Лабораторна робота №4

ТЕМА: Проблеми використання тягово-транспортних засобів у рослинництві

МЕТА РОБОТИ: Ознайомитися з основними проблемами використання тягово-транспортних засобів у рослинництві.

ЗМІСТ ЗВІТУ:

1. Описати загальні теоретичні відомості

2. Привести рисунки 4.1-4.5

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Окреслимо докладніше круг проблем і завдань, які виникли в результаті повсюдного використання тракторно-комбайнових технологій. Створення тягових машин – тракторів, з легкими (порівняно з паровою машиною) двигунами внутрішнього згорання (ДВЗ), дозволило трактору разом з машиною, що агрегатується, вийти на оброблюване поле. Перший трактор з ДВЗ, створений в Англії для серійного виробництва, демонструвався на всесвітній виставці в Парижі в 1900 році. Проте, широке розповсюдження трактори з ДВЗ починають отримувати тільки після 1907 року коли декілька американських фірм випустили на ринок цілком працездатні моделі тракторів. Розвиток тракторобудування і застосування тракторів в Європі на початковому етапі стримувався небезпідставним побоюванням, що важкий трактор робитиме шкідливий вплив на родючий шар ґрунту. Особливо це стосувалося важких тракторів з паровими двигунами, які серійно випускалися фірмами Бест, Кейс, Хольт і ін.

а б

Рис. 4.1. Перші трактори

а – паровий трактор Даніеля Беста 1890 рік; б – трактор Holt 75 з ДВЗ.

До Росії перші сільськогосподарські трактори серійного виробництва фірми Gord Parr з ДВЗ завезені з Америки в 1910 році. Трактори мали двигуни потужністю 45 кінських сил і маса 9830 кг, швидкість рухи на єдиній передачі складала приблизно 3,5 км/г.

Для трактора з такою масою розрахункові витрати потужності на переміщення по стерні зернових складають більше 13 к.с., а розрахунковий тяговий коефіцієнт корисної дії (ККД) не перевищує 0,65. Фактичний тяговий ККД цього трактора за даними випробувань не перевищував 0,55, тобто не менше 45% спалюваного палива витрачалося непродуктивно, в основному на ущільнення грунту.

Незрівняна з гужовими засобами продуктивність тракторів і незначна їх кількість не ставили проблем економічності і екологічності в ряд першочергових. У 1910 році основними енергетичними засобами сільськогосподарського виробництва Росії були тварини сумарна потужність яких складала 99,6%, останні 0,4% потужностей складали механічні двигуни, в основному стаціонарні. У Америці країні-піонерові тракторобудування, на 1923 рік потужність робочої худоби, занятої в сільському господарстві, складала 65%, потужність тракторів – 16% останнє – стаціонарні механічні двигуни. Мобільні енергетичні засоби були предметом мріянь. На їх створення були направлені зусилля багатьох винахідників і вчених різних країн.

Отримавши в розпорядження легкий і економічний двигун внутрішній згорання, розвиток технологій обробітку ґрунту пішов по найбільш простому, але енерговитратному шляху: енергетичний засіб (трактор замість коня), рухаючись по оброблюваному полю, тягне технологічний засіб (знаряддя, сільськогосподарську машину).

Рис. 4.2. Тягова концепція обробітку ґрунту «тягач-знаряддя».

Енергозберігаючі і ґрунтозахисні технології лебідкового приводу ґрунтообробних машин, без сумнівів, складніші технічно, не витримали конкуренції з тракторною тягою і були практично забуті.

Рис. 4.3. Лебідкова ґрунтообробна машина

Для отримання достатнього тягового зусилля необхідна відповідна власна вага трактора. До певного часу лише у деяких спеціалістів виникали сумніви в доцільності безальтернативного використання тракторної тяги. Так, в 1927 році, напередодні створення власного тракторобудування, були проведені Всеросійські тракторні випробування в Персіановці під Москвою. Дослідження проф. М.Х. Пігульовського і Н.А. Качинського показали, що найбільшому руйнуванню ґрунту піддають рушії колісних тракторів; нерівномірність розподілу навантаження по площі гусеничного ланцюга гусеничного трактора значною мірою знижує його переваги в порівнянні з колісним; укладання ланок гусеничного ланцюга супроводжується ударами і підвищує ущільнення ґрунту; порушення структури родючого шару неминуче приводить до втрати врожайності вирощуваних рослин.

Рис. 4.4. Негативний вплив рушіїв на родючий шар грунту

Підсумки розвитку тракторобудування і масове застосування тракторів в

сільському господарстві підтвердили побоювання перших дослідників про пагубний вплив рушіїв тракторів на родючий шар ґрунту і викликали загострення ряду серйозних проблем, які не можуть бути вирішені в рамках загальноприйнятої технології використання МТА в землеробстві. Основні з цих проблем:

1. Зниження родючості грунту із-за його ущільнення і руйнування структури рушіями машин.

2. Низький енергетичний ККД МТА тягової концепції із-за великих витрат енергії на переміщення МТА і необхідності рихлення ґрунту ущільненого ходовими системами.

3. Надзвичайна складність автоматизації виробничих процесів у рільництві.

4. Виснаження природних запасів палива, придатного для двигунів внутрішнього згорання - основних енергетичних установок сучасних тягово-транспортних машин.

5. Соціальні аспекти - прогресивна і престижна колись на селі професія механізатора перетворюється на рутинне, важке і нецікаве заняття, що приводить до відтоку сільського населення, викликає необхідність в «безлюдних» роботизованих технологіях виробництва сільськогосподарської продукції.

Ці проблеми з особливою гостротою виявилися після повного витіснення гужових енергетичних засобів тракторною тягою і першими їх відчули найбільш розвинені країни. У СРСР процес усвідомлення згубності застосування технологій на базі МТА почався в 70-і роки.

Збільшення валового виробництва продукції в рільництві можливо при остаточному відході від тягової концепції трактора. Мобільні енергетичні засоби поступово перетворюватимуться з робочих енергомашин в носії і передавачі енергії робочим органам і машинам, які переміщуються по спеціальним коліям або штучно створеним доріжкам. Альтернативний напрям розвитку заводської моделі рільництва створення мобільних мостових систем.