农业机器的选型与配备

1、农业机器的选型与配备,农业机械化区划与规划概述 农业机器系统及选型 农业机器的配备 机器配备相关参数计算及机器配备过程,农业机械化区划 农业机械化规划,农业机械化区划的研究对象和作用 农业机械化区划的分类 区域划分及区划的分级,农业机械化规划与区划的关系 农业机械化规划的基本内容,根据发展农业的自然规律和经济规律，通过系统地对影响农业机械化发展的自然、农业、社会经济和科技文化等因素的调查研究，按其地域间的差异性和相似性，划分成若干个具有不同机械化特点的农业机械化区域，并按各区的生产特点、经济基础和机械化发展水平等具体条件，因地制宜地提高各区发展农业机械化的重点、步骤、方法，确定相应的经济合理的

2、农业机器系统，以满足农业生产发展的需要。从而为制订农机化发展规划、改善农机工业布局、合理投放机器、确定农机科研项目和制订有关政策措施提供科学依据。 具体地说，农业机械化区划就是要解决机械化的两个基本问题：其一是划分具有不同特点的机械化区域，并且阐明各区机械化的重点和步骤，预测其在一定时期内可能达到的机械化水平；其二是提出用什么类型和何种结构的农业机器去实现机械化的问题。,农业机械化区划的研究对象和作用,农业机械化区划的分类,农业机械化区划根据需要解决的问题和研究对象的不同，分为条件区划、专题区划和综合区划三类。 条件区划 是以影响农业机械化的某一项条件因素为研究对象的区划。条件区划主要突出条件

3、的相似性，不强调区域的连片性。是专题区划和综合区划的基础。 专题区划 是针对某一个机械化问题或某一种农业机械的适应性作为研究对象的区划。例如种植业的机械化问题等。专题区划的针对性强，要解决的问题明确具体，因此其成果可以直接应用于生产，亦是研究和编制综合区划的基础。 综合区划 是以行政区域和经济区的范围为研究对象的区划。因此，包括的内容广泛，在综合分析自然条件、农业条件、社会经济条件乃至科技文化水平等诸因素的基础上，提出该区域内的农业机械化的重点、步骤与方法，定性地指出实现机械化的技术要求和措施，它是制订农业机械化规划和因地制宜地发展农业机械化的依据。,区域划分及区划的分级,我国现已编写成的中国

4、农业机械化区划（） 的区域是按如下原则划分的： （）影响农机的自然条件和社会经济条件的相对一致性； （）农业生产基本特征、发展方向和所需机械品种、性能的相对一致性； （）考虑农机化发展的需要与可能、发展重点、步骤和措施的相对一致性； （）划分区界从反映客观实际出发，不受行政区限制，但为了统计资料的方便，基本保持县级行政区界的完整。 根据上述划分原则，采用主导因素法将全国共划分九个一级区包括个二级区。,农业机械化规划与区划的关系,农业机械化规划是指一个具体单位（如省、地、县或农场企业等）的农业机械化发展规划。农业机械化规划是按照农业机械化区划提出的发展需要，根据现实可能，拟订出在一定时期内所要达

5、到的指标和进度、比例关系、机器型号和投放量以及各项实施措施。 农业机械化区划是一项带有战略性、长期性，同时又是以定性为主的基础研究工作。而农业机械规划则是在区划的基础上制订的，是定量的，有阶段性和时效性，用以指导农业机械化实践。所以区划是规划的基础，而规划则是区划在某一阶段或某一单位内的具体化,农业机械化规划的基本内容,农业机械化规划是实施计划，因此规划内容必须明确具体，即应对农业机械化的发展目标、时间进程（近期、中期、长期）、发展速度、比例关系、布局结构、先后次序、实施措施等加以具体规划阐明、其基本内容是： （）规划并预测发展机械化的项目和步骤 （）选择机器型号和确定机器数量 （）根据规划单

6、位的具体条件制订全面的发展规划,农业机器系统 农业机器选型,农业机器系统的概念及分类 编制农业机器系统遵循的原则,农业机器选型的目的，是为 农业生产选择最优的技术装备。 因此，机器选型必须全面地虑 技术和经济的要求。选择机设 备时应注意的主要因素和条如 下： 适应性 生产性 经济性 可靠性 安全性,农业机器系统的概念及分类,农业机器系统是指实现农业生产过程机械化所需要的各种动力 机械和作业机械的有机组合，是完成给定的农业生产功能的综合体。农业 机器系统的分类有如下几种： （）按农业生产部门分 种植业机器系统、畜牧业机器系统、林业机器系统、 渔业机器系统等。 （）按作物种类分 有水稻、小麦、棉花

