
минимум суммы затрат от простоев агрегатов для дефолиации марки МТЗ80/82+ ОВХ-28 из за неготовности хлопковых полей к обработке и от потерь
урожая хлопка вследствие несвоевременной обработки полей.
На основании анализа статистических данных хлопка установлено, что
площади посевов хлопка в хозяйствах Южно-Казахстанской области
составляют от 50 га до 2000га, поэтому расчеты проводились для диапазона
площади посевов 50…2000 га неравномерными шагами.
При определении оптимального потребного количество агрегатов для
дефолиации Nдф орт влияние площади посевов хлопчатника Fх устанавливалось
через интенсивность потока требований ηл оптимальное потребное количество
агрегатов для дефолиации Nдф определялось при основных сочетаниях площади
посевов хлопчатника Fх, скорости движения Vх, агробиологических сроков
проведения дефолиации Д дф, коэффициент а использования времени смены 
и др.
Изменения критериев оптимальности С1  , числа ожидающих дефолиации
хлопковых полей и простаивающих агрегатов для дефолиации представлены на
рисунке 4.13 для площади посевов 500 га.
13
Рисунок 8 -Изменения целевой функции С1  , число ожидающих хлопковых
полей mхпо и агрегатов для дефолиации nдфо от числа агрегатов.
Оптимизацию общего потребного количества хлопкоуборочных
комбайнов рассмотрим на примере среднего хозяйства с площадью посевов
F=400га при урожайности Uх=2т/га, продолжительность уборки Д.п=15дней и
скорости движения хлопкоуборочного комбайна Vхр=0,8м/с.
На общее потребное количество хлопкоуборочных комбайнов и на
показатели
функционирования
наибольшее
влияние
оказывает
продолжительности уборки Дп При этом влияние продолжительности уборки
Дп на изменения минимальных затрат С2  min, коэффицентов простоя
хлопкоуборочных полей Кхп и ожидания хлопковых полей Кхп начало сбора при
площади посевов хлопка Fх=100, урожайности Uх=2т/га и оптимальном
потребном количестве комбайнов nхорт=2
Рисунок 9- Зависимости затрат С2  , коэффициентов простоя хлопковых
полей Кхп и хлопкоуборочных комбайнов Кхк от продолжительности уборки Дп.
14
Теоретические исследования показали и эксперименты подтвердили, что
в соответствии с формулами (22) на активность поступления требований 3 на бункеры с хлопком-сырцом и на интенсивность обслуживания требований
 3 оказывают наибольшие влияние пропускная способность хлопкоуборочного
комбайна qн , вместимость бункера Qб , урожайность Uх , длина гона Lх , число
бункеров , выгружаемых в один транспорт nбк , расстояние перевозки хлопкасырца lпер , скорости при груженой V2 и холостой lх ездков и др. На рисунке 10
представлены зависимости интенсивности поступления требований –
заполнение бункера комбайнов от пропускной способности qн и вместимости
бункера хлопкоуборочного комбайна Qб .
На другом рисунке 11 показаны изменения интенсивности транспортного
обслуживания  3 от расстояния перевозки хлопка-сырца на хлопкоприемный
пункт (ХПП) и числа бункеров nбк , выгружаемых в кузов транспорта.
Рисунок10–Зависимости
интенсивности
заполнения
бункера
хлопкоуборочного комбайна от пропускной способности qн и вместимости
бункера Qб .
Рисунок 11 – Зависимости интенсивности транспортного обслуживания
от расстояния перевозки хлопка на ХПП и числа бункеров.
15
Из рисунка 11 видно, что для тракторного транспортного агрегата МТЗ80+2ПТС-6+2ПТС-4-886 при расстоянии перевозки от 4 до 81км.
 3 уменьшится на 30,1%, а для МТЗ-80+2ПТС-6 при числе бункеров nбк =2
уменьшится на 29,5%.
В составе УТЗ по уборке хлопка-сырца число
хлопкоуборочных
комбайнов варьируется от 1 до 6.
Также как, в предыдущих случаях, с увеличением числа транспортных
агрегатов или их вместимостей, сокращается коэффициент простоя
хлопкоуборочных комбайнов примерно на 25-38%, но при этом растет
коэффициент простоя транспортных средств.
На рисунке 4-показаны зависимости затрат С 3 от числа хлопкоуборочных
mхк и транспортных mТР средств.
Из рисунка следует, что с ростом оптимального числа комбайнов в
составе УТЗ по уборке хлопка растут и затраты С 3 .
Такая тенденция роста затрат объясняется тем, что с увеличением в составе
УТЗ комбайнов и транспортных средств также возрастает вероятность их
простоя.
