Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет содержит 345 страниц, 28 рисунков, 69 таблиц, 8 приложений, 43 источника литературы.

ТЕХНОЛОГИЯ, ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ, МАШИННО-ТРАКТОРНЫЙ АГРЕГАТ, КОЭФФИЦИЕНТ, ЭТАЛОННАЯ ЕДИНИЦА ТРАКТОР, КОМБАЙН, НОРМАТИВ, ВЫРАБОТКА, РАСХОД ТОПЛИВА, ЗОНАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ

Объектом исследования является машинно-тракторный парк Красноярского края.

Цель исследования: разработка нормативной базы для расчета технической оснащенности отрасли растениеводства АПК Красноярского края.

В ходе работы определены цели, принципы и задачи государственной политики Красноярского края в области механизации сельского хозяйства. С учетом природно-производственных условий выбраны базовые хозяйства для проведения теоретических и экспериментальных исследований на основных технологических операциях в растениеводстве.

В результате исследований обоснован выбор новых эталонных единиц с учетом природно-производственных условий и технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Разработана методика определения коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы. По результатам моделирования установлены усредненные значения коэффициента перевода в эталонные единицы колесных и гусеничных тракторов обоснованных типоразмерных рядов двухпараметрической классификации.

Разработана новая методика расчёта производительности с использованием коэффициентов, характеризующих природно-производственные условия работы. Определены нормы выработки и расхода топлива на полевые механизированные работы.

Проведены экспериментальные исследования при выполнении технологических операций на отвальной вспашке, дисковании, бороновании, прямом комбайнировании пшеницы, уборке кукурузы на силос машинно-тракторными агрегатами К-744Р2+ПСКу-9, К-744-Р2+БДМП 6×4, К-744-Р2+БТ-22, Вектор-410, Дон-680М с использованием измерительной информационной системы ИП-264 производства КубНИИТиМ для проведения энергетической оценки. Регистрация всех элементов времени смены выполнялась методом сплошной хронографии и поэлементного хронометража универсальным хронометром ИП-287. На основании полученного баланса времени смены определены эксплуатационно-технологические показатели, хорошо коррелируемые с расчетными значениями справочного материала норм выработки и расхода топлива.

Результаты исследований с учетом технологических карт возделывания основных культур в базовых предприятиях использованы для определения рациональных типоразмеров и количественного состава в эталонных единицах колесных 4к4 тракторов на основных операциях почвообработки и посева. Установлены нормативы потребности колесных тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонных единицах для зональных условий региона в наиболее напряженные периоды использования.

Научно-практические рекомендации по обновлению машинно-тракторного парка и справочный материал для определения норм выработки и расхода топлива на механизированные работы могут быть использованы в работе сельскохозяйственных предприятий Красноярского края.

Подготовлены и изданы научные статьи по материалам проведенных исследований: опубликованы 6 научных статей, 2 из них в журналах индексируемых в базе Scopus, 1 – в журналах рекомендованных ВАК. Сотрудники приняли участие в 4 международных научных конференциях.

Результаты научных разработок апробированы на предприятиях АПК Красноярского края. Получено 3 акта внедрения научных исследований на предприятиях АПК Красноярского края – ОАО «Племзавод Красный Маяк», ООО «ОПХ Солянское», ООО «Учебное хозяйство «Миндерлинское» (приложения 6-8).

ВВЕДЕНИЕ

Машинно-тракторный парк (далее – МТП) является основной производственной силой получения продукции растениеводства. От количественного и структурного состава МТП зависят объемы, качество и себестоимость возделывания сельскохозяйственных культур.

Выполнение заданных объемов технологических операций в оптимальные агротехнические сроки обеспечивается необходимым количеством машинно-тракторных агрегатов (далее – МТА), приведенных к эталонным значениям. Перевод физических тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные осуществляется с помощью условных коэффициентов.

Применяемые в настоящее время нормативы и условные коэффициенты, разработанные специалистами ВИМа, необходимо уточнять вследствие появления новых технологий и рабочих органов сельскохозяйственных машин, изменения технических характеристик энергетических средств и производственных условий использования. При расчете нормативной потребности технических средств для зональных технологий необходимо учитывать следующие факторы:

– природно-производственные условия работы машинно-тракторных агрегатов;

– пиковые нагрузки при выполнении технологических операций;

– урожайность сельскохозяйственных культур;

– техническую готовность машинно-тракторного парка;

– особенности зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

В состав Красноярского края входят агрозоны степь, лесостепь, подтайга, тайга, отличающиеся по календарным срокам выполнения полевых механизированных работ, длине гона, урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с многообразием представленного краевого ландшафта при расчете нормативной потребности необходимо разработать нормы выработки на полевые механизированные работы.

Целью исследования является разработка нормативной базы для расчета технической оснащенности отрасли растениеводства АПК Красноярского края.

В ходе выполнения научно-исследовательской работы необходимо решить следующие задачи:

– определить цели, принципы и задачи государственной политики Красноярского края в области механизации для устойчивого развития сельского хозяйства;

– изучить природно-производственные условия сельского хозяйства региона;

– разработать методику и провести техническое нормирование полевых механизированных работ;

– разработать нормы выработки и расхода топлива на полевые механизированные работы;

– установить эталонные единицы, условные коэффициенты перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы и определить нормативы их потребности;

– выполнить мониторинг российского рынка сельскохозяйственных тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, обосновать оптимальную структуру и определить основные направления обновления машинно-тракторного парка АПК Красноярского края.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

В настоящем отчете по НИР применяют следующие сокращения и обозначения:

word image 2367 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2368 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

1 УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НОРМАТИВОВ ПОТРЕБНОСТИ В ТЕХНИКЕ ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА

1.1 Природно-производственные условия АПК Красноярского края

Для обеспечения продовольственной безопасности Россия должна ежегодно производить зерна из расчета не менее 1000 кг на человека. Получение такого количества зерна требует рационального оснащения сельскохозяйственных предприятий, организаций и фермеров необходимой тракторной техникой.

Обоснование технологической потребности сельского хозяйства в тракторной технике предусматривает: оценку природно-производственных условий отрасли растениеводства, включающих структуру пашни и посевных площадей; определение зональных нормативов потребности в эталонных и физических тракторах с учетом внедрения ресурсосберегающих технологий почвообработки, а также перспективных направлений формирования тракторного парка страны и отдельных агрозон.

Общая потребность в тракторах тесно связана с нормативной потребностью. Система нормативов разработана для восьми федеральных округов, включающих пятнадцать агрозон (табл. 1.1). Каждая агрозона характеризуется площадями пашни, зерновых и кормовых культур. Эти площади можно использовать для расчета потребности в тракторах на основе установленных нормативов.

За нормативную потребность принимается число эталонных тракторов, приходящихся на 1000 га пашни, обеспечивающих выполнение технологических операций при рациональной организации использования машин, соблюдение агротехнических требований и установленных сроков выполнения работ в условиях рыночных отношений [1].

Значения этих нормативов в физических единицах определяются на основании технических характеристик основных типоразмеров отечественных и иностранных тракторов. Для перевода эталонных нормативов потребности в физические единицы их делят на соответствующий условный коэффициент. Нормативы дифференцированы по агрозонам федеральных округов.

Таблица 1.1 – Площадь пашни, зерновых, силосных культур, однолетних и многолетних трав в агрозонах России

Федеральный округ Агрозона Площадь, тыс. га
Пашня Зерновые культуры Однолетние, многолетние травы и силосные культуры
Россия В целом 115356,8 44429,86 25121,6
Центральный 1 22668,8 6846,10 7000,1
1.1 12565,1 2424,34 1260,0
1.2 10103,7 4421,76 5440,1
Северо-Западный 2 2981,0 258,92 1520,2
Южный 3 21958,0 10188,64 5140,3
3.1 16104,3 8034,28 3590,2
3.2 5853,7 2154,36 1550,1
Приволжский 4 35023,7 13321,31 5580,3
4.1 4321,6 1376,67 390,3
4.2 27169,4 11126,94 4800,0
4.3 3532,7 817,70 388,0
Уральский 5 8126,0 3467,33 1358,1
5.1 2889,6 1045,92 760,1
5.2 5236,4 2421,41 600,0
Сибирский 6 22438,3 9960,82 5003,4
6.1 16114,0 8226,66 2320,4
6.2 6324,3 1734,16 2710,0
Дальневосточный 7 2161,0 386,73 490,2
7.1 184,6 13,4 170,0
7.2 1976,4 373,33 300,2
Северо-Кавказский 8 7390,7 2928,2

Центральный федеральный округ включает две агрозоны – 1.1 и 1.2. В агрозону 1.1 входят центральные области Нечерноземной полосы. Области Центрально-Черноземной полосы, которые делятся на степную и лесостепную части, входят в агрозону 1.2

Северо-Западный федеральный округ из десяти областей относится к агрозоне 2.

Южный федеральный округ разделен на две агрозоны – 3.1 и 3.2. В агрозону 3.1 входят Республика Крым, Адыгея, Краснодарский и Ставропольские края, Ростовская область. Агрозону 3.2 включает Республику Калмыкия и две области – Волгоградскую и Астраханскую.

Приволжский федеральный округ состоит из трёх агрозон – 4.1, 4.2, 4.3. В агрозону 4.1 входят Нижегородская область и три республики. Агрозоны 4.2 и 4.3 включают в себя соответственно две республики и пять областей (4.2) и четыре региона (4.3).

Уральский федеральный округ состоит из двух агрозон – 5.1 и 5.2. Свердловская и Тюменская области образуют агрозону 5.1, в агрозону 5.2 – Курганская и Челябинская области.

В составе Сибирского федерального округа две агрозоны – 6.1 и 6.2. Области Западной Сибири и Алтайский край входят в агрозону 6.1, агрозону 6.2 образуют области Восточной Сибири и Красноярский край.

Дальневосточный федеральный округ включает две агрозоны – 7.1 и 7.2. Агрозона 7.1 объединяет ряд северных областей и автономных округов России. Агрозона 7.2 состоит из четырёх субъектов Федерации, которыми являются Приморский, Хабаровский края, Амурская область и Еврейская автономная область. Северо-Кавказский федеральный округ объединяет республики Северного Кавказа.

Природно-производственные условия региона или зоны характеризуют факторы, оказывающие наибольшее влияние на показатели работы агрегатов разного технологического назначения и входящие в соответствующие математические модели.

К основным природным факторам относятся: площади полей; длина гона; физико-механические свойства почвы и других обрабатываемых технологических материалов; угол склона; каменистость; сложность конфигурации полей и наличие препятствий; высота над уровнем моря; температура воздуха; количество осадков и др.

Из производственных факторов на показатели работы тракторных агрегатов наибольшее влияние оказывают: тип и размеры хозяйства; направление хозяйственной деятельности; наличие рабочих и высококвалифицированных механизаторских кадров; применяемые технологии возделывания и урожайность сельскохозяйственных культур; взаимное расположение полей и объектов, связанных с работой агрегатов; используемые формы организации работы; годовая занятость тракторов и сельскохозяйственных машин; уровень организации инженерно-технической службы; состав машинно-тракторного парка и др.

Наиболее полно представляют производственные условия Красноярского края сельскохозяйственные предприятия, представленные в таблице 1.2. Эти хозяйства (базовые) соответствуют следующим производственным показателям: имеют общую посевную площадь не менее 9000 га, надой на одну корову не менее 5500 кг в год, энергообеспеченность не менее 130 л.с. на 100 га (указанный критерий не применяется в отношении федеральных государственных унитарных предприятий Красноярского края).

Таблица 1.2 – Краткая характеристика базовых хозяйств Красноярского края

№ п/п Наименование базового хозяйства Направление деятельности Краткая характеристика
1 2 3 4
1 АО «Тубинск» Сельскохозяйственное производство (животноводство, растениеводство). Выращивание зерновых и кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство муки, крупы, хлеба, мучных изделий, продуктов из мяса и мясных субпродуктов. Одно из ведущих с.-х. предприятий Краснотуранского района. В 2008 году получило статус племенного завода по разведению красно пестрой породы крупного рогатого скота, а также лошадей русской породы.

В хозяйстве функционирует крупный животноводческий комплекс, современный телятник с профилакторием.

2 ЗАО» Племенной завод «Краснотуранский» Разведение крупного рогатого скота. Выращивание зерновых, зернобобовых, кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство мяса крупного рогатого скота, свиней, овец, лошадей. Племенной репродуктор крупного рогатого скота голштинофризской и симментальской пород. Также занимается разведением племенных лошадей орловской рысистой и русской рысистой пород.
3 ЗАО «Искра» С.-х. предприятие специализируется на растениеводстве, животноводстве, птицеводстве, переработке и продаже готовой продукции, производстве и реализации элитных семян. Ведущее с.-х. предприятие Красноярского края. В хозяйстве функционирует крупный животноводческий комплекс беспривязного содержания скота, работает сушильный комплекс «Сибирь» для хранения зерна, имеется железнодорожный пункт для отгрузки зерна. Цех по переработке молока выпускает более 10 наименований молочной продукции, а мини-мясокомбинат – более 30 видов колбас и деликатесов. ЗАО «Искра» является членом зернового союза и занимает 8 место в РФ среди крупных производителей зерна.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
4 ЗАО «Солгонское» Специализируется на производстве молока, мяса крупного рогатого скота и свиней, выращивании зерновых культур, переработке и продаже готовой продукции. Хозяйство имеет статус племенного завода по разведению красно-пестрой породы крупного рогатого скота. В 2011 г. в ЗАО «Солгонское» введен в эксплуатацию животноводческий комплекс на 1 200 голов. На комплексе установлено современное технологическое оборудование. В хозяйстве насчитывается 6,8 тыс. голов скота — около 2 тыс. коров и более 4,5 тыс. свиней, 18,1 тыс. га посевных площадей. Директор предприятия Борис Владимирович Мельниченко был награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» I степени.
5 ФГУП «Михайловское»

Россельхозакадемии

Организация специализируется на селекции и выращивание зерновых, зернобобовых, кормовых культур. Заготавливает растительные корма, оптовую торговлю зерном, разведение крупного рогатого скота, реализацию племенного молодняка, молока, мяса. Предприятие имеет федеральный статус. Административная принадлежность – Российская академия с.-х. наук. Осуществляет научно-исследовательскую и научно-организационную работу по решению актуальных проблем обеспечения АПК Сибири.
6 ООО «ОПХ Солянское» Основной вид деятельности – производство элитных семян зерновых культур.

Также ОПХ «Солянское» занимается мясным и молочным животноводством.

Хозяйство является ведущим аграрным хозяйством Красноярского края, специализирующимся на селекции, производстве и продаже элитных семян пшеницы, ячменя, овса. Ежегодно хозяйство производит около половины всего внутрикраевого объема элитного зерна.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
7 ЗАО «Назаровское» Специализируется на растениеводстве, мясном и молочным животноводстве, переработке и реализации собственной продукции. Также обеспечивает водоснабжение поселка Степной. Ведущее с.-х. предприятие Красноярского края. В ведении хозяйства находится более 70 тыс. га с.-х. угодий, более 4 тыс. голов дойного стада, несколько тысяч свиней. Предприятие является одним из важнейших поставщиков зерна и муки в Красноярском крае. Также ЗАО «Назаровское» является одним из основных хозяйств региона по производству и переработке рапса. Хозяйство обеспечено складами для хранения зерна. Имеются три мельницы с объемом выработки муки до 250 т в сутки. Мощность комбикормового цеха 280 т комбикормов в сутки. Мясоперерабатывающий комбинат за сутки производит до 15 т. колбасных, деликатесных изделий. Цех по  производству молочной продукции  перерабатывает до 50 т молока в смену. Пекарня хозяйства выпекает до 25 т хлеба и хлебобулочных изделий за месяц. Есть цех по переработке масличных культур. Имеет статус племенного репродуктора крупного рогатого скота абердин-ангусской породы ЗАО «Назаровское» входит в число 10 крупнейших сельскохозяйственных предприятий России. Имеет правительственные награды, неоднократно награждалось почетными грамотами Министерства сельского хозяйства РФ.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
8 ФГУП «Курагинское» Россельхозакадемии Организация специализируется на селекции и выращивание зерновых, зернобобовых, кормовых культур. Также осуществляет заготовку растительных кормов, оптовую торговлю зерном, разведение крупного рогатого скота, реализацию племенного молодняка, молока, мяса. Предприятие имеет федеральный статус. Административная принадлежность – Российская академия с.-х. наук. Осуществляет научно-исследовательскую и научно-организационную работу по решению актуальных проблем обеспечения АПК Сибири.
9 АО «Березовское» Хозяйство специализируется на молочном и мясном животноводстве, выращивании зерновых и бобовых культур, кормопроизводством, а также перерабатывает и продает собственную продукцию. АО «Березовское» является одним из лидеров сельского хозяйства Курагинского района. С 2000 г. предприятие имеет статус племенного репродуктора крупного рогатого скота красно-пестрой породы. Поголовье крупного рогатого скота в «Березовском» постоянно растет и в настоящее время составляет  более чем 3 тыс. голов.
10 ФГУП «Минусинское»

Россельхозакадемии

Садоводческое предприятие. Основные виды деятельности – это селекция, выращивание и реализация саженцев плодовых, ягодных и декоративных культур, а также овощей и картофеля. Предприятие имеет федеральный статус. Административная принадлежность – Российская академия с.-х. наук. Осуществляет научно-исследовательскую и научно-организационную работу по решению актуальных проблем обеспечения АПК Сибири.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
11 ЗАО «Большеуринское» Основной вид деятельности – животноводство и растениеводство. Выращивание зерновых и кормовых культур, картофеля и корнеплодов. заготовка растительных кормов, Производство муки, крупы, хлеба, мучных изделий. Реализация племенных животных. Одно из ведущих с.-х. предприятий Канского района. В хозяйстве функционирует крупный животноводческий комплекс, современный телятник с профилакторием.

Есть пекарня, цех по переработке молока. Имеются зернохранилища, мельницы. Развита социально-бытовая и культурная инфраструктура.

12 ОАО «Канская сортоиспытательная станция» Основной вид деятельности – селекционное растениеводство. Выращивание зерновых и кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство муки, крупы, хлеба, мучных изделий. Также занимается разведением крупного рогатого скота. Крупное с.-х. предприятие Канского района. Хозяйство специализируется на селекции, производстве и продаже элитных семян пшеницы, ячменя, овса.

Имеются зернохранилища, мельницы. Развита социально-бытовая и культурная инфраструктура.

13 ОАО «Новотаежное» Основные отрасли сельского хозяйства – животноводство, растениеводство. Выращивание зерновых и кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство муки, крупы, хлеба, мучных изделий Быстро развивающееся с.-х. предприятие Канского района. В хозяйстве функционирует крупный животноводческий комплекс, современный телятник с профилакторием, пекарня, цех по переработке молока. Имеются зернохранилища, мельница.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
14 ОАО «Племенной завод «Красный маяк» Разведение крупного рогатого скота. Выращивание зерновых, зернобобовых, кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство мяса крупного рогатого скота, свиней, овец, лошадей. Племенной репродуктор крупного рогатого скота голштинофризской и симментальской пород. Также занимается разведением племенных лошадей орловской рысистой и русской рысистой пород.
15 ОАО «Тайнинское» Сельскохозяйственное производство (животноводство, растениеводство). Выращивание зерновых и кормовых культур, заготовка растительных кормов. Производство муки, крупы, хлеба, мучных изделий Быстро развивающееся с.-х. предприятие Канского района. В хозяйстве ведется строительство крупного животноводческого комплекса на 1200 голов, современный телятник с профилакторием.

В хозяйстве работает пекарня, имеются зернохранилища, мельницы, цех по производству комбикормов.

16 ООО «Искра» Интегрированное агропредприятие, включающее в себя полный цикл производства и реализации с/х. продукции. Выращивание зерновых и кормовых культур, картофеля и овощей, заготовка растительных кормов. Производство мяса крупного рогатого скота, свиней, овец, лошадей. Молочное производство. Мараловодство. Рыбоводство. ООО «Искра» – дочернее предприятие ОАО “Производственное объединение “Электрохимический завод”. Крупнейший производитель картофеля и овощей в Красноярском крае. Животноводческий комплекс хозяйства насчитывает 4500 голов крупного рогатого скота (1350 коров, около 5000 свиней, 840 маралов и 66 лошадей). Колбасный цех ООО «Искра» выпускает более 100 видов колбас и мясных деликатесов.
ООО «Мана» Основной вид деятельности – мясомолочное животноводство, а также производство зерновых и кормовых культур, производство хлеба и мучных кондитерских изделий. ООО «Мана» является одним из ведущих сельскохозяйственных предприятий Абанского района. В хозяйстве установлено новое оборудование, мельница, укомплектованы ремонтные мастерские

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3 4
17 АО «Арефьевское» Основной вид деятельности предприятия смешанное сельское хозяйство — молочное животноводство, однако активно развивается также и мясное направление. АО «Арефьевское» является одним из ведущих сельскохозяйственных предприятий Канского района. ЗАО продает мясо, занимается приготовлением полуфабрикатов — при хозяйстве работает цех, производящий котлеты, фарш и пельмени. В 2010 г. ЗАО «Арефьевское» получило статус племенного репродуктора по краснопестрой породе крупного рогатого скота. Имеет награды за внедрение новых технологий и в 2009 году «Лучшей компанией года» в Канском районе.
18 ООО «Мана» Основной вид деятельности – мясомолочное животноводство, а также производство зерновых и кормовых культур, производство хлеба и мучных кондитерских изделий. ООО «Мана» является одним из ведущих сельскохозяйственных предприятий Абанского района. В хозяйстве установлено новое оборудование, мельница, укомплектованы ремонтные мастерские
19 СПК «Алексеевский» Курагинский район Основным видом деятельности является разведение молочного скота и производство сырого молока. Также хозяйство занимается выращиванием кормовых культур СПК «Алексеевское» – крупный сельскохозяйственный производственный кооператив в Курагинском районе. Хозяйство активно развивается. Прекрасным бонусом является великолепная природа южного региона Красноярского края
20 ООО «Сибиряк» Саянский район Основные виды деятельности: молочное и мясное животноводство, а также выращивание зерновых и зернобобовых культур. Вспомогательные виды деятельности: лесозаготовки, производство пиломатериалов. ООО «Сибиряк» является ведущим с.-х. предприятий Саянского района. В настоящее время «Сибиряк» — современное предприятие, в составе которого действуют высокотехнологичные производства. Руководители и сотрудники ООО «Сибиряк» отмечены наградами федерального, районного и краевого уровней. В 2012 году ООО «Сибиряк» получило сертификат социальной ответственности по Красноярскому краю

Эти хозяйства являются эталонными по наращиванию объема выпуска сельхозпродукции, повышению экономической эффективности ведения хозяйственной деятельности.

