Блок дисциплин «Введение в профессиональную деятельность»

1.

Блок дисциплин «Введение в профессиональную деятельность»
Дисциплина «Техническое обеспечение АПК»
Курс «Техническое обеспечение растениеводства» (1 семестр)
Кейс 5
Техническое обеспечение уборки урожая
Разработчик: к.т.н., доцент кафедры агроинженерии КузГСХА Быков Сергей Николаевич

2.

Кейс 5. Техническое обеспечение уборки урожая
Теоретический материал
План работы
1. Технологии уборки зерновых культур
2. Виды комбайнов по способу передвижения
3. Виды комбайнов по типу молотильно-сепарирующего устройства и по пропускной
способности
4. Примеры современных зерноуборочных комбайнов

3.

Кейс 5. Теоретический материал
1. Технологии уборки зерновых культур
В зависимости от состояния растений, сорта и почвенно-климатических условий
зерновые и другие культуры рядового посева убирают по однофазной (прямым
комбайнированием) или по двухфазной (раздельной) технологии.
При однофазной технологии зерноуборочный комбайн одновременно выполняет
следующие операции:
1. Срезает или очесывает растения
2. Обмолачивает собранную хлебную массу
3. Выделяет из нее зерно, очищает и загружает его в бункер
4.1. Собирает незерновую часть (солому и полову) в копнитель и выбрасывает на поле
4.2. Или укладывает незерновую часть в валок на поле
4.3. Или измельчает незерновую часть и разбрасывает по пол
Прямым комбайнированием убирают равномерно созревающие, малозасоренные,
изреженные (густота стеблестоя менее 300 растений на 1 м2) и низкорослые (длина
стеблей менее 50 см) зерновые культуры.
Уборку начинают при полной спелости зерна влажностью не более 25 %.

4.

Кейс 5. Теоретический материал
1. Технологии уборки зерновых культур
Двухфазная (раздельная) технология заключается в следующем.
Валковой жаткой стебли скашивают и укладывают на поле в валки, которые через 4 6 дней подбирают зерноуборочными комбайнами и обмолачивают.
Уборку начинают на 4 - 12 дней раньше, чем прямым комбайнированием, с момента
достижения зерна середины восковой, что соответствует влажности зерна 25...35 %.
После скашивания стебли в валках подсыхают, зерно созревает за счет питательных
веществ в стеблях, становится полнее, плотность его увеличивается.
Раздельным способом убирают неравномерно созревающие культуры (горох, овес,
ячмень, просо и др.), склонные к осыпанию и полеганию, высокостебельные культуры
и засоренные посевы.
При этом на 1 м2 должно быть не менее 250 растений, высота растений - не менее 60
см, а высота среза – 12 - 25 см (для риса 25...30 см).
В условиях повышенной влажности формируют тонкие широкие валки, в сухих
районах - толстые неширокие валки, в которых стебли укладывают под углом 10...30° к
продольной оси валка.
Зерно от комбайнов отвозят на стационарные зерноочистительно-сушильные
комплексы для послеуборочной доработки и закладки на хранение.

5.

Кейс 5. Теоретический материал
2. Виды комбайнов по способу передвижения
Самоходные зерноуборочные комбайны
(гусеничные или колесные) работают от
собственного двигателя внутреннего
сгорания.
Прицепные зерноуборочные комбайны
функционирует при помощи буксировки
трактором. Комбайн может быть оснащен
собственной силовой установкой или
работать от вала отбора мощности (ВОМ)
трактора.

6.

Кейс 5. Теоретический материал
3. Виды комбайнов по типу молотильно-сепарирующего
устройства и по пропускной способности
Существует три типа молотильно-сепарирующих устройств (МСУ):
В комбайне с барабанно-клавишным МСУ после того как колосья срезаются, они
направляются в барабан, где на большой скорости происходит отделение зерен от
колосьев. Затем необмолоченные колосья и солома попадают на клавиши, используемые
в качестве сита.
Роторная МСУ комбайна сконструирована с фильтром, который способен эффективно
разделить зерна и солому. К недостаткам можно причислить большой расход топлива,
однако он компенсирован высокой производительностью и минимальной потерей зерна.
В комбайнах с гибридной МСУ конфигурация базируется на барабане и роторе. Такие
комбайны могут быть использованы не только для зерновых культур, но и для бобовых,
сои, риса и прочего. Данная особенность обусловила эксплуатацию на больших
территориях с высокими показателями урожайности.
Комбайны также подразделяются по способности пропускать и обрабатывать культуру.
Если МСУ может обработать килограмм зерновой массы в секунду, то ей присуждается
первый класс, два – второй.
Почти все современные модели относятся к третьему, четвертому и пятому классу.

