mehanizaciya i elektrifikaciya

МЕХАНИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Нижний Новгород, 2005

Введение

Для реализации технологии составляют комплекс машин, включающий в себя энергетические, технологические, транспортные, погрузочные, контроль- но-управляющие и информационные машины. Всякая машина представляет собой механическое устройство, выполняющее работу для преобразования энергии, материалов или информации.

Сельскохозяйственные машины относятся к группе технологических машин. Они созданы человеком с целью облегчения и увеличения производительности труда при возделывании сельскохозяйственных культур. В любой машине можно различить три части: двигатель, передаточный механизм и рабочие органы, которые непосредственно воздействуют на объект обработки (почву, удобрение, семена, растения и т. п.). Каждая машина выполняет одну или несколько технологических операций, при которых происходят качественные изменения обрабатываемого материала – его размеров, состояния, формы, физических и биологических свойств.

В отличие от промышленности в сельском хозяйстве машины непосредственно воздействуют на объекты живой природы: растения, семена, почву, населенную разнообразными живыми организмами, и др.

При выполнении технологических процессов машины должны, во-первых, отдавать наилучшие условия для возделывания растений, а во-вторых, не наносить им вреда и не создавать условий, препятствующих их развитию. Поэтому при создании новых машин или выборе их из образцов, выпускаемых промышленностью, учитывают технологические свойства и агробиологические особенности возделываемых растений, почвенно-климатические условия и сроки работ. Для успешного применении машин важно также, чтобы растения были приспособлены для машинной технологии их возделывания. Это требование учитывают при выведении и районировании новых сортов сельскохозяйственных культур.

По назначению машины подразделяют на группы. Названия групп машин соответствуют технологическим адаптерам, для которых они предназначены: машины для основной обработки почвы, внесения удобрений, предпосевной обработки почвы, посева и посадки и т. д.

По степени подвижности при обработке материала различают мобильные, стационарные, передвижные и переносные машины. Мобильные - это полевые машины, рабочий процесс которых протекает во время их движения по полю. Они обрабатывают материал, рассредоточенный по полю. Стационарные машины устанавливают на токах, пунктах обработки урожая или подготовки семян. Они обрабатывают материал, доставляемый к ним транспортными машинами. Передвижные машины снабжены колёсным ходом. Их перевозят с одной позиции на другую для обработки находящегося там материала. Переносные машины, например опрыскиватели, применяют в теплицах и горном земледелии. Их переносят рабочие.

Различают прицепные, полунавесные, навесные, монтируемые и самоходные мобильные машины. Машины первых четырех типов соединяют с тракторами, образуя полевые агрегаты. Прицепные машины снабжают колесным хо-

3

дом, на который они опираются как в рабочем, так и в транспортном положении. Полунавесные машины в транспортном положении опираются на трактор и собственный колесный ход, навесные - полностью на навесное устройство энергетического средства.

Важнейший показатель совершенства и технического уровня машины - ее производительность, т. е. количество работы заданного качества выполненной машиной за установленное время. В зависимости от вида операции производительность измеряют в гектарах обработанной площади (на вспашке, посеве, культивации и т. п.), в тоннах обработанной продукции (на зерноочистке, закладке сенажа, силоса и др.), тонно-километрах перевезённого груза, в кубических метрах и тоннах перемещённого груза при погрузке и земляных работах.

Для повышения производительности машин их постоянно совершенствуют или разрабатывают новые. Научно-технический прогресс в области механизации сельскохозяйственного производства направлен в первую очередь на повышение производительности труда за счет разработки и внедрения широкозахватных машин, увеличения их рабочих скоростей, грузоподъемности, пропускной способности, универсальности, применения самоходных и комбинированных машин, автоматизации, повышения надежности машин, улучшения условий труда механизаторов и совершенствования организации работы машин- но-тракторных агрегатов.