В Красноярском крае основная часть сельскохозяйственных угодий занята дерново-подзолистыми почвами, супесчаными, суглинистыми и глинистыми по гранулометрическому составу. Около половины пашни составляют участки размером от 3 до 30 га при средней длине гона 600 – 1000 м. Распределение средней длины гона полей в АПК региона представлено на рисунке 1.1 и в таблице 1.3.

рис 1.1.jpg

Рисунок 1.1 – Распределение средней длины гона полей в АПК

Красноярского края в 2019г.

Таблица 1.3 – Условия работы почвообрабатывающих агрегатов по Красноярскому краю

Средний класс

длины гона

Среднее удельное сопрот. плуга кН/м² Обобщен-ный коэф. Распределение длины гона, % Распределение угла склона, %
Пахотные работы Непахотные работы Длина гона, м Угол склона, град
<150 150 – 200 200 – 300 300 – 400 400 – 600 600– 1000 >1000 <1 1–3 3–5 5–7 >7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
600 – 1000 65 0,95 0,92 0,1 0,3 1,5 6,1 13,2 25,4 53,4 29,2 30,2 22,9 11,6 6,1

Среднее удельное сопротивление почв составляет 65 кН/м². Обобщенные поправочные коэффициенты, приведенные в таблице 1.2, учитывают угол склона, сложность конфигурации, изрезанность полей препятствиями, каменистость и высоту над уровнем моря. При правильной конфигурации полей (прямоугольная форма), с ровным рельефом (угол склона до 10˚), без камней и препятствий, с влажностью 20-22%, при высоте над уровнем моря 500м обобщенный коэффициент равен единице [2].

Взаимосвязанные значения класса длины гона, средней площади участка и расстояния внутренних переездов приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Взаимосвязанные значения длины гона, средней площади участка и расстояния внутрисменных переездов агрегатов

Класс длины гона, м Средняя площадь
участка, га
Расстояние переезда, м
До 150 До 1,5 600
150…200 3,0 700
200…300 6,0 810
300…400 12,0 930
400…600 24,0 1050
600…1000 60,0 1250
Более 1000 Свыше 140 1500

Важным производственными показателями агрегатов являются годовая занятость, как тракторов, так и соответствующих рабочих машин. В настоящее время отсутствуют достоверные данные по фактической годовой занятости тракторов и сельскохозяйственной техники, поскольку идут непрерывные процессы изменения форм хозяйствования, количественного состава техники.

В таблице 1.5 приведены лишь последние официальные нормативные данные [3].

Таблица 1.5 – Средняя загрузка основных типов тракторов и почвообрабатывающих машин по РФ

Наименование машин Средняя годовая загрузка, ч
Тракторы общего назначения 830
Универсально-пропашные 1035
Плуги общего назначения 180
Культиваторы глубокорыхлители-плоскорезы 195
Культиваторы-плоскорезы 145
Культиваторы:

обычные

фрезерные

170

130

Лущильники дисковые 120
Выравниватели почвы 90
Катки 120
Бороны зубчатые 95
Бороны дисковые 170
Комбинированные агрегаты 95
Сеялки 85

Для анализа и оценки эффективности использования машинно-тракторного парка полученные фактические показатели сопоставляются с нормативными данными за соответствующий период времени.

1.2. Технологии почвообработки

Современные технологии возделывания разных сельскохозяйственных культур (высокая, интенсивная, нормальная), обеспечивающие реализацию потенциала каждого сорта соответственно на 80, 60 и 40%, предусматривают комплекс операций, связанных с внесением удобрений, основной и предпосевной обработкой почвы, посевом (посадкой) семян, уходом за посевами, а также с уборкой урожая. Получение максимального урожая с наименьшими затратами – основные критерии выбора технологии при одновременном сохранении и восстановлении плодородия почвы [4].

Каждая из указанных операций может выполняться в пределах агротехнических требований несколькими типами машин с различающимися принципами воздействия на обрабатываемые технологические материалы, эффективность, которых зависит от расхода соответствующих ресурсов и конечного урожая.

Исходя из этого, на начальном уровне ресурсосбережения следует обеспечить оптимальную адаптацию рабочих органов и машин к заданным операционным технологиям обработки почвы. От успешной реализации этого уровня в значительной степени зависит эффективность последующих этапов ресурсосбережения.

В АПК Красноярского края и агрозоны 6.2 при возделывании зерновых и кормовых культур используются три вида цельнозамкнутых технологий обработки почвы и посева агрегатами, выбор которых определяется агроэкологическим состоянием поля, наличием технических средств и материальных ресурсов [5, 6].

Традиционная технология включает: осеннюю зяблевую вспашку оборотным плугом; весеннюю предпосевную культивацию; посев полосным или сплошным способом. По этой технологии обрабатывают до 10-20% посевных площадей, из-за больших затрат энергоресурсов (топлива). Ее используют на агрофонах после уборки кукурузы, подсолнечника и картофеля, да и в силу соблюдения севооборотов и других физиологических процессов.

Минимальная технология (посев на предварительной осенней, весенней или обеим обработкам без вспашки) наиболее целесообразна в условиях агрозоны 6.2. Она включает две или три операции: осеннюю безотвальную (глубокую или поверхностную) обработку почвы под зябь; весеннюю предпосевную обработку; посев по осенней или дополнительной весенней обработке почвы. Эта технология эффективна для борьбы с сорняками агротехническими воздействиями и улучшения агроэкологического состояния зерна и почвы при существенном (в 3-5 раз) снижении расхода топлива и себестоимости продукции при лучшем ее качестве.

Нулевая технология (посев по стерне без предварительной осенней и весенней обработки почвы) выполняется за один проход агрегата. Ее можно рекомендовать только для полей чистых от сорняков. Иначе расходы на гербициды могут превысить общие расходы даже по традиционной технологии.

Каждая из приведенных технологий не может отрицать другую, они входят в единую систему и должны дополнять друг друга в зависимости от агроэкологического состояния полей. Главным условием для всех технологий является сохранение и улучшение плодородия почвы.

Зональная система обработки почвы может быть эффективной только в том случае, если все ее циклы соответствуют предъявляемым агротехническим требованиям. Минимальная и нулевая технологии обработки почвы предусматривают совмещение по времени двух и более операций при сокращение их числа. Этим достигается ускоренная и качественная подготовка почвы при снижении энергетических и топливных затрат за счет применения комбинированных агрегатов. Объем их и эффективность определяются природными условиями, физико-механическими свойствами обрабатываемых почв, системой земледелия, агротехническими требованиями, целесообразностью объединения технологических операций, а также наличием и техническим уровнем мобильных энергетических средств и рабочих машин.

При этом диапазон изменения энергоемкости выполнения основной обработки почвы многооперационными машинами весьма широк и зависит от качества предварительной подготовки участков, типа рабочих органов, глубины обработки и скоростного режима работы.

Характеристики удельного сопротивления рабочих машин и многочисленные отклонения от агротребований приводят к значительному разбросу удельного расхода топлива и чистой производительности агрегатов на обработке почвы. Поэтому отраслевые нормы производительности и расхода топлива для современных многооперационных агрегатов требуют уточнения, поскольку представленные изготовителями (особенно иностранными) нормы и действительный расход топлива в конкретных природно-производственных условиях существенно отличаются в сторону увеличения последнего.

Для объективной оценки затрат ресурсов необходимо в каждой агрозоне обосновать рациональные параметры и режимы использования тракторов и почвообрабатывающих агрегатов на их базе при выполнении конкретных операций.

Комбинированные машинно-тракторные агрегаты (МТА) по способу агрегатирования можно разделить на три группы:

– Последовательно соединенные с мобильным энергосредством и между собой с помощью сцепок серийные однооперационные машины-орудия;

– Моноблочная машина, на раме которой установлены постоянные или сменные рабочие органы, агрегатируемые с мобильным энергосредством;

– Навешенные на передний и задний навесные механизмы мобильного энергосредства несколько однооперационных машин-орудий.

Комбинированные почвообрабатывающие агрегаты второй группы в настоящее время нашли наибольшее применение. Их компактность и малая металлоемкость позволяет делать часть машин-орудий навесными или полунавесными. При этом имеется возможность использовать съемные рабочие органы и секции серийных машин-орудий в необходимом технологическом сочетании. Однако достаточно сложная конструкция рамы и большое количество на ней рабочих органов затрудняет иногда обслуживание машины, увеличивает вероятность забивания рабочих органов почвой и растительными остатками, снижает эксплуатационную надежность по сравнению с однооперационными машинами.

Для применяемых технологий обработки почвы и посева характерно большое разнообразие используемых рабочих органов, машин, тракторов и агрегатов. Количество технических средств и состав агрегатов должны соответствовать объему производства и рациональному распределению ресурсного обеспечения по условиям рыночной конъюнктуры получаемой продукции.

При этом необходимо учитывать, что осенняя основная обработка должна иметь влагонакопительный эффект, для удержания основного поступления влаги осенью и зимой. Положительный эффект имеет [3] ярусно-послойная обработка почвы, обеспечивающая верхний сплошной мелко разрыхлённый слой и нижний разрыхленный.

Послеуборочное лущение стерни можно осуществлять, установленными перед плоскорезными лапами дисковыми батареями. Разравнивание и дополнительное крошение комков после прохода плоскорезов можно возложить на дисковые батареи с выраженной функцией боронования.

Для исключения испарения влаги на весенней предпосевной обработке стерневого фона эффективны дисковые бороны со сферическими дисками.

Отечественные заводы выпускают широкий шлейф унифицированных блочно-модульных машин со стрельчатыми, дисковыми и чизельными рабочими органами для основной и предпосевной обработки почвы. Эти машины эффективно используются на осенней обработке стерни (вместо отвальной обработки) и для предпосевной обработки при комплектации разными по назначению рабочими органами и изменении глубины обработки.

Для посева по минимальной и нулевой технологиям созданы отечественные комбинированные почвообрабатывающие посевные комплексы блочно-модульной конструкции, показатели работы которых не хуже, а зачастую и лучше приобретаемых иностранных аналогов. Для оценки приемов минимизации обработки почвы в качестве основного показателя энергоемкости целесообразно использовать удельное сопротивление рабочих органов на почву и его зависимость от скорости. Одна и та же технология основной обработки почвы в разных зонах и хозяйствах может применяться при существенно различающихся значениях площади полей и длины гона, угла склона и других нормообразующих факторов.

В таблице 1.6 приведены осредненные характеристики удельного сопротивления word image 2369 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и рекомендуемые по агротребованиям скоростные диапазоны word image 2370 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. для технологического процесса основных почвообрабатывающих операций и типов машин, полученные на основании статистической обработки результатов полевых испытаний, анализа конструктивных особенностей комбинированных агрегатов и рекомендаций изготовителей по их использованию [4].

Таблица 1.6 – Осредненные характеристики удельного сопротивления для основных почвообрабатывающих операций и типов машин

Вид операции Тип машин word image 2371 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности., кН/м word image 2372 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.,

с22

word image 2373 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2374 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.,

м/с

1.Традиционная технология

1.1.Вспашка отвальная

h=0,21-0,23м

1.2.Глубокое рыхление, h=0,40-0,50м

Плуги оборотные ПЛН, ПЛП, Lemken

Глубокорыхлители ПЧ, ДГ, Кама и др.

13,65

11,0

0,12-0,15

0,13-0,15

0,10

0,10-0,12

1,9-2,4

1,7-2,3

2.Минимальная технология

2.1.Безотвальная комбинированная обработка, h=0,14-0,16м

2.2.Чизелевание,
h=0,20-0,30м

2.3 Предпосевная обработка и посев

h=0,06-0,12м

Агрегаты комбинированные АКП «Лидер», АПП, дискаторы БДМ.

Плуги чизельные ПЧ, культиваторы КИТ, АПК, ППК, «Кузбасс» и др.

4,70-6,50

4,50-4,80

0,10

0,08-0,10

0,07-0,10

0,07-0,10

2,4-2,8

2,4-3,0

3. Минимальная и
нулевая технологии3.1.Поверхностная комбинированная обработка, h=0,08-0,12м3.2.Поверхностная комбинированная обработка и посев
АКП «Лидер», АПП, КПК, БДМ и др.

ППК «Кузбасс», ППМ «Обь-4,3Т», ПК «Томь» и др.

3,10-5,10

3,90-4,10

0,05-0,07

0,04-0,06

0,07

0,07

2,8-3,8

2,8-3,6

С учетом энергоемкости применяемых технологий и технического обеспечения операции основной обработки почвы можно разделить на три группы [7, 8]:

  1. отвальная вспашка и глубокое рыхление на глубину 0,21-0,23м и 0,40-0,50м соответственно при, word image 2375 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2376 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.
  2. послеуборочная безотвальная комбинированная обработка (сплошная культивация) и чизелевание на глубину 0,14 – 0,18м и 0,20 – 0,30м соответственно, поверхностная предпосевная обработка и посев при word image 2377 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.
  3. послеуборочная поверхностная обработка (лущение стерни), предпосевная обработка и посев, обработка и посев по нулевой технологии на глубину 0,06 – 0,12м при word image 2378 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2379 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

На рисунке 1.2 представлено соотношение объемов работ (посевных площадей) по видам технологий основной обработки почвы в АПК Красноярского края (по результатам 2016-2019г.).

word image 2380 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 1.2 – Соотношение объемов работ (посевных площадей) по видам
технологий основной обработки почвы в АПК Красноярского края:

1 – отвальная вспашка и глубокое рыхление; 2 – безотвальная комбинированная обработка; 3– поверхностная обработка

На площади, составляющей около 30%, используется минимальная технология с глубокой (0,14-0,16 м) безотвальной обработкой и чизелеванием (0,20-0,30 м) почвы. Поверхностная комбинированная обработка (h=0,06-0,12 м) производится на 55% посевных площадей. Отвальной вспашке (h=0,21-0,23 м) и глубокому рыхлению (h=0,40-0,50 м), отнесенным по энергоемкости к первой группе родственных операций, подвергаются около 15% площадей – 10 и 5% соответственно.

1.3 Классификация технического уровня сельскохозяйственных тракторов

1.3.1 Классификационные признаки и параметры сельскохозяйственных тракторов

1. По назначению и специализации различают следующие типы сельскохозяйственных тракторов.

Общего назначения – энергоемкие операции в сельскохозяйственном производстве (основная обработка почвы и культивация, посев и др.), исключая обработку пропашных культур и их уборку.

Универсальные – энергоемкие операции, а также работы по возделыванию и уборке пропашных культур.

Универсально-пропашные – посев, уход и уборка пропашных культур, ограниченное использование на основной обработке почвы и транспортных операциях.

Специализированные по видам культур и производственных условий – хлопководческие, виноградниковые, свекловодческие, рисоводческие, чаеводческие, табаководческие, хмелеводческие, семеноводческие, садоводческие, овощеводческие, тепличные, животноводческие, горные, малогабаритные и мотоблоки.

Самоходные шасси – особый тип универсально-пропашного трактора с передней рамой для навески машин и орудий.

2. По типу ходовой системы – колесные и гусеничные. Колесные подразделяются по «колесной формуле», отражающей общее число колес, число ведущих колес и их размеры. Так, «классический» четырехколесный трактор с передними управляемыми колесами меньшего диаметра и задними ведущими большего диаметра имеет колесную формулу 4К2. Здесь первая цифра «4» показывает общее число колес, а вторая цифра «2» – число ведущих колес. Если при тех же данных и передние колеса ведущие, но меньшего диаметра, то трактор имеет колесную формулу 4к4а, где вторая цифра «4» показывает, что трактор имеет четыре ведущих колеса (все колеса ведущие), а буква «а» – указывает на меньший диаметр передних ведущих колес. Тракторы со всеми четырьмя ведущими колесами одного диаметра имеют колесную формулу 4к4б, где буква «б» указывает на равенство диаметров передних и задних колес.

Кроме того, тракторы бывают полугусеничные и колесногусеничные. В первом случае трактор имеет два движителя (колесный передний управляемый и гусеничный задний ведущий), а во втором – они оба ведущие, но используется только один из движителей в зависимости от условий работы.

3. По типу компоновки колесные тракторы подразделяют на тракторы традиционной (классической) и нетрадиционной компоновки.

4. По номинальному тяговому усилию сельскохозяйственные и лесохозяйственные тракторы (ГОСТ 27021-86) делят на десять тяговых классов (табл. 1.7).

Таблица 1.7 – Тяговые классы сельскохозяйственных тракторов по ГОСТ 27021-86

Тяговый класс Номинальное тяговое усилие, кН Тяговый класс Номинальное тяговое усилие, кН
0,2

0,6

0,9

1,4

2

От 1,8 до 5,4

Св. 5,4 до 8,1

Св. 8,1 до 12,6

Св. 12,6 до 18

Св. 18 до 27

3

4

5

6

8

Св. 27 до 36

Св. 36 до 45

Св. 45 до 54

Св. 54 до 72

Св. 72 до 108

Под номинальным тяговым усилием Ркрн сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов понимается тяговое усилие, которое они развивают на стерне при средней плотности и нормальной влажности почвы (от 8 до 18%) в зоне максимального значения тягового КПД при эксплуатационной массе, предусмотренной технической характеристикой (для колесных тракторов с балластным грузом) и буксовании не выше предельного значения: 17-18% – для тракторов 4К2 и 3К2; 15 % – для 4к4; и 5% – для гусеничных тракторов. Значения Ркрн проверяют в процессе тяговых испытаний трактора (ГОСТ 7057-81) [9].

Сельскохозяйственные тракторы тягового класса 3 и выше являются тракторами общего назначения. По ширине колес и гусениц они не могут проходить в междурядьях большинства пропашных культур. Кроме того, их трудно загрузить по силе тяги и мощности на междурядной обработке. Тракторы тяговых классов 0,6-2,0 – универсально-пропашные, а тракторы класса 0,2 – малогабаритные.

В зарубежной практике, в соответствии со стандартом Международной организации по стандартизации ISO, применяют ISO TR 14396 классификацию сельскохозяйственных тракторов по категориям мощности, измеренной на валу отбора мощности (ВОМ) NBOM или на крюке трактора при номинальной частоте вращения вала двигателя (табл. 1.8). Максимальную тяговую мощность Nкрmax, определяют при испытаниях трактора на гладкой горизонтальной и сухой бетонированной поверхности (колесные тракторы) или на плоской сухой горизонтальной поверхности, покрытой скошенной или нескошенной травой и обеспечивающей одинаково хорошие сцепные свойства.

Таблица 1.8– Категории мощности колесных сельскохозяйственных тракторов по стандарту ISO 730-1: 1994/Е

Категория по мощности двигателя I II III IV
Значения мощности на ВОМ NBOM , ISO, кВт До 48 До 92 80-185 150-350
Значения тяговой мощности Nкрmax, ISO, кВт До 35 30-75 70-135 130-300

Классификации по тяговому усилию (Россия) и по категориям мощности (ISO) могут быть соотнесены друг с другом, если принять одинаковыми агротехнические и энергетические ограничения по величине рабочих скоростей МТА на энергоемких операциях (табл. 1.9).

Таблица 1.9 – Соотношение между классификациями колесных сельскохозяйственных тракторов по тяговым классам и категориям мощности

Тяговый класс трактора Ниже 0,6 0,6; 0,9 0,9; 1,4; 2 2;3;4 5; 6; 8
Категория трактора по мощности двигателя по ИСО I II III IV

Перспективы расширяющего применения тракторов высокой энергонасыщенности лучше отражает классификация по двум параметрам – тяговому усилию и мощности.

Типаж тракторов – технически и экономически обоснованная совокупность типоразмеров и моделей тракторов, предназначенная для удовлетворения потребностей в них народного хозяйства страны.

Типаж состоит из отдельных классов.

Классом называется совокупность типоразмеров и моделей тракторов, имеющих одинаковые основные классификационные параметры.

В настоящее время в качестве основного классификационного параметра трактора по ГОСТ 4.40-84 принято номинальное тяговое усилие.

Типоразмер трактора – трактор определенного назначения, типа, тягового класса и мощности, например, колесный сельскохозяйственный трактор общего назначения 4к4б класса 3 мощностью 150кВт.

Модель трактора – конкретное конструктивное исполнение трактора данного типоразмера.

