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第六章农业机器配备与更新周桂霞黑龙江八一农垦大学工程学院第一节农业机器的配备一、农业机器配备的目的与要求农业机器配备就是依据给定的机械化作业项目及作业量，为一个企业或地区选择农业机器型号，确定各型农业机器的数量，组成农业生产机群。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：１、保证按农艺技术要求完成企业的各项机械化作业。２、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。二、农业机器配备的依据及一般过程１、配备依据（１）企业所在地区的自然、社会经济条件，地形地貌和作业场所状况等条件；（２）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；（３）企业的管理水平及人员的技术水平；（４）企业原有作业系统的构成（人、机、畜构成）及技术经济指标；（５）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。2.机器配备的一般步骤（1）合理选择机械化工艺方案；（2）初步选择拖拉机和农机具型号；（3）收集配备计算所需资料；（4）进行配备计算；（5）配备方案的技术经济评价和选优；（6）配备方案的实施与反馈。三、机器配备方法农业机器配备有两种取向:一是直接为生产单元，如国营农场、农机站或农户计算机器配备量。二是从宏观角度为一个县或一个规划区的规模匡算机器投放量。在第一种情况下通常应用机组生产率法（工作量法），在已知具体机组组成的基础上，根据机组生产率与给定作业面积，来确定动力机与作业机械的配备数量。它简单易行，可边计算边调整取优。对于规模较大和新建的生产单元可用与此类似的能量法，计算各种作业所耗的能量；选出合适的机型后功率已知；从而求出该型机器的需用量．由于计算机技术的迅速发展，近年来应用线性规划法，在计算机上优选机器配备量，是比较便捷的先进方法。在第二种情况下，通常是在农业机械化规划或拟定机械化农业生产发展方案时，为一个县，乡区域确定机器装备规模，宏观地测算机器投放量。测算方法有经验定额法，统计分析法、回归分析趋势外推方法等等．常采用多种方法计算对照提出优化配备方案。1、机组工作量法也称“作业量法”或“生产率法”。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。nT=Ur/Wr（取整数）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。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。2、线性规划法它是一种广泛应用的数学规划方法．针对农业机器配量的规划设计，可以解决两个方面的优化配置：一是“增产”问题如果耕地，劳力、畜力数量一定、如何配置作物的种植面积和机器配量使利润最大？二是“节约”问题若耕地，各种作物种植面积，劳畜力数量一定，如何配备各种机量，使生产成本最小？3、能量法以完成某项作业日需用能量（kw·h/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/（NT·ξT）4、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。5、经济服务面积法有不少作业机械如收获机，播种机和插秧机等是处在作业季节性强，年利用时间短，购置费用高的条件下服务的．因之，在配备时，要顾及到年利用时间与作业面积量的因素，使其单位成本保持在最低范围。拖延农时造成的损失最佳作业面积作业费用四、机器配备相关参数计算及机器配备过程（一）机组日历生产率及其计算机组日历生产率——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=Wp·τr·τy·δb或Wr=Wpt·Tr·τr·τy１、机组日历日期利用系数τr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Ｒ之比，其数学表达式为：τr=（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：τr=ξqξbξw式中：ξqξbξw——分别为日历期气象系数、机组的保养系数和技术完好率。（１）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。（２）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，ξb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，ξb可忽略不计。（３）气象系数及其确定气象系数等于作业日历日数Ｒ减去因天气影响不能作业的日数Ｒ0与作业日历日数Ｒ之比。ξq=（R-R0）/R２、班次系数和日实际可作业时间的确定。班次系数——为实际日作业的时间Tr与标准班次时间Tb之比。**各地、各季节、不同作业该系数也可能不同（二）作业负荷及其调节机器的作业负荷——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。１、作业负荷的计算（１）工作量负荷Ur=U·δ/R(标准公顷／日)式中：Ｕ、δ和R（按农艺要求允许作业的日历数）。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，因而上式中没有此项。