4

ГЛАВА 1. Технологии, производственные сельскохозяйственные процессы и средства механизации (технические средства)

1.1. Основные понятия и определения

Совокупность закономерно связанных хронологически последовательных производственных процессов (ПП), необходимых для получения сельскохозяйственной продукции с заданными свойствами и качеством, называют технологией производства сельскохозяйственной продукции (ТПП).

Таким образом, в общем виде без промежуточных градаций:

ТПП=ΣПП (1.1) Производственные процессы весьма разнообразны, многочисленны и разнесены по месту их выполнения, а конечный вид сельскохозяйственной продукции одной культуры (растения) может быть разным. Поэтому принято выделять

технологии:

♦возделывания культуры (работы выполняют в поле вплоть до созревания урожая) - ТВК;

♦уборки культуры (убранный продукт транспортируют с поля к стационарным пунктам обработки) - ТУК;

♦первичной послеуборочной обработки урожая культуры (выполняется на стационарных пунктах) - ТОУ;

♦хранения урожая (осуществляется в хранилищах до реализации продукции в виде товарной или семян, расходуемых на посев в хозяйствепроизводителе) - ТХУ.

Полная технология производства включает все перечисленные частные технологии. В этом случае подразумевается, что продукция реализуется (заготовительным организациям, перерабатывающим предприятиям, на рынок) постепенно из хранилища хозяйства-производителя.

При исключении из технологии производства хранения и первичной обработки подразумевается, что продукция в виде частично подработанного (или неподработанного) сырья реализуется практически одновременно с уборкой. Такая организация технологии производства нередко связана с большими финансовыми потерями для производителя из-за низкого качества (в том числе засоренности) реализуемой продукции, потерь основной и побочной продукции, перенапряженности транспортных и сопутствующих работ.

Составной частью технологии производства продукции растениеводства являются естественные (биологические, микробиологические и другие) превращения (процессы), которые происходят в окружающей растения среде, в семенах и органах выращиваемых растений.

Механизированные технологии производства продукции растениеводства базируются на системе машин. Система машин - это совокупность разнородных, но взаимоувязанных и дополняющих друг друга машин и агрегатов, выполняющих все сельскохозяйственные процессы. Для реализации механизированной технологии производства продукции конкретной культуры используют

5

машины общего назначения (многоцелевые) и комплекс специализированных машин по культуре.

Производственный процесс есть совокупность взаимосвязанных производственных операций (ПОп), при помощи которых совершаются законченные периоды производства сельскохозяйственной продукции. При этом исходный предмет труда переходит в иное промежуточное или конечное состояние. Следовательно:

Производственные процессы подразделяют на технологические (ТП),

транспортные (ТрП) и вспомогательные (ВП). Иногда учитывают сборочные и подготовительные процессы.

Технологический процесс в составе технологии является основным; транспортные и вспомогательные процессы его обеспечивают, т.е. выполняются эти производственные процессы в один период (последовательно, параллельно или в иных сочетаниях).

Обычно сочетание технологического и сопутствующих процессов называют сельскохозяйственной работой (СхР). Технология сельскохозяйственной работы является как бы составляющим блоком технологии производства. Отсюда:

Количество сельскохозяйственных работ в составе технологии достаточно велико. Так, при производстве зерна на продовольственно-фуражные цели необходимо: внести удобрения, подготовить почву и семена, посеять, провести защиту посевов от вредителей и болезней, убрать зерновую и незерновую (соломистую) части урожая, выполнить послеуборочную обработку зерна, заложить зерно на хранение и сохранить до реализации.

При производстве семян, особенно высокого качества, необходимо позаботиться о видовой и сортовой чистоте посевов, отсутствии сорняков и болезней, меньшем повреждении зерна при уборке и тщательной его обработке на зерноочистительных машинах. Таким образом, при производстве семян не только повышены требования к качеству выполнения аналогичных производственных процессов, но и увеличивается их количество.