Базовая модель – наиболее распространенная модель трактора в данном тяговом классе, имеющая модификации. Их в классе обычно не менее 2-х: одна в производстве и эксплуатации, а другая – в эксплуатации, но снятая с производства.

Модификация – трактор, специализированный по назначению или сфере применения, являющийся производным от базовой модели и унифицированный с нею по ряду основных агрегатов и узлов.

В основу совершенствования классификации и построения типажа положены три основных принципа:

  1. экономическая оптимальность числа и набора типоразмеров, реализуемых в виде моделей тракторов разных компоновочных схем;
  2. номинальное тяговое усилие и мощность трактора в каждом классе обеспечивают максимальную производительность и топливную экономичность МТА;
  3. диапазоны тяговых усилий и мощности трактора в каждом классе обеспечивают перекрытие смежных классов, что гарантирует высокую производительность работы МТА для любых значений их тяговых сопротивлений и рабочих скоростей установленного типажом типоразмерного ряда.

Разработки перспективных типажей отечественных и иностранных тракторов по-прежнему отвечают требованиям систематического повышения их технического уровня и конкурентоспособности. Они соответствуют наиболее устойчивым тенденциям мирового тракторостроения: повышение производительности МТА, улучшение условий труда тракториста и совершенствование экологических качеств трактора.

1.3.2 Основные компоновочные схемы

Компоновка трактора – относительное размещение основных агрегатов и рабочего оборудования трактора, отвечающее его функциональному назначению и позволяющее использовать с наибольшей эффективностью. Компоновка подчинена функциональному назначению трактора и характеризуется размерами и типом движителей, расположением агрегатов и систем, наличием свободного пространства для навески машин, орудий и установки технологических емкостей, базой, величиной дорожного и агротехнического просвета, координатами центра масс.

Компоновка сельскохозяйственных колесных тракторов подразделяется на традиционную (классическую) и нетрадиционную.

Универсально-пропашные и универсальные колесные тракторы имеют наиболее распространенную классическую компоновку с передним расположением двигателя, последовательным рядным расположением агрегатов трансмиссии, задним расположением кабины, управляемыми передними колесами с диаметром значительно меньше диаметра задних (рис. 1.3, а). Трансмиссию (сцепление, коробку передач и задний мост) выполняют в одном блоке и жестко соединяют с двигателем. При такой компоновке до 70-75% массы трактора в статическом положении приходится на задние ведущие колеса, которые обеспечивают тяговое усилие трактора, передние ведущие колеса (если их привод предусмотрен конструкцией) выполняют вспомогательную роль при работе на влажной рыхлой почве.

word image 2381 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 1.3 – Основные типы компоновок колесных сельскохозяйственных тракторов: а – классическая; б – улучшенная классическая; в – с шарнирной рамой; г – тракторное самоходное шасси

Классическая компоновка доказала свою жизнеспособность благодаря ряду преимуществ:

– относительная простота конструкции;

– максимальное использование силы тяжести трактора при заднем ведущем мосте;

– хорошая обзорность прицепных или навешенных сзади машин;

– хорошая маневренность, благодаря возможности поворота передних управляемых колес меньшего размера на большие углы;

– высокий агротехнический просвет и др.

Такую компоновку имеют все тракторы России и стран СНГ классов 0,6-1,4.

За последние годы классическая компоновка претерпела коренную модернизацию. Появилась так называемая улучшенная классическая компоновка (рис. 1.3, б). Отличие данной компоновки трактора от классической состоит в следующем:

– увеличена доля массы трактора, приходящейся на передний ведущий мост с 25-30% до 35-40%;

– увеличен типоразмер шин передних ведущих колес;

– передний портальный мост заменен на более мощный автомобильного типа;

– угол поворота передних управляемых колес для повышения маневренности увеличен до 50-55°;

– устанавливается переднее навесное устройство.

Модернизация классической компоновки позволила значительно сместить границу по мощности таких тракторов до 250-300 кВт и потеснить в группе высокой мощности тракторы общего назначения со всеми ведущими колесами одинакового размера.

Колесные тракторы общего назначения 4к4б (рис. 1.3, в) имеют переднее расположение двигателя, кабина размещена за двигателем (ближе к середине колесной базы), передние и задние колеса одинакового размера и грузоподъемности, жесткую или шарнирно сочлененную раму. На передний мост приходится 55-60% массы трактора. Такую компоновку имеют отечественные (К-744 серии Р) и зарубежные тракторы мощностью от 205 до 450кВт (6-8 кл.)

1.3.3 Двухпараметрическая классификация сельскохозяйственных тракторов

Существующая в России система классификации сельскохозяйственных тракторов не учитывает результаты эволюции, современные тенденции развития и рынок тракторов, на котором широко представлены модели ведущих фирм мира. Для мониторинга тракторного рынка с широким диапазоном мощностей основных моделей в разных странах применяется классификация тракторов по мощности, которая является единственным легко распознаваемым параметром.

По результатам анализа [6] установлено, что ни один из указанных выше классификационных параметров не удовлетворяет требованиям по универсальности и количественной оценке тяговых и приводных свойств трактора. Наиболее универсальным являются два параметра: тяговое усилие трактора, характеризующее его тяговые свойства и производительность при агрегатировании с современными пассивными почвообрабатывающими машинами; мощность двигателя, определяющая производительность трактора практически на всех операциях. Поэтому целесообразно введение в России двухпараметрической классификации с.-х. тракторов. В качестве классификационных параметров должны использоваться эксплуатационная мощность двигателя по ГОСТ 18509-88 и номинальное тяговое усилие при их непрерывности в типоразмерном ряду. При этом значение эксплуатационной мощности, указанное в паспорте на трактор целесообразно принять в качестве первого классификационного параметра.При выборе классов мощности необходимо учитывать отличие оснащенности тракторных двигателей вспомогательными агрегатами и соответственно мощностью, получаемой на стенде и заявленной в документации на трактор (табл. 1.10)

Таблица 1.10 – Соотношение мощности тракторных двигателей при испытаниях по разным стандартам

Стандарт Страна применения Соотношение мощности, %
ГОСТ 18509-88 Россия 100
DJN (ISO1585) Германия 100
ECE R24 Европа 107
ISO TR14396 Международный 110
SAE I1995 Международный 115

Результаты работы отечественных ученых по совершенствованию классификации сельскохозяйственных тракторов получили развитие и использованы в методике перевода тракторов в условные единицы при определении нормативов их потребности, разработанной ВИМ [1]. Типоразмерный ряд двухпараметрической системы классификации колесных тракторов (табл. 1.11) состоит из девяти тяговых (тягово-мощностных) классов с десятью разрядами мощности. Причем классы 0.6, 0.9, 3 и 8 содержат по одному 1.4, 2, 4, 5 – по два, а 4 и 6 – по три мощностных разряда тракторов с одинаковой эксплуатационной массой. Наличие в классе трех мощностных разрядов обеспечивает соотношения номинальных скоростей тракторов, достаточные для перекрытия рекомендуемых по агротребованиям диапазонов рабочих скоростей почвообрабатывающих агрегатов разного технологического назначения. При этом каждый из типоразмеров тракторов будет наиболее эффективным на операциях почвообработки определенной группы.

Таблица 1.11 – Типоразмерный ряд двухпараметрической системы классификации сельскохозяйственных колесных тракторов

word image 2382 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Приведенная двухпараметрическая классификация вполне соответствует международной по стандарту ISO, однако имеет существенные недостатки и требует уточнения.

Графическое представление тягово-мощностных классов колесных тракторов (рис. 1.4) свидетельствует об ограничении расчетных значений их номинальной скорости word image 2383 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. диапазоном 2,0-3,0 м/с при наличии в классе менее двух мощностных разрядов. Основные типоразмеры тракторов с расчетными параметрами при номинальном коэффициенте использования веса word image 2384 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и тяговом КПД word image 2385 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. обеспечивают расчетные значения скорости word image 2386 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. , рекомендуемые для второй группы операций почвообработки. Однако значения word image 2387 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. определены без учета недоиспользования мощности тракторного двигателя в условиях вероятностного характера тяговой нагрузки и требуют уточнения в зависимости от его динамических свойств word image 2388 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и коэффициента вариации момента сопротивления на валу word image 2389 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. . Для тракторных дизелей с коэффициентом приспособляемости word image 2390 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и word image 2391 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. коэффициент использования мощности word image 2392 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. .

word image 2393 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 1.4 – Графическое представление тягово-мощностных классов колесных тракторов (ВИМ)

Двухпараметрическая классификация требует изменения редакции ГОСТ 27021-86 поскольку предусматривает разделение всего типоразмерного ряда на тягово-мощностные классы, дополнив традиционные тяговые классы мощностной составляющей [2, 6]. Она дополняет существующую отечественную классификацию по номинальному тяговому усилию на крюке и международную по мощности на word image 2394 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2395 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. при номинальной частоте вращения вала двигателя поскольку

word image 2396 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (1.1)

Соотношение классификационных параметров тракторов в каждом тягово-мощностном классе при изменении и выразится как

word image 2397 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (1.2)

Двухпараметрический типоразмерный ряд тракторов (кроме малогабаритных) представляет растущую последовательность взаимосвязанных классификационных параметров – номинального тягового усилия и потребной мощности для разных диапазонов рабочих скоростей обработки почвы. Он состоит из 9 тяговых (тягово-мощностных) классов с установленными границами номинального тягового усилия, включающими по 2-3 мощностных типоразмера (разряда), для обеспечения указанных скоростных диапазонов (рис. 1.5). При этом каждый из 11 типоразмеров мощности может быть использован, за счет балластирования, не менее чем в 2-х тягово-мощностных классах.

Предлагаемая классификация позволяет по удельной массе (энергонасыщенности) определить основное технологическое назначение и условие эффективного использования трактора на операциях почвообработки разных групп. При этом она соответствует международной классификации по категориям мощности.

Для учета качественных отличий энергонасыщенных тракторов в систему их классификации целесообразно ввести понятие «номинальное тяговое усилие с полным балластом», ограничив весь диапазон тяговых усилий двумя номинальными значениями – верхним и нижним [10]. Верхний уровень номинального тягового усилия word image 2398 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. соответствует эксплуатационной массе трактора с полным балластом, а нижний word image 2399 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – эксплуатационной массе с минимальным балластом или без него. Тогда в классификации следует указывать, что трактор переменного тягового класса с установленным уровнем мощности. Например: трактор тягового-мощностного класса [3-5II] мощностью 190 кВт.

C:\Documents and Settings\Администратор\Рабочий стол\Безымянныйрпоо.bmp

Рисунок 1.5 – Зависимости потребной мощности колесных тракторов от номинального тягового усилия при различных значениях скорости рабочего хода

В таблице 1.12 представлена двухпараметрическая классификация сельскохозяйственных колесных тракторов, доработанная по типоразмерному ряду.

Технические характеристики современных энергонасыщенных тракторов отечественного и иностранного производства в качестве классификационных параметров, как правило, содержат эксплуатационную мощность двигателя и максимальную снаряженную массу. Классификация по диапазонам мощности двигателя через 50 л.с. широко используется также в научно-технической практике [6].

Таблица 1.12 – Типоразмерный ряд доработанной двухпараметрической классификации сельскохозяйственных колесных тракторов

word image 2400 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

За основной классификационный параметр принимается эксплуатационная мощность двигателя с указанием запаса крутящего момента (коэффициента приспособляемости) и снаряженная (максимальная) масса трактора с полным балластом. По этим параметрам, с учетом удельной массы, определяются условия рационального балластирования трактора для операций почвообработки разных групп и соответствующие значения тягового усилия (табл. 1.13).

Весь параметрический ряд разделен на 10 мощностных разрядов (диапазонов) по 50 л.с. с установленными интервалами изменения максимальной эксплуатационной массы трактора и массы балласта. Каждому диапазону мощности, в зависимости от степени балластирования, соответствуют 2-3 тяговых класса и определенная категория мощности по ISO.

Таблица 1.13 – Типоразмерный ряд мощностных диапазонов колесных 4к4 тракторов

word image 2401 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

На рисунке 1.6 приведены зависимости эксплуатационной массы колесных тракторов от развиваемой мощности при номинальных скоростях рабочего хода, для разных групп операций почвообработки.

word image 2402 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 1.6 – Зависимости эксплуатационной массы колесных тракторов от развиваемой мощности при разных значениях скорости рабочего хода

Анализ показывает, что для снижения уплотняющего воздействия на почву уменьшение массы трактора на операциях первой группы обеспечивается, как указано выше, за счет использования в режиме word image 2403 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. .

1.4 Классификация, рынок и показатели зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов

Под типоразмерным рядом зерноуборочных комбайнов (далее – ЗУК) будем понимать последовательную по какому-либо критерию совокупность их моделей, максимально адаптивных к особенностям производства зерна в любом регионе уборки. Типоразмерный ряд может быть зональным (региональным) и общефедеральным (общегосударственным). В России в качестве критерия оценки комбайна принята его пропускная способность в кг/с, т. е. количество килограммов обмолоченной хлебной массы за 1 секунду при ограниченных национальными стандартами показателях качества зерна (потери 1,5 %, дробление 2 %) [1]. Потери за жатками не учитывались, ввиду их малого влияния на общую оценку эффективности работы парка комбайнов.

Типоразмерный ряд зерноуборочных комбайнов составляет основу их типажа как совокупности базовых моделей и их модификаций. Внедрение оптимального типажа в сельскохозяйственное производство — важнейший элемент технической политики АПК любой страны, так как он позволяет обеспечить максимальный валовой сбор зерна за счет соблюдения агросроков уборочных работ, полностью использовать паспортные характеристики комбайнов и достичь положительных показателей эффективности их использования на уборке различных злаковых, технических и других культур.

Принято разделять два вида типоразмерных рядов комбайнов: технологический и рыночно-коммерческий [11].

Технологический вариант полностью обусловлен спецификой проведения всех уборочных работ в определенной местности с имеющимися производственными условиями и в заданные агротехнические сроки. То есть это тот оптимальный парк комбайнов, который по количеству и структуре наиболее полно отражает все особенности производства зерна в каждом регионе, а в совокупности — и в стране в целом. Этот парк комбайнов поддается расчету, который обладает долгосрочностью рекомендаций.

Рыночно-коммерческий парк складывается полустихийно, исходя из имеющегося финансового состояния сельских товаропроизводителей, производственных возможностей фирм, конъюнктуры рынка, соблюдения условий для цивилизованной конкуренции и др. Под влиянием этих обстоятельств рыночно-коммерческий парк комбайнов может значительно отличаться от рекомендуемого гармоничного технологического парка и быть деформированным по отношению к нему.

На свободном комбайновом рынке часто приобретается не то, что очень нужно, что требуется по технологии уборочных работ, а то, что позволяет имеющаяся платежеспособность покупателя. Поэтому рыночно­коммерческий парк комбайнов не обладает долгосрочностью. Он краткосрочен, отражает спрос только на данный момент времени, все прогнозы на его основе также краткосрочны (а если долгосрочны, то с маловероятными результатами). На его основе планировать, к примеру, развитие новых производственных мощностей, можно только с небольшой вероятностью успеха оправдать затраченные средства или погасить ранее взятые кредиты. Тем не менее, по ряду моделей комбайнов технологический и рыночно-коммерческий парки могут совпадать.

В нашей работе ограничимся изложением результатов расчета технологического парка комбайнов, как более предсказуемого. Эти рекомендации можно рассматривать как заявку сельского хозяйства на свое оптимальное техническое обеспечение. Это то, что нужно для эффективной работы АПК страны. За 1992-2018 годы по всем видам техники произошло резкое падение ее наличия: тракторов в 5,5, плугов – 7,18, сеялок – 6,23, комбайнов зерноуборочных и кормоуборочных – 6,0, жаток валковых – 11,1, машин для внесения минеральных удобрений – 7,18, органических удобрений – 16,7 раз. Кроме того, количество кукурузоуборочных, картофелеуборочных и свёклоуборочных комбайнов уменьшилось более чем в 11 раз. Это обусловило рост сезонной нагрузки на оставшуюся технику, затягивание сроков выполнения всех с.х. операций и увеличение потерь продукции. Поэтому становится актуальным изыскание новых путей интенсификации производства по всем ее составляющим, уточнение структуры парка машин, переход на новые высокопроизводительные машины.

Для уборки зерновых культур в России применяют отечественные комбайны производства в основном Ростовского, Брянского и Чебоксарского комбайновых заводов. Кроме того, многие хозяйства используют на уборке комбайны зарубежного производства или отечественной сборки комбайнов иностранных фирм.

Выпускаемые отечественные и зарубежные зерноуборочные комбайны по своим техническим и эксплуатационным характеристикам имеют достаточно большой диапазон. За критерий оценки их возможностей условно принята пропускная способность, которая у существующих комбайнов находится в интервале от 1,5 до 14 кг/с. Основные технические характеристики отечественных и зарубежных комбайнов представлены в таблице 1.14.

Таблица 1.14 – Технические характеристики зерноуборочных комбайнов АПК Красноярского края

N п/п Страна, Фирма-производитель, марка(модель) Ширина захвата жатки, м Площадь сепарации, м2 Мощность двигателя, кВт Масса комбайна, кг
деки соломотряса очистки
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Россия,РСМ СК-5-М1,<<Нива-Эффект>> 5 0,93 4,34 2,42 90 8087
2 <<Агромаш Холдинг>>,<<Енисей-1200-1М>> 5 0,82 4,4 3,15 106,5 8999
3 Финляндия,<<Sampo Rosenlew,SR-2085TC>> 4,8 0,85 4,6 3,4 115 7500
4 Финляндия,<<Sampo Rosenlew,SR-3064>> 5,1 0,62 5,5 4,1 109 11230
5 Финляндия,<<Sampo Rosenlew,SR-3065>> 5,1 0,62 5,5 4,1 125 11700
6 Россия,СКД-6<<Сибиряк>> 4,8 0,65 4,2 3 88 10500
7 Россия,Енисей – 1200 5; 7 0,73 4,4 3 103 10810
8 Россия, Енисей -1200М 5 0,73 4,4 3,15 106,6 8670
9 Россия,Енисей – 1200-1 5 0,73 4,4 3,15 103 10810
10 Россия,СК-5,СК-5М <<Нива>> 5 0,6 3,6 3 114 7400
11 Россия,Енисей-1200Н 6,5 0,65 4,4 3,1 125 9730
12 Россия,Енисей-1200Н-1 5; 7 0,65 4,4 3,6 125 10810
13 Россия,Енисей-1200Н-1НМ 5; 7 0,65 4,4 3,6 125 10810
14 Россия,Енисей-950 <<Руслан>> 5; 6; 7 0,81 4,4 3,2 136 11010
15 Россия,Енисей-954 <<Руслан>> 5; 6; 7 0,81 4,4 3,6 136 11000
16 Россия,ДОН-1200 5; 6; 7; 8,6 1,38 6,15 3,82 118 12500
17 США, MASSEY FERGUSON MF-5650 4,2; 4,8 0,57 4,89 3,6 130 8060
18 Италия, “Laverda” 2050 LX 4,8-6,7 1,01 5,73 4,67 144 12000
19 Россия, РСМ, <<Vector-410>> 6 1,1 5 3,59 154 12700
20 Беларусь, Лида-1300-03 6 0,81 4,6 4,21 184 11260
21 Россия, Вектор-420 6 1,1 5 3,59 161 12200
22 Россия,Енисей-1200-1М 4; 5; 6 0,65 4,4 3,1 106,6 8998

Продолжение таблицы 1.14

23 Россия,Енисей-1200НМ 5; 6; 7 0,65 4,4 3,6 136 10950
24 Германия, <<Claas, Medion 330>> 5,16 0,62 6,6 4,25 144 8610
25 Германия, <<Claas, Mega 350>> 6,07 1,42 5,8 4,7 144 10550
26 Германия,<<Claas Lexion 510>> 6,07 1,06 6,25 4,8 146 12900
27 Германия, << Fendt, 5220E>> 6 0,83 5,73 4,67 137 10100
28 США, <<New Holland, TC-56PT>> 6,1 1,79 5 4,13 167 10520
29 США, <<Massey Ferguson, MF 34>> 7,1 0,88 6,13 3,5 146 13781
30 Италия, “Laverda, REV 205 ECO” 6 0,99 5,73 4,67 131 11920
31 Италия, “Laverda, 225 REV” 6 0,99 5,73 4,67 137 11970
32 Финляндия, “Sampo Rosenlew, 3085 TC” 6,3 1,03 5,8 4,1 156 12600
33 США, “Massey Ferguson MF-5650” 3,9; 5,8 0,67 5,9 3,6 125.3 8060
34 Германия,Claas (Тукано-320) 9, 12 1,32 5,8 4,4 150 10700
35 Россия,РСМ “ДОН -1500Б” 6 1,38 6,15 4,74 173 13300
36 Россия,РСМ “ДОН -1500М” (ACROS 530) 6 1,38 6,15 4,74 156 15030
37 Россия,РСМ “ACROS-540” 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 184 15030
38 Беларусь, ГСМ, КЗС -10К “Полесье” 6 1,37 6,15 5 181 15550
39 Германия, “Claas Mega 370” 6,07 1,67 7 5,65 174 10550
40 Германия, “Claas Lexion 540” 6,07 1,26 7,45 5,8 195 14100
41 Германия, “Claas Medion 340”

 

