К обоснованию показателя эффективности посевных машин и комплексов

Автор: Раднаев Д.Н., Бадмацыренов д-Ц.Б., Зимина О.Г.

Журнал: Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления @vestnik-esstu

Рубрика: Технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические науки)

Статья в выпуске: 2 (77), 2020 года.

Бесплатный доступ

Для сельского хозяйства страны разрабатываются и выпускаются различные технические средства для возделывания сельскохозяйственных культур по инновационным ресурсосберегающим технологиям. Оценка эффективности рабочих процессов технических средств может осуществляться на базе комплекса числовых характеристик. В качестве удельного показателя при оценке технико-экономической эффективности сельскохозяйственной техники используют энергоемкость, металлоемкость и др. Обобщенная техническая информация, содержащаяся в каталогах, проспектах, справочных материалах, и результаты статистического анализа посевных машин и агрегатов позволяют разделить машины и комплексы по значению kЭ на две типоразмерные группы. На основании этого разработана шкала оценки перспективности посевных машин и комплексов, которая позволяет обосновать выбор посевных машин и агрегатов в зависимости от почвенно-климатических условий с учетом агроэкологических ограничений.

Еще

Технология, выбор посевных машин и комплексов, удельный показатель, показатель эффективности

Короткий адрес: https://sciup.org/142228783

IDR: 142228783

Текст научной статьи К обоснованию показателя эффективности посевных машин и комплексов

Для сельского хозяйства страны разрабатываются и выпускаются различные технические средства для возделывания сельскохозяйственных культур по инновационным ресурсосберегающим технологиям. При формировании технико-экономического условия для проектирования технологий сельскохозяйственного производства и выборе технических средств особое значение уделяют оптимальным техническим параметрам системы для соответствующих условий эксплуатации [3, 4, 5, 7, 13].

Ранее было сформулировано, что «за последние годы, во-первых, сельскохозяйственные товаропроизводители находятся в различных технико-экономических ситуациях и поэтому вынуждены осуществлять свою производственную деятельность на различных уровнях культуры земледелия и используемые технологии соответствуют производственно-ресурсному потенциалу конкретного хозяйства. Для получения экономически оправданного урожая не представляется возможным рекомендовать единую унифицированную технологию для существующего многообразия природных и хозяйственных условий. Она должна быть дифференцированной и максимально адаптированной к конкретным условиям. При этом необходимо использовать ресурсосберегающие технологии, учитывая главную составляющую - почвенноклиматические условия региона. Во-вторых, современный скачок в создании материальнотехнической базы сельского хозяйства связан с применением энергонасыщенных тракторов со шлейфом новых комбинированных сельскохозяйственных машин. В связи с этим наблюдается явное несоответствие между новыми возможностями энергонасыщенных тракторов и существующими технологиями возделывания сельскохозяйственных культур, которые базировались на применении маломощных тракторов» [11]. В связи с этим проблема экономической оценки технических средств сельскохозяйственного производства является весьма значимой. Цель работы - создание механизма выбора наиболее эффективных посевных машин и комплексов.

Материал и методы исследования

При формировании технико-экономического условия для проектирования технологий сельскохозяйственного производства и выборе технических средств особое значение уделяют оптимальным техническим параметрам системы для соответствующих условий эксплуатации.

Оценка эффективности рабочих процессов технических средств может осуществляться на базе комплекса числовых характеристик, называемых показателями эффективности. Поэтому важны результаты, полученные по упрощенным зависимостям с помощью методов математического моделирования. В качестве удельного показателя при оценке технико-экономической эффективности сельскохозяйственной техники используют энергоемкость, металлоемкость и др. [1, 2, 6, 8-10, 12].

