Понятие и роль механизации в сельском хозяйстве. Система машин. Определение МТА и его классификационные характеристики

Сельское хозяйство играет огромную роль в экономике страны, поэтому необходимо развитие этой отрасли.

В настоящее время сельское хозяйство развивается по интенсивному пути, то есть с применением достижений научно-технического прогресса. Одним из основных направлений НТП в данной отрасли народного хозяйства является ее механизация.

Механизация сельского хозяйства - это замена ручного труда машиной, менее совершенных машин - более совершенными, разрозненных отдельных машин – их системой. Рост уровня механизации играет решающую роль в увеличения производства и росте производительности труда.

Развитие механизации происходит в три стадии: частичная механизация, комплексная механизация и автоматизация. Первые две стадии механизации – это подготовительные этапы к автоматизации.

Частичная механизация охватывает лишь отдельные технологические процессы производства. Основную часть их выполняет малопродуктивный труд.

При комплексной механизации все технологические процессы, которые связаны с производством продукции, выполняются с помощью машин и механизмов, как на основных, так и на вспомогательных работах.

Для комплексной механизации характерно наличие системы машин. Система машин – это совокупность разных видов машин, которые обеспечивают последовательное выполнение производственных процессов при производстве тех или иных видов сельскохозяйственной продукции. Она бывает полной и неполной. Полная система машин обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию всех процессов, индустриальные технологии производства продукции.

В настоящее в России полная система машин применяется при производстве зерна, подсолнечника, силоса, в промышленном животноводстве. Успешно решается вопрос создания систем машин по производству таких трудоемких культур, как сахарная свекла, картофель. В отдельных сельскохозяйственных отраслях, таких, например, как овощеводство, садоводство, система машин еще неполная, что в условиях недостатка рабочей силы в напряженные периоды приводит к потерям продукции. В некоторых отраслях система машин разработана в достаточной мере, однако отстает ее внедрение, например, в молочном скотоводстве.

Основными организационно-экономическими требованиями к рациональной системе машин являются следующие:

§ необходимо своевременно и высококачественно выполнять все механизированные работы;

§ система машин должна соответствовать зональным природно-экономическим условиям производства (например, в степи применяются более эффективные широкозахватные агрегаты, которые сложно использовать на мелких участках полесья и невозможно — в горных условиях);

§ техника должна быть эффективной по затратам горючего на гектар работ, надежности, производительности, себестоимости работ и срокам окупаемости;

§ она должна соответствовать агрономическим и зоотехническим требованиям, обеспечивать применение прогрессивной технологии и организации производства.

Чтобы обеспечить эти требования, систематически совершенствуют технико-экономические показателя машин и агрегатов, составляющих систему машин.

Прогрессивными направлениями такого совершенствования являются:

§ комбинирование и универсализация, что позволяет машинам и агрегатам выполнять больше видов работ, в том числе одновременно (например, пахать, вносить удобрения и сеять);

§ стандартизация и унификация деталей и узлов, что помогает сократить номенклатуру запасных частей;

§ увеличение количества самоходный машин, замена прицепных рабочих машин навесными, которыми управляет водитель;

§ увеличение мощности двигателей и рабочей скорости агрегатов, что повышает их производительность;

§ широкое использование контрольно-измерительных приборов;

§ сокращение многомарочности однотипных машин, повышение их надежности и уменьшение металлоемкости;

§ создание нормативных условий для работы механизаторов (обзор, температурный режим и др.) и сокращение численности обслуживающего персонала;

§ создание поточных линий при выполнении технологических операций.

Поточность производства предполагает непрерывность, ритмичность и строгую последовательность работ, равномерное движение материальных средств, машин, механизмов, рабочих. Такой тип производства свойственен многим птицефабрикам, комбикормовым заводам и др.

Высшей формой комплексной механизации является автоматизация – такой уровень комплексной механизации, когда все технологические операции, связанные с производством продукции, выполняются машинами. Роль человека сводится к контролю работы технологической линии.