6,07 0,74 7 5,1 161 10050
42 6 0,99 6,81 5,88 156 10050
43 CША, “New Holland CX-780” 6,1 2,11 4,94 5,4 175  14700
44 CША, “New Holland CS-6090” 6,1 2,33 7,45 5,2 187 13950
45 CША, “John Deere 9560 WTS” 6,1 1,47 6,4 5,02 148 13370
46 CША, “John Deere 9580 WTS” 6,1 1,47 6,4 5,02 170 13650
47 CША,” Massey Ferguson MF 7246″ 7,1 0,99 8,3 5,58 159 14150
48 CША,” Massey Ferguson MF 38″ 7,1 1,06 7,4 5,3 175 14886
49 Италия, “Laverda 256 REV” 6,6 2,25 6,81 5,58 146 12100
50 Россия, Енисей 960 5; 6; 7 2,32 4,32 4,25 183 12430

Продолжение таблицы 1.14

51 Россия, Енисей 967 5; 6; 7 2,32 4,32 4,25 183,8 12430
52 Россия, Агромаш-Енисей КЗС-4121 6; 7; 8 1,13 4,32 3,7 169,183 13200
53 Россия, Агромаш-Енисей КЗС-4141 6; 7; 8 1,13 5;4,32 3,7 169,183 12800
54 Россия, Сампо-Ростов SR 3085 L TS 4,1 ;5,1 0,62 4,1 3,7 154 11700
55 Россия, ACROS 530, ACROS 535 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 185 15167
56 Беларусь, КЗС-7-24 “Полесье GS07” 5; 6 1,095 4,92 3,87 185 9700
57 Беларусь, КЗС-812 “Полесье GS812” 6; 7 1,1 4,92 3,86 185 11150
58 США, Challenger 647 C 5,4; 7,6 0,99 4,26 5,35 203 14300
59 США, “John Deere ” 1075 4,5  0,76 4,9 3,4 150 9860
60 Германия, “Claas Mega 360” 7,5 1,67 4,4 8,67 180 11800
61 США, ” CASE IH” 2388 7,6 2,47 5,1 5,6 206 11400
62 США, “New Holland” TC 5080 3,66-6,03 0,79 6,45 5,25 177 8720
63 Россия,ACROS 540 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 184 13480
64 Италия, “Laverda” 205 REV Eco т 4,8-7,6 2,25 5,73 4,67 154 12100
65 Россия, РСМ “ACROS 550” 5; 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 194 13700
66 Россия, РСМ “ACROS 560” 5; 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 206 13700
67 Россия, РСМ “ACROS 580” 5; 6; 7; 9 1,38 6,15 4,74 221 13400
68 Россия, РСМ “ACROS 585” 6; 7; 9 1,38 6,3 5,2 221 13380
69 Россия, РСМ “ACROS 595 Plus” 9 1,38 6,3 5,2 239 14330
70 Россия, РСМ 161 5; 6; 7; 9 3,3 6,1 7,1 264 16600
71 Беларусь,ГСМ КЗС -12 “Полесье” 7 2,39 6,15 5 243 16540
72 Россия, РСМ 181 “TORUM 740” 6; 7; 9 1,38 6,15 5,2 294 15270
73 Россия, РСМ “ДОН-2600” 6 3,95 5,56 4,56 175 15270
74 Германия, “Class Lexion 560” 6,68 2,37 7,45 5,8 240  14500
75 CША, “John Deere 9680i WTS” 6,7 1,92 7,7 5,91 210 13180
76 CША, “John Deere 9860i STS” 6,7 3 7,7 5,6 174 16850
77 CША,”Challenger 670″ 6,1 1,45 4,26 5,35 218 14334
78 CША, “New Holland CX-860” 6,1 2,54 5,93 6,5 208 17450

Продолжение таблицы 1.14

79 CША, “New Holland CX-880” 7,32 2,54 5,93 6,5 233 17850
80 CША, “Massey Ferguson MF 7278” 9 1,06 9,9 5,3 241 16320
81 Италия , “Laverda M306” 6,6 2,25 6,81 5,58 190 14450
82 Беларусь, КЗР 10 6; 7 1,37 6,15 4,91 195 9600
83 Беларусь, КЗК 10 “Полесье – 10К” 6; 7 1,37 6,15 4,91 195 9600
84 Беларусь, КЗС-10К “Полесье GS10” 6; 7 1,37 6,15 5 184 9600
85 Беларусь, КЗС-1218 “Полесье GS12” 9,2 1,37 6,15 5 243 16600
86 Беларусь, Лида-1600 6; 6,6; 7,8 2,81 10,2 4,21 240 15500
87 США, “John Deere ” W550 4,3-6,1 1,05 6,4 4,8 217 12580
88 США, “John Deere ” W 650 5,5-5,6 1,25 10,45 5 217 13530
89 США, “John Deere ” W 660 5,5-5,6 1,25 10,45 5 239 13620
90 США, “John Deere ” 9660 CTS 9,15  1,3 7,7 4,96 234 13917
91 США, “John Deere ” 9660 STS 9,15  1,5 3 4,55 227 13523
92 Германия, Claas (ТУКАНО-320) 3,7-9,1 1,32 5,8 4,25 150 10700
93 Германия, Claas (ТУКАНО-340) 3,7-9.1 1,38 5,65 4,25 205 11800
94 Германия, Claas (ТУКАНО-440) 3,7-9,1 1,38 5,65 7 205 12400
95 Германия, Claas (ТУКАНО-450) 3,7-9,1 1,38 5,65 7 220 12750
96 Германия, Claas (ТУКАНО-580) 3,7-9,1 1,38 5,65 5,65 278 18200
97 США, “New Holland” CX 840 3,96-7,32 2,4 4,94 5,4 210 12400
98 США, “New Holland” CX 841 3,96-7,32 2,4 5,93 6,5 210 12400
99 США, “New Holland” CS 6090 5,18-9,0 2,5 7,45 5,2 220 12400
100 США, “New Holland” CSX 7080 5,18-9,15 2,4 6,54 5,21 220 12400
101 США, “New Holland” CX 8070 5,18-9,15 2,4 5,93 6,5 240 12400
102 США, “New Holland” CX 8080 5,18-9,15 2,4 5,93 6,5 260 12400
103 США, “New Holland” CR 9060 5,18-9,15 0,43 4,36 5,4 351 14500
104 Италия, “Laverda” 296 LCS 4,8-7,6 2,25 6,81 5,58 220 11750
105 Италия, “Laverda” M306 4,8-6,6 2,25 6,81 4,67 225 12500

Уборку трав и силосных культур с измельчением на зеленый корм, силосную и сенажную массу выполняют специальными кормоуборочными комбайнами (далее – КУК). При заготовке зеленой массы для закладки силоса или подкормки кормоуборочные комбайны скашивают растения, измельчают их и загружают в транспортное средство. Наибольшее распространение из силосных культур получила кукуруза. При приготовлении сенажа кормоуборочные комбайны, как правило, подбирают провяленную и сформированную в валках траву, измельчают и грузят в транспортное средство.

Конструктивная схема кормоуборочного комбайна определяется типом рабочих органов для выполнения основных операций (скашивания или подбора, измельчения, транспортировки) и видом ходовой установки-шасси (самоходной, прицепной, навесной, полунавесной). По типу движителя комбайны подразделяются на колесные (наиболее распространенные) и гусеничные (предназначенные для работы на переувлажненных почвах).

В кормоуборочных комбайнах для скашивания растений применяются жатки с сегменто-пальцевым режущим аппаратом, с сегментным беспальцевым режущим аппаратом, с ротационным режущим аппаратом, а также ручьевые (рядковые) жатки.

Подбор травы из валков комбайны выполняют с помощью подборщиков барабанного типа. Для измельчения растений используются цилиндрические (многоножевые) барабаны с противорежущей пластиной (брусом) и дисковые измельчители. Для транспортирования измельченной массы по силосопроводу комбайны оборудуются швырково-пневматическими транспортерами, с ускорителем выброса или без него и транспортерами скребкового типа. Для уплотнения (подпрессовки) растений перед подачей в измельчающее устройство применяются вальцовые питающие аппараты.

Известна классификация кормоуборочных комбайнов по их пропускной способности, но этот показатель не может быть признан определяющим, так как кормоуборочный комбайн имеет различную пропускную способность в зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала. Поэтому целесообразно классификацию кормоуборочных комбайнов проводить по параметру, который постоянный для данного образца машины. Таким параметром является установленная мощность двигателя. В самоходных комбайнах это двигатель, установленный на шасси машины. В навесных, полунавесных и прицепных кормоуборочных комбайнах принимается мощность двигателя трактора, с которым агрегатируется комбайн [1].

Объектом исследований приняты освоенные мировой промышленностью кормоуборочные комбайны, основные технические характеристики которых приведены в таблице 1.15.

Таблица 1.15 – Технические характеристики кормоуборочных комбайнов АПК Красноярского края

N п/п Марка комбайна Тяговый класс трактора, кН; номинальная мощность двигателя, кВт Масса комбайна без адаптера, кГ Масса кукурузной жатки, кГ
1 2 3 4 5
1 КСК-100, 100А (200/0,73) 147 11050 1550
2 КСК-100АЗ (215/0,83) 150 11450 1550
3 КСК-600 “Полесье FS 60” (235/0,83) 173 7800 1550
4 К-Г-6 “Полесье” (УЭС-2-280/250 плюс КПК-300) (280/0,83) 213 8450 2400
5 КЗР-10 “Полесье-Ротор” (290/0,83) 213 9600 2250
6 ДОН-680 (280/0,98) 206 9400 1795
7 ДОН-680М (290/1,0) 213 9400 1795
8 РСМ-1401 (400/1,27) 294 11000 1795
9 Буран (Енисей-1200) (150/0,5) 103 9730 2400
10 Енисей-324 (300/0,99) 221 1000 2400
11 Е-281 “Марал-125” (240/0,5) 175 5260 1050-1410
12 CLASS “Jaguar 810” (293/1,0) 215 10440 2300-4000
13 JAGUAR-830 (321/1,01) 321 10640 2300-4000
14 JAGUAR-840 (365/1,36) 236 11000 2300-4000
15 JAGUAR-850 (389/1,38) 286 11550 2300-4000
16 New Holland FR 9060 (547/2,24) 395 12600 2715
17 New Holland FR600 (544/2,24) 400 12750 2715
18 “John Deere “E 7250” (382/1,38) 281 9755 1795
19 “John Deere” E 7380 (490/1,68) 360 11280 1795
20 Krone Big X500 (510/1,68) 375 13000 3000

Продолжение таблицы 1.15

1 2 3 4 5
21 Jaguar-860 (462/1,38) 350 11150 2900
22 КИР-1,5 (/0,17)* кл. 1,4 1030
23 КС-1,8 “Вихрь” (/0,49)* кл. 2  – 1160
24 КСД-2 “Клевер” КСД-2 “Sterh” (/0,18) кл. 1,4 1250
25 КИН-Ф-1500 (/0,34) кл. 2 900
26 КПИ-Ф-2,4А (/0,21) кл.1,4 940
27 КРП-Ф-2 “Рось-2” (/0,41) кл. 2 1250
28 КПК-2,1 “Булат” (/0,41) кл. 2 2100
29 КПП-2 (Кубань-2) (/0,44) кл. 2 1500
30 Волга-2 (/0,41) кл. 2 1250
31 КДП-3000 “Полесье” (/0,82) кл. 3 1250

Учитывая, что кормоуборочные комбайны предназначены для работы на уборке различных по своим свойствам кормовых культур, необходимо знать пропускную способность каждого комбайна на различных культурах. В зарубежной практике принято характеризовать комбайны по пропускной способности при уборке кукурузы на силос, а для других культур необходим перерасчет пропускной способности.

При заготовке зеленой подкормки жатка шириной захвата 6 метров должна быть смонтирована на комбайне, а при заготовке сенажной массы жаткой такой ширины захвата скошенная трава должна быть уложена в валок для провяливания до сенажной влажности. Однако, учитывая, что траву необходимо убирать из многолетних и однолетних растений, промежуточных посевов и вторыми укосами, достигнуть урожайности более 220 ц/га не всегда удается. Как правило, средняя урожайность многолетних трав составляет 160 ц/га, однолетних и промежуточных посевов – 110 ц/га, а при повторных укосах – до 60 ц/га. Поэтому для загрузки измельчающего аппарата энергонасыщенных комбайнов необходимо формировать валки из скошенной косилками травы с ширины захвата 10-15 метров граблями или валкообразователями-сдваивателями или использовать на уборке трав с пониженной урожайностью кормоуборочные комбайны меньшей энергоемкостью и не в самоходном исполнении, а агрегатируемых с трактором. Так, для среднего модельного хозяйства страны на ближайшую перспективу для заготовки кормов из трав и силосных культур с измельчением необходимо иметь два типа кормоуборочных комбайнов: один – с пропускной способностью по кукурузе на силос 42,6 кг/с в самоходном исполнении с мощностью установленного двигателя 315 кВт, второй – с пропускной способностью по кукурузе 16 кг/с в прицепном, полунавесном и навесном исполнении в агрегате с трактором мощностью двигателя не менее 106 кВт [5, 6].

Кормоуборочные комбайны классифицируются по мощности двигателя, установленного на шасси самоходного комбайна или трактора, с которым агрегатируется комбайн. От мощности двигателя (на привод рабочих органов комбайна) зависит масса машины, пропускная способность измельчающего аппарата и производительность комбайна.

Технико-технологические параметры кормоуборочных комбайнов, освоенных промышленностью, в зависимости от мощности двигателя изменяются также от назначения машин: для уборки кукурузы за счет ручьевой жатки и физико-механических свойств силосной массы, для заготовки сенажа за счет подборщика и свойств провяленной травы, при заготовке зеленой подкормки за счет травяной жатки и свойств свежескошенной травы.

В соответствии со стратегией развития сельскохозяйственного машиностроения России на период до 2030 года, утвержденного распоряжением Правительства РФ № 1455-р, государство будет продолжать оказывать активную поддержку развития внутреннего производства и экспорта сельхозтехники, а также модернизации и научно-техническому развитию сельхозмашиностроения.

Однако, с другой стороны финансовое обеспечение хозяйств будет оказывать серьезное давление на внутренний спрос, вызванный, в том числе, ростом инфляции и цен на сырье. Эти факторы увеличивает себестоимость производства. Кроме того, спрос будет ограничен низкой доступностью кредитов для покупки новой сельхозтехники.

Основной причиной роста внутреннего рынка сельхозтехники является государственная поддержка, оказываемая производителям сельскохозяйственной техники на основании Постановления Правительства РФ № 1432. В соответствии с данным постановлением производителям сельхозтехники предоставляется субсидия в размере 15-20% от цены машин и агрегатов, что позволяет предоставлять покупателям достаточно существенные скидки. Данные меры способствовали стабилизации покупательской активности российских хозяйств после резкого падения спроса в 2009 году, вызванного финансово-экономическим кризисом.

За период с января по июнь 2019 года на рынке производства и продаж сельхозтехники динамика варьировала в зависимости от вида агрегатов, в частности тракторов, зерно- и кормоуборочных комбайнов, а также другого обрабатывающего оборудования. Кроме того, структура изменений была обусловлена востребованностью тех или иных марок и объемами импорта.

Доля импортных зерноуборочных комбайнов на российском рынке составила 31,8% по итогу 2018 г. Доля комбайнов для уборки зерна, производимых отечественными предприятиями, за тот же период соответствует 68,2%. В 2013-2017 гг. продажи зерноуборочных комбайнов в России демонстрировали смешанную динамику. В 2014-2015 гг. фиксировалось ежегодное снижение с темпом 9,0% и 21,4% соответственно; в 2016-2017 гг. – ускорение роста с темпом, превышающим 26% ежегодно. В 2017 г показатель составил 7 116 шт., что выше уровня 2013 г на 18,2%.

Следует отметить, что парк зерноуборочных комбайнов в России в значительной степени требует модернизации. Однако в силу ухудшающейся макроэкономической ситуации в 2014-2015 гг. наблюдалось падение продаж зерноуборочных комбайнов. Также негативное влияние на объем продаж оказало удорожание импортных комплектующих в результате ослабления рубля на валютном рынке. При этом только в 2016-2017 гг натуральный объем продаж зерноуборочных комбайнов демонстрировал рост в силу реализации ряда государственных программ, главной из которых стала программа субсидирования закупок сельскохозяйственной техники.

В 2019-2022 гг. продажи зерноуборочных комбайнов на российском рынке продолжатся снижаться с темпом 3,1-5,1% относительно предыдущего периода. В 2022 г продажи зерноуборочных комбайнов оцениваются в 5 513 шт. Негативное влияние на объем продаж данного вида техники окажут риски сворачивания программы государственного субсидирования закупок зерноуборочных комбайнов сельскохозяйственными предприятиями, начиная с 2018 г.

Анализ рынка зерноуборочных комбайнов в России в 2013-2017 гг., прогноз на 2019-2022 гг. включает важнейшие данные, необходимые для понимания текущей конъюнктуры рынка и оценки перспектив его развития:

  • Экономическая ситуация в России;
  • Объем продаж зерноуборочных комбайнов, средняя цена зерноуборочных комбайнов;
  • Баланс спроса и предложения, складские запасы зерноуборочных комбайнов;
  • Объем производства, цена производителей зерноуборочных комбайнов;
  • Количество в эксплуатации и средний срок эксплуатации зерноуборочных комбайнов;
  • Экспорт и импорт зерноуборочных комбайнов;
  • Рейтинги производителей по финансовым показателям.

Основную долю импортируемой продукции в 2018 г. на российский рынок комбайнов зерноуборочных поставляет Беларусь (73,1%). Доля Германии в объеме зарубежных поставок составляет около 10% поставляемых товаров. На третьем и четвертом месте оказались поступления из США и Бельгии. Их импорт уступает первым двум странам и составляет соответственно 4,3 и 4,1%. На долю других стран приходится 8,5%.

Зерноуборочные комбайны, произведенные компанией «Ростсельмаш, являются абсолютными лидерами потребительского выбора – 6 из 10 приобретенных за период с 2012 года по 2018 год комбайнов были произведены компанией «Ростсельмаш» (рис. 1.7).

https://www.agroxxi.ru/images/grafik-3-k-state-brendy-selhoztehniki.jpg

Рисунок 1.7 – Топ-5 популярных брендов зерноуборочных комбайнов в России

Основными покупателями отечественных комбайнов являются индивидуальных хозяйства, тогда как техника иностранных брендов пользуется большим спросом со стороны агрохолдингов.

Производство комбайнов по уборке зерна в период с 2015–2017 гг. показывало рост на 72,4%, в натуральном выражении — 7606 шт. соответственно. В 2018 г. производство зерноуборочных комбайнов резко сократилось на 39% — до 4645 шт.

За обозначенный временной промежуток производство зерноуборочных комбайнов увеличилось на 2,5% относительно данных за аналогичный период прошлого года. Так, было выпущено 3115 единиц, из которых 601 машина была представителем иностранной марки. Максимальный рост выпуска данного типа уборочной техники по сравнению с показателями за первое полугодие прошлого года был отмечен на предприятиях ЗАО СП «Брянсксельмаш» — в 2,1 раза, ООО «Волжский комбайновый завод» — 66,7%, ООО «Клаас» — 22,9%, ООО «Комбайновый завод “Ростсельмаш”» — 10,3%. Отгрузка агрегатов снизилась на 4,9% против данных за январь-июнь 2018 года. Всего было поставлено 2350 единиц техники.

Производство кормоуборочных комбайнов в январе-июне 2019 года относительно цифр за соответствующий период 2018 года увеличилось на 5,2%. В частности, было выпущено 466 единиц, из них 30 машин принадлежали иностранным маркам. Небольшой рост был обусловлен неравномерной динамикой: в ООО «Комбайновый завод “Ростсельмаш”» производство данного типа машин сократилось на 17,5%, в компании Klever – на 8%, однако ЗАО СП «Брянсксельмаш» увеличило показатели на 36,4%. Отгрузка кормоуборочных комбайнов повысилась на 4,1% против данных за соответствующий период прошлого года. Всего было поставлено 433 единицы техники.

Рынок зерноуборочных машин в России в январе-июне 2019 года по отношению к цифрам за соответствующий период 2018 года сократился на 7,9% и составил 2210 единиц. Отечественные марки, занимающие доминирующую позицию, еще больше увеличили свое преимущество – с 62 до 66,9%, однако их продажи снизились на 0,7 % – до 1479 агрегатов. Объемы реализации комбайнов, изготовленных в России из белорусских сборочных комплектов, уменьшились на 18,4% – до 133 штук, а их рыночный сегмент – с 6,8 до 6%. Продажи машин иностранных марок, кроме белорусских, собранных в нашей стране, возросли на 28,1% – до 283 единиц. Совокупный объем реализации зерноуборочных комбайнов, произведенных в России, то есть техники отечественных марок, иностранных и белорусских моделей российской сборки, повысился на 1,2% – с 1873 до 1895 агрегатов, а их общая доля на рынке увеличилась с 78 до 85,7 %. Импорт комбайнов из Республики Беларусь уменьшился на 12,8 % – с 78 до 68 машин. Масштабы ввоза зерноуборочных комбайнов из других стран, кроме соседнего союзника, снизились на 45% – с 449 до 247 единиц.

Таким образом, анализ рынка сельскохозяйственной техники показал, что за прошедшее полугодие 2019 года стабильный рост демонстрировали секторы производства тракторов, зерно- и кормоуборочных комбайнов. При этом традиционно в первом направлении лидерами оставались иностранные машины отечественной сборки, а во втором – российские марки. Несмотря на положительные темпы выпуска новой техники, рынок ее продаж по основным категориям сокращался.