7、、玉米机器系统等。 （）按农业机械化区域分 如南方水田区机器系统、华北旱作区机器系统、东北垄作区机器系统等。 对于一个具体的农业生产单位，它所具有的全部农业机器也构成一 个农业机器系统（但不一定是最优的），这一系统内部各要素以及系统与 其外部环境间的协调优化就是农业机器生产与管理学重要研究的内容之一,农业机器系统的概念及分类,农业机器系统对于具体的生产单位来说是开放的，尤其在市场经济条件下，农业机器的使用权不一定生产单位集体所有，为追求农业机器作业的经济效益，机器所有者可以在完成本单位作业的前提下，为其它单位（个人）进行代耕服务。这样使系统内机具充分利用，系统功能得到最优发挥。,编制农业机器系

8、统遵循的原则,（）提高机器的综合利用性能，尽可能达到一机多用。 （）采用联合作业机组和复式作业机组。 （）可同时进行的农业作业工序应采用流水作业法，例如收获作业中的收割、脱粒、运输、清选、烘干等工序。在有条件的地方应尽量采用成套机械设备连续完成，以保证获得较高的产品质量和较小损失。 （）采用新工艺和新技术时（例如精量播种、化学除草、少耕和免耕法、液压和电子技术等），既要考虑技术上的先进性，也要考虑经济上的合理性。,编制农业机器系统遵循的原则,（）提高机器的系列化、标准化、通用化程度。 （）编制机器系统应注意并体现工程技术与生物技术相结合，相互适应，相互促进。 从当前我国农村的社会经济条件来看，

9、在编制农业机器系统和进行农机配备时，还必须充分注意到“机械化、半机械化、手工工具并举，人力、畜力、机电动力并用”，以便使农业机器系统真正做到有用可行，既能保证农产品的产量和质量有所提高，又能获得较高的劳动生产率和较低的产品成本。,适应性,指机器对地区的适应性。机器选型必须以当地的地形特征、田块大小、土壤种类、道路条件和气象特点，以及作物种类、耕作制度、栽培方式和农业生产规模等农业生产条件为依据。 拖拉机的选择还要考虑其通过性。拖拉机在泥泞地或坡地上作业时，动力性和经济性都恶化。另外拖拉机地隙是影响其通过性的另一因素，在中耕时一定要保证拖拉机地隙为所中耕植物株高的0.50.6倍。 作业机械的选型

10、地区性很强，所选机械必须适应当地的农业生产要求和自然条件。首先，根据机械化工艺方案和农艺要求确定机械类型。其次，所选机械型式和性能必须满足农艺对作业质量的要求。第三是根据地块大小和动力机械等条件选择机械尺寸和联结方式。,生产性,指机器的生产效率，一般表现为功率、速度、生产率、利用率等技术参数，应该根据生产单位的经营规模和生产任务来选择机器的性能和尺寸大小，并考虑动力机械与作业机械的配套性，以充分发挥机器性能和提高利用率,经济性,主要指机器的购置费用和使用费用。在选购机器时，不能只考虑机器的购置价格，还必须考虑使用期间的各种费用支出。如果只考虑价格便宜，而不考虑购入后所发生的一系列费用，如油料费

11、、维修费等支出，则可能机器的整个寿命周期费用（购置费用使用费用）不是最经济的。,可靠性,包括无故障性、维修性、耐久性等，要求机器能在规定时间内，在规定的使用条件下无故障可靠地工作，使用寿命要长。对机器进行维修和排除故障时，易于拆卸，易于检查，零部件的通用化和标准化程度高，互换性好等。进口农机具还要考虑零件供应性。,安全性,是指机器安全生产和对环境保护的性能。机器的安全性是现代机器选型的重要条件之一。要求机器能安全作业，在发生事故时能保护驾驶人员的安全，降低机器噪声和排放的有害物质对环境的污染、对人体的危害，除上述噪声和排放外，操作方便性、座椅舒适性等将成为现代机务人员的追求目标之一。,农业机器

12、的配备,农业机器配备的目的与要求 农业机器配备的依据及一般过程 机器配备方法 作业机械数量的计算,农业机器配备的目的与要求,目的是组成按农艺要求完成企业机械化作业任务，并具有较高经济效益的机群。 要求： 、保证按农艺技术要求完成企业的各项机械化作业。 、配备的机器能使企业获得较大的经济效益。 决定企业机群的经济性能的有机群投资及资金占用、机群机器在使用中的各类消耗费用和机群在生产中使企业增收的性能等三个方面，增收性能指配备的机群与企业原作业系统或其它机群配备方案比较的增收、减耗效果，是相对指标。,农业机器配备的依据及一般过程,、配备依据 （）企业所在地区的自然、社会经济条件，地形地貌和作业场所