Рисунок 12- Зависимости затрат
транспортных mТР средств.
С 3 от числа хлопкоуборочных mхк и
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Хлопчатник является одним из важных сельскохозяйственных культур в
Республике Казахстан, под которой заняты свыше 145 000 га. При этом
наиболее трудоемкими являются процессы дефолиации, сбора и
транспортировки хлопка. Продолжительность уборки хлопка достигает 30-45
дней, а потери 18 … 21%. В настоящее время на уборке хлопка используются
новые хлопкоуборочные агрегаты. В связи с этим исследование и разработка
методов эффективного использования хлопкоуборочных агрегатов является
актуальной проблемой, имеющей важное научное и практическое значение.
16
2. Разработаны технологическая схема и математические модели процесса
дефолиации, уборки и транспортировки хлопка на основе методов теории
статистических решений и массового обслуживания.
3. Разработаны программа и методика проведения экспериментальных
исследований. Полученные результаты полевых опытов обработаны методами
математической статистики.
4. Для всего диапазона изменения площадей посевов хлопчатника FХ=50…2000
га и скорости движения VХ=0,4…1,2 м/с определена оптимальная потребность
в агрегатах для дефолиации хлопковых полей.
5. Установлена оптимальная потребность в хлопкоуборочных комбайнах для
всего диапазона изменения обработанных дефолиантами посевных площадей
хлопчатника с учетом случайного характера изменения всех действующих
факторов.
6. Определены взаимосвязанные оптимальные количественные соотношения
между хлопкоуборочными комбайнами и транспортными средствами в составе
УТЗ по уборке хлопка-сырца для всего диапазона изменения урожайности UХ ,
вместимости бункеров Qб , расстояния перевозки L и длины гона Lг.
Определены минимальные затраты C3  простоев при взаимном ожидании
хлопкоуборочных и транспортных агрегатов количества комбайнов в составе
УТЗ варьировалось от 1 до 6.
7. Практическое применение результатов исследования обеспечивает
сокращения потерь хлопчатника в виде полураскрытых и нераскрытых
коробочек и опавших хлопков на 4,1 … 11,8%. Прирост производительности за
счет достижения согласованной работы агрегатов технологического процесса
составит 19 … 20,5% при годовом экономическом эффекте 5 429,14 тг/га.
В масштабе Южно-Казахстанской области с посевными площадями F=150 000
га общий годовой экономический эффект составит 814371000 тг.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.Қазақстандағы шитті мақта өсірудің көрсеткіштері. Әуезов оқулары -4
халықаралық ғылыми – практикалық және оңтүстік аймағы жоғары оқу
орындарының үшінші ғылыми конференциясы. Шымкент 2004, 158-160 бет.
2. Анализ работы уборочных машин на уборке хлопка – сырца. Вестник с/х
науки Казахстана. 2005.№3,60-61с.
3. К обоснованию оптимальной технологии уборки хлопка –сырца. "Әуезов
оқулықтары -7: М. Әуезов және қазақтанудың өзекті мәселелері" атты
халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференцияның еңбектері. Шымкент. 2008,
135-138 бет.
4. Исследование работы хлопкоуборочных комбайнов. Халықаралық ғылымипрактикалық интернет –конференция материалдары (21-31 қазан 2008) Алматы.
213-217 бет.
5. Теоретические основы повышения эффективности использования средств
для уборки хлопка- сырца. Поиск. Алматы. 2009.№3 166-169 с.
17
6. Анализ уборки хлопка-сырца с применением горизонтально- шпиндельных
машин машин. Поиск. Алматы. 2010.№2 312-315с.
7. Готовность хлопкового поля к машинной уборке. "HONORS HIGH SCHOOL2009" Материалы международной конференции. София. 2009,57-59с.
8. Результаты экспериментов по определению потерь хлопка в Республике
Казахстан. Материалы международной конференции., Прага. 2011,59-62с.
9. Әлемдік және отандық мақта өндірісіне талдау. Поиск, Алматы. 2011.
№2 112-115 бет.
10. Оптимизация вместимости технологических емкостей хлопкоуборочного
комбайна. Материалы международной конференции., Прага. 2012,29-32с.
11. Машинамен мақта жинаудың өзекті мәселелері. Материалы международной
конференции, Прага- 2012,31-33с
12 Мақта алқабы жағдайының негізгі сипаттамалары. Материалы
международной конференции «Новые научные достижения-2013» 17-25 марта
2013г.