Основными тенденциями в развитии и совершенствовании зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов остаются следующие:

  • постоянное увеличение производительности комбайнов и мощности их двигателей;
  • сокращение до минимума потерь и повреждений зерна;
  • обеспечение устойчивости технологического процесса уборки в различных агротехнических и климатических условиях;
  • повышение комфорта оператора и безопасности эксплуатации;
  • снижение отрицательного воздействия на почву путем уменьшения удельного давления колес машин на почву, а также внедрения привода на все колеса;
  • широкое применение современных систем управления и контроля технологических процессов на базе электронных вычислительных устройств, вплоть до спутниковых систем определения координат машины для подсчета убранных площадей и средней урожайности отдельных участков полей.

Повышение производительности комбайнов традиционных конструкций достигается путем увеличения размеров жаток, обмолачивающих устройств, сепарирующих органов, мощности двигателей, а также использования гидротрансмиссий, гидропривода рабочих органов и электроники. Самые мощные комбайны имеют производительность более 40 т/ч, что позволяет заменять одним комбайном два меньшей производительности. Таким образом, комбайностроительные фирмы удовлетворяют потребность в мощных машинах крупных производителей зерновых культур и компаний, выполняющих подрядные работы в сельском хозяйстве.

Обращает на себя внимание чрезвычайно большой диапазон параметров базовых моделей комбайнов. Одна и та же фирма выпускает комбайны с шириной молотилки как меньше 1 м, так и больше 1,5 м. Самый малогабаритный зерноуборочный комбайн выпускает фирма «Sampo Rosenlew» (Финляндия) с шириной молотилки 780 мм и массой до 3400 кг, а самые большие – «John Deere» 9880i STS, «Claas» «Lexion 580» и «New Holland» CR 980.

По-прежнему заметна тенденция повышения производительности комбайнов за счет увеличения мощности двигателей и габаритов молотильно-сепарирующих органов. Предпочтение отдается молотильным барабанам диаметром 600 мм и более, клавишным соломотрясам длиной более 4 м. Для комбайнов высокой производительности характерны двигатели мощностью более 235-257 кВт. Фирма «Claas» (Германия) одной из первых перешла на двигатели мощностью более 294 кВт (400 л.с.).

Однако нельзя сказать, что все зарубежные фирмы наращивают производство высокопроизводительных комбайнов (класса более 12 кг/с) за счет сокращения производства комбайнов меньшей производительности. Большинство фирм сохраняют гармоничное производство комбайнов разных классов, четко реагируя на рыночную конъюнктуру. Предлагаемые компаниями-производителями хедеры с шириной захвата 3-11 м обеспечивают оптимальную загрузку молотилок при разной урожайности. Равномерность подачи уборочного материала в молотильно-сепарирующее устройство обеспечивается различными конструкциями хедеров и наклонных камер. Например, фирма «Claas» устанавливает на хедеры шнеки с пальцами, расположенными по всей длине, а в комбайнах фирмы «Massey Ferguson» равномерность подачи уборочного материала обеспечивается путем установки перед шнеком хедера по всей ширине захвата ленточного транспортера из секций прорезиненных лент. В комбайнах фирмы «John Deere» длина наклонной камеры увеличена до 1980 мм, что позволило уменьшить углы входа и таким образом улучшить плавность подачи уборочного материала в молотильно-сепарирующсе устройство.

Для быстрого устранения забивания хедера и наклонной камеры уборочным материалом некоторые компании устанавливают на свои машины реверсивное устройство с электроприводом, которое прокручивает шнек хедера и транспортер наклонной камеры в обратную сторону.

Оригинальную компоновку комбайновых жаток, навешиваемых на зерноуборочные комбайны фирм “John Deere” и “New Holland”, представила фирма “Gressoni” (Франция). Жатки сделаны двухсекционными с возможностью складывания одной из секций. На комбайнах фирмы “John Deere” используются жатки, правые секции которых с помощью гидросистемы могут состыковаться с базовой секцией для работы прямым комбайнированием (система CRX). При переезде с поля на поле для обеспечения проезда по пересеченной местности, а также переезда на большие расстояния правая секция отсоединяется от базовой (центральной) и устанавливается над ней, ширина жаток уменьшается при этом до 3,1 или 3,85 м.

Подтверждается классификация молотильно-сепарирующих устройств комбайнов на классические (бильно-клавишные), аксиальные роторные и роторные комбинированные. Совершенствование классической схемы молотилки идет в направлении увеличения диаметра молотильных барабанов, активизации работы подбарабанья и отбойного битера, создания двухбарабанных молотильных аппаратов. В двухбарабанных молотилках один из молотильных барабанов может играть роль активатора-ускорителя – первый барабан в комбайнах фирмы “Claas” серии “Mega” и второй – в комбайнах фирмы “Massey Ferguson” серии “Cerea”. Одним из барабанов в любом случае является бильный.

Аксиально-роторные молотильные аппараты совершенствуются в основном в трех правлениях: модернизация заходной части импеллера (увеличение числа заходов, изменение конструкции лопастей и подбарабанья), совершенствование конструкции ротора (форма, бичей, их расположение, увеличение длины ротора до 3560 мм), модернизация подбарабанья всего ротора (увеличение угла обхвата до 142°, введение секционной деки с различным расположением планок на каждой секции). На модернизированном комбайне «Дон-2600» ВД установлено подбарабанье ротора, вращающееся вокруг ротора с небольшими оборотами (до 10 мин-1). Предусмотрен реверс вращения. Конструкция ротора комбайна отмечена серебряной медалью выставки. Комбинированные молотильно-сепарирующие устройства сочетают в себе классический бильный барабан для обмолота хлебной массы и аксиальный двухроторный соломосепаратор. На моделях «Lexion 570 и 580» клавишный соломотряс заменен двумя продольно расположенными и вращающимися в противоположных направлениях роторными сепаратарами. Соломистая масса подается к ним отбойным битером с винтовой поверхностью левого и правого направлений. Количество комбайнов с комбинированным роторным молотильно-сепарирующим устройством по сравнению с прошлыми годами заметно увеличилось. Фирма «Moulet» (Франция) имеет разнообразные конструкторские решения для активизации работы клавишных соломотрясов и решет очистки комбайна. Над клавишами устанавливаются блоки струн, которые во время работы соломотряса колеблются, создавая дополнительное воздействие на соломистый ворох. Одновременно они увеличивают пространственную решетку вороха, повышая его скважность. Это способствует выделению зерна из вороха и сокращению потерь зерна за соломотрясом. Аналогичный блок струн устанавливается над решетами очистки в месте поступления на них зерна.

Зерноочистительные устройства обычно имеют стрясные доски, однако на высокопроизводительных комбайнах применяется дополнительное решето с обдувом от вентилятора с двумя выходными патрубками. В очистках используются радиальные или турбинные вентиляторы, частота вращения которых регулируется клиноременными вариаторами, управляемыми посредством гидроцилиндров или электродвигателей. Компании применяют также различные приспособления для стабильной работы очистки при движении комбайнов на склонах. Например, система очистки «3D» фирмы «Claas» предназначена для работы на склонах до 20°. В этой системе зерновой ворох выравнивается по ширине решет в результате их дополнительной боковой вибрации. Некоторые комбайны фирмы «Deutz-Fahr» имеют решета, состоящие из двух половин, которые выравниваются на боковых склонах путем поворота вокруг продольных осей. Вместимость бункеров увеличилась у наиболее мощных комбайнов до 10-11 м3, а время их разгрузки сократилось до 100 с.

С каждым годом расширяется применение гидропривода ведущих колес с бесступенчатым изменением поступательной скорости, что дает возможность выбирать оптимальный скоростной режим и рациональнее использовать пропускную способность комбайна. Особенно большое внимание уделяется комплексу мер, направленных на уменьшение потерь и повреждения зерна. Обычно фирмы называют потери зерна до 1%.

Все комбайны, выпускаемые ведущими компаниями, имеют центральное расположение кабины. Обычно комбайны компонуются таким образом, что за кабиной размещается бункер, за которым устанавливается двигатель. Такая компоновка способствует снижению шума и вибрации на рабочем месте оператора. Например, уровень шума в кабинах комбайнов «New Holland» снижен до 76 дБ. Справа от оператора обычно располагается многофункциональный рычаг управления, с помощью которого контролируются движение комбайна вперед-назад, подъем-опускание хедера, срочная остановка хедера и некоторые другие функции.

Увеличивается производство комбайнов, оснащенных системой GPS, обеспечивающей автоматическое регулирование режимов работы комбайнов в зависимости от урожайности зерна и рельефа поля. Фирма “John Deere” около 5% комбайнов выпускает с системой GPS, рассчитанной на спутниковую связь с наземными объектами.

Создание условий для ускоренного совершенствования животноводства составляет одну из главных задач Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2025 годы, утвержденной Постановлением № 717 Правительства РФ от 14 июля 2012 года. Основой достижения прогнозируемых темпов роста является становление кормовой базы на основе производства культур, обеспечивающих высокую продуктивность и полностью удовлетворяющих внутреннюю потребность российского животноводства в качественных кормах. Для развития отрасли необходимо также использовать современные технологии заготовки и хранения сырья, а также эффективную кормоуборочную технику, в первую очередь комбайны.

Основываясь на данных официальной статистики, можно сделать вывод, что оснащение сельскохозяйственных организаций комбайнами в количественном выражении в среднем по России каждый год снижается. К примеру, с 2010 по 2015 год число машин этой категории сократилось со 105 тыс. до 83,3 тыс. единиц. При этом динамика обеспеченности аграрных организаций основными видами техники для кормопроизводства остается также отрицательной. Самым дорогостоящим оборудованием этой категории являются комбайны, наличие которых в количественном выражении снизилось на 47,4 % с учетом реализации механизмов государственной поддержки. Однако во многом сокращение количества подобной техники – вполне естественный процесс, связанный с изменением производительности современных агрегатов, одна единица которых с возросшей эффективностью может обрабатывать бòльшие площади. В то же время уровень оснащенности прицепным и навесным оборудованием уменьшается пропорционально сокращению числа тракторов. Об этом свидетельствуют показатели, характеризующие динамику их вооруженности необходимыми агрегатами.

Основу парка кормоуборочных комбайнов в большинстве составляют как отечественные, так и зарубежные машины: прицепные ПН-420, КСД-2,0, КДП-300; самоходные КСК-11 и их модификации от компании «Агромаш», комплекс для заготовки кормов К-Г-6 и линейки агрегатов КВК и КСК от производителя «Гомсельмаш», техника серий Don и RSM от «Ростсельмаша» и другие. Многие сельхозпредприятия приобретают современные иностранные комбайны: BiG X от Krone; прицепное и самоходное оборудование от New Holland, силосоуборочную линейку Jaguar от Claas и так далее. Темпы обновления парка кормоуборочной и прочей техники увеличились в последние годы, причем доля отечественных машин на внутреннем рынке также повышается. Российские производители постепенно вытесняют иностранные компании, которые еще в 2013 году контролировали три четверти рынка. К примеру, по данным ассоциации «Росагромаш», за восемь месяцев 2018 года отечественные заводы увеличили продажи комбайнов на 35 %. Во многом данному процессу содействует принятая Правительством РФ программа субсидирования производителей аграрных машин. Другая устойчивая тенденция – вытеснение современной самоходной энергонасыщенной кормоуборочной техникой прицепного и полунавесного оборудования.

По мнению специалистов В. И. Черноиванова, А. А. Ежевского и других, существует несколько главных направлений развития технических средств для кормопроизводства. Первое из них — повышение производительности машин за счет увеличения их энергонасыщенности, оптимизации основных рабочих параметров, совершенствования компоновочных схем, а также более широкого внедрения средств электроники и автоматизации. Необходимо также увеличивать надежность работы оборудования и максимально продлевать срок его службы путем введения в конструкцию защитных устройств, предохраняющих рабочие органы от поломки, применения новых высокопрочных материалов и тому подобного. Другая тенденция – улучшение качества заготавливаемых кормов за счет использования более совершенных конструкций, контроля выполнения технологического процесса с помощью средств электроники и более широкого внедрения перспективных методик. Способствовать процессу развития технических средств будут повышение ремонтопригодности техники и удобство сервисного обслуживания, а также активное задействование электронных приборов и методов автоматизации технологического процесса. Еще одно важное направление – создание специализированных комплексов машин с оптимальными согласованными параметрами, в том числе на базе универсальных энергетических средств. Они смогут охватывать всю технологическую цепочку от скашивания растительной массы до раздачи корма животным. Большую роль играет и синхронизация работы машинно-тракторных агрегатов.

Согласно обновленной редакции, целевые индикаторы реализации новой аграрной техники товаропроизводителям в 2016 году равнялись 176 кормоуборочным комбайнам, в 2017 году этот показатель должен составить 148 единиц, а за весь период действия проекта — 1,3 тысяч штук. Однако данные критерии входят в диссонанс с показателями, заложенными в Стратегии развития сельскохозяйственного машиностроения России до 2020 года. В ней предусмотрено, что российские и локализованные производители кормоуборочного оборудования к 2020 году выйдут на объем продаж комбайнов более девяти тысяч штук в год. В любом случае перед компаниями-изготовителями хорошие перспективы развития в этом направлении, тем более в последние годы наблюдается некоторое увеличение активности в области освоения субсидий этими предприятиями. 

Изменение механизмов государственной поддержки российских производителей оборудования может дать дополнительные конкурентные преимущества иностранным поставщикам, особенно наладившим сборку собственной техники на территории РФ. С точки зрения сельскохозяйственных товаропроизводителей, может возникнуть зависимость от зарубежных импортеров запасных частей, так как новая заграничная кормозаготовительная техника весьма привлекательна с позиции соотношения цены и качества. Поэтому важно сохранить одно из главных преимуществ отечественных машин – более низкую стоимость.

В целом, выполненный анализ природно-производственных условий Восточно-Сибирской агроклиматической зоны 6.2 СФО, состояния и основных направлений развития и технологической адаптации энергонасыщенных колесных тракторов, определяющих эффективность их использования на основной обработке почвы позволил сделать следующие выводы:

1. Красноярский край относится к Восточно-Сибирской агрозоне, основная часть сельскохозяйственных угодий занята дерново-подзолистыми почвами, супесчаными, суглинистыми и глинистыми, около 50% полей имеют площадь от 3 до 30 га при средней длине гона 600-1000 м и удельным сопротивлением почвы 65 кН/м2. С учетом энергоемкости технологий и технологического обеспечения операции основной обработки почвы разделены на три группы: 1 – отвальная вспашка и глубокое рыхление (15%); 2 – безотвальная комбинированная обработка и чизелевание (30%); 3 – поверхностная обработка почвы, обработка и посев по нулевой технологии (55%).

2. Основные тенденции развития сельскохозяйственных колесных тракторов общего назначения направлены на повышение универсальности и расширение функциональных качеств за счет регулирования эксплуатационной массы установкой съемных балластных грузов и оснащения сдвоенными колесами.

3. Наиболее распространенными на российском рынке являются модельные ряды тракторов колесной формулы 4к4а улучшенной классической компоновки с передним мостом автомобильного типа и увеличенным диаметром управляемых колес, который воспринимает до 45-50% веса трактора. Доля этих тракторов за последнее десятилетие достигла 93% при повышении верхней границы мощности до 280-300 кВт (380-400 л.с.).

4. Особую актуальность на современном этапе развития отрасли растениеводства приобретает проблема совершенствования классификации и технологической адаптации нового поколения энергонасыщенных колесных тракторов, поскольку ограниченный опыт эксплуатации и недостаточный объем научно-технической информации требуют развития и систематизации основных принципов и способов ресурсосберегающего использования почвообрабатывающих агрегатов на их базе.

5. Формирование и развитие технической оснащенности зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур на современном этапе требует обоснования общей системы технологической адаптации энергонасыщенных колесных тракторов на основе двухпараметрической классификации с поэтапной оптимизацией тягово-скоростных режимов рабочего хода, массоэнергетических параметров и ширины захвата агрегатов для операций основной обработки почвы разных групп.

6. Основными тенденциями в совершенствовании зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов остаются следующие: постоянное увеличение производительности комбайнов; обеспечение устойчивости технологического процесса уборки в различных агротехнических и климатических условиях; повышение комфорта оператора и безопасности эксплуатации; снижение удельного давления на почву; широкое применение современных электронных систем управления и контроля технологических процессов.

7. Обеспечение максимального валового сбора урожая за счет соблюдения агротехнических сроков выполнения уборочных работ возможно только при обосновании оптимального типоразмерного ряда зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов.

.

2 ФАКТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПАРКА ТРАКТОРОВ И КОМБАЙНОВ АПК КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

2.1 Нормативная потребность в тракторах

Общая потребность сельского хозяйства России в тракторах определяется нормативной потребностью агрозон и федеральных округов. Красноярский край является одним из ведущих производителей зерновых в Сибирском федеральном округе.

Численность населения в Красноярском крае составляет около 2,860 млн. чел., в том числе сельского 0,665 млн. чел. (2017 г.) при среднегодовом количестве работников в сельскохозяйственных организациях 30,5 тыс. чел. Ежегодный валовой сбор зерна после переработки за последние пять лет составил в среднем 2,21 млн. т или 773 кг/чел. при урожайности 22,5 ц/га. Для обеспечения продовольственной независимости (1000 кг/чел.) урожайность должна быть 28-30 ц/га.

Получение такого количества зерна требует выполнения ряда условий, в числе которых рациональное оснащение хозяйств необходимой тракторной техникой. Поэтому научное обоснование потребности в количественном и качественном составе тракторного парка региона и оказание хозяйствам методической помощи в его формировании позволит более эффективно в кратчайшие сроки решить проблему продовольственной независимости.

Обоснование технологической потребности растениеводства тракторами предусматривает: оценку природно-производственных условий отрасли, включающих структуру пашни и посевных площадей; определение зональных нормативов потребности в эталонных и физических тракторах; установление фактической структуры тракторного парка и технической оснащенности отрасли с учетом внедрения ресурсосберегающих технологий почвообработки; обоснование перспективы формирования тракторного парка в сельском хозяйстве региона.

Общая потребность в тракторах зависит от нормативной потребности агрозоны соответствующего федерального округа. Красноярский край по природным условиям относится к агрозоне 6.2 Сибирского федерального округа [1, 2, 5] при среднегодовой площади пашни в 2012-2017гг. 1922 тыс. га. Фактическая за 2018-2019гг. и планируемая на 2020г. площадь пашни меньше на 4,0% (1845 тыс.га).

В качестве исходного материала использована структура пашни и посевных площадей в сельскохозяйственных организациях (СХО) и крестьянских (фермерских) хозяйствах (КФХ) агропромышленного комплекса (АПК) Красноярского края, которые послужили основой для расчета потребности в тракторах с помощью установленных нормативов (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Структура пашни и посевных площадей в СХО и КФХ АПК Красноярского края, тыс. га

Показатель Отчетный год
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2019
Площадь обрабатываемой пашни, тыс. га, в т.ч. 1 886,2 1 930,0 1 914,0 1 907,1 1 926,8 1 912,1 1845,8
посевная площадь 1 417,7 1 461,6 1 450,8 1 454,3 1 476,7 1 482,5 1444,2
площадь паров 468,5 468,4 463,2 452,8 450,1 429,6 401,7
яровые зерновые и зернобобовые 1 002,1 1 033,9 1 039,9 1 043,4 1 055,2 1 053,1 929,5
Обработано с применением ресурсосберегающих технологий, тыс. га 895,1 922,1 985 957,9 901,9 947,2 848,9

При среднегодовой площади пашни за последние пять лет 1912 тыс.га на 01.01.2019г. в регионе зарегистрировано 338 СХО и 618 КФХ с основным направлением хозяйственной деятельности которых является производство зерна.

На долю СХО приходится 1576 тыс.га пашни (82,4%) при средней площади 4,75 тыс.га и пределами ее варьирования 2,50-68,22 тыс.га. Около 75% площади пашни занято посевами, из которых 56% зерновые и зернобобовые культуры. Их вклад в производство зерна достиг 86,5%, с удельным весом в структуре: пшеницы – 67,6%, ячменя –15,5% и 15,3% овса. Среди них десять наиболее крупных и передовых предприятий во главе с ЗАО «Назаровское» произвели в 2015-2016 гг. около 40% зерна при урожайности 30-50 ц/га.

Средняя площадь пашни в КФХ 553 га, из которой 397 га (71,0%) посевной и 326га (59%) зерновых и зернобобовых. Предел варьирования площади пашни в этих хозяйствах 0,20-4,90 тыс. га.

По результатам анализа и статистической обработки материалов [4] установили, что соотношение площадей обработки почвы по разным технологиям и их техническая оснащенность в указанных категориях товаропроизводителей практически одинаковые при отличии, в зависимости от площади пашни, типоразмеров тракторов и рабочих машин. Поэтому решение поставленных задач в части обоснования перспективы обновления тракторного парка проводили без учета его структуры в разных по размеру СХО и КФХ.

При определении нормативов потребности в тракторах учтены пиковые нагрузки и объемы почвообработки, выполняемые по различным вариантам технологий. За нормативную потребность принято число тракторов на 1000 га пашни с учетом их технической характеристики и рационального использования при соблюдении агротехнических требований и сроков выполнения работ в условиях рыночных отношений.

Для перевода нормативов потребности из эталонных единиц в физические word image 2404 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. использован условный коэффициент word image 2405 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. [2], определяемый с учетом основных типоразмеров тракторов отечественного и иностранного производства.

