机组生产率

第一节　机组生产率

机组在单位时间内完成的工作量称为机组生产率。研究机组生产率的目的，是为了明确组成机组生产率的要素，熟悉生产率的有关计算，从而分析影响机组生产率的各种因素，寻求提高机组生产率的有效方法和途径。

牵引机组进行田间作业时，生产率常以单位时间内所完成的面积来表示，如公顷/班、亩/班、公顷/小时、亩/小时等。固定作业时，则用吨/班、kg/h等来计量。运输作业时用吨·公里/班、t·km/h等来表示。上述生产率计量中的时间单位，除了小时或班次外，还可根据需要换算成昼夜的、季度的和年度的生产率等等。

一、机组的理论生产率

（一）牵引机组的理论生产率

牵引机组在单位时间内所完成的工作量，取决于机组的工作幅宽、前进速度和持续工作的时间，这是构成牵引机组生产率的三要素。

假设机组的构造幅宽为B，并以某一理论行走速度V理在T时间内不停歇，无空行的情况下进行作业，则在T时间班次内的理论生产率为：

W_理=1000BV_理T（平方米/班）

如换算成公顷或亩时：

1公顷=10000m²=15亩

则

W_理=0.1BV_理T（公顷/班）

W_理=1.5BV_理T（亩/班）

式中：W_理——机组理论生产率（亩/班）；

　　　B——构造工作幅宽（m）；

　　　V_理——机组的正常理论速度（km/h）；

　　　T——班次持续时间（小时/班）。

（二）固定机组的理论生产率

固定作业机组的理论生产率是按照设计的喂入能力和工作持续时间来计算的，即：

W_理=Q_理T（吨/班）

式中：W_理——固定机组理论生产率；

　　　Q_理——该机组设计的最大喂入量（t/h）；

　　　T——班次持续时间（小时/班）。

（三）运输机组的理论生产率

W_理=G_理V_理T（t·km/h）

式中：G_理——设计载重量（t）；

　　　T——班次持续时间（小时/班）。

上述生产率计算公式，都是采用的理论数值，并没有考虑实际生产工作中受到各种因素的影响所发生的变化。这些理论数值实际是难以到达的。所以它只能作为计算机组生产率的基本公式。

二、机组的技术生产率

根据农业生产实际条件和要求，考虑到技术上与组织上的可能性，采取合理工艺运用机组，按计算方法所得生产率，称为机组的技术生产率。

（一）构成机组技术生产率的因素

1.机组实际幅宽　机组工作时实际的工作幅宽一般都小于构造幅宽，这是因为：第一，有些作业为了保证质量，如耙地，希望有一定的重复。第二，农机具和联结器与拖拉机挂接不正。第三，驾驶员技术水平不熟练，操纵不直。第四，工作地区区划不准确。第五，由于产量高或茎秆含水分多，如联合收割机受自身喂入量的限制，只能减少割幅工作。

所以实际幅宽B_工常小于构造幅宽B，而二者的比值称为幅宽利用系数β，用公式来表示则：

或

B_工=Ββ

由于牵引机组是在不断运动的条件下进行工作的，实际幅宽B工在工作中也常在变化，β值也是不断地变化着的。所以在公式中采用的β值是指平均数。

为了使宽幅机组在工作中的β值接近于1，在编机组时，常配有划印器、指印器、移行器等辅助设备来加以保证。

牵引机组的各种作业其β值一般在0.95～0.98范围内变动，行间中耕及其播种等作业的幅宽利用系数应力求等于1，在土壤条件许可的条件下，耕地机组的β值可以等于1或稍大于1，若在1.1以上，就有显著的漏耕现象。

2．实际工作速度　在田间工作的具体条件下，机组的实际速度总是小于理论速度的，因为：第一，行走部分发生打滑，同时形成弯曲线路。第二，由于土壤地面的凸凹不平，使阻力发生变化，因而发动机曲轴转数也要改变。第三，因地面松软不同，行走部分下陷深度有差异，因而回转半径发生变化。第四，由于阻力或坡度的显著变化，要进行机动变速。

这种速度的变化程度，可以用速度利用系数ε₁表示，它是平均工作速度V_平与正常理论速度的比值，即：

ε1=V_平/V_理　或　V_平=ε₁V_理

3.实际工作时间　在计算理论生产率时，假定机组在一个班内的持续时间皆用于工作，事实上是不可能不间歇地进行工作的，因为：第一，机组作业时，受地区和运动方法的限制，必须有回转空行。第二，某些作业在工艺上必须停歇，如上种、加肥、卸粮等。第三，在班内常需对机组进行检查、保养和必要的调整。第四，机组有各种原因发生故障或受自然条件限制，组织工作不完善而停歇。