18
Түйін
Култасов Бекзатхан Шамұратұлы
Оңтүстік Қазақстан облысы жағдайында мақта жинауға арналған
машиналарды пайдаланудың технологиясын жетілдіру
6М060800-Аграрлы техника және технология
Зерттеу нысанасы. Машинамен мақта жинаудың технологиялық процесі,
мақта жинайтын комбайндар мен тасымал құрылғылары.
Зерттеу мақсаты. Зерттеудің негізгі мақсаты қазіргі заманғы математикалық
моделдеу әдістерін және өндірістік процестерді ықшамдау арқылы, мақта
жинауға
және
тасымалдауға
арналған
құрылғылардың
пайдалану
технологиясын жетілдіру.
Зерттеу әдістері. Теориялық зерттеу әдістері, теориялық механика, машина
механизмдері және ауылшаруашылық машиналар теориясының негізін қолдану
қағидаларына негізделген.Тәжірибелік зерттеулер классикалық зерттеу
әдістерін қолдану арқылы жүргізілді. Агротехникалық көрсеткіштің бағасы
нормативтік құжаттарға сәйкес орындалды. Нәтижелердің нақтылығы
математикалық статистика әдістерімен бағаланды. Есептеу кезінде Excel және
Statistica компьютерлік бағдарламалары қолданылды.
Ғылыми жаңалық.
- Қазақстан Республикасында алғаш рет, сапалық, агробиологиялық және
техника
пайдалану
көрсеткіштері
арқылы,
мақта
жинаудың
технологиялық процесіне талдау жүргізілді.
- Мақта жинаудың әртүрлі технологияларына баға берілді.
- Мақта жинайтын комбайндар мен тасымал құралдарының тікелей
шығындары, май шығыны, энергия шығыны, өнімділігі максимум
критериі арқылы нақтыланды.
- Мақта жинаудың технологиялық процесінде агрегаттардың тиімді
жылдамдық режимдері анықталды.
- Барлық шаруашылық түріне байланысты, мақта жинайтын комбайндар
мен тасымал құралдарының қажетті саны нақтыланды.
Енгізу дәрежесі. Отандық және шетелдік мақта жинайтын комбайындармен бір
реттік жинау технологиясының үлгісі дайындалып, технологиялық сұлбасы
жетілдірілді.
Ғылыми зерттеу жұмыстарының қорытындысы немесе енгізу ұсынысы.
Бір реттік мақта жинау технологиясының үлгісі, Оңтүстік Қазақстан облысы,
Ордабасы ауданы «Март» ЖШС-дегі мақта алқаптарында сыналып, зерттелген
нәтижелері мақұлданған.
Экономикалық тиімділігі.
Отандық және шетелдік комбайндарды пайдалана отырып, бір реттік мақта
жинау технологиясын жетілдіруді енгізу кезіндегі экономикалық тиімділік
814371000 тенгені құрайды.
19
Abstract
Kultasov Sh. Bekzat
To improve the technology of using cars for gathering cotton, in conditions
of South Kazakhstan oblast
for academic degree of master of techniques and technology on specialty
6М020700 – Agrarian techniques and technology
The object of the research: the technology of gathering cotton, fatherland and
abroad equipments of combine harvester for gathering cotton.
The aim of the research: the main aim of the research is to improve the
technology of using equipments on the basis of modern mathematical model methods
and according to economizing industrial process, to gather, to transport and to save
cotton.
The methods of the research: Theoretical methods of research, theoretical
mechanics, and mechanisms is based on the usage of theory of agro industrial cars.
Research experiments are held by using classical methods of experiment. The value
of agro technical indexes are done according to the normative documents. Accuracy
of results are valued by means of mathematical statistic methods. During calculation
are used Excel and Statistika computer programs.
The scientific novelty of the research is grounded by the use of models of
translation in the translation of technical texts in the process of professionallyoriented education.
The theoretical value of the research.
- First in Kazakhstan to the technology of cotton gathering are made agro
biological, qualitative analyses to the technical usage of indexes.
- Made analysis to various technology of gathering cotton.
- By means of maximum developed criteria, cotton combine harvester,
productivity of transport cars, is determined the expenditure of direct usage.
- Determined the speed routine of aggregates during cotton gathering.
- Determined necessary number of gathering aggregates and all the transport
equipments which is necessary for all the types of economy.
Level of inculcation. By improving the technology process of cotton gathering
works, is determined the useful ways of abroad combine harvesters.
Conclusion of the research. Researched results tested and confirmed in JSC «Mart»
according to the developed technology of South Kazakhstan, Ordabasy region.
Economical wholesome. Annual economical wholesome is 814371000 tenge while
making project of technological equipments for gathering cotton.
20