В настоящее время в сельском хозяйстве основные полевые работы (пахота, сев зерновых, сахарной свеклы, уборка зерновых и силосных культур) полностью механизированы. Однако по отдельным видам работ уровень механизации еще невысок, медленно снижаются затраты ручного труда. Особенно это касается отраслей овощеводства, свекловодства, хлопководства, льноводства, кормопроизводства, животноводства (на небольших животноводческих фермах). Требуется наращивание выпуска разных машин и оборудования не только для земледелия и животноводства, но и для предприятий перерабатывающего комплекса, арендаторов, кооператоров, личных подсобных хозяйств, фермеров, улучшение качества и надежности технических средств, повышение уровня их технического обслуживания и ремонта, тем более это необходимо в связи с тем, что в последние годы наблюдается уменьшение количества основных видов техники в сельском хозяйстве.

Народнохозяйственная и экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства сводится к увеличению выхода продукции с единицы земельной площади при одновременном снижении себестоимости, а также к повышению качества продукции.

Показателями экономической оценки народнохозяйственной эффективности новой сельскохозяйственной техники являются:

§ повышение производительности труда и снижение его затрат в расчете на единицу производимой продукции или выполненной работы;

§ число высвобождаемых работников;

§ экономия на издержках производства и улучшение качества продукции;

§ абсолютный годовой экономический эффект;

§ срок окупаемости капиталовложений;

§ экономия металла и нефтепродуктов;

§ коэффициент снижения производственных затрат;

§ снижение себестоимости выполняемых работ и производимой продукции, а также ряд других.

При экономической оценке новой техники применяется также ряд дополнительных показателей, характеризующих условия труда, энергоемкость и др. Критериями оценки новых машин в современных условиях являются социальные последствия от их применения (улучшение условий труда, уменьшение текучести кадров и миграции сельского населения), влияние машин на плодородие почвы и др.

Таким образом, механизация сельского хозяйства является одним из ведущих направлений научно-технического прогресса в этой отрасли; планомерное увеличение уровня механизации способствует росту производительности труда, повышению качества производимой продукции, снижению затрат ручного труда.

Машинно-тракторный агрегат (МТА) - это соединение источника энергии (трактора) с рабочими машинами. По способу соединения машин с трактором различают агрегаты прицепные, полунавесные, навесные и смешанные.

К основным показателям относят тип трактора, класс тяги, расчетные скорости движения вперед и назад при номинальной частоте вращения коленчатого вала и отсутствии буксования, расчетные тяговые усилия на различных передачах, колею (расстояние между серединами гусениц или колес), давление на почву, дорожный просвет, конструктивную массу трактора, тип двигателя, номинальную эксплуатационную мощность двигателя, номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности двигателя, размеры шин и давление воздуха в них.

При выполнении различных технологических операций только часть эффективной мощности дизеля (Ne) расходуется на полезную работу.

Машинно-тракторный агрегат (МТА) - агрегат в котором в качестве источника энергии используют двигатель трактора, самоходного шасси или какой-либо другой мобильной энергомашины. МТА классифицируют по виду выполняемого технологического процесса; принципу соединения рабочих машин с трактором или другой энергомашиной; типу привода рабочих органов машины; числу технологических операций, выполняемых за один рабочий ход.

По виду выполняемого технологического процесса агрегаты разделяют на пахотные, посевные, уборочные и т. д.

По принципу соединения рабочих машин с трактором МТА их подразделяют на прицепные, навесные и полунавесные. Прицепные агрегаты комплектуют из трактора, сцепки и прицепных машин с ходовыми колесами. У навесных агрегатов рабочие машины не имеют ходовых колес и отсутствует сцепка. У полунавесных агрегатов вес рабочих машин воспринимается одновременно трактором или сцепкой, а также ходовыми колесами самих машин.

По количеству выполняемых одновременно операций различают простые, комплексные и сложные машинно-тракторные агрегаты.

К простым относятся пахотные, бороновальные и др., выполняющие только одну операцию (вспашку, боронование).

Комплексные составляют из нескольких различных машин для выполнения за один проход агрегата нескольких последовательных операций (например, культивация и боронование; предпосевное рыхление, посев прикатывание).