7.

Кейс 5. Теоретический материал
4. Примеры современных зерноуборочных комбайнов
Зерноуборочный комбайн FENDT 6335C производства компании AGCO
Комбайн оснащен барабанно-клавишным МСУ, автоматизированной системой рулевого управления VarioGuide, 6-рядным
измельчитель соломы и т.д.
Высокое качество обмолота в комбайнах Fendt 6335C достигается благодаря инерционному молотильному барабану
диаметром 600 мм, который оснащен балластными брусками для сглаживания пиковых нагрузок, уменьшения
перебивания соломы, снижения риска забиваний и расхода топлива. Кроме того, подбарабанье имеет независимую
регулировку на входе и выходе с помощью двух электромоторов для максимальной адаптации к различным культурам и
условиям, в задней части подбарабанья прутки прорежены для увеличения сепарации.
Пальчиковая решетка отбойного битера обеспечивает дополнительную площадь сепарации и плавный переход массы на
соломотряс или к центробежному сепаратору, который предназначен для осуществления активной остаточной сепарации,
облегчающей работу клавишного соломотряса. Площадь активной сепарации 6-ти клавишных машин составляет 2.25 м².

8.

Кейс 5. Теоретический материал
4. Примеры современных зерноуборочных комбайнов
Зерноуборочный комбайн S 440 производства компании JOHN DEERE
Комбайн оснащен роторным МСУ моделиTriStream. Ротор может обрабатывать все виды культур даже в экстремальных
условиях уборки. Его коническая конструкция улучшает производительность обмолота и делает подачу более плавной,
повышая качество зерна и снижая расход топлива и затраты мощности.
Модель S440 была разработана для максимального комфорта и простоты эксплуатации. У нее просторная удобная
кабина с широким обзором и всеми органами управления, расположенными с максимальной эргономичностью.
При активации AutoTrac — системы автоматического вождения — оператор может сфоркусироваться на качестве
уборки и должен выполнять маневры только на разворотной полосе.

9.

Кейс 5. Теоретический материал
4. Примеры современных зерноуборочных комбайнов
Зерноуборочный комбайн TUCANO 550 производства компании CLAAS
Комбайн оснащен гибридным МСУ модели APS HYBRID SYSTEM. Гидравлическая регулировка подбарабанья со встроенной
защитой от перегрузки и вариатором ротора для бесступенчатой регулировки его частоты вращения.
Инновационные технологии CLAAS действуют уже перед молотильным барабаном. Значительное ускорение потока
зерновой массы от 3 до 20 м/с обеспечивает максимальную эффективность всех последующих процессов.
Параллельное ведение подбарабанья обеспечивает оптимальное качество обмолота всех культур. В систему
гидравлической регулировки подбарабанья встроено устройство защиты от перегрузок, которое позволяет без риска
работать на пике производительности машины.

10.

Кейс 5. Техническое обеспечение уборки урожая
Практическая часть
План работы (по подгруппам)
1. Описание проблемной ситуации
2. Выбор зерноуборочного комбайна
3. Выбор цифрового оборудования для установки на комбайн
4. Экономические расчеты для выбранного комбайна
5. Создание презентации по кейсу 5
6. Доклад представителя подгруппы о результатах работы по кейсу 5
7. Обсуждение результатов работы по кейсу 5

11.

Кейс 5. Практическая часть
1. Описание проблемной ситуации
Одно из сельскохозяйственных предприятий Кузбасса запланировало произвести
яровую пшеницу на площади, рассчитанной в кейсе 1.
Необходимо:
Шаг 1. Выбрать оптимальную марку самоходного зерноуборочного комбайна и рассчитать
требуемое количество машин с учетом агротехнических сроков (7 дней)
Шаг 2. Выбрать цифровое оборудование для установки на комбайн
Шаг 3. Выполнить экономические расчеты для выбранного технического обеспечения

12.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 2.1. Выбор оптимальной марки
самоходного зерноуборочного комбайна
Главными критериям выбора зерноуборочного комбайна являются:
1. Основные технические характеристики (производительность и др.)
2. Цена приобретения
3. Эксплуатационные расходы (ремонт, техобслуживание и т.п.)
4. Развитость дилерской сети