Особенно много сельскохозяйственных работ (и соответственно производственных процессов) приходится выполнять при возделывании овощных и пропашных культур.

Для реализации механизированной технологии сельскохозяйственных работ используют машины общего назначения и технологические комплексы машин, которые могут существенно отличаться в зависимости от зоны, типа почв, предшественника возделываемой культуры, а также состава имеющихся у производителя технических средств даже при производстве однотипной продукции одной культуры.

Технологические процессы - это процессы, в которых под воздействием тех или иных технических средств осуществляется целенаправленное изменение свойств и состояний обрабатываемого материала. Иное определение: техноло-

6

гический процесс - совокупность воздействий рабочих органов машины на исходный материал с целью изменения его свойств и (или) состояния в желаемом направлении.

Среди множества технологических процессов можно выделить следующие основные группы:

♦обработка почвы (лущение стерни, пахота, боронование, культивация и другие);

♦внесение удобрений, посев, посадка;

♦уход за растениями (обработка от вредителей и болезней, рыхление, подкормка, окучивание и др. во время вегетации);

♦уборка урожая;

♦первичная обработка урожая (очистка, сушка, сортирование и др.). Транспортные процессы имеют целью перемещение материалов и сель-

хозпродуктов, технических средств и людей.

Вспомогательные процессы сопутствуют или предшествуют технологическим и транспортным. Это техническое обслуживание и заправка машин, по- грузо-разгрузочные работы и другие.

По способу выполнения различают производственные процессы стационарные и мобильные. Работы, выполняемые в поле, - мобильные; послеуборочная обработка и хранение урожая - преимущественно стационарные производственные процессы.

В зависимости от применяемой энергии и уровня технических средств, производственные процессы подразделяют на конно-ручные, механизирован-

ные, электрифицированные, автоматизированные.

Механизированные производственные процессы в составе сельскохозяйственных работ выполняются машинными (машинно-тракторными, сельскохозяйственными) агрегатами, которые в общем случае представляют собой сочетание энергетической части, передаточного механизма и рабочих (технологических) машин или орудий.

Как известно, машина - это устройство, совершающее механические движения с целью преобразования энергии, материала или информации.

Преобразование энергии топлива в механическую энергию совершается в энергетических машинах. В сельскохозяйственном производстве основной энергетической машиной является трактор (самоходное шасси). На долю тракторного парка приходится около 40% энергетических мощностей, используемых в сельском хозяйстве России.

Преобразование положения или (и) состояния материала осуществляется

рабочими (технологическими) машинами. Таковыми в сельскохозяйственном производстве являются сельскохозяйственные машины. Обрабатываемым материалом для почвообрабатывающих машин, например, является почва, для посевных - почва и семена высеваемой культуры.

Кроме машин, применяют и орудия, которые, преобразуя материал, не совершают механических движений. Таковы, например, лемешные плуги или зубовые бороны, рабочий процесс которых осуществляется за счет их поступа-

7

тельного перемещения трактором при неизменном положении составных частей.

Итак, при выполнении сельскохозяйственной работы, например, посева, реализуются, как минимум, три производственных процесса:

♦технологический, посредством посевного агрегата, состоящего из трактора и сеялки;

♦вспомогательный, для чего используется погрузочный агрегат, например, зернопогрузчик с электроприводом;

♦транспортный, с использованием, например, автомобильного загрузчика сеялок.

Технологический (рабочий) процесс, выполняемый сельскохозяйственной машиной (прицепной, навесной или полунавесной) с использованием энергии трактора, складывается из отдельных технологических операций (ТОп):

Технологическая операция - это законченное действие рабочих органов машины, направленное на решение определенной задачи по изменению свойств и (или) состояния обрабатываемого материала в желаемом направлении.

Каждая технологическая операция выполняется определенными рабочими органами (частями) машины, которые за счет непосредственного воздействия меняют состояние или положение обрабатываемого материала; или, иначе, совершают полезную работу.

