Рахатов С.З, Култасов Б.Ш, Сактаганов Б.Ж, Рахатов А.С.

    Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата

Основные принципы обоснования оптимальных параметров и режимов работы агрегатов для уборки хлопка

       Технологический процесс уборки хлопка осуществляется агрегатами для дефолиации, сбора хлопка и транспортиовки. Поэтому важное значение имеет установление оптимальных  параметров и режимов работы дефолиационных, хлопкоуборочных и транспортных агрегатов.

         В качестве критериев оптимальности  следует выбрать максимум  производительности W, минимальные энергетические затраты Е и  единичную  производительность Nи и агрегатов для дефолиации уборки и транспортировки  хлопка. При этом определяются оптимальные  скорости движения, пропускные способности , вместимости  бункеров комбайна, грузоподьемность и количественный состав транспортных агрегатов, а также значение непроизводительных  затрат времени смены. Далее  с учетом всего  разнообразия существований фермерских, крестьянских хозяйств и ТОО определяются оптимальные потребные количества агрегатов для дефолиации. При этом  остро стоит вопрос о применении однотипных  дефолиантов и сроков его применения согласно технологичеким  схемам  рисунок-1.

   Хлопквые поля  подвергаются к дефолиации при 25-30% раскрытии коробочек хлопка-сырца. Операция дефолиации осуществляется  агрегатами МТЗ-80/82+ОВХ-28. Ширина захвата агрегата составляет 6-8 м.[1]

         Как видно из рисунка- 1, первым шагом  оптимизации является с учетом природно-производственных и конструктивных особенностей и обоснование параметров агрегатов для дефолиационных агрегатов.  После дефолиации хлопковые поля с раскрытыми  коробочками до 80-85% и опавшими  листьями  хлопка поступают к уборке. Они убираются  агрегатами ХНП-1,8, JOHN-DEREE - 9935, 9930 и УзКЕЙС-2020 и др. Транспортируется убранный хлопок агрегатами МТЗ-80/82+3-2ПТС-6-884. На рисунке-2 представлены прогрессивная технология уборки  хлопка-сырца в условиях РК.

Рисунок-1. Существующая  технологическая схема уборки хлопка в условиях южно-Казахстанской области РК.

 

Рисунок-2. Прогрессивная технология уборки хлопка.

 

где: ХП1- хлопковые поля поступаемые на уборку при раскрытий коробек 25..30%.

ДФ-операция дефолиации;

ХП2-хлопковые поля , готовые к машинному сбору;

МС-машинный сбор комбайнами ХНП-1,8, УЗкейс, Джон-дир.

ТР-транспортировка хлопка;

ХПП-хлопко-приемный пункт.

  Ккак следует из технологической схемы, при прогрессивной технологии отсутствуют такие операции, как второй машинный сбор и последующие транспортировки хлопка, что  приводит к снижению себестоимости хлопка.        

     На втором этапе с учетом готовых, после дефолиации, к уборке полей определяются оптимальные параметры и режимы работы хлопкоуборочных комбайнов, их потребное количество и необходимый состав для конкретных хозяйств.

Рисунок-3. Рассмотрение технологического процесса уборки хлопка как многофазной системы массового обслуживания.

 

        Далее с учетом площадей посевов хлопка с учетом числа комбайнов обосновываются необходимые потребные числа транспортных агрегатов, их оптимальные вместимости и состав. На четвертом этапе, как видно из рисунка 3. определяются количество потребных рабочих и оптимальный режим ХПП.

В качестве основного критерия принимается минимальная сумма всех затрат от дефолиации, уборки, транспортировки и очистки хлопка-сырца:

                                               (1)

где  Сдф  - затраты по дефолиацию хлопка, тг/га;

          Суб  - затраты по уборку хлопка, тг/га;

          Стр – затраты по транспортировку хлопка, тг/га;

          Схпп – затраты на очистку хлопка, тг/га.