Вначале определяли нормативы потребности колесных и гусеничных word image 2406 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. тракторов в эталонных единицах на 1000 га пашни с учетом их типоразмеров. Затем рассчитывали их технологическую потребность на всю площадь пашни и потребное количество тракторов в физическом исчислении разных типоразмеров.

Фактическое помарочное количество тракторов в регионе установлено на основе данных Федеральной службы статистики по Красноярскому краю, а затем с учетом [1] условных коэффициентов переведено в эталонные единицы. Сравнение количества полученных эталонных единиц с нормативным позволило оценить недостаток или избыток тракторной техники с использованием коэффициента оснащенности word image 2407 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и определить направление формирования технологически потребной структуры тракторного парка.

При использовании в качестве эталонной единицы условного гусеничного трактора ТЭ-150 эксплуатационной мощностью 110,3 кВт (150л.с.), обеспечивающего в составе пахотного агрегата шириной 2,59 м производительность 1,5 га в час сменного времени (близкого по параметрам к гусеничному трактору Т-150-05-09), нормативная потребность для агрозоны 6.2 установлена [1] в количестве 8,36 эт. ед. на 1000 га пашни, в т.ч. 4,73 колесных и 3,63 гусеничных (табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Нормативы потребности в сельскохозяйственных тракторах для растениеводства Красноярского края в эталонных единицах на 1000 га пашни (эталонный трактор ТЭ-150)

word image 2408 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Наиболее превалирующими типоразмерами являются колесные и гусеничные тракторы 3-5 тяговых классов. Технологическая потребность на всю площадь пашни (1922 тыс. га) составили 16070 эталонных единиц, в т. ч. 9092 колесных и 6978 гусеничных. Потребное количество тракторов в физическом исчислении (табл. 2.3) равно 17392, в т. ч. 11273 колесных и 6126 гусеничных.

Таблица 2.3 – Потребное количество тракторов в физическом исчислении для растениеводства Красноярского края (площадь пашни 1922 тыс. га)

word image 2409 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

По статистическим данным в сельском хозяйстве региона (кроме личных подсобных хозяйств) на 01.01.2017г. (табл. 2.4) находилось 7534 свободных тракторов, что при word image 2410 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. составило 6518 эт. ед. или 3,41 эт. ед. на 1000 га пашни. Оснащенность сельского хозяйства не превышает word image 2411 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. .

Дефицит составил 9467 эт. ед. и соответственно 10945 физ. тракторов при уровне оснащенности колесными 57,3% и гусеничными 19,3%. Особенно дефицитными являются колесные и гусеничные тракторы всех типоразмеров мощности 3 и 4 тяговых классов. Наиболее высокая оснащенность (до 100%) обеспечена типоразмерными рядами колесных тракторов 1,4 и 5-8 кл. При этом общее количество тракторов кл. 1,4 «Беларус» перекрывает нормативную потребность всех типоразмеров кл. 1,4 и 2,0.

Широкое внедрение минимальной технологий почвообработки и посева, возрастающий дефицит квалифицированных механизаторских кадров и сложное финансово-экономическое состояние отрасли определило приоритетное направление формирования тракторного парка сельскохозяйственных организаций в этот период – приобретение энергонасыщенных колесных 4к4б и 4к4а тракторов разных типоразмеров с изменяющимися в широком диапазоне массоэнергетическими параметрами.

Таблица 2.4 – Технологическая потребность и оснащенность тракторами сельского хозяйства Красноярского края за период с 2013-2019 гг.

word image 2412 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

В растениеводстве Красноярского края обработка площадей ярового сева по минимальной технологии возросла с 74,9% в 2013г. до 85% в 2019 г. При этом достигнуто следующее соотношение [3, 4]: 15% – традиционная технология с глубокой отвальной или безотвальной вспашкой; 30% – минимальная технология с осенней глубокой безотвальной комбинированной обработкой и чизелеванием; 55% – минимальная технология с поверхностной обработкой (40%) и прямой посев по стерне (нулевая технология – 10%).

Технологическая потребность в эталонных ТЭ-150 тракторах, с учетом снижения зональных нормативов при использовании ресурсосберегающих технологий word image 2413 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. , составила word image 2414 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. пашни. Технологическая потребность на всю площадь пашни уменьшилась в 2019г. до 10609 эт. ед., т.е в 1,51 раза, а фактическое наличие составило 6532 эт. ед. и 7390 физ. ед. Оснащённость отрасли тракторами с 2013г. по 2019г. снизилась с 62,8 до 61,6%, т.е. на 1,2%. Количество физических тракторов за этот период сократилось с 8500 до 7390 (15%) при возрастании среднего условного коэффициента перевода word image 2415 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. с 0,834 до 0,875 (см. табл. 2.4).

2.2. Оценка состояния тракторного парка

Программой технического перевооружения отрасли растениеводства АПК Красноярского края на период до 2020 года предусмотрена коренная модернизация машинной базы за счет нового поколения мобильных энергетических средств и технологических комплексов отечественного, иностранного и совместного производства. Совершенствование системы машин ориентировано на адаптированный к зонально-природным условиям и технологиям широкий типоразмерный ряд энергонасыщенных колесных тракторов с переменными массоэнергетическими параметрами и единой элементно-агрегатной базой.

За отчетный период численность свободных тракторов в АПК сократилась на 15% и составила на 01.01.2019г. 7390 ед. (табл. 2.5) из которых 428 (5,90%) иностранные колесные модели в основном российской сборки из тракторокомплектов. Наибольшая доля приходится на колесные тракторы классической компоновки 4к4а (52,4%), которые в основном (49,78%) представлены продукцией ОАО «МТЗ» (табл. 2.5).

Количество тракторов колесной формулы 4к4б составило 2138 ед. (28,9%), из которых 1476 (19,97%) отечественные модели трактора «Кировец». Доля продукции ЗАО «ПТЗ» в составе тракторного парка увеличилась на 2,1%. Гусеничных тракторов отечественного производства (ВгТЗ и АТЗ) осталось не более 700 ед. (9,85%), из которых используются в технологиях почвообработки не более 50%. Среди тракторов мощностью до 18 кВт преобладает в настоящее время отечественная продукция (ЛТЗ, ВТЗ) со сроком эксплуатации свыше 15 лет.

Условный коэффициент перевода физических тракторов в эталонные для всего тракторного парка вырос за шесть лет на 6,0 % до 0,884 за счет повышения мощности новых машин и сокращения общей численности тракторного парка в сельском хозяйстве края.

Таблица 2.5 – Изменения структуры и состава парка свободных тракторов в СХО и КФХ Красноярского края за 2013-2018 гг.

Наименование техники 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Тракторы, всего шт., в т.ч.: 8794 8516 8609 8277 8150 8086
۰ПТЗ (Кировец) 1518 1415 1510 1408 1483 1476
۰ХТЗ 436 417 462 407 412 450
۰МТЗ 3893 3773 3859 3658 3673 3678
۰ВгТЗ 242 243 270 255 215 203
۰ВТЗ 136 115 113 131 88 98
۰Versatile (РСМ) * 20 27 30 32 35 46
۰Прочие 2569 2174 2395 2034 1873 1753
۰Иностранные (США, Евросоюз) 220 379 357 384 406 428

Итоги реализации Госпрограммы за 2012-2020гг. свидетельствуют, что задание по приобретению новых тракторов выполнено на 50,1%. Прогноз полного обновления тракторного парка к 2020г. не оправдался. В 2020г. в АПК края будет эксплуатироваться 68-69% тракторов, выработавших свой ресурс на 80-90%. Новой (до 3-х лет) отечественной и стран СНГ тракторной техники всего 10,60%, а со сроком более 10 лет-71,8%, с учетом иностранных тракторов эти показатели составили 10,96 и 69,34% (рис. 2.1), что существенно хуже среднероссийских показателей (13 и 66%). Общее количество тракторов со сроком службы менее 10 лет – 30,7%.

word image 2416 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 2.1 – Возрастной состав парка тракторов в СХО и КФХ

Иностранные тракторы (кроме СНГ) в основном 90,2% имеют срок эксплуатации до 10 лет (рис. 2.2). Они представлены (56%) высокомощными (6-8 кл.) колесными моделями шарнирно-сочлененной компоновки ведущих тракторостроительных фирм с двигателями постоянной мощности, автоматическим управлением режимом рабочего хода и возможностью комплектования сдвоенными колесами. Остальные (44%) колесные тракторы кл. 3-5 улучшенной классической компоновки.

рис1.9.jpg

Рисунок 2.2 – Возрастной состав иностранных (без СНГ) тракторов

При планируемом обновлении тракторного парка 5,5%, фактическое за последние восемь лет не превышало – 3,4% (290 ед.) в 2012г., а среднее составило – 2,0% (149 ед.) (табл. 2.6). Соответственно максимальное выбытие тракторов за этот период достигло 7,1% в 2014г. при среднем значении 4,1%.

Таблица 2.6 – Обновление парка тракторов в СХО и КФХ Красноярского края за 2012-2019 гг. (ед.)

Годы Наличие на начало года физ.ед. Убыло физ.ед. Приобретено новых

физ.ед.

Выбытие,
%
Обновление, % word image 2417 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.
2012 8724 514 290 5,9 3,4 0,831
2013 8500 376 182 4,4 2,2 0,834
2014 8306 589 117 7,1 1,5 0,834
2015 7834 320 133 4,1 1,7 0,841
2016 7647 324 211 4,2 2,8 0,856
2017 7534 165* 91 2,2* 1,2 0,865
2018 7460* 175* 105 2,3* 1,4* 0,870*
2019 7390* 168* 143* 2,3* 1,9* 0,875*
2020 7287*
Среднее за 2012-2019гг. 7853 329 149 4,1 2,0 0,855

* – предварительные данные

Качественный состав тракторного парка предопределен системой технического обеспечения зональных технологий в отрасли растениеводства. Около 45% от общего количества составляют тракторы общего назначения, среди которых колесных – 32,3%. В основном (19,9%) это отечественные тракторы (5-8 кл.) «Кировец» обновление которых в 2016г. составило 6,9% при выбытии 5,8% (рис. 2.3). Новое поколение энергетических средств представлено в основном колесными (серии К-744Р24, Беларус-1523/1221 и ХТЗ-17221) тракторами. Общее количество новых энергонасыщенных тракторов достигло 11,0% (800 ед.). Из них тракторов ведущих иностранных фирм более 5,9% (428 ед.).

рис1.10.jpg

Рисунок 2.3 – Соотношение количества тракторов «Кировец»

по срокам эксплуатации

Анализ структуры рынка тракторов в АПК края за последние четыре года (табл. 2.7) показал, что доля отечественной продукции без учета сборочных производств иностранной техники составила 44,6%, республики Беларусь с учетом сборочных производств в России – 47,7% и дальнего зарубежья – 7,7%.

Приобретение колесных тракторов мощностью от 200 до 550 л.с., возросло до 50%. Из них 77% приходится на тракторы «Кировец». Рынок универсальных тракторов 4к4а мощностью до 150л.с. производства ОАО «МТЗ» достиг 50% общих продаж. Среднее значение эксплуатационной мощности новых тракторов составило 215 л.с. (158 кВт), (табл. 2.7, рис. 2.4).

Таблица 2.7– Структура обновления парка сельскохозяйственных тракторов в СХО и КФХ Красноярского края

Структура рынка, фирма Доля продажи , ед/%
2016 2017 2018 2019
Россия
ЗАО ПТЗ 100/47,4 27/29,7 41/39 55/38,5
ООО «Ростельмаш» 3/1,4 8/8,8 11/10,5 9/6,1
ООО «ТК ВГТЗ» 2/1,0 1/1,1 0/0 0/0
ЗАО «Агротехмаш» 0/0 1/1,1 0/0 0/0
Беларусь
ОАО «МТЗ» и филиалы 104/49,3 49/53,8 43/41 69/47,7
Нью-Холланд 0/0 2/2,2 4/3,8 6/4,6
Джон-Дир 1/0,45 1/1,1 2/1,9 0/0
Прочие иностранные 1,0,45 2/2,2 4/3,8 4/3,1
Общий объем продаж 211 91 105 143
Средняя мощность (ISO-1586)

N, кВт/л.с.

161/219 152/207 174/237 160/218

Фрагмент12.jpg

Рисунок 2.4– Мощностная структура обновления сельскохозяйственных тракторов АПК Красноярского края

Основной причиной увеличения продаж отечественных и белорусских тракторов при резком снижении приобретений иностранной техники после введения экономических санкций в 2013г. стал диспаритет цен. Цена тракторов «Кировец» (с учетом федеральных и региональных субсидий) в пересчете на эталонные составила на 01.01.2017г. 3,6-4,6 млн.руб/эт. (табл. 2.8). Продукция ОАО «МТЗ» аналогичных типоразмеров мощности имеет сопоставимую стоимость, а в диапазоне 82-130 л.с. на 34-36% ниже. У иностранной тракторной техники этот показатель в 1,5-2,3 раза выше. Причем с повышением мощности тракторов он увеличивается.

Таблица 2.8 – Соотношение цен отечественных и иностранных колесных тракторов в пересчете на эталонные

Модель / марка трактора Диапазон мощности, л.с. Коэффициент перевода,

word image 2418 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Цена
эт. трактора,млн.руб
Соотношение цен
эт. тракторов
Кировец К-744Р14 300…428 1,53-2,02 3,60-4,60 1,00
Беларус:

82.1-1221

1523-3522

82…130

155…355

0,57-0,80

0,89-2,02

2,38-2,96

3,62-4,87

0,64-0,66

1,02-1,06

New Holland:

Т5110-Т6050

Т6090-Т9.505

110…139

201…457

0,80-0,89

1,23-2,39

3,61-5,22

4,51-8,19

1,00-1,13

1,25-1,78

John Deere:

1204D-6130

7830-9420

120…130

205…425

0,80-0,88

1,32-2,13

5,00-7,39

8,33-10,3

1,39-1,61

2,25-2,31

Versatile 375-535 375…535 2,01-2,56 7,19-8,56 1,86-2,00
CLAAS:

Axion 820-950

Xerion 4500-5000

232…390

449…500

1,42-2,02

2,39-2,46

5,56-7,89

8,27-8,41

1,54-1,72

1,83-2,30

Из иностранных тракторов в АПК края наиболее представлены энергонасыщенные колесные тракторы трех крупнейших фирм (рис. 2.5). Среди них ведущее место занимает (Case + New Holland) – 53%. На долю John Deere и Claas приходится соответственно 22% и 25%. Поэтому для более эффективного использования мощной иностранной тракторной техники и организации ее сервисного обслуживания при обновлении тракторного парка товаропроизводители ориентированы на продукцию указанных фирм.

рис1.11.jpg

Рисунок 2.5 – Соотношение количества колесных тракторов
иностранного производства

В таблице 2.9 приведены прогнозируемый и фактический на 01.01.2020 года количественный и качественный состав парка тракторов сельскохозяйственных организаций и фермерских хозяйств края при технологической потребности 5,75 эт./1000 га и технической оснащенности 63% с учетом внедрения зональных ресурсосберегающих технологий и нулевой (10%) в растениеводстве на 85% площади ярового сева.

Таблица 2.9 – Прогнозируемый и фактический состав парка тракторов сельскохозяйственных организаций и фермерских хозяйств края на 01.01.2020г.

Типоразмеры тракторов Прогнозируемый % Фактический %
Количество, ед. Количество, ед.
Колесные 4к4б, кл. 5-8 отечественные, (К-701, К-744Р1, К-744Р234) 1460-1480 20,2 1476 20,3
Колесные 4к4, кл. 3-8 (иностранные): новые и вторичного использования 280-290 3,9 466 6,4
Гусеничные, кл. 3-4 (ВгТЗ, АТЗ, ХТЗ) 1050-1060 14,6 1017 14,0
Колесные кл. 3-5 4к4а, (Беларус-1523, 2522, Terrion ATM) и 4к4б ХТЗ, и пр. 440-450 6,1 345 4,7
Колесные 4к4а, кл. 1,4-2,0 (Беларус-920, 1221, Агромаш и пр.) 3700-3720 51,2 3678 50,5
Колесные 4к4а и 4к2, кл. 0,60-0,90 (Китай, Беларусь и пр.) 290-310 4,0 305 4,2
Общее количество тракторов 7220-7310 100 7287 100

Общее количество тракторов с 2013г. уменьшилось на 16,7% с повышением их средней мощности при коэффициенте перевода эталонных в физические КЭ=пэ.т./пф.т.=0,884. Среди тракторов общего назначения высокой (до 220 кВт) и сверхвысокой (свыше 220 кВт) мощности преобладают отечественные колесные 4к4б тракторы «Кировец». На новые иностранные тракторы ведущих фирм дальнего зарубежья приходится 5,0% от общего количества. Приобретали их крупные высокорентабельные сельскохозяйственные организации. С учетом рынка вторичной техники количество иностранных тракторов общего назначения (без СНГ) достигло 5,9%.

Парк колесных тракторов общего назначения (3-5 кл.) обеспечен в основном устаревшей продукцией ОАО «МТЗ» и сборочных производств ОАО «ХТЗ».

word image 2419 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 2.6 – Прогнозируемый возрастной состав тракторов к 2020 г.

Универсально-пропашные тракторы (кл. 1,4-2,0) представлены ОАО «МТЗ» сборочными производствами в России. Сектор пропашных тракторов (0,6-0,9 кл.) пополнялся за счет продукции китайского производства. Численность тракторов со сроком службы более 10 лет к 2020 г. составила 72% (рис. 2.6). Количество тракторов со сроком службы более 20 лет превысила 37%. Общее количество новых тракторов со сроком эксплуатации менее 3 лет снизилась до 8,3%.

2.3 Нормативы потребности в зерноуборочных и кормоуборочных комбайнах

Максимальное количество комбайнов следует находить по пиковому периоду уборки, когда за оптимальный агротехнический срок необходимо убрать определенную площадь под одновременно созревшими культурами. Выполнение этого условия требует регулярного проведения зонального мониторинга возделываемых культур и севооборотов с постоянной актуализацией полученных данных [12]. Анализ материалов технологических карт по срокам созревания районированных сортов сельскохозяйственных культур позволил выявить оптимальные сроки созревания каждой культуры, возделываемой в нашем регионе (табл. 2.10).

Таблица 2.10 – Агротехнические сроки уборки сельскохозяйственных культур в Красноярском крае

Технологическая операция Календарные сроки по зонам
Тайга, подтайга Лесостепь Степь
Обмолот, том числе: 25.08-25.09 15.08-25.09 10.08-20.09
Ячмень 25.08-05.09 20.08-30.08 15.08-25.08
Пшеница 06.09-20.09 01.09-15.09 26.08-10.09
Овес 21.09-25.09 16.09-25.09 11.09-20.09
Рапс на зерно 25.09-30.09 20.09-30.09 15.09-25.09
Озимые зерновые культуры 25.08-05.09 15.08-30.08 10.08-25.08
Бобовые 25.08-05.09 20.08-30.08 15.08-25.08
Гречиха 21.09-25.09 16.09-25.09 11.09-20.09
Соя 25.09-30.09 20.09-30.09 15.09-25.09
Кукуруза на зерно 20.09-25.09 11.09-20.09
Подсолнечник на зерно 20.09-30.09 15.09-25.09
Скашивание кукурузы на силос 25.08-05.09 21.08-5.09 20.08-10.09
Подбор валков травы

на сенаж

05.07-14.07

15.08-24.08

01.07-10.07

11.08-20.08

25.06-05-07

05.08-15.08

Таблица 2.11 – Характеристики посевов сельскохозяйственных культур Красноярского края

Культура Площадь, га Площадь по агрозонам, га Урожай- ность, ц/га
Тайга, подтайга Лесо-

степь

Степь
Зерновые яровые, в том числе: 861980,6 186791,2 589336,1 85853,3 23,9
Пшеница

Ячмень

Овес

554280,8 120112,6 378961,8 55206,4 23,8
151837,8 32903,3 103811,5 15123 27,2
155862 33775,3 106562,8 15523 22,2
Зерновые озимые, в том числе: 20929 4481,8 14140,3 2306,9 23
Пшеница

Рожь

Тритикале

4532 982,1 3098,5 451,4 18
16150 3499,7 11041,8 1608,5 24,5
247 247 10,3
Зернобобовые 17044,3 3693,5 11653,2 1697,6 19,1
Гречиха 7558 1637,8 5167,4 752,8 8,3
Кукуруза на зерно 2577,3 1928,3 649 32,7
Рапс на зерно 143273,4 31047,4 97956 14270 14,8
Соя 8401,3 1820,5 5744 836,8 8,7
Подсолнечник на зерно 2466 1880 586 7
Просо 350 350 13,3
Горчица 185 185 6,9
Лен 400,2 400,2 11
Рыжик 500,1 200 300,1 10,8
Всего 1065665,2 229472,2 728190,3 108002,7
Кукуруза на силос 24145,4 5232,3 16508,2 2404,9 187,2
Травы на сенаж 131991,5 28602,6 90242,6 13146,3 82,3
Всего 156136,9 33834,9 106750,8 15551,2

Зная площади под каждой культурой (табл. 2.11) и задавшись допустимыми агротехническими сроками уборки, можно определить общую площадь, которую надо убрать в заданные календарные сроки. Для региональных зональных сроков и объемов уборочных работ зерновых, зернобобовых и технических культур пиковая нагрузка приходится на уборку яровой пшеницы с 1 по 15 сентября.