Сложным (комбайновым) является агрегат, представляющий собой одну машину для выполнения ряда последовательных операций (например картофелеуборочный комбайн для подкапывания клубней, отделения земли и ботвы, сортирования и погрузки клубней в транспортные средства).

По типу привода рабочих машин различают тяговые и тягово-приводные МТА. У тяговых агрегатов вся полезная мощность двигателя реализуется через крюк или другой тяговый орган типа навесного механизма. Полезная мощность двигателя у тягово-приводного агрегата реализуется одновременно через тяговый орган и вал отбора мощности.

По числу выполненных за один рабочий ход технологических операций МТА подразделяют на простые и комбинированные (комплексные).

Простые агрегаты состоят из однотипных рабочих машин (пахотные, бороновальные и др.).

В состав комбинированных агрегатов входят два и более рядов разнотипных машин (культиватор и бороны; культиваторы, сеялки и бороны и др.).

Применение комбинированных агрегатов обеспечивает уменьшение числа проходов трактора по полю и меньшее уплотнение почвы. Сокращаются также затраты труда и сроки выполнения полевых работ, однако при этом возможно увеличение простоев, связанных с устранением отказов при недостаточной надежности машин.

Требования, предъявляемые к МТА. Чтобы обеспечить производительность труда и экономическую эффективность сельскохозяйственных машин и тракторов, необходимо выполнять в лучшие агротехнические сроки, тщательно отрегулировать работу машин, правильно комплектовать Машинотракторные агрегаты.

Состав МТА определяют следующим образом: для заданных условий и размеров поля, рельефа местности, аэрофона с учетом агротехнических требований к выполнению операции выбирают трактор, сцепку.

Тяговое сопротивление машин должно соответствовать тяговому усилию трактора, развивающего в данных полевых условиях.

Машинотракторному агрегату необходимо иметь такую рабочую скорость, при котором будет обеспечиваться полное использование мощности двигателя и высокое качество работы. Высокая производительность должна быть обеспечена при минимальных затратах.

Машины входящие в агрегат, должны быть исправны и удобны в обслуживании.

1. Каждый трактор должен быть технически исправен, полностью укомплектован в соответствии с руководством.

2. При техосмотре, прежде всего, проверяют рулевое управление, ходовую часть и тормоза.

3. Все части рулевого управления должны быть надежно закреплены, а крепежные детали зафиксированы.

4. Тормоза в работе должны быть надежные в соответствии с правилами ПДД.

5. Все передачи должны легко включаться и выключаться.

6. Перед началом работы с прицепами и навесными орудиями необходимо проверить состояние прицепного устройства и навесной системы, все детали должны быть исправны, соединения не должны самопроизвольно рассоединяться.

7. Перед работой трактор смазывают, заправляют топливом и водой, зимой утепляют.

8. Машинно-тракторный агрегат должен обеспечить:

§ Соблюдение требований агротехники по качеству работы;

§ Рациональное использование энергетических и кинематических показателей трактора и с/х машин, высокую производительность и экономичность работы агрегата;

§ Удобства и безопасность обслуживающего персонала при управлении технологическом и техническом обслуживании;

§ Достаточную маневренность и проходимость агрегата при заданных условиях.

На практике чаще всего агрегат составляют применительно к трактору, предназначенному для выполнения заданной работы. Затем устанавливают режим работы агрегата, определяют основную и резервную передачи трактора.

Требования к МТА:

1. Высокое качество работы в полном соответствии с агротехническими требованиями.

2. Высокая производительность при номинальных затратах ресурсов (топливно-энергетических, финансовых, материальных) на единицу урожая.

3. Наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду.

4. Перечислить свойства надёжности машин и дать их характеристику.

Надежность — свойство объекта сохранять во времени и установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации называется работоспособным. Если хотя бы один из этих параметров не соответствует требованиям документации, наступает событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния машины, которое называется отказом.

