Система сельскохозяйственных машин

Наиболее активной частью средств производства является тех­ника. Экономическая теория рассматривает ее как овеществлен­ную силу знания, средство замены ручного труда машинным, уде­шевления производимого продукта, экономии затрат обществен­ного труда.

Одним из принципиально важных признаков техники является ее отношение к обрабатываемому предмету. По этому признаку она делится на две группы: энергетические (двигательные) и рабо­чие (обрабатывающие предмет труда) машины.

Другой ее признак — многообразие. Большинство машин взаи­мосвязаны и дополняют друг друга, образуя в конечном итоге сис­тему.

Система машин формируется как совокупность определенных ступеней.

Первая ступень — элементарная пара взаимосвязан­ных и взаимодействующих машин, например посевной агрегат ДТ-75М+СЗ-3,6(3) и автомобильный загрузчик семян ЗСА-7.

Вторая ступень — технологический комплекс машин, который предназначен для выполнения ряда последовательно вза­имосвязанных работ с общей завершающей стадией. Эта ступень системы включает как отдельные машины, так и их элементарные пары. Для заготовки рассыпного сена с копнением и укладкой на хранение в специальном помещении применяют следующий ком­плекс машин: самоходная косилка-плющилка Е-302; машина для ворошения скошенной массы и сгребания ее в валки ГВР-6; по­грузчик-копнитель ПК-1,6А; транспортное средство ГКБ-887Б; стационарная установка для досушивания сена в хранилище УДС-300.

Комплекс машин может предназначаться как для выполнения ряда взаимосвязанных работ при производстве конкретного вида продукции, так и для выполнения работ общего назначения. Пере­грузочная технология внесения удобрений при основной обработ­ке почвы предусматривает применение следующего комплекса ма­шин: ПЭА-1,0 (самоходный погрузчик) + ЗМУ-8 (автомобильный транспортировщик-загрузчик удобрений) + МВУ-5 (машина для внесения удобрений).

Третья ступень — это система машин для механизации возделывания, уборки и последующей доработки продукции опре­деленной культуры, включает как отдельные машины, так и их элементарные пары и комплексы. Характеризуя эту ступень, необ­ходимо отметить, что она формируется не только по признаку спе­циализации, но и с учетом почвенно-климатических условий. Так, технологический комплекс машин для обработки почв под зерно­вые культуры в Центральном районе Нечерноземной зоны отли­чает наличие тяжелых дисковых борон БДТ-7, машин с активными рабочими органами, комбинированных агрегатов типов РВК, КА-3,6. В то же время комплекс машин такого же назначения в районах ветровой эрозии почв включает культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители типа КПГ вместо отвального плуга, культи­ваторы-плоскорезы широкозахватные КПШ-9, игольчатые боро­ны и др.

В регионах со значительным количеством осадков и высокой влажностью почв необходима техника с повышенной проходи­мостью; машины для обработки почв, засоренных камнями, должны иметь специальную конструкцию с предохранительны­ми устройствами и повышенную прочность; для обработки тя­желых заплывающих почв наиболее эффективен фрезерный тип машин.

Третья ступень все же не обладает завершенностью. В нее не входят машины общего назначения (тракторы, погрузочные и транспортные средства, машины для приготовления и внесения удобрений и средств защиты растений, основной обработки по­чвы), применяемые при возделывании различных культур. Из этих технических средств, а также систем машин для возделывания на­бора культур, свойственного тому или иному типу предприятия, формируется четвертая ступень, представляющая со­бой систему машин сельскохозяйственного предприятия, под ко­торой понимают совокупность разнородных, но взаимно допол­няемых машин и орудий, обеспечивающих комплексную механи­зацию всех работ в соответствии с основным и другими взаимосвя­занными видами деятельности.

Система машин должна быть рациональной, отвечать следую­щим основным требованиям:

ü соответствовать биологическим и агротехническим особеннос­тям возделывания сельскохозяйственных культур, прогрессивной технологии и организации производства;

ü обеспечивать своевременное и высококачественное выполне­ние механизированных работ;

ü сохранять и повышать плодородие почв;

ü снижать затраты труда и средств на единицу выполняемых ра­бот, производимой продукции, улучшать условия труда и повы­шать его производительность.

Кроме того, следует учитывать общие закономерности совер­шенствования техники:

­ улучшение технических и эксплуатационных свойств каждой отдельной машины (облегчение управления, автоматизация пере­наладочных операций, более широкое применение контрольно-измерительных приборов, сокращение численности обслуживаю­щего персонала, повышение производительности);

­ универсализация и специализация энергетических и рабочих машин;

­ развитие свойств гибкости машин, их комплексов и систем;

­ расширение номенклатуры (ассортимента) системы машин;

­ повышение экономической эффективности каждой отдельно взятой машины и всей системы.