13、 状况等条件； （）企业的规模及生产工艺和作业项目，以及由此而决定的各 项作业数量和农艺技术要求； （）企业的管理水平及人员的技术水平； （）企业原有作业系统的构成（人、机、畜构成）及技术经济指 标； （）可供选择的机器型号、价格、技术性能和对企业所在地区 的适应性等有关资料和数据。 、配备的步骤： 生产企业农业机器配备过程如框图所示 *板书框图并解释,机器配备方法,比照类推法 生产率法 能量法 线性规划法 最小年度费用法,比照类推法,*简介该方法及其优缺点。,生产率法,也称“工作量法”或“作业量法”。是根据选用机组的生产率、分配给该机组的作业量、可作业天数等条件来确机具配备数量的一种方法。

14、nT=Ur/Wr 式中：nT完成该项作业需拖拉机台数（台）；Ur该拖拉机进行该项作业每天应完成的作业面积(hm2)；Wr该拖拉机完成该项作业的日历生产率(hm2台日)。 根据农忙季节（负荷高峰期）需该拖拉机完成的作业项目和作业量即可计算出需配备拖拉机总台数。至于拖拉机日历生产率、日历日期利用系数的确定和如何划出负荷高峰期我们在下一节讨论。,能量法,类似于第二种方法，我们以完成某项作业日需用能量（kwh/d）为依据，再结合选定拖拉机的标定功率（或牵引功率）、来确定需用拖拉机数量。 nT=NTr/（NTT）,线性规划法,应用此方法的前提是配备的目标函数与约束条件均为线性函数。 配备计算过程一般为确

15、定目标函数，设置变量和建立约束方程组，数学模型中诸参数的求解及计算结果的分析。现以某生产单位动力配备为例说明如下： 参考：余友泰 农业机械化工程 中国展望出版社，1987年； 戴有忠 农业机械化工程 东北农业大学，1996年； 朱振宇 大庆农场农业机器系统优化设计东北农业大学硕士学位论文，东北农业大学图书馆，2001年,最小年度费用法,通过建立费用函数模型，以求得相应于最小年度费用的拖拉机最佳功率或最佳农机幅宽，从而为合理选配拖拉机和作业机械提供依据。,作业机械数量的计算,作业机械及自走式农业机械的数量，根据应完成某项作业的总面积，选定机型的台班生产率定额与作业时间等进行计算。 nm=UiDt

16、Wn(取整数) 这里应指出的是，除自走式农业机械外，其他田间作业机械都是与拖拉机组成机组进行工作的，在一般情况下，中、小型轮式拖拉机每台都应配备一台犁、耙或旋耕机，其他各种作业机械数量应根据与之合理编组的拖拉机台数再进行最后确定。,机器配备相关参数计算及机器配备过程,机组日历生产率及其计算 作业负荷及其调节 作业阶段及其划分 确定机组配备量的高峰期负荷法,机组日历生产率及其计算,作业日历期内，考虑自然条件及机器技术状态等因素的影响，预计机组达到的平均日（或小时）生产率，称为机组日历生产率。其计算式为： Wr=Wpryb 或 Wr=WptTrry *式中符号解释：Wp、Wpt、Tr； r、y、b

17、,符号解释,机组日历日期利用系数r及其确定 作业的农时日历期内，机组实际可能作业的日数与日历日数之比，其数学表达式为： r=（R-R）/R 式中：R日历期内因故不能出勤作业的日数。 通常日历日期利用系数由下式得出： r=qbw 式中qbw分别为日历期气象系数、机组的保养系数和技术完好率。,符号解释,（）技术完好率 机组技术完好率等于机组各台机具技术完好率之积。 （）保养系数及其确定 一般，由于作业机具的保养在班次前后进行，所以，b只计动力机 械的保养系数。如果机组大部分保养操作都在作业空闲时间进行， b可忽略不计。 （）气象系数及其确定 气象系数等于作业日历日数减去因天气影响不能作业的日数0与