Оборудование может потерять работоспособность в двух случаях: когда его узлы перестают функционировать или когда оно в процессе работы не обеспечивает требуемые параметры в заданных пределах (технологическую и геометрическую точность, равномерность перемещений и т. д.). В связи с этим различаются отказы элементов и параметрические отказы.

Отказы элементов. Отказы элементов являются явными и обнаруживаются обычным наблюдением. Это поломки, пластические деформации и разрушение контактирующих поверхностей, которые сопровождаются остановкой машины. Они легко обнаруживаются в общем потоке отказов. Различают внезапные и постепенные отказы элементов.

Внезапные отказы возникают как следствие перегрузок, связанных с неизбежными случайными колебаниями внешних условий и флуктуациями взаимодействия элементов. Если в случайном стационарном процессе наблюдается колебание нагрузки R(t) около среднего уровня R, возможен момент to, когда она достигнет значения, превосходящего допустимый предельный уровень Ru, и тогда произойдет отказ. Этот процесс носит название схемы мгновенных повреждений.

Постепенные отказы элементов машины происходят в результате накапливания износных или усталостных повреждений. В результате потери начальной прочности происходит поломка или пластическое деформирование детали.

Наиболее типичная для реальных машин схема возникновения отказа в результате действия нескольких причин, например нагрузки R(T) стационарного случайного процесса при уменьшающемся вследствие износа предельно допустимом уровне на- гружения Rn(t).

Параметрические отказы приводят к такому состоянию машины, при котором не обеспечивается сохранение в допустимых пределах выходных характеристик. Параметрические отказы обычно носят постепенный характер и подразделяются на отказы по технологическим и функциональным параметрам.

К отказам по технологическим параметрам относятся отказы по критериям точности обработки, шероховатости поверхности, качеству отделки и т. д. Отказ наступает в тот момент, когда численное значение критерия превышает его регламентированную нормативными документами величину. Появлению технологического отказа предшествует ухудшение параметров технического состояния станка и при выходе какого-либо одного или нескольких из них за предельные значения, регламентируемые ГОСТом и ТУ, наступает отказ по функциональному параметру.

Надежность — сложное свойство, которое в зависимости от назначения машины и условий ее применения представляет собой сочетание свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки (продолжительности или объема работы машины).

Долговечность — свойство машины сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность и безотказность дополняют друг друга. В зависимости от характера производства и вида машины при оценке их надежности основными критериями являются безотказность или долговечность. Например, для дереворежущего станка общего назначения отсутствие отказов в течение смены скорее желательное, чем необходимое условие, поскольку после непродолжительного ремонта он вновь вступает в работу. Для автоматической линии безотказность становится такой же значимой, как и долговечность.

Ремонтопригодность — свойство, характеризующее приспособленность машины к предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость— способность объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

23. Машинно-тракторный парк: основные показатели и пути повышения эффективности его использования.

При оценке уровня и эффективности организации использования тракторов и других энергетических сельскохозяйственных машин применяют следующие группы показателей.

Характеризующие выработку на одну машину в условных эталонных гектарах (усл. эт. га) или в физических единицах (га, т, м³ и др.):

· годовая выработка (Q_год);

· дневная выработка (Q_дн);

· сменная выработка (Q_см);

· коэффициент, выражающий отношение фактической выработки за единицу времени Q_ф к нормативной Q_н (K_в).

Характеризующие использование годового и дневного запаса времени:

· отработано за год на одну машину, дней (N_дн);

· отработано за год на одну машину, смен (N_см);

· коэффициент сменности (К_см);

· коэффициент использования годового календарного времени (К_год);

· коэффициент использования нормативного времени за день, месяц, год (К_нв).

Себестоимость единицы механизированных работ, руб.

Себестоимость 1 усл. эталонного га – обобщающий показатель эффективности использования МТП. Его получают делением всех эксплуатационных затрат на объем выполненных механизированных работ. Снижение себестоимости работ будет указывать на повышение эффективности использования техники только тогда, когда это снижение сопровождается высококаче­ственным выполнением сельскохозяйственных работ в лучшие агротехнические сроки. Это важно учитывать при сравнении затрат как по агрегатам, тракторам отдельных марок, так и по всему машинно-тракторному парку производственного подразделения или организации АПК в целом.