­ Учитываются также сложившиеся целевые направления в со­здании и внедрении новых машин:

­ повышение единичной мощности энергетических, грузоподъ­емности транспортных, пропускной способности уборочных ма­шин;

­ увеличение ширины захвата прицепных и навесных рабочих машин;

­ создание машин, способных работать на повышенных скорос­тях;

­ выявление и устранение «узких мест» в механизации отдельных и взаимосвязанных рабочих процессов;

­ количественное и качественное совершенствование связую­щих звеньев систем машин (развитие подсистем машин);

­ создание поточных линий, расширение производства машин и установок, применение которых позволяет улучшить микрокли­мат в животноводческих помещениях (облучение животных, регу­лировка светового режима и др.).

Рассмотрим ряд конкретных примеров проявления основных закономерностей развития системы машин, связанных с вопроса­ми организации сельскохозяйственного производства.

Универсализация машин. Эта закономерность затрагивает преж­де всего тракторы и группу самоходных уборочных машин, кото­рые совершенствуются в направлении создания интегрального типа.

Интегральный трактор, например, характеризуется следующи­ми свойствами:

наличием разветвленной сети валов отбора мощности, пере­дних, задних и боковых систем для присоединения орудий, грузо­вой площадки и монтажного пространства для размещения техно­логических емкостей (резервуаров, бункеров, кузовов);

способностью двигаться в рабочем режиме вперед и назад;

возможностью установки седельного устройства для агрегати­рования с полуприцепом типа «тандем»;

наличием кабинного модуля с хорошим обзором, который мо­жет устанавливаться на середине трактора, над задним и передним мостами.

Эти свойства позволяют расширить функции трактора, повы­сить его годовую загрузку, постепенно заменить дорогие самоход­ные специализированные машины с годовой загрузкой 150—300 ч, обеспечить более высокую эффективность всей системы машин. За рубежом (США, Германия, Франция) ряд фирм уже выпускает такие тракторы, в России ведутся их разработки на базе трактора ЛТЗ-155.

Примером интегрального варианта самоходных уборочных машин является созданное в Беларуси энергетическое средство «По­лесье» УЭС-250 (250 л.с.) и разработанные на его основе кормо-уборочные комбайны «Полесье-700» И «Полесье-3000», которые могут выполнять работы по заготовке кормов, улучшению лугов и пастбищ, возделыванию сельскохозяйственных культур, приго­товлению компостов, кормов, погрузке удобрений, дорожно-коммунальные и быть занятыми, таким образом, круглый год.

Самоходная техника независимо от того, специализированная она или универсальная, берет на себя часть тракторных работ, в чем проявляется взаимосвязь рассматриваемых энергетических средств, которая влияет на формирование их состава.

В США было замечено, что в напряженный период уборки зер­новых простаивает (оказывается незанятой) часть тракторов. При­няли решение создать прицепные зерноуборочные комбайны, ко­торые в настоящее время находятся в серийном производстве и широко применяются.

Универсальные машины, снижая потребность в специализиро­ванной технике, все же не могут полностью заменить ее. С практи­ческой точки зрения последняя меньше занята в производстве, но проще по конструкции, не требует повышенной квалификации механизаторов, частых переналадок для выполнения различных работ, ее легче включить в технологический процесс, поэтому она остается необходимой составной частью системы машин.

Универсализация рабочих машин сочетается с развитием у них свойств гибкости. Эти свойства связаны с часто меняющимися по­годными и другими условиями. Необходимо, чтобы машина могла агрегатироваться с тракторами различных классов, обеспечивая при этом их полную загрузку, обладала способностью к переналад­ке для выполнения различных операций, комбинированию с дру­гими рабочими машинами, выполнению отдельных операций са­мостоятельно. Машины с такими свойствами необходимы для ма­лых предприятий, крестьянских (фермерских) хозяйств.

Возможность агрегатироваться с тракторами различных клас­сов, переналаживаться на выполнение операций по разным техно­логическим схемам, с различным числом исполнителей воплоща­ется в настоящее время в блочно-модульном типе машин. Напри­мер, для посадки картофеля с междурядьями 70 см и более с целью возможности компоновки 1, 2, 3, 4 и 5-рядных сажалок разработан унифицированный посадочный блок-модуль, который представ­ляет собой однорядную картофелесажалку.

Способностью к переналадке для выполнения различных опе­раций в отдельности и в разнообразной комбинации обладает гиб­кая агромашина, которая может комплектоваться дисковыми и культиваторными секциями, катками, зубовыми боронами.

Расширение номенклатуры (ассортимента) машин. Данная зако­номерность определяется многообразием природных и других ус­ловий сельского хозяйства. Фирма «Джон Дир» (США) производит колесные тракторы 17 классов мощностью от 50 до 370л. с., в то время как в России и в странах ближнего зарубежья изготавлива­ются всего 5 классов мощностью от 60 до 270 л. с.

Расширение номенклатуры самоходных машин имеет как пре­имущества, так и недостатки. С организационной и экономичес­кой точек зрения преимуществами обладают многофункциональ­ные самоходные машины. К их числу кроме названных выше убо­рочных машин интегрального типа можно отнести самоходные машины высокой проходимости со сменными агрегатами для вне­сения удобрений ЭСВМ-7 (грузоподъемность 7 т) на базе тракто­ра Т-150К и ЭСВМ-17 (грузоподъемность 17 т) на базе трактора К-701М.