Необходимое количество эталонных зерноуборочных комбайнов (Вектор-410) для 3 агрозон рассчитывается по формуле:

word image 2420 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (2.1)

где nкi – количество зерноуборочных комбайнов для i-ой агрозоны;

Fi – уборочная площадь яровой пшеницы i-ой агрозоны, га;

Др – количество календарных дней, Др = 15;

Wсмi – сменная выработка эталонного зерноуборочного комбайна в i-ой агрозоне, га (приложение 4);

αсм – коэффициент сменности, αсм = 1,25;

Кг – коэффициент технической готовности, Кг = 0,95;

Коб – обобщенный поправочный коэффициент на местные условия,

Коб = 0,79;

Км – коэффициент, учитывающий метеоусловия, Км = 0,7.

nкз = 1120112,6/15*11,4*1,25*0,95*0,79*0,7 + 378961,8/15*11,9*1,25*0,79*0,7 + 55206,4/15*12,2*1,25*0,79*0,7 = 4760,9 э.к.

Расчеты показывают, что для уборки яровой пшеницы при средней урожайности 26,4 ц/га в пиковый период необходимо иметь 4761 эталонный ЗУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края составлял 2865,9 эталонных комбайнов. Отсюда, обеспеченность АПК региона ЗУК составляет 60,2 %.

Для региональных зональных сроков и объемов уборочных работ кормовых культур пиковая нагрузка приходится на подбор валков травы на сенаж с 1 по 20 августа.

Необходимое количество эталонных кормоуборочных комбайна (Дон-680М) для 3 агрозон рассчитывается по этой же формуле с соответствующими коэффициентами: Коб = 0,92; Км = 0,8.

nкк = 14301,3/10*11,0*1,25*0,95*0,92*0,8 + 45121,3/10*11,6*1,25*0,92*0,8 + 6573,15/10*11,9*1,25*0,92*0,8 = 657,1 э.к.

Расчеты показывают, что для подбора валков травы на сенаж урожайностью 82,3 ц/га в пиковый период необходимо иметь 657 эталонных КУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края включал 327,3 эталонных комбайна. Отсюда, обеспеченность АПК региона КУК составляет 49,8 %.

2.4 Структура и состав парка зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов

Анализ изменения структуры комбайнового парка в АПК края за последние 6 лет показал, что списываются зерноуборочные комбайны «Енисей», а приобретаются – компаний «Ростсельмаш», «Гомсельмаш» и «Брянсксельмаш» (табл. 2.12). Доля продукции российских заводов по ЗУК составляет 80,9 %, Республики Беларусь с учетом сборочных производств в России – 9,7%, иностранных – 9,4 %. В структуре КУК преобладают российские и белорусские, из них 81 % приходится на самоходные, остальные – прицепные комбайны. В течение последних трех лет количество иностранных ЗУК и КУК практически не меняется. Основной причиной приостановления приобретения качественной зарубежной техники является их высокая стоимость (выше в 2-3 раза). К тому же отечественным комбайностроителям оказывается значительная финансовая поддержка в виде субсидирования на федеральном и региональном уровне. Этим же объясняется и снижение закупок белорусских комбайнов, так как меры государственного финансирования в последние годы на них не распространяются. Наибольшей востребованностью по иностранной технике у сельхозпроизводителей пользуются ЗУК компаний New Holland – 137 шт., Claas – 73 шт., John Deere – 33 шт. КУК – компаний Claas – 44 шт., New Holland – 6 шт.

Структура и обновление комбайнового парка в сельскохозяйственных организациях (СХО) и крестьянско-фермерских хозяйствах (КФХ) за последние 6 лет представлены в табл. 2.12.

Таблица 2.12 – Изменения структуры и состава парка ЗУК и КУК СХО и КФХ Красноярского края за период 2014-2019 гг.

Наименование техники 2014

(01.01.)

2015

(01.01.2014)

2016

(01.01.2016)

2017

(01.01.)

2018

(01.01.)

2019

(01.01)

Зерноуборочные комбайны
всего шт., в т.ч.: 3539 3375 3245 3158 2906 2861
Енисей 2367 2131 1924 1737 1412 1290
РСМ: Вектор 316 336 367 391 441 458
Акрос 412 442 478 522 528 567
Палессе 197 197 205 240 259 278
Иностранные (США, Евросоюз): Клаас; Джон Дир; Челенджер; Мессей Фергюссон; Нью Холланд; Кейс; Лаверда 247 269 271 268 266 268
Кормоуборочные комбайны
Всего, шт. 591 552 508 476 452 403
Отечественные и белорусские 525 485 441 416 396 346
Иностранные 66 67 67 60 56 57

Обновление парка комбайнов и его рынок показаны в таблицах 2.13 и 2.14.

Таблица 2.13 – Обновление парка ЗУК и КУК в СХО и КФХ Красноярского края за период 2014-2019 гг.

Годы Наличие на 01.01. физ.ед. Убыло физ.ед. Приобретено новых

физ.ед.

Выбытие,
%
Обновление, %
Зерноуборочные комбайны
2014 3539 249 85 7,0 2,5 0,901
2015 3375 122 95 3,6 2,8 0,906
2016 3245 343 153 10,2 4,8 0,927
2017 3158 154 81 4,9 3,0 0,958
2018 2906 320 87 10,3 2,9 1,008
2019 2861 223 89 7,8 3,3 1,020
Кормоуборочные комбайны
2014 591 57 18 9,6 3,3 0,835
2015 552 32 18 5,8 3,3 0,843
2016 508 76 15 14,1 2,9 0,891
2017 476 37 12 7,8 2,9 0,924
2018 452 70 18 15,5 5,2 0,976
2019 403 41 13 10,2 3,5 1,0

Таблица 2.14 – Структура обновления парка зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в СХО и КФХ Красноярского края в период с 2016 по 2018 годы

Зерноуборочные комбайны Кормоуборочные комбайны
Марка 2016 2017 2018 Марка 2016 2017 2018
Енисей-1200 9 Дон-680М 4 4 9
Вектор-410 54 34 42 РСМ-1401 1 3 1
Акрос 49 28 32 КСК-600 4 1 2
РСМ-161 4 2 1 КВК-800 1
Палессе 33 13 11 КСД-2 5
Нью Холланд 1 1 2 К-Г-6 Палессе 2 2
Клаас 1 2 1 Нью Холланд 3
Джон-Дир 2 Клаас 2 1
Всего 153 81 87 15 12 18

Обновление комбайнового парка сопровождается уменьшением количественного состава с одновременным увеличением качественного показателя word image 2421 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. К настоящему времени этот показатель приблизился к 1, что свидетельствует о повышении средней мощности двигателей комбайнов. Как видно из табл. 2.14 основные продажи приходятся на продукцию компании Ростсельмаш. Это является следствием, как государственной поддержки производства отечественной техники, так и высоким качеством производимых комбайнов.

В настоящее время принята дискретная классификация зерноуборочных комбайнов. В основу такой классификации положена нормированная пропускная способность молотильного аппарата [1]:

Q1 = до 3,0 кг/с – первого класса;

Q2 = 5,0 – 6,0 кг/с – второго класса;

Q3 = 6,0 – 7,0 кг/с – третьего класса;

Q4 = 7,0 – 8,0 кг/с – четвертого класса;

Q5 = 9,0 – 10,0 кг/с – пятого класса;

Q6 = 11,0 = 12,0 кг/с – шестого класса.

Такой метод классификации комбайнов именуется дискретным, так как в принятой шкале имеются свободные межклассовые участки (до 3; 5 – 6; 7 – 8, 9 – 10, 11 – 12), которые не идентифицируются каким-либо классом. Представителем класса является комбайн с нормированной пропускной способностью, входящей в классовый интервал Qi (i = 1 – 6). Но для многих новых комбайнов расчетная пропускная способность не вписывается в принятую дискретную систему классов. Например, в такую ситуацию попали ЗУК Акрос 580, 585 с нормированной пропускной способностью q = 10,5 кг/с. Их невозможно идентифицировать в чистом виде ни пятым, ни шестым классом, так как они полностью занимают промежуточную между ними нишу. Ситуация еще более усложняется, если мы попытаемся в рамках существующей дискретной классификации идентифицировать зерноуборочные комбайны зарубежного производства.

Таким образом, дискретная классификация является мало пригодной для сравнительного анализа зерноуборочных комбайнов как отечественного, так и зарубежного производства. Выходом из этого положения является переход на применение метода непрерывной классификации [13].

Сущность непрерывной классификации заключается в том, что класс комбайна идентифицируется величиной Qi, относительно которой сохраняется принятый постоянный классовый интервал равный ± 0,5 кг/с

Q0 = 0,0 – 0,99 кг/с – нулевого класса;

Q1 = 1,0 – 1,99 кг/с – первого класса;

Q2 = 2,0 – 2,99 кг/с – второго класса;

Q3 = 3,0 – 3,99 кг/с – третьего класса;

Q4 = 4,0 – 4,99 кг/с – четвертого класса;

Q5= 5,0 – 5,99 кг/с – пятого класса;

Q6 = 6,0 – 6,99 кг/с – шестого класса;

Q7 = 7,0 – 7,99 кг/с – седьмого класса;

Q8 = 8,0 – 8,99 кг/с – восьмого класса;

Q9 = 9,0 – 9,99 кг/с – девятого класса.

Q10 = 10,0 – 10,99 кг/с – десятого класса;

Q11 = 11,0 – 11,99 кг/с – одиннадцатого класса;

Q12 = 12,0 – 12,99 кг/с – двенадцатого класса;

Q13 = 13,0 = 13,99 кг/с – тринадцатого класса.

Таким образом, ЗУК РСМ-161 с нормативной пропускной способностью q = 12,2 кг/с будет относиться к двенадцатому классу. Переход на непрерывную классификацию зерноуборочных комбайнов позволит в значительной мере упорядочить информацию о них и повысить ее достоверность.

В настоящее время нет регламентированной системы классификации зерноуборочных комбайнов. По этой причине в их технических паспортах определено место каждой модели во всем семействе зерноуборочной техники по мощности силовой установки, уровню производительности, стоимости и экономической эффективности. Производительность в зерна в тоннах за 1 час основного времени, которую в настоящее время чаще всего регламентируют в технических условиях (ТУ) на эту роль не подходит, так как находится в функциональной зависимости от пропускной способности молотилки, параметров поступающего на ее вход зернового вороха и скоростного режима уборки [14].

В ВИМе (НИИ Всероссийский институт механизации) установлено, что среднестатистическая величина пропускной способности комбайна (математическое ожидание в процессе многократных испытаний на обмолоте озимой пшеницы при потерях зерна молотилкой 1,5%) имеет высокий коэффициент множественной корреляции с основными параметрами комбайна: мощностью двигателя, площадью подбарабанья, соломотряса и решет очистки.

Исходя из принципа подобия и гармоничности комбайна, введено понятие “параметрический индекс комбайна” iк, который объединяет в одно критериальное уравнение основные параметры. Для зерноуборочного комбайна параметрический индекс равен [15]:

iк = 0,25*(Nе/32 + Fп/0,26 + Fс/1,5 + Fр/0,8),  (2.2)

где Nе – мощность двигателя, л.с;

Fп, Fс, Fр – площади подбарабанья, соломотряса и решет очистки, м2.

Установлена корреляционная связь между пропускной способностью комбайна и его параметрическим индексом:

q = 1,83*iк – 0,83. (2.3)

По формулам 2.2 и 2.3 рассчитывается пропускная способность зерноуборочных комбайнов, а затем – переводной коэффициент в эталонный комбайн (табл. 2.15).

Дискретная классификация является мало пригодной также и для сравнительного анализа кормоуборочных комбайнов как отечественного, так и зарубежного производства. Многообразие образцов кормоуборочных комбайнов предлагается разделить на десять классов с мощностью двигателя от 20 до 524 кВт с интервалом через 50 кВт [16].

Таблица 2.15 – Коэффициенты перевода в эталонные единицы зерноуборочных комбайнов

Модель Мощность двигателя, л.с. Теоретическая пропускная способность, кг/с Переводной коэффициент
1 2 3 4
СКД-6 120 5,05 0,66
Енисей-1200, 1200М, 1200-1 140 5,38 0,70
Енисей-1200-Н, 1200Н1 150 5,99 0,78
Енисей-1200-1М, 1200НМ 185 6,99 0,91
Енисей-1200-1НМ 185 6,45 0,84
Енисей-950 «Руслан»-950 185 6,60 0,86
Енисей-950 «Руслан»-954 185 6,30 0,82
Енисей-960 185 9,22 1,2
Енисей-967 230 9,98 1,3
Агромаш-Енисей КЗС1421,1441 230 9,98 1,3
СК-5, СК-5М «Нива» 140 5,53 0,72
Дон-1200 118 6,45 0,84
РСМ-101 “Вектор-410” 210 7,68 1
Вектор-420 220 7,76 1,01
РСМ-10Б “Дон-1500Б” 235 9,52 1,24
Сампо-Ростов SR 3085 L TS 250 9,45 1,23
ACROS-530, ACROS-535 250 9,68 1,26
ACROS-540, 550 264 9,91 1,29
ACROS-560 280 9,91 1,29
ACROS-580, 585 300 10,44 1,36
ACROS-590 PLUS, 595 PLUS 325 11,30 1,47
РСМ-161 360 12,21 1,59
Torum-740 400 13,82 1,8
КЗС-7-24 “Полессе GS07” 180 7,99 1,04
КЗС-812 “Полессе GS812” 210 8,99 1,17
КЗР-10 290 10,83 1,41
КЗК-10 “Полесье-10К” 290 9,99 1,3
КЗС-10К «Полессе GS10″ 250 10,29 1,34
КЗС-1218 “Полессе GS12” 330 12,83 1,67
Лида-1300-03 250 6,99 0,91
Challenger 647 C 274 8,60 1,12
MASSEY FERGUSON MF-5650 175 7,30 0,95
“John deere” 1075 200 7,30 0,95
“John deere” W 550 290 10,60 1,38

Продолжение таблицы 2.15

1 2 3 4
“John deere” W 650 320 11,14 1,45
“John deere” W 660 325 11,14 1,45
“John deere” 9660 CTS 310 13.36 1,74
“John deere” 9660, 9670 STS 305 13,36 1,74
Claas (Тукано-320) 204 7,91 1,03
Claas (Тукано-340) 260 10,14 1,32
Claas (Тукано-440) 279 10,21 1,33
Claas (Тукано-450) 299 11,06 1,44
Claas (Тукано-480, 580) 366 13,67 1,78
Class Mega 350 220 7,68 1,0
Class Mega 360 245 9,14 1,19
Class Mega 370 260 9,60 1,25
“Case IH” 2388 280 9,60 1,25
New Holland» TC 5080 240 8,76 1,14
«NEW HOLLAND» CX 840, 841 299 10,60 1,38
«New Holland» CX 6090, 7080 300 10,91 1,42
«New Holland» CX 8070 326 11,14 1,45
«New Holland» CX 8080 326 11,14 1,45
«New Holland» CR 9060 389 11,90 1,55
“Laverda” 2050 LX 195 6,84 0,89
Laverda 205 REV Ecoт 210 7,99 1,04
Laverda 296 LCS 275 10,06 1,31
Laverda М306 335 10,37 1,35

Учитывая, что кормоуборочный комбайн предназначен для работы на уборке различных кормовых культур (кукуруза на силос, провяленная трава на сенаж и свежескошенная трава на зеленую подкормку) классификацию типажа комбайнов по пропускной способности следует проводить по одной культуре, а по другим – делать перерасчет (табл.2.16).

Зависимость пропускной способности измельчающего аппарата комбайна прямо пропорциональна мощности двигателя и может быть определена по следующей эмпирической формуле [17]:

q = в·Nе, (2.4)

где q – пропускная способность измельчающего аппарата, кг/с;

Nе – мощность двигателя, кВт;

в – эмпирический коэффициент, имеющий размерность кг/кВт·с и равный для кормоуборочного комбайна на уборке кукурузы на силос – 0,14; для кормоуборочного комбайна на заготовке зеленой подкормки – 0,08; на заготовке сенажа – 0,06.

Производительность за час основного времени работы комбайна на уборке кукурузы на силос, зеленой травы на подкормку животным и для приготовления сенажа имеет прямо пропорциональную зависимость от мощности двигателя на привод рабочих органов комбайна. Аналитическое выражение этой зависимости определяется эмпирической формулой следующего вида:

W = c·Nпр, (2.5)

где W – производительность за час основного времени работы комбайна, т/ч;

Nпр – мощность на привод рабочих органов комбайна, кВт;

с – эмпирический коэффициент, имеющий размерность т/кВтч и равный для комбайна на уборке кукурузы – 0,47; на заготовке зеленой подкормки – 0,30; на уборке сенажа – 0,22.

Таблица 2.16 – Классификация кормоуборочных комбайнов

Класс Мощность двигателя, кВт Пропускная способность, кг/с
Кукуруза Трава Сенаж
1 20 – 70 2,8 – 9,8 1,6 – 5,6 1,2 – 4,2
2 71 – 120 9,9 – 16,8 5,7 – 9,6 4,3 – 7,2
3 121 – 170 16,9 – 23,8 9,7 – 13,6 7,3 – 10,2
4 171 – 220 23,9 – 30,8 13,7 – 17,6 10,3 – 13,2
5 221 – 270 30,9 – 37,8 17,7 – 21,6 13,3 – 16,2
6 271 – 320 37,9 – 44,8 21,7 – 25,6 16,3 – 19,2
7 321 – 370 44,9 – 51,8 25,7 – 29,6 19,3 – 22,2
8 371 – 420 51,9 – 58,8 29,7 – 33,6 22,3 – 25,2
9 421 – 470 58,9 – 65,8 33,7 – 37,6 25,3 – 28,2
10 471 – 520 65,9 – 72,8 37,7 – 41,6 28,3 – 31,2

Коэффициенты перевода в эталонные единицы кормоуборочных комбайнов зависят от мощности двигателя и определяются по производительности за 1 час основного времени (табл. 2.17).

Таблица 2.17 – Коэффициенты перевода в эталонные единицы кормоуборочных комбайнов

Марка комбайна Тяговый класс трактора, кН; номинальная мощность двигателя, кВт. Производительность за 1 час основного времени, т/ч. Условный коэффициент перевода в эталонные КУК
КСК-100, 100А 147 69 0,69
КСК-100АЗ 158 74 0,74
КСК-600 “Полесье FS 60” 173 81 0,81
К-Г-6 “Полесье” (УЭС-2-280/250 плюс КПК-300) 206 97 0,97
КЗР-10 “Полесье-Ротор” 213 100 1.0
ДОН-680 (280/0,98) 206 97 0,97
ДОН-680М 213 100 1
РСМ-1401 294 138 1,38
Буран (Енисей-1200) 103 48 0,48
Енисей-324 221 104 1,04
Е-281 “Марал-125” 175 82 0,82
CLASS “Jaguar 810” 215 101 1,01
JAGUAR-830 236 111 1,11
JAGUAR-840 268 126 1,26
JAGUAR-850 286 134 1,34
New Holland FR 9060 402 189 1,89
NEW HOLLAND FR600 400 188 1,88
“John deere”E 7250 281 132 1,32
“John deere”E 7380 360 169 1,69
Krone Big X 500 375 176 1,76
JAGUAR-860 340 160 1,60
КИР-1,5 кл. 1,4 17 0,17
КС-1,8 “Вихрь” кл. 2 54 0,49
КСД-2 “Клевер” КСД-2 “Sterh” кл. 1,4 38 0,18
КИН-Ф-1500 кл. 1,4 18 0,34
КПИ-Ф-2,4А кл. 1,4 22.9 0,21
КРП-Ф-2 “Рось-2” кл. 2 45 0,41
КПК-2,1 “Булат” кл. 2 35-55 0,41
КПП-2 (Кубань-2) кл. 2 35 0,32
Волга-2 кл. 2 45 0,41
КДП-3000 “Полесье” кл. 3 43-90 0,82

Систематизация параметров комбайнов по классам позволяет обосновать технико-технологические параметры при проектировании новых образцов машин по их зависимостям от мощности двигателя (на привод рабочих органов), а в условиях хозяйств позволяет произвести выбор для поставки в хозяйства кормоуборочных комбайнов необходимого класса в зависимости от объема работ по заготовке кормов из трав и силосных культур в измельченном виде.

Молотильное устройство каждого зерноуборочного комбайна имеет свою величину нормированной подачи q. Ей однозначно соответствует определенный уровень граничной урожайности. Это новый показатель, который ранее не применялся при сравнительном анализе эффективности зерноуборочных комбайнов [13].

Под термином «граничная урожайность» Uгр в данной работе принята такая урожайность, при которой для молотилки комбайна обеспечивается при заданном показателе соломистости и максимально допустимой рабочей скорости движения vр максимальная оптимальная подача, соответствующая регламентированному уровню потерь (в нашем случае 1,5%).

Введенный показатель обладает целым рядом полезных свойств, которые наглядно проявляются при сравнительной оценке технико-экономической эффективности зерноуборочных комбайнов.

Во-первых, он определяет для каждого комбайна свою границу раздела полей на низко – и высокоурожайные. Такая конкретизация всегда необходима, так как специфика эксплуатации и методология оценки экономической эффективности комбайнов, работающих на этих полях, имеют принципиальные различия. Заметим, в этом делении сама по себе абсолютная величина урожайности не играет роли. Для комбайна СК-5М «Нива»» с Uгр = 19,3 ц/га урожайность от 21 до 26 ц/га является высокой, а для ДОН-1500Б с Uгр = 27,8 ц/га она классифицируется как низкая.