２、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：（１）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同。（２）绘出纵、横坐标轴，标示日期时，要求标示相应日的终点（３）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：①同日有若干项作业时，各项作业的负荷直方图应叠加绘出。②一日多项作业，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。３、作业负荷的调整农业生产具有季节性，可能出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：（１）改变作业日期将处于高峰期的某些作业项目移离高峰值，具体方法有：①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。②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。③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：ａ．作业的农时时期允许；ｂ．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。ｃ．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。（２）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：ａ．另一种动力作业时能满足农艺技术要求；ｂ．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；ｃ．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。（３）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。（三）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。作业阶段所含各项作业负荷之和即为该阶段的作业负荷。作业阶段的划分方法：１、流程图法流程图法是在流程图上划分作业阶段的方法。其步骤如下：（１）绘制流程图：以日期为横轴（标示方法同作业负荷图），在纵轴位置按各项作业起止日期的定先后，自上而下排出各项作业的序号及名称。以开始日期为起点，结束日期为终点画出各项作业对应的线段，即流程线。由此构成表示作业任务的图表即为流程图。时间（２）按各项作业流程线起、止端点向日期线引垂线，在始日左边和终日右边与日期线相交，相邻两垂线之间的连续日期即为一个作业阶段；（３）作业阶段的排序，按日期线由左至右，将各作业阶段排序并在图上标上序号，同时标出各阶段作业项目数及作业负荷值。２、负荷图法负荷图法就是在负荷图上划分作业阶段的方法。其步骤如下：（１）绘制作业负荷图：（２）沿负荷图各凸峰及凹谷两侧线，向日期轴引垂线交于日期轴上相对应的日期的始或终边线上，相邻两线之间的连续日期,即为一个作业阶段。（３）同样，划分完作业阶段后也要标出作业阶段序号，各阶段作业项目数及负荷值。（四）确定机组配备量的高峰期负荷法高峰期负荷法也称之为峰值法。本方法是以配置负荷值最大的作业阶段所需的机器数量确定机群机器配备量。目的是为了保证机群所进行的各项作业都能在规定的农时日期内完成。按此法配备的各型机器的日作业量，只在其负荷高峰期才等于或接近其作业的日负荷值；在其它作业阶段，其日作业能力都有剩余。因此，在非高峰期阶段，对于只进行农业作业的机器将不能得到充分地利用。按上述过程采用生产率法或能量法计算机器需用量后要圆整(一般都是取不小于计算值的最小整数)。几种CNH拖拉机配套方案1、纽荷兰110—90方案①纽荷兰110—90拖拉机（110hp，前后单轮）。②国产4齿浅翻深松犁（幅宽1.4m）。③国产44片前后缺口对置中型耙(幅宽4.4m)④国产7行大豆精量播种机(幅宽4.9m)⑤国产小麦通用播种机(幅宽5.4m)。⑥国产喷药机(幅宽12m)。以上方案可负担耕地面积约300hm²。2、纽荷兰TM140方案①纽荷兰TM140拖拉机（144hp，前后单轮）。②国产4齿浅翻深松犁（幅宽1.4m）。③国产40片偏置重耙（幅宽4.4m）。④国产9行大豆精量播种机（幅宽6.3m）。⑤国产小麦通用播种机（幅宽5.4m）。⑥国产喷药机（幅宽12m）以上方案可负担耕地面积约460hm²（按耕地作业计算）。3、凯斯MXM190方案①凯斯MXM190拖拉机（194hp，前单轮，后双轮）。②凯斯527B联合耕地机（5齿，幅宽3.4m，耕深25~35cm，一次完成灭茬、打破板结层和合墒3道作业工序）。③凯斯TMII耕耘机（幅宽6.9m）。④国产大豆精量播种机（11行，幅宽7.7m）。⑤国产小麦通播种机（幅宽5.4m）。⑥国产喷药机（幅宽18m）。以上方案可负担耕地面积约1000hm²（按整地作业计算）。4、凯斯STX375方案①凯斯STX375拖拉机（375hp，折腰转向，前后均双轮或采用四履带驱动）。②凯斯730B联合耕地机（7个主齿，2排深松齿，幅宽5.33m，耕深25~35cm，一次完成灭茬、打破板结层、合墒、碎土和平地5道作业工序）。③凯斯TMII耕耘机（幅宽12.8m）④凯斯空气播种机（适合作物小麦与大豆，幅宽18.8m）。以上方案可负担耕地面积约2300hm²（按整地作业计算）。7、凯斯STX450方案①凯斯ST