Выбор базового образца агрегата целесообразно осуществлять по значению обобщенного показателя оценки как наиболее комплексного показателя оценки эффективности. Для вычисления последней необходима только информация о технических параметрах системы. Такой показатель эффективности по существу представляет собой алгоритм, отражающий взаимосвязь параметров системы. Выбор базового образца агрегата включает следующие основные этапы: систематизацию исходной технической информации, содержащейся в каталогах, проспектах и т.п.; табулирование данных; расчет удельной машины по зависимости W уд и Н уд ; расчет соответствующего показателя эффективности, например по значению Э ко ; разделение всех машин по значению Э ко на типоразмерные группы (например на две группы); выбор агрегата-эталона целесообразно осуществлять по значению обобщенного показателя оценки с учетом, что по общепринятой методике для определения производительности эталонного гектара используются тракторы класса 3 (например агрегат ДТ-75 + 3 СЗС-2,1).

Для загрузки энергонасыщенных тракторов целесообразно использовать комбинированные машины, выполняющие одновременно несколько технологических операций. При этом необходимо учитывать ресурсосберегающие составляющие производственного процесса, которые актуальны в современных условиях. Это уменьшение уплотнения почвы, вероятности возникновения ветровой эрозии, испарения почвенной влаги, экономия топливо-смазочных материалов и экономия трудовых ресурсов.

Результаты исследования и их обсуждение

Известно, что в качестве удельного показателя при оценке технико-экономической эффективности сельскохозяйственной техники в ряде случаев используют энергоемкость, металлоемкость и другие, полученные на их основе.

Энергоемкость процесса оценивают показателем:

Nуд = N/Wcm ,(1)

где N – установленная мощность двигателя, кВт; W – сменная производительность, га /см.

Металлоемкость агрегата является показателем отношения массы машины к производительности:

Gyd = G/W^ ,(2)

где G – вес машины, кг.

Обобщенный показатель является наиболее комплексной оценкой эффективности и эквивалентом комплекса двух показателей – энерго- и металлоемкости:

ЭN,G = Nyd I Wyd , где W.^ = W™ /G - удельная производительность» [11]. уcм

Показатель Э можно рассматривать как наиболее общую комплексную оценку эффективности машины.

k Э = ЭNG / ЭЭТ ,(4)

где Э ng - показатель эффективности для оцениваемой машины; Э эт - показатель эффективности для агрегата эталона.

Обобщенная техническая информация, содержащаяся в каталогах, проспектах, справочных материалах, и результаты статистического анализа посевных машин и агрегатов представлены в таблице 1 [11].

Таблица 1

Основные параметры посевных агрегатов и комплексов

№	Состав агрегата	к Z Я S со kJ Н ^	S m cd Й со X kj kJ И S & S а	Cd О 8 а kJ	"Я СО S О К	Z о & о Я ^	со S к	Г) kJ kJ К Я ко О	к О
1	МТЗ-82+Эра-П	55,16	2,5	4960	2,5	22,1	0,0005	44,13	0,79
2	МТЗ-82+СЗ-3,6-10	55,16	3,6	4280	3,1	17,9	0,00072	24,86	0,45
3	ДТ-75М+3 СЗС-2,1	80	6,3	10200	3,3	24,2	0,00032	75,76	1,36
4	Т-150К+ 20бь-4-ЗТ	121,4	8,0	12550	5,0	24,3	0,0004	60,75	1,1
5	Т-150К +ПК-4,2	121,4	4,2	11235	4,6	26,4	0,00043	66,0	1,19
6	ДТ-75М+ 2 Эра-П	80	5,0	10050	5,0	16,0	0,0005	32,0	0,57
7	Т-150К+ АУП-18.05	121,4	4,5	10695	4,0	30,3	0,00037	82,0	1,47
8	Т-150К+ СЗС-6	121,4	6,15	11735	5,5	21,9	0,00047	46,6	0,84
9	Т-150К+СЗПЦ-12	121,4	12,0	12375	12,0	10,1	0,00097	10,41	0,02
10	К-700+ СЗПЦ-12	147,1	12,0	17665	12,0	12,3	0,00068	18,0	0,32
11	ДТ-75М+ СЗС-4,2	80	4,2	8610	3,2	25,0	0,00037	67,6	1,21
12	К-700+ЗСЗС-2,!	147,1	10,5	20510	10,0	14,7	0,00049	30,0	0,54