13.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 2.1. Выбор оптимальной марки
самоходного зерноуборочного комбайна
Для принятой технологии возделывания зерновых культур выбираем современную
марку самоходного зерноуборочного комбайна.
Для выбора оптимальной марки комбайна студентам необходимо посетить сайты
основных производителей данных машин:
1. Компания JOHN DEERE (США) https://www.deere.ru/ru
2. Компания CLAAS (Германия) https://www.claas.ru/
3. FENDT (компания AGCO) https://www.agco-rm.ru/products/fendt/
4. CASE IH (компания CNH Industrial) https://www.caseih.com/apac/ru-mo/products/tractors
5. Ростсельмаш (Ростов-на-Дону) https://rostselmash.com

14.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 2.1. Выбор оптимальной марки
самоходного зерноуборочного комбайна
На основе информации сайтов студенту необходимо оценить развитость дилерской сети
производителей (количество дилеров по областям Сибири) и заполнить сравнительную таблицу.
Пример заполненной сравнительной таблицы по дилерской сети
№ Производитель
1
JOHN DEERE
Кемеровска
я область
1
2
CLAAS
1
3
FENDT
4
CASE IH
5
Ростсельмаш
Новосибирская
область
1
1
Томская
область
1
Омская
область
1
Алтайский
край
1
Красноярский
край
1
2
3
5
1
1
1
1
1
1
1
1

15.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 2.1. Выбор оптимальной марки
самоходного зерноуборочного комбайна
На основе информации сайтов необходимо заполнить сравнительную таблицу
технико-экономических характеристик (ТЭХ).
Пример заполненной сравнительной таблицы ТЭХ
№
1
2
3
4
5
6
Марка
машины
Производитель
Средняя производительность с жаткой 7 м, га/ч
Тип молотильносепарирующего устройства
Мощность, л.с.
Расход топлива при
урожайности 25 ц/га, кг/га
Цена машины
(условная), тыс.руб.
S 440
TUCANO 550
FENDT 6335C
ACROS 585
JOHN DEERE
(США)
5
CLAAS
(Германия)
5
AGCO
Ростсельмаш
5
5
Роторное
Гибридное
260
10
300
12
Барабанноклавишное
360
14
Барабанноклавишное
300
12
14 000
16 000
20 000
9 000
Вывод: выбираем зерноуборочный комбайн ACROS 585
производства «Ростсельмаш»

16.

Кейс 5. Практическая часть
Зерноуборочный комбайн ACROS 585
(выбран для проекта)
Зерноуборочный комбайн ACROS 585 предназначен для уборки зерновых колосовых культур прямым
и раздельным комбайнированием, а с использованием дополнительного оборудования – для уборки
зернобобовых, крупяных, мелкосеменных культур, подсолнечника, сои, кукурузы на зерно.
Молотильный барабан диаметром 800 мм — отличительная
черта МСУ. Тяжёлый, обладающий высокой инерцией, он
стабильно работает с засоренными и влажными хлебами.
Увеличение диаметра барабана позволило создать
практически идеальную геометрию обмолота.
Возросший до 130° угол охвата подбарабанья обеспечил
и большую, в сравнении с аналогами, площадь
сепарации — 1,38 кв. м. Как итог — увеличение времени
пребывания хлебной массы в молотилке, минимальный
риск повреждения зерна и 95-процентная сепарация.
Недомолоченный колос поступает в автономное домолачивающее устройство, в качестве которого выступает 3-лопастный
ротор. Это даёт сразу два явных преимущества: более мягкий и бережный обмолот с низкой степенью дробления зерна и
предупреждение риска перегрузки барабана. Кроме того, выделенное при домолоте зерно равномерно распределяется по
всей ширине стрясной доски, таким образом производится полный цикл очистки без риска перегрузить решета.
Обновленная конструкция решет отличается увеличенной площадью очистки до 4,95 кв. м.
Кроме того, верхнее и нижнее решето разделено для удобства обслуживания на левую и правую секции.