Специализированные самоходные машины, годовая занятость которых до 300 ч (кормоуборочные комбайны КСК-100, ЯСК-100, косилки-плющилки Е-302, КПС-5Г и др.), менее эффективны в сравнении с машинно-тракторными агрегатами, комплектующи­мися с прицепными машинами для выполнения тех же работ.

По оценкам специалистов, в среднем на каждом сельскохозяй­ственном предприятии в специализированных самоходных маши­нах «замораживается» 140т металла и 3 тыс. л. с. энергетических мощностей.

В конкретных условиях производства набор машин ограничен. Он может быть еще более конкретен и ограничен, если система машин будет включать большую номенклатуру, давать возмож­ность более широкого выбора.

Важнейшим целевым направлением в создании и внедрении новых машин является повышение их эффективности за счет улуч­шения конструктивных параметров. Исследования показывают, что мощность некоторых тракторов (К-700) можно и целесообраз­но довести до 500 л. с. Будет повышена мощность гусеничных тракторов общего назначения до 150—180 л.с., пропашных — до 100—150, небольшого класса тяги (0,6) — до 30 л. с.

Грузоподъемность отдельных транспортных средств составит 20—25 т, пропускная способность зерноуборочных комбайнов — 10 кг в 1 с. Скорость движения машинных агрегатов можно повы­сить: на вспашке земель, междурядной культивации и уборке куку­рузы на силос до 12км в 1 ч, на севе зерновых и зернобобовых культур до 14, на косьбе рядковыми жатками в валки до 16 км в 1 ч. Наибольшую ширину захвата в настоящее время (20 м) имеет агрегат, комплектующийся с бороной-мотыгой широкозахватной БМШ-20.

Выявление и устранение «узких мест» в механизации рабочих про­цессов. Это направление также имеет большое значение, особенно когда остаются слабомеханизированными второстепенные рабо­чие процессы, требующие больших затрат живого труда. Так, в тех­нологическом процессе производства зерна одним из «узких мест» является механизация уборки незерновой части урожая, а именно скирдование соломы. Трудоемкость этой операции, выполняе­мой агрегатом МТЗ-80 + ПФ-0,5, в 1,5 раза превышает все затра­ты труда на подбор, обмолот и транспортировку зерна. Чтобы вы­полнить операцию за 6 дней на площади зерновых, равной 1000 га, при урожайности соломы 30 ц с 1 га, требуется ежедневно 15 указанных агрегатов и около 40 рабочих для правки скирд. Это пиковая ситуация. Чтобы ее разрешить, разработан скирдоваль­ный агрегат УСА-10, который позволяет сократить затраты труда на этой операции почти в 10 раз, снизить потребность в тракторах МТЗ-80 в 1,5 раза.

Количественное и качественное совершенствование связующих звеньев систем машин (развитие подсистем машин). Развитие этого направления позволит расширить возможности взаимодействия элементарных пар машин, повысить эффективность всей систе­мы. Совокупность связующих звеньев включает стационарные и мобильные полевые накопители-перегрузчики, съемные самораз­гружающиеся контейнеры, погрузчики-манипуляторы, соедини­тельные адаптеры и др.

Погрузчики-манипуляторы, изготавливаемые финскими фир­мами для тракторов МТЗ-80, Т-150К и К-701, быстро навешивают­ся на трактор и могут одновременно использоваться в составе тракторно-транспортно-погрузочного средства. Например, мани­пулятор для МТЗ-80 монтируется трактористом без привлечения вспомогательных рабочих в течение 1 ч. В России в несколько ином варианте на базе самоходного шасси Т-16МТ изготавливает­ся самопогрузчик-транспортировщик СУ-Ф-04. Такие агрегаты весьма эффективны в условиях небольших производств, на отда­ленных от центральных усадеб объектах, в крестьянских (фермер­ских) хозяйствах.

Особую значимость в настоящее время приобретает формиро­вание системы машин для крестьянских (фермерских) хозяйств. Система должна соответствовать размерам хозяйств, содержать гибкие машинные агрегаты, машины повышенной универсаль­ности, агрегаты, которые могли бы обслуживаться одним испол­нителем. Все машины должны отличаться максимальной надеж­ностью и минимальной трудоемкостью технического обслужива­ния.

Для крестьянского (фермерского) хозяйства можно рекомендо­вать на выбор следующие машины:

интегральный трактор ЛТЗ-155 (г. Липецк);

погрузчик-манипулятор Р-40, способный работать в составе погрузочно-тракторно-транспортного агрегата с трактором МТЗ-80;

унифицированный посадочный блок-модуль на базе одноряд­ной картофелесажалки, обладающий способностью агрегатироваться в желаемое число сажалок (г. Рязань);

плуг фронтальный прицепной ПФП-2, оборачивающий пласт земли на 180° (г. Москва);

самоходный зерноуборочный комбайн «САМПО РОЗЕНЛЕВ» (Финляндия);

прицепной зерноуборочный комбайн «Интернационал 1482» (США).