Продолжение таблицы 1

13	К-700+ Обь-8	147,1	7,4	17000	5,6	26,3	0,00033	79,6	1,43
14	К-700+СЗС-12	198,6	12,3	20750	11	18,1	0,0005	36,1	0,65
15	К-701+ СЗС-14	198,6	14,6	21700	14	14,2	0,00064	22,2	0,4
16	К-701+СЗС-6	147,1	6,5	16700	5,5	26,7	0,00033	81,0	1,45
17	К-700+Лидер-С	147,1	8,2	17000	5,6	26,3	0,00033	79,5	1,43
18	К-701+ПК-8,5 Кузбасс	198,6	5,5	22600	8,5	23,4	0,00037	63,1	1,13
19	К-700+ПК-6,1	147,1	6,1	18500	6,1	24,1	0,00033	73,0	1,31
20	К-701+ ПК-9,7	198,6	9,7	23900	9,7	20,5	0,0004	51,3	0,92
21	К701+ПК-12,2	198,6	12,2	25000	12,2	16,3	0,00049	32,2	0,58
22	К-701+ППК-8,2	198,6	8,2	27500	8,2	24,2	0,0003	80,7	1,45
23	К-701+ ПИК-12,4	198,6	12,4	30900	12,4	16,0	0,0004	40,0	0,72
24	Конкорд 4012/2000	198,6	12,2	21040	12,0	16,5	0,0005	33,1	0,59
25	Топмастер	198,6	12,2	24400	11,3	17,6	0,00046	38,2	0,69
26	К-700+МSС	145	6	18800	9,0	16,1	0,00048	33,6	0,6
27	К-701+ДМS Рrimeга 601	198,6	6	18000	9,0	22,1	0,00050	44,1	0,79
28	Т-150К+Солитер 10-600	121,4	6	11815	9,0	13,5	0,00076	17,8	0,32
29	ДТ-75+3 СЗС-2,1	58,8	3,3	10100	3,3	17,8	0,00032	55,6	эталон

Статистические данные из таблицы 1 позволили разделить машины и комплексы по значению к э на две типоразмерные группы. Первая - к э < 1 и вторая - к э > 1. Оценка уровня эффективности машины может быть дифференцированной. При этом необходимо учесть имеющийся разброс показателей машин, который наблюдается внутри ряда типоразмерных групп (рис.).

производительность W, га/ч

Рисунок - Области оценки эффективности машин

Такой разброс может быть следствием как конъюнктуры производства и спроса, так и условий эксплуатации. На рисунке можно указать зону между кривыми А и Б, которые характеризуют посевные машины и комплексы, имеющие средний технический уровень. Посевные машины и комплексы, расположенные выше кривой Б, являются неперспективными. Перспективными образцами посевных машин и комплексов являются те, которые располагаются ниже кривой А. На основании этого может быть разработана шкала оценки перспективности посевных машин и комплексов в виде таблицы 2.

Таблица 2

Шкала оценки перспективности посевных машин и агрегатов

Соотношения между коэффициентами и их значения	Оценка машины	Перспективность машины, агрегата
1,26 < к э < 1,50	Ниже среднего уровня	Неперспективное
1,1 < к э < 1,25	Выше среднего уровня	Малоперспективное
0,76 < к э < 1,0	Соответствует среднему уровню	Неперспективное
0,36 < к э < 0,75	Соответствует лучшим современным образцам	Перспективное
0 < к э < 0,35	Выше лучших современных образцов	Весьма перспективное

Анализ шкалы оценок перспективности посевных машин и агрегатов позволяет выявить резервы повышения эффективности различных машин и комплексов, и их применение в конкретных ситуациях должно иметь ограничения.