Приведенные показатели рассчитываются. Они взаимосвязаны, что видно из следующих формул:

Q_дн = Q_см К_см;

Q_год = Q_дн N_дн= Q_см N_см;

К_в = Q_ф / Q_н;

К_год = N_дн/365;

К_см = N_см/ N_дн = Q_дн/ Q_см;

К_нв = Т_ф / Т_н,

где Т_ф и Т_н– соответственно фактическое и нормативное время работы за день, месяц, год.

Опыт показывает, что эффективное использование техники имеет большое экономическое значение. ее высокая производительность при прочих равных условиях сокращает сроки проведения сельскохозяйственных работ, снижает затраты трудовых и материальных ресурсов на их единицу. Это способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности производства в целом.

во многих хозяйствах машинно-тракторный парк используется далеко не полностью. В частности средняя дневная выработка на 1 усл. эт. трактор (ДТ-75) составляет 7–8 га, что примерно в 1,5 раза меньше, чем было бы при рациональной организации труда. Невысокая выработка – одна из главных причин перерасхода затрат труда и материальных средств на единицу выполняемых работ.

Уровень использования МТП зависит от многих условий и факторов производства, поэтому очень важно выбрать из них те, которые на данном этапе являются главными и оказывают решающее влияние на эффективность применения технических средств труда.

24. Транспорт в сельском хозяйстве: показатели и пути повышения его использования.

Сельское хозяйство является одной из наиболее транспортоем-ких отраслей народного хозяйства. Затраты труда на транспортные работы от общей трудоемкости возделывания и уборки зерна со­ставляют 30 %, картофеля - 40 % и кукурузы на силос - 70 %. В среднем по сельскохозяйственному производству затраты на транс­портные работы составляют 40...45 %, а затраты на топлива до 50%.

В настоящее время транспортными работами занято 20...25 % работников сельскохозяйственного производства.

Транспортные работы в сельскохозяйственном производстве выполняются по транспортным и транспортно-производствеиным процессам. Транспортные процессы включают операции погрузки, перевозки и разгрузки, а транспорта производственные процессы включают еще и взаимодействие транспортных средств сельско­хозяйственными машинами (комбайнами, косилками и др.), т.е. участие их производственных операциях внесения в почву удоб­рений, уборки урожая, раздачи кормов и др.

Повышение производительности возможно путем улучшения эксплуатационных показателей транспортных средств путем:

1. повышения грузоподъемности за счет увеличения выпуска крупнотоннажных автомобилей, применения автомобиль­ных поездов и улучшения дорог;
2. повышения коэффициента использования грузоподъемно­сти за счет подбора грузов оптимально заполняющих кузов и применения специальных кузовов;
3. повышения технической скорости за счет улучшения кон­струкции (скоростности) автомобиля, улучшения дорог, лучшего крепления грузов и регулирования движения;
4. уменьшения длины ездки с грузом за счет выбора опти­мальных маршрутов и улучшения дорожной сети;
5. повышения коэффициента использования пробега за счет применения автоматизированных систем управления транспортом, улучшения дорожной сети, приближения стоянок и пунктов заправки транспортных средств к объек­там транспортных и транспортно-производственных про­цессов и организации пересменки водителей на линии;
6. уменьшения времени простоя транспортных средств под погрузкой и выгрузкой за счет внедрения высокопроизво­дительных средств механизации погрузочно-разгрузочных работ, координации работ погрузочно-разгрузочных меха­низмов и транспортных средств. Улучшение эксплуатационных показателей возможно в резуль­тате совершенствования конструкции и улучшения эксплуатации транспортных средств. Совершенствование конструкции транс­портных средств должно осуществляться работниками автопро­мышленности с учетом требований, выдвигаемых работниками сельскохозяйственного производства, занимающимися эксплуата­цией автомобилей. Улучшение эксплуатации транспортных средств должно осуществляться работниками сельскохозяйственного про­изводства.