17.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 2.2. Расчет требуемого количества машин
с учетом агротехнических сроков (7 дней)
Требуемое количество комбайнов определяем по формуле
Кмаш = Sпол / (Пмаш ∙ Тсм ∙ Ксм), ед.
где Sпол – площадь полей, га (в нашем примере Sпол = 1200 га)
Пмаш – производительность выбранной сельскохозяйственной машины, га/час
Тсм – длительность рабочей смены, час (принимаем Тсм = 10 час)
Ксм – количество смен, ед (принимаем Ксм = 7 ед)
Например, для заданных условий кейса расчет следующий:
Кмаш = 1200 га / (5 га/час ∙ 10 час ∙ 7 ед) = 3,43 ед.
Вывод: принимаем количество машин Кмаш = 4 ед.

18.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 3. Выбор цифрового оборудования
для установки на комбайн
Для выбора цифрового оборудования, устанавливаемого на трактор и машину,
студентам необходимо посетить сайты основных производителей оборудования и дилеров:
1. Trimble (США) https://agriculture.trimble.ru/
2. Amazone (Германия) https://amazone.ru/ru-ru/
3. Claas (Германия) https://www.claas.ru/produktsiya/easy-2018
4. John Deere (США) https://www.deere.ru/ru
5. Topcon (Япония) https://www.topcon.co.jp/positioning/products/product/agri/
6. TeeJet (США) https://www.teejet.com/ru/index.aspx
7. Raven Industries (США) https://ravenind.com/
8. Fendt (AGCO) https://www.fendt.com/ru/smart-farming/upravlenie-oborudovaniem
9. Агроман (Кемерово) https://agroman.org/
10. StavTrack (Кемерово) https://kemerovo.stavtrack.ru/

19.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 3. Выбор цифрового оборудования
для установки на комбайн
На комбайн устанавливаем систему автоматического вождения
Trimble EZ-Pilot Pro, рассмотренную в кейсе 1.
Данное оборудование может быть
приобретено через компанию
Агроман (Кемерово)

20.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 4. Экономические расчеты для
выбранного комбайна
Общие затраты на комбайновую уборку:
Зубор = Змаш + Зтоп + Зопл , руб/га
где
затраты на сельскохозяйственную машину (комбайн)
Змаш = Цмаш / (Тмаш ∙ Пмаш) , руб/га
затраты на топливо
Зтоп = Ртоп ∙ Цтоп, руб/га
затраты на оплату труда персонала (комбайнера)
Зопл = Pчас / Пмаш , руб/га

21.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 4. Экономические расчеты для
выбранного комбайна
Исходные данные для укрупненного расчета затрат на уборку урожая
Цмаш – цена комбайна, руб
Тмаш – нормативный срок службы комбайна, час
Пмаш – производительность комбайна, га/час.
Ртоп – расход топлива, кг/га
Цтоп – цена топлива, руб/кг
Рчас – суммарные расходы на оплату труда персонала, руб/час

22.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 4. Экономические расчеты для
выбранного комбайна
Для заданных условий расчет затрат на комбайновую уборку:
затраты на комбайн (амортизация, техобслуживание и ремонт)
Змаш = Цмаш / (Тмаш ∙ Пмаш) , руб/га
Зтр = 9 000 000 руб / (20 000 час ∙ 5 га/час) = 90 руб/га
затраты на топливо
Зтоп = Ртоп ∙ Цтоп, руб/га
Зтоп = 12 кг/га ∙ 58 руб/кг = 696 руб/га
затраты на оплату труда персонала (комбайнера)
Зопл = Pчас / Пмаш , руб/га
Зопл = 300 руб/час / 5 га/час = 60 руб/га
Общие затраты на комбайновую уборку:
Зубор = Змаш+ Зтоп + Зопл, руб/га
Зубор = 90 + 696 + 60 = 846 руб/га

23.

Кейс 5. Практическая часть
Шаг 4. Экономические расчеты для
выбранного комбайна
Экономический эффект от использования выбранного цифрового
оборудования (системы автоматического вождения), установленного на
комбайн
Эубор = Зубор ∙ (Sо - Sсав) / Sмаш , руб/га
где
Sо – ширина зоны перекрытия при движении комбайна без САВ, м
Sсав – ширина зоны перекрытия при движении комбайна с САВ, м
Sмаш – ширина захвата жатки комбайна, м
Для заданных условий кейса расчет следующий:
Эубор = 846 руб/га ∙ (0,4 м – 0,1 м) / 7 м = 36 руб/га

24.

Кейс 5.
Техническое обеспечение уборки урожая
По результатам выполнения данного кейса подгруппе студентов необходимо
создать презентацию и представитель подгруппы должен сделать доклад.
После доклада проводится обсуждение результатов работы и даются
предложения по возможной доработке.
Кейс завершен