Во-первых, определение параметров, соответствующих значению 0 < к э < 0,75, будет связано с использованием посевных комплексов большой ширины захвата. Однако в условиях небольшого хозяйства с малой площадью посевов или с полями коротких гонов использование широкозахватных посевных комплексов неэффективно. Во-вторых, использование посевных комплексов большой ширины захвата будет связано с использованием совмещения различных функций рабочего органа. Например, при применении воздушного потока для транспортирования семян, удобрений и лапы – сошника, который одновременно рыхлит почву, вносит удобрения, и в подсошниковом пространстве, предусмотрены различные конструкции для полосового способа посева.

Выводы

Оценка эффективности рабочих процессов технических средств может осуществляться на базе комплекса числовых характеристик. В качестве удельного показателя при оценке технико-экономической эффективности сельскохозяйственной техники используют энергоемкость, металлоемкость и др. Разработана шкала оценки перспективности, которая позволяет обосновать выбор посевных машин и комплексов в зависимости от почвенно-климатических условий с учетом агроэкологических ограничений.

Данная шкала позволяет объективно выявить эффективность и перспективность выпускаемых и разрабатываемых посевных машин и комплексов. Анализ составляющих шкалы дает возможность выявить резервы повышения эффективности различных машин и комплексов посева.

Список литературы К обоснованию показателя эффективности посевных машин и комплексов

Волков С.Н. Экономико-математические методы в землеустройстве. – М.: Колос, 2007. – 696 с.
Гордеев А.С. Моделирование в агроинженерии: учебник. – СПб.: Лань, 2014. – 384 с.
Дмитренко А.И., Бурьянов А.И., Горячев Ю.О. Несущие и технологические системы для построения сельскохозяйственных агрегатов // Тракторы и сельхозмашины. – 2017. – № 5. – С. 19-31.
Ежевский А.А. Техническая и технологическая обеспеченность с.-х. производства России на 2013-2020 годы // Сельхозмашины и технологии. – 2014. – № 1. – С. 3–6.
Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Создание интенсивных машинных технологий и энергонасыщенной техники для производства основных групп продовольствия // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2016. – № 3. – С. 2–5.
Кошурников А.Ф. Основы научных исследований: учеб. пособие. – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2014. – 317 с.
Маслов Г.Г., Журий И.А. Перспективные составы машинно-тракторных агрегатов для совмещения операций // Тракторы и сельхозмашины. – 2017. – № 2. – С. 47–52.
Милаев П.П., Назаров Н.Н. Инженерное проектирование эффективных технологий возделывания сельхозкультур // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2016. – № 7. – С. 2–6.
Герасимов Б.И., Дробышева В.В., Злобина Н.В.и др. Основы научных исследований – М.: ФОРУМ, 2009. – 272 с.
Крутов В.И., Грушко И.М., Попов В.В. и др. Основы научных исследований: учебник для техн. вузов / под ред. В.И. Крутова, В В. Попова. – М.: Высшая школа, 1989.  400 с.
Раднаев Д.Н. Методологические основы разработки технологий и технических средств посева при возделывании зерновых культур в условиях Забайкалья [Текст]: дис. … д-ра техн. наук: 05.20.01: защищена 11.10.13: утв. 10.02.14 / Раднаев Даба Нимаевич. – Улан-Удэ, 2013. – 377 с. – Библиогр.
Раднаев Д.Н. Связи системных процессов и объектов с окружающей средой // Аграрная наука. – 2011. – № 2. – С. 29–30.
Рахимов Р.С., Мударисов С.Г., Рахимов И.Р. Разработка, ресурсосберегающие технологии и обоснование комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных культур в зоне Урала // Вестник Башкирского ГАУ. – 2018. – № 2. – С. 117–129.

Еще

Статья научная