Во-вторых, показатель граничной урожайности является индикатором постоянства численного состава парка зерноуборочных комбайнов. Это свойство в значительной мере облегчает решение многих практических задач комплектации потребного парка уборочной техники. Комбайны всех классов при заданных ограничениях на скорость перемещения и допустимый уровень потерь могут убирать поля с различной урожайностью.

Приспособлением комбайна к различной урожайности полей является скорость его движения. Общая стратегия управления тут простая: высокая урожайность – скорость уменьшается, низкая урожайность – скорость повышается. Управление оптимальной подачей путем повышения скорости движения при работе на полях с низкой урожайностью невозможно в силу ограничения максимальной рабочей скорости. Оптимальный режим работы комбайна при уборке высокоурожайных полей можно поддерживать только понижением скорости. При таком управлении молотильное устройство комбайна будет всегда работать в оптимальном режиме и с неизменной величиной производительности.

Процесс механизированной уборки урожая протекает в рамках трех ограничивающих факторов: допустимый уровень потерь зерна Пд, предельная рабочая скорость комбайна vр и ограниченный период уборки урожая Ту.

1) По агротехническим требованиям потери зерна за молотилкой комбайна не должны превышать 1,5% при его работе на полях с любым уровнем урожайности. При этом рабочая скорость движения комбайна является главным оперативно управляемым фактором, обеспечивающим как его производительность, так и режимы работы на допустимом уровне потерь.

2) Предельная рабочая скорость движения комбайна ограничена конструкцией машины, определяющей уровень комфортных условий труда механизатора, и его индивидуальными физиологическими возможностями. Исследования, а также многочисленные данные натурных испытаний и хозяйственных наблюдений указывают на то, что скорость движения современных зерноуборочных комбайнов, при которой механизатор способен длительно работать, находится в диапазоне от 1,8 до 2,2 м/с (6,5-7,2 км/ч). В США уровень рабочих скоростей комбайнов регламентирован стандартом ASAE в диапазоне от 3,0 до 6,5 км/ч. При определении же сравнительной эффективности различных типов и марок самоходных зерноуборочных комбайнов этот стандарт рекомендует оценку их технико-экономических показателей определять на скорости 5,0 км/ч. В отечественной практике такая норма регламентации рабочей скорости отсутствует. Поэтому в рамках данной работы примем ее равной 1,8 м/с (6,5 км/ч).

3) Потребность в нормировании периода уборки обусловлена наличием у зерновых культур процесса естественного самопроизвольного осыпания спелого зерна. По данным Красноярского НИИСХ зерновые ежедневно теряют от 0,8 до 1,1% от своей урожайности (средняя величина 0,94%). При этих данных и допустимом уровне потерь урожая от осыпания в 2% требуемый период уборки зерновых равен 10 дням, что при 10-часовой длительности рабочего дня составляет 100 часов. Аналогичную статистику имеют и НИИСХ других субъектов Российской Федерации.

Работа комбайна в условиях постоянного действия указанных выше ограничений позволяет под термином «граничная урожайность» понимать такую урожайность поля с хлебостоем при нормированном отношении зерна к соломе 1:1,5 (далее нормированный хлебостой), при уборке которого с предельной рабочей скоростью обеспечивается режим 100 % загрузки молотильного устройства комбайна при уровне потерь зерна 1,5 % .

Показатель граничной урожайности комбайна определяют по формуле [18]:

Uгр = 360qi/(Врvр(1+ β)), (2.6)

где Uгр – граничная урожайность, ц/га;

qi – подача хлебной массы в молотилку комбайна, соответствующая регламентированному уровню потерь 1,5%, кг/с;

Вр – рабочая ширина захвата жатки, м;

vр – предельная рабочая скорость комбайна, км/ч;

β – коэффициент, характеризующий отношение массы соломы (mс) к массе зерна (mз) в хлебном ворохе, подаваемом в молотилку. Для злаковых культур β = 1-2. Нормированному состоянию хлебостоя соответствует  величина β = 1,5.

Работа рабочих органов молотильного аппарата зерноуборочного комбайна определяется следующими входными параметрами (исходными данными):

Uз – урожайность зерна, ц/га;

w – абсолютная влажность хлебной массы, %;

Lср – средняя высота хлебостоя, м (Lср = 0,52 м);

σ – коэффициент использования пропускной способности молотильного аппарата (σ = 0,9).

Соотношение зерна и не зерновой части оценивается коэффициентом соломистости:

word image 2422 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (2.7)

где –– масса незерновой части срезанных стеблей;

–– масса зерна.

Коэффициент соломистости β убираемых культур изменяется в широких пределах: он больше для длинностебельных малоурожайных и меньше для короткостебельных высокоурожайных культур. Среднее значение β составляет 0,6.

В условиях, отличных от номинальных, пропускная способность qф зависит от соотношения зерна и незерновой части хлебной массы. С увеличением содержания зерна в хлебной массе фактическая подача qф увеличивается, и наоборот.

Фактическая подача зависит также от вида, засоренности, влажности культуры и других показателей. Влияние указанных факторов учитывается коэффициентом использования номинальной пропускной способности σ.

Коэффициент использования номинальной пропускной способности молотилки σ уменьшается с увеличением засоренности и влажности хлебной массы. Численное значение коэффициента σ изменяется от 0,25 до 1,5 в зависимости от урожайности. При этом, чем больше масса 1000 зерен, тем выше значение σ.

Допустимая подача хлебной массы в молотильный аппарат при номинальной пропускной способности комбайна и эталонной соломистости берется из технической характеристики ЗУК. Так как в молотильный аппарат поступает хлебная масса с показателями, отличными от эталонных при номинальной пропускной способности комбайна, то фактическая пропускная способность молотильного аппарата определится по выражению:

word image 2423 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (2.8)

где ψ – коэффициент засоренности, ψ = mм/mв– отношение массы мякины к массе вороха, поступающего на очистку, принимается ψ = 0,12 );

β – фактическое (заданное) значение коэффициента соломистости;

β0 – эталонное значение коэффициента соломистости (при проектировании молотилок зерноуборочных комбайнов и оценке их работы принимают β0 = 0,60);

Например:

для ЗУК Вектор-410

word image 2424 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Численные значения граничной урожайности комбайнов разных классов, работающие на полях с нормированным хлебостоем и шириной жаток от 4 до 9 м, приведены в таблице 2.18.

Показатель граничной урожайности обладает целым рядом полезных свойств, которые играют решающую роль в решении хозяйственных проблем выбора зерноуборочного комбайна и оптимизации режимов его эксплуатации.

Таблица 2.18 – Граничная урожайность комбайнов разных классов

Класс комбайна Средняя пропускная способность, qi, , кг/с Граничная урожайность с жатками, ц/га
4 м 5 м 6 м 7 м 9 м
5 5,5 24,1 19,3 16.1 13,8 10,7
6 6,5 28,5 22,8 19,0 16,3 12,7
7 7,5 32,9 26,3 21,9 18,8 14,6
9 9,5 41,6 33,3 27,8 23,4 18,5
10 10,5 46,01 36,8 30,7 26,3 20,5
11 11,5 50,4 40,3 33,6 28,8 22,4
12 12,5 54,8 43,9 36,5 31,3 24,4
13 13,5 59,2 47,4 39,5 33,8 26,3

Во-первых, он указывает для каждого комбайна свою границу деления полей на низкоурожайные и высокоурожайные. При работе комбайна на полях с низкой для него урожайностью он всегда движется с предельной рабочей скоростью, то есть имеет постоянную погектарную производительность и изменяемую производительность по массе убираемого зерна, которая уменьшается по мере снижения урожайности убираемой культуры.

Во-вторых, показатель граничной урожайности на деле разрешает неопределенность по двум разнородным по своей природе производительностям: производительность за час сменного времени по намолоту зерна Wт (т/ч) и по площади уборки Ws (га/ч). При работе комбайна на поле с урожайностью зерна выше его граничного значения Uз>Uгр его производительность Wт является постоянной, а Ws – переменной. При работе того же комбайна на поле с Uз<Uгр имеет место обратная картина. Постоянная производительность по намолоту обусловлена неизменностью условия 100% загрузки молотильно-сепарирующего устройства конкретной конструкции комбайна, а по площади уборки в силу постоянства предельной рабочей скорости его движения. Наличие у комбайна двух указанных производительностей естественно приводит и к двум видам эксплуатационных себестоимостей уборки: себестоимость намолота 1 т зерна и себестоимость уборки 1 га.

Комбайны разных классов с одинаковой шириной жатки, работая на уборке полей с урожайностью меньше их граничного значения, будут иметь одинаковые производительности, как по убранной площади, так и по намолоту зерна. На деле это означает то, что комбайны высокого класса показывают те же результаты по намолоту, что и комбайны меньшего класса.

Однако себестоимость работы комбайна высокого класса будет всегда выше из-за его более высокой стоимости. Это очень важный для потребителей момент, так как он однозначно указывает, что для зон с заведомо низкой урожайностью нецелесообразно приобретать зерноуборочные комбайны высокого класса.

Для всех полей с урожайностью выше граничной затраты на обмолот одной тонны зерна для каждого комбайна будут минимальные. При этом, чем больше урожайность поля превышает граничную урожайность комбайна, тем меньше рабочая скорость его движения и ниже величина его погектарной производительности. Как следствие этого, себестоимость погектарной уборки увеличивается при неизменной себестоимости уборки одной тонны зерна. Таким образом, при выборе комбайна для уборки высокоурожайных полей следует руководствоваться минимальным значением себестоимости уборки одной тонны зерна.

В третьих, показатель граничной урожайности конкретизирует расчет численного состава потребного парка зерноуборочных комбайнов. Оптимальным для хозяйства является выбор такого класса и марки комбайна, у которого величина показателя конструктивной граничной урожайности близка к урожайности в хозяйственных условиях, а величина себестоимости уборки зерна минимальная.

Определение нормативов потребности зерноуборочных комбайнов выполнено на основании районирования по средней урожайности зерновых культур в регионе. Полученные нормативы в физических единицах распределены в соответствии с рассчитанной граничной урожайностью по принятой классификации (табл. 2.19).

Расчет потребности по граничной урожайности позволил определить необходимое количество зерноуборочных комбайнов в соответствии с принятой классификацией. Используя полученные структурные значения можно разработать план обновления комбайнового парка до 2030 года.

Определение нормативов потребности кормоуборочных комбайнов выполнено на основании районирования по средней урожайности кукурузы в регионе. Полученные нормативы в физических единицах распределены в соответствии с рассчитанной граничной урожайностью по принятой классификации.

Таблица 2.19 – Структура нормативной потребности зерноуборочных комбайнов

Класс Средняя пропускная способность, кг/с Жатка, м Граничная урожайность, ц/га Площадь, га Количество, шт.
га % Эталонных Физических
5 5,5 5 19,3 179891,1 19,82 943,61 1311
6 6,5 5 22,8 178387,6 19,66 935,98 1101
7 7,5 6 21,9 95334 10,51 500,37 500
9 9,5 7 23,4 137877 15,19 723,17 574
10 10,5 7 26,3 70353 7,75 368,96 271
11 11,5 7 28,8 126958,5 13,99 666,04 453
12; 13 12,5; 13,5 9 24,4; 26,3 118730 13,08 622,86 392

Численные значения граничной урожайности кормоуборочных комбайнов разных классов, работающие на полях с нормированными характеристиками кукурузы и шириной жаток от 1,5 до 9 м, приведены в таблице 2.20.

Таблица 2.20 – Граничная урожайность комбайнов разных классов

Класс комбайна Средняя мощность двигателя, кВт Ширина захвата жатки, м Средняя пропускная способность, кг/с Граничная урожайность, ц/га
1 45 1,5 4,22 101,3
2 95 2,4 9,15 137,3
3 145 3 14,08 169,0
4 195 4 19,0 171,0
5 245 5 23,93 172,3
6 295 6 28,86 173,2
7 345 7 33,79 173,8
8 395 8 38,72 174,2
9 445 9 43,64 174,6
10 495 9 48,57 194,3

В таблице 2.21 приведены полученные нормативные потребности кормоуборочных комбайнов в физических единицах, рассчитанные по принятой классификации граничной урожайности.

Таблица 2.21 – Структура нормативной потребности кормоуборочных комбайнов

Класс Средняя пропускная способность, кг/с Жатка, м Граничная урожайность, ц/га Площадь, га Количество
га % Эталонных Физических
1 4,22 1,5 101,3 3119 12,92 84,9 369,13
2 9,15 2,4 137,3 657 2,72 17,87 36,46
3 14,08 3 169 5100 21,12 138,78 187,54
4 – 9 19,0 – 43,64 4 – 9 174,6 14769,4 61,17 401,95 227,09
10 48,57 9 194,3 500 2,07 13,60 5,35

При средней урожайности кукурузы на силос 187,3 ц/га наиболее востребованными являются кормоуборочные комбайны 4-9 классов.

Таким образом, по результатам мониторинга состава и структуры машинно-тракторного парка в АПК Красноярского края за 2013-2019 гг. определено соответствие его параметров установленным для агрозоны нормативам с обоснованием основных направлений совершенствования, разработанной ВИМ, [1] методики их определения в условиях сокращения численного состава, изменения структуры рынка и внедрения системы машин для ресурсосберегающих технологий, характеризующих перспективное развитие технической оснащенности сельского хозяйства.

При использовании в качестве эталонной единицы гусеничного трактора ТЭ-150 нормативная потребность для агрозоны 6.2 установлена в количестве 8,36 эт.ед. на 1000 га пашни, в т.ч. 4,73 колесных и 3,63 гусеничных. Технологическая потребность на среднегодовую площадь пашни (1922 тыс. га) составила 16070 эт.ед., в т.ч. 9092 колесных и 6978 гусеничных. Потребное количество физических тракторов равно 17392 при среднем значении условного коэффициента word image 2425 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Количественный состав и структура тракторного парка в сельском хозяйстве региона (кроме ЛПХ) за указанный период существенно изменились. Численность свободных тракторов уменьшилась на 15% и составила 7390 ед. при увеличении с 0,834 до 0,875. Оснащенность составила 42,3%.

Наибольшая доля приходится на колесные тракторы классической компоновки 4к4а (152,4%), которые в основном представлены продукцией ОАО «МТЗ». Количество колесных тракторов 4к4б составило 28,9 % из которых 20% отечественные тракторы «Кировец». Иностранных тракторов, в основном российской сборки 5,8%. На гусеничные тракторы отечественного производства (ВтТЗ и АТЗ) приходится менее 15%, из которых не более половины используются в технологиях почвообработки.

С учетом использования нулевой технологии почвообработки отдельными производителями (8-10% пашни) и упрощения минимальной, нормативная потребность в регионе снижена до 5,75 эт.ед./1000 га пашни, а оснащенность достигла 61,6 %. Однако существенное снижение (до 20%) урожайности зерновых и кормовых культур не позволяют считать этот показатель официально обоснованным для региональных и зональных условий.

Итоги реализации Госпрограммы по техническому перевооружению сельского хозяйства на 2013-2020 гг. свидетельствуют, что задание по обновлению тракторного парка выполнено на 50% при среднем коэффициенте 2,0%. К 2020 году численность тракторов со сроком службы более 10 лет достигла 72 %. Основу парка составляют устаревшие и снятые с производства модели, не соответствующие современным требованиям по техническому уровню. Общее количество новых тракторов со сроком эксплуатации до 3х лет снизилось до 8,3%. В структуре обновления доля отечественных колесных 4к4б тракторов занимает 44,6% из них 39% тракторы «Кировец». На тракторы «Беларус» колесной формулы 4к4а приходится 47,7% продаж, остальные 7,7% – колесные полноприводные тракторы Украины и дальнего зарубежья. Среднее значение эксплуатационной мощности новых тракторов составило 215 л.с. (158 кВт). Основной причиной снижения продаж иностранных тракторов является диспаритет цен.

Основными причинами совершенствования методики определения нормативов потребности в тракторах послужила необходимость объективной оценки выполнения Госпрограммы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. в части целевых индикаторов, характеризующих развитие технической оснащенности отрасли растениеводства России. Наиболее значимыми являются: совершенствование характеристик рабочих машин, состав и показатели использования агрегатов; существенное изменение структуры рынка тракторов, основу которого составляют модельные ряды отечественных и иностранных колесных 4к4а и 4к4б тракторов с регулируемыми массоэнергетическими параметрами; условия обновления тракторного парка, характеризующие структуру, финансово – экономические показатели, и кадровый потенциал производителя сельскохозяйственной продукции.

При использовании в качестве эталонного зерноуборочного комбайна Вектор-410 в пиковый период уборки яровой пшеницы при средней урожайности 26,4 ц/га необходимо иметь 4761 эталонный ЗУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края составлял 2865,9 эталонных комбайна. Таким образом, обеспеченность АПК региона ЗУК составляет 60,2 %.

При использовании в качестве эталонного кормоуборочного комбайна Дон-680М для подбора валков травы на сенаж урожайностью 82,3 ц/га в пиковый период необходимо иметь 657 эталонных КУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края включал 327,3 эталонных комбайна. Отсюда, обеспеченность АПК региона КУК составляет 49,8 %.

Обновление комбайнового парка сопровождается уменьшением количественного состава с одновременным увеличением качественного показателя . К настоящему времени этот показатель равен 1, что свидетельствует о повышении средней мощности двигателей комбайнов. Основные продажи приходятся на продукцию компании Ростсельмаш. Это является следствием, как государственной поддержки производства отечественной техники, так и повышением качества производимых комбайнов.

3 ФОРМИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АПК РЕГИОНА

3.1 Формирование нормативов потребности в тракторах

Нормативы потребности в тракторах для растениеводства отражают рациональный по количественному составу и структуре тракторный парк, обеспечивающий выполнение годового объема механизированных работ, предусмотренных реализуемыми технологиями производства основных видов продукции. В рыночных условиях методической базой разработки нормативов служат условные коэффициенты перевода используемых тракторов в эталонные единицы.

Практика применения нормативов и условных коэффициентов, разработанных специалистами ВИМа и утвержденных Минсельхозом РФ на 2013-2020 гг. [19], показала необходимость их совершенствования и уточнения по причине изменения структуры рынка тракторов и целевых индикаторов, характеризующих перспективное развитие технической оснащенности сельского хозяйства России.

При обосновании нормативов потребности необходимо, чтобы они отвечали выполнению следующих основных требований:

  • соответствовали достигнутому уровню и целевой программе развития сельского хозяйства;
  • отражали природные и организационные условия производства продукции растениеводства;
  • учитывали качественный уровень и условия обновления машинотракторного парка сельских товаропроизводителей;
  • обеспечивали эффективное использование тракторного парка в технологиях механизированных работ.

Уровень и перспективы развития с/х производства характеризуются урожайностью, валовым производством продукции и экономическими показателями, которые определяют в основном технологии и агротехнические сроки проведения механизированных работ, требования к производительности, качественному и количественному составу агрегатов.

В состав административных регионов входят, отличающие по основным характеристикам, агроландшафты или природные зоны (степь, лесостепь, подтайга, тайга) с разными условиями функционирования сельских товаропроизводителей. Это предопределяет на начальном этапе необходимость дифференциации нормативов потребности по характерному признаку основных природных зон – классу длины гона, типичному для группы хозяйств, которые могут быть адаптированы к условиям конкретных товаропроизводителей региона.

Основным критерием ресурсосбережения является чистая производительность почвообрабатывающих агрегатов для каждого класса длины гона при минимальных приведенных затратах. На их основе рассчитываются нормативы потребности для региона, агрозоны и федерального округа.

При обосновании нормативов потребности учитывали фактическое состояние и условия обновления тракторного парка. В основу положен предложенный типоразмерный ряд двухпараметрической классификации колесных тракторов, определяющий условия адаптации к технологиям почвообработки и агроландшафтам. В связи с этим разработку нормативов вели применительно к базовым типоразмерам тракторов отечественного и иностранного производства, в качестве которых приняты наиболее эффективные, проверенные в производстве и представляющие основу рынка модели для формирования перспективного типажа и обоснования эталонной единицы. Особое внимание уделено базовой комплектации и параметрам технической характеристики модельных радов тракторов основных производителей, определяющих номинальные значения рабочей скорости, состав и чистую производительность агрегатов для операций почвообработки разных групп. В качестве основного параметра адаптера к технологиям почвообработки использовали удельную массу трактора, определяющую условия реализации его потенциальных возможностей.

Указанные параметры и показатели являются основополагающими при определении условных коэффициентов перевода физических тракторов в эталонные единицы.

Для обеспечения наиболее эффективного использования тракторного парка в основу обоснования и расчетов нормативов потребности положены современные методы его формирования, предусматривающие:

  • обоснование и выбор системы модельных хозяйств для характерных агроландшафтов и природных зон;
  • применение адаптированных технологий производства продукции;
  • рациональную комплектацию и оптимизацию состава МТП.

Алгоритм системы формирования нормативов потребности в тракторной технике представляет многоуровневую систему последовательного решения следующих адаптационных задач:

  • районирование производства продукции растениеводства по природным, производственным и административным признакам в выделенной агрозоне;
  • оценка достигнутого уровня технологий и технического обеспечения в растениеводстве основных товаропроизводителей;
  • определение параметров – адаптеров тракторов и агрегатов к природно-производственным условиям;
  • установление параметров эталонного трактора, перевод физических тракторов в эталонные единицы;
  • расчет нормативов потребности в эталонных и физических тракторах для природно-производственных условий модельных хозяйств и региона (агрозоны).

3.2 Структура системы формирования нормативов потребности в тракторах

В основу формирования структуры и содержания системы обоснования параметров и показателей использования перспективных типоразмеров тракторов положены [20] научно-