在农业机械化生产中，为了在紧张的作业季节利用昼夜时间，充分发挥机具的作用，一般把一昼夜的时间分成两班作业，每班10h。设：T_保——在班次开始前准备机器和技术保养的时间；T_空——班工作开始前转移空行的时间。则整个准备时间T_准为：

T_准=T_保＋T_空

如该项准备时间不算在10小时工作班次内，则昼夜总的出勤时间应为：

T_昼夜=2（T＋T_准）≤24h

式中：T——每班持续时间。

机组在一个工作班次时间内，并不是所有的时间都在进行工作，有一部分是属于非生产时间，它包括以下几个方面：第一，机组在小区工作中的田头回转空行及其转移小区空行所消耗的时间t_空；第二，机组工艺性停歇时间t₁，如播种机上种等；第三，班内进行技术保养时需要停歇的时间t₂；第四，因机具故障而引起的停歇时间t₃；第五，因组织不善或其他原因而引起的其他时间t₄。

设班内工作时间为T,纯工作时间为T_工，则班内时间平衡的公式如下：

T=T_工＋t_空+t₁＋t₂＋t₃＋t₄

所以直接用于完成工作的纯工作时间T工，永远小于全部的持续时间T，这种时间的利用程度，可用时间利用系数τ来表示，即：

时间利用系数是评定时间利用的指标，若能充分利用班内的时间，则技术生产率高。

（二）技术生产率的计算

1.考虑到牵引机组工作时的实际工作幅宽，平均工作速度和纯工作时间，则技术生产率为：

W班=0.1B_工V_工T_工

=0.1βBε₁V_理τT（公顷/班）

或

W_班=1.5βBε₁V_理τT（亩/班）

式中：B_工——实际工作幅宽（m）；

　　　V_工——实际工作速度（km/h）；

　　　T_工——纯工作时间（h）。

2.固定作业机组的技术生产率

W_时=Q_理Qτ（t/h）

式中：Q——喂入量利用系数。

3.运输机组的技术生产率

W_时=G_运rV_理ε_工ψτ（t/h）

式中：r——载重量利用系数；

　　　ψ——行程利用系数。

三、用功率表示机组生产率

由于机组的工作幅宽和行走速度与拖拉机的牵引功率或发动机的功率有关。因此，机组的生产率还可以用拖拉机的牵引功率或发动机的功率来表示。

在平地等速运动的情况下，机组内农机具（包括联结器）的总工作阻力R_阻可用下式表示：

R_阻=XB（kg）

式中：X——机组的比阻（kg/m）。

克服阻力R_阻使机组以某一工作速度V_工稳定前进时，所消耗的牵引功率为：

由上式可得出：

将B值代入小时生产率公式中，则得：

W_时=（hm²/h）

拖拉机工作时，实际消耗的牵引功率N_牵，通常小于拖拉机所能够发出的最大牵引功率N_牵最大，它们之间的比值称为拖拉机牵引功率利用系数η_功，即：

从前章已知，拖拉机的最大牵引功率和有效功率之比，称为拖拉机的牵引效率η_牵：

所以，机组的小时生产率可以用拖拉机的最大牵引功率或发动机的有效功率来表示：

利用小时生产率的公式，很方便地就可以得出班生产率或者季度生产率的公式。如果季度工作日数为D_季，机组昼夜生产率为W_昼夜,而每昼夜工作持续时间为T_昼夜,则机组的某季度生产率为：

式中：Ω——某季度生产率；

　　　D_季——某季度中工作天数；

　　　T_昼夜——每昼夜工作持续时间；

　　　W_昼夜——每昼夜生产率。

在已知拖拉机最大牵引功率和机组生产率之间的关系后，便可按要求事先计算完成某种作业任务时所需的拖拉机总的牵引功率，即：

显然，用拖拉机牵引功率或发动机有效功率来表示机组生产率的实际意义在于：

1.可以表明机组生产率与牵引功率、发动机有效功率、功率利用η功、昼夜时间的利用T_昼夜及机组比阻X等之间的关系。

机组生产率的大小与发动机有效功率和功率利用系数成正比。为了提高机组生产率，应加强对机器技术维护保养，经常保持良好的技术状态。通过合理编组等技术措施，充分利用拖拉机牵引功率，在使用中尽可能的提高拖拉机的牵引效率。因此，充分利用机组的作业时间，是提高机组生产率的关键。

机组比阻越大，作业中消耗的能量就越大，因而生产率就越小。

2.在已知拖拉机的牵引功率的条件下，可以估计出不同作业时的生产率。

3.当已知季度生产任务后，就可以算出所需的总牵引功率，从而估计所需的拖拉机台数。