Определение оптимальных размеров полей севооборотов

Размер поля севооборота влияет главным образом на эффективность использования сельс­кохозяйственной техники и должен обеспечивать ее работу круп­ногрупповым методом. Для обеспечения минимальных суммарных издержек требуется установить его оптимальную величину, которая создавала бы территориальные условия для работы агрегатов с наименьшими простоями и другими неплановыми потерями времени и соответственно максимальной произ­водительностью.

Зависимость между дневной выработкой сельскохозяйствен­ной техники (W_дн) и потерями рабочего времени смены выража­ется формулой:

где W_H – нормативная сменная выработка, га; К_см – коэффициент сменности; t – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени смены.

Если считать величины W_H и К_см заданными, то значение W_днбудет максимальным, когда t→min.

Коэффициент t слагается из потерь времени на внутрисменные холостые переезды сельскохозяйственной техники с поля на поле и подготовку к переездам или последующей работе (t_х), простоев по организационным (t_орг) и техническим причинам (t_т):

Эти коэффициенты определяются путем деления соответ­ственно времени холостых переездов (Т_х), организационных (Т_орг) и технических (Т_т)простоев на сменное время (Т_см):

Значение t_х можно выразить следующим образом:

где W – сменная выработка; п – число основных агрегатов, участвующих в техно­логической операции; Р – площадь поля; R_n – расстояние переездов; V_а – транс­портная скорость движения агрегатов.

Простои по организационным причинам, как правило, опре­деляются уровнем организации совместной работы основных аг­регатов комплекса и транспортных средств. На уборке зерновых, например, они включают время ожидания комбайнами транс­портных средств для разгрузки, на севе – семян, удобрений, воды для заправки агрегатов, на пахоте – топлива. Опыт показы­вает, что наибольшие простои по организационным причинам имеют место на уборочных работах.

Неплановые потери времени по организационным причинам (Т_орг)в среднем за одну смену определяются технологическими схемами организации перевозок (на уборке зерновых, например, используется прямая перевозка зерна от комбайнов или перевоз­ка с применением промежуточных емкостей – накопителей-пе­регружателей), применяемым видом транспорта, а также емкос­тями бункеров комбайнов, семенных или туковых ящиков и т.д. Для расчета Т_оргна уборке зерновых может использоваться следующая зависимость:

где Т_о – среднее время ожидания транспорта для разгрузки; К_о – количество на­полнений бункера комбайна за смену.

Минимальные потери по организа­ционным причинам на уборке зерновых имеют место при ис­пользовании для выгрузки зерна, наряду с автомобилями проме­жуточных емкостей. Введение в технологический процесс мо­бильного накопителя-перегружателя позволяет более гибко ко­ординировать заполнение бункеров комбайнов и вывоз урожая с поля.

Предполагая, что время ожидания транспорта равно времени передвижения мобильного накопителя-перегружателя к комбай­ну, получим:

где R_o – расстояние движения накопителя-перегружателя или автомобилей между агрегатами с учетом их рассредоточенности на полях; у – урожайность основной продукции культуры; d – емкость бункера комбайна.

Окончательный расчет площади поля, при которой достигает­ся минимум неплановых потерь времени, а, следовательно, и максимальная производительность основных агрегатов комплекса, можно вестипо формуле:

Оптимальный размер поля севооборота возрастает с увеличе­нием производительности сельскохозяйственной техники (W), числа агрегатов, работающих совместно (п), улучшением техноло­гических характеристик используемых машин (V_T, d). Напротив, плохие территориальные условия (К₁, K₂), а также недостаточная надежность сельскохозяйственной техники (М)требуют полей меньшей площади. Пример расчета приведен в таблице 1.

Таблица 1

Расчет оптимального размера поля севооборота

В результате проведения расчетов можно установить оптимальный размер поля севооборота. Обычно он составляет от 280 до 350 га. При меньших размерах полей снижается эффективность использования техники из-за невозможности наиболее правильной организации крупно-групповой работы. При размерах полей, превышающих 350 га возрастает время на холостые переезды, что также ведет к снижению эффективности использования сельскохозяйственных и транспортных машин.

Свое влияние на суммарные издержки оказывает и соотношение сторон полей в севооборотах. Математические расчеты и накопленный практический опыт показывают, что оптимальным является соотношение сторон поля близкое к 1:4.