Рассмотривая технологический процесс уборки хлопка  сложной системы можно принимать как многофазную систему массового обслуживания (СМО).

         Такая система в общем виде состоит в соответствии с рисунком- 3 из  четырех фаз.

         В первой фазе поток требований поступает от хлопковых полей, готовых к дефолиации. К этой операции приступают, когда на 80 -85% растениях раскрываются хлопковые коробочки.

         Критерий оптимальности имеет следующий вид:

                                                           (2)

         где   - число ожидающих начала дефоляции полей и дефолиационных агрегатов;

             - стоимость 1 дня или часа ожидания хлопковых полей и простаиваемых  дефолиационных  агрегатов, тг/час.

         Первая фаза является разомкнутой СМО с ожиданием.

         Число ожидающих хлопковых полей и простаивающих дефоляционных агрегатов определяются по формулам /2,3,4/.

                                      ,                                                         (3)

                                                                                                    (4)       

             где    - параметр потока;

                   n  - число дефолиационных агрегатов;

                   R  - число поступаемых на дефолиацию хлопковых полей, шт.

         Вторая фаза исследуемой системы включает в себя сбор хлопка. Критерием является минимум потерь от уборки хлопка, связанной с ранним началом сбора и запоздалой уборкой:

                   ,                        (5)

         где     - число полей, ожидающих начала уборки и число простаивающих из-за неготовности полей хлопкоуборочных комбайнов;

                  - средняя площадь, соответствующая одному требованию, 1/га.

     На основе данного критерия можно определить для всего диапазона изменения посевных полей хлопководческих хозяйств необходимые потребные количества хлопкоуборочных комбайнов.

         В третьей фазе сложной системы определяются на основе замкнутой СМО с ожиданием оптимальные количественные соотношения между уборочными и транспортными средствами на основе критерия оптимальности:

                   ,                                  (6)

         где  - число уборочных и транспортных агрегатов;

                    - коэффициенты простоя  уборочных и транспортных агрегатов во взаимном ожидании;

                    - стоимости простоя  вышеуказанных агрегатов, тг/час.

      Коэффициент простоя хлопкоуборочных комбайнов [2].

                       ;                                                          (8) 

            где  МОКС   - число комбайнов, ожидающих транспортных средств.

         Коэффициент простоя транспортных средств определяется:

                                 ;                                          (9)

         В заключительной фазе устанавливаются    оптимальные параметры пункта обработки хлопка:

                   ,                                   (7)

         В этой подсистеме функционировать должна двухфазная разомкнутая СМО с ожиданием.

         Выходными оптимальными параметрами являются число агрегатов для очистки хлопка, число рабочих, площадь хлопкоочистительного пункта, количества буртов в зависимости от площадей посевов и урожайности.

Такое многоуровневое исследование сложной системы хлопкоуборочного процесса на иерархической основе обеспечивает снижение трудовых, энергетических и прямых затрат и повышение производительности труда на 20-25%.

                                                                   Резюме

 

     В стаьте рассмотрены технологически процесс уборки хлопка как многофазной системы массового ослуживания и основные параметры хлопкоуборочного комбайна а также технологические показатели работ с дефолиационным и транспортным средствам   применительно к природно-производственным условиям РК.

 

Литература

1. Спеваков Р.И., Усаров С. Повышение эффективности подготовки    растений к механизированному сбору хлопка. //Проблемы развития агроинженерной службы в фермерских хозяйствах// Гулбахор- 2008 

2.  Новиков О.А.,Петухов С.И.  Прикладные вопросы теорий массового обслуживания. М.: Изд-во «Советское радио», 1969г., 400 стр.

3. Вентцель Е.С.Теория вероятностей. М., Изд-во «Наука», 1964г.576 стр.

4. Червоный А.А.,Лукьященко В.И.,Котин Л.В.   Надежность сложных систем. М., «Машиностроение», 1976г, 288 стр.