18、 作业日历日数之比。即：q=（R-R0）/R,作业负荷及其调节,单位时间机器完成的作业量，或为完成给定的作业任务单位时间投入的机器能量，通常称之为机器的作业负荷。前者称为工作量负荷，单位为标准亩日；后者称为能量负荷，单位为千瓦日、千瓦小时日等。 、作业负荷的计算 、作业负荷图。 、作业负荷的调整,作业负荷的计算,工作量负荷 有用能量负荷 功率负荷 需用动力负荷,工作量负荷,Ur=U/R (标准公顷日) 解释式中符号含义：、和R（按农艺要求允许作业的日历日数）。 讨论：由于农业生产的季节性，每一项作业都有一固定的允许作业期，但由于某些因素的影响，不能保证每日都可以作业。这在日历生产率中已有考虑，

19、因而上式中没有此项。,有用能量负荷,根据机组生产率公式，某项作业日需有用能量负荷为： A=KU/CR 式中：A某项作业有用能量负荷(kwh/d)； K(比阻)、U、C（单位换算系数）。,功率负荷,采用能量法进行机器配备需计算完成作业每天需用拖拉机牵引功率总值。公式如下： NTr=A/Tr=KU/CRTrr 式中：NTr完成某作业功率负荷(kw/d)；r该作业日作业时间(h/d)。,需用动力负荷,日需某型动力的标定功率表示，称为该型动力的需动力负荷，计算式为： Nenr=KU/CRTrrw=NTr/Trrw 式中：Nenr完成某项作业需用动力负荷（kw/d）；w机组进行该项作业生产率利用系数。w

20、=NT，,作业负荷图,以横轴表示日期，纵轴表示作业负荷值，由此构成的直方图为作业 负荷图。 作业负荷图具体绘制步骤如下： （）定坐标及比例 横坐标表日期，以日为单位；纵坐标表作业负荷，单位与相应作业负荷单 位相相同。 （）绘出纵、横坐标轴，标示日期时，要求标示相应日的终点。 （）绘负荷叠加直方图 按各项作业的起止日期及日作业负荷值，在图上绘各项作业负荷的直方 图。绘负荷直方图时应注意： 同日有若干项作业时，各项作业的负荷直方图应叠加绘出。 一日多项作业，各项作业的负荷直方图叠加次序可上下任意调换摆放，原则是尽量使相邻日期的同一项作业的负荷直方图连通。,作业负荷的调整,农业生产具有季节性，可能出

21、现某段时间内作业负荷非常 大，而有的期间作业负荷特别小，甚至没有作业项目。为了降低机 器设备投资，从而降低作业成本、提高机器的利用率，应将某些日 期的负荷值予以调整。调整方法及原则如下： 改变作业日期，将处于高峰期的某些作业项目移离高峰值 重新分配各作业动力的作业任务 孤日峰必削,改变作业日期，将处于高峰期的某些作业项目移离高峰值,平移法 改变作业的起止日期，向前或向后移离高峰期，被移离的作业项目 的作业日数保持不变。 缩短作业日期 此法是将处于高峰期的作业项目开始日期后移或结束日期前移。用 缩短作业期长的方法使某项作业处于高峰期的部分移离负荷高峰 期。,改变作业日期，将处于高峰期的某些作业项

22、目移离高峰值,延长作业期长 通过延长处于高峰期作业项目的作业期（提早开始或延迟结束或者 同时提早和延迟作业的开始、结束日期）的方法来减小负荷峰值。 改变作业期调整负荷的原则： 作业的农时时期允许； 不影响相继作业的正常进行（如不能将播前整地作业延至播种作业之后）。有时，为了降低负荷峰值，可同时变更时序相关的作业项目的作业日期。 降低值减少机器配备量所获得效益应大于或等于因改变作业期而增加的适时性损失。,重新分配各作业动力的作业任务,是将处于高峰期作业项目的全部或部分作业任务调配给同 期作业负荷较轻的其它动力（人 畜力等）进行，以此来降低某种动 力的负荷高峰值。重新分配作业任务的原则： 另一种动力作业时能满足农艺技术要求； 接受作业任务的动力，在所调作业的作业期，又不处于负荷高峰值； 调整峰值，减少机器配备量所获效益应大于或等于由其它动力进行作业所增加的作业费用。,孤日峰必削,高峰期只有一天为孤日峰，一定要进行削除，一般采用改变作业日期的方法削掉孤日峰。,作业阶段及其划分,含有相同作业项目的一段连续日历时期，即为一个作业阶段。由此定义可推出，任一作业阶段的延续日期内，除起、止日期外，其间任一日都不是任何一项作业的开始或结束日期。亦即在一作业阶段内