Так, сеялка выполняет технологические операции:

Первые и последние взаимодействуют с почвой, остальные - с семенами. Чтобы собрать машину в единое целое, обеспечить соединение её с тракто-

ром, и взаимодействие рабочих органов - необходимы и вспомогательные органы (части). К вспомогательным частям машин обычно относят: раму; прицепное (или навесное) устройство; бункер (семенной ящик); колёса и оси; механизмы передач; устройства управления и регулирования (для перевода машины из рабочего положения в транспортное и для настройки на заданные условия и режимы работы); устройства контроля работы.

Изложенный материал представлен в виде структурной схемы технологий механизированного производства сельскохозяйственной продукции, показывающей связь технологий производства продукции и производственных процессов со средствами механизации и документами, которые определяют правила выполнения механизированных работ - рис.1.1.

8

Рисунок 1.1. Структурная схема технологии механизированного производ-

ства растениеводческой сельскохозяйственной продукции

1.2. Организация сельскохозяйственной работы

Индивидуальная работа - сельскохозяйственная работа на данном участке, выполняемая одним агрегатом.

Групповая работа - сельскохозяйственная работа на данном участке, выполняемая несколькими однотипными агрегатами.

При комплексной механизации все сельскохозяйственные работы и входящие в них производственные процессы выполняются машинами. При частичной механизации часть работ выполняется конно-ручным способом с помощью инструментов и приспособлений.

Поточная организация работы предусматривает выполнение нескольких технологически последовательных видов сельскохозяйственных работ одно-

9

временно или с агротехнически необходимым разрывом. На уборке поточная организация механизированных работ предусматривает использование убороч- но-транспортных комплексов. Поточное производство разбивают на ряд поточных линий. На уборке зерновых выделяют линии зерновой и незерновой части урожая, которые в свою очередь делят на звенья (так, в зерновой линии звенья: комбайн - транспортное средство - машины пункта послеуборочной обработки зерна - транспортное средство для доставки зерна на элеватор).

Автоматизация сельскохозяйственной работы - это способ выполнения работы автоматизированным агрегатом, в котором функции управления машинами выполняют автоматические устройства.

Звено комплексной механизации возделывания культуры - это определенная группа работников, которая на закрепленном участке выполняет все работы по возделыванию и уборке механизированными средствами.

1.3. Технологические карты

Различают технологические карты производства сельскохозяйственной продукции и технологические карты сельскохозяйственных работ или технологических процессов (операционные).

Рациональные технологии производства сельскохозяйственной продукции (продукции растениеводства) обусловлены, главным образом, агротехнологическими требованиями научно обоснованной системы ведения сельского хозяйства (системы земледелия), а технологии сельскохозяйственных работ и, особенно, технологических процессов, базируются на рациональной организации использования машинных агрегатов.

Технологические карты производства сельскохозяйственной продукции необходимы для рациональной организации производства: расчета необходимого парка машин (потребность), составления графика полевых и сопутствующих работ, расчета экономических показателей (в том числе объемов производства

исебестоимости продукции).

Впримерных (типовых) зональных технологических картах возделывания и уборки основных сельскохозяйственных культур приведены по каждому виду сельскохозяйственных работ варианты рациональных для данной зоны составов агрегатов, агротехнические требования, рекомендуемые сроки выполнения работ, расчеты выработки, затрат труда и средств по зональным нормативам. Форму и пример заполнения типовой технологической карты смотрите на рис.1.2.

Конкретные условия хозяйства-производителя, изменение (совершенствование) самой технологии, технических средств, удобрений, средств химической защиты растений требуют составления собственных технологических карт по каждой культуре на основе типовых.

Технологии (операционные) и правила выполнения механизированных сельскохозяйственных работ и отдельных технологических процессов необходимы для рационального и качественного выполнения работ механизаторами и достоверного контроля качества выполненных работ, т.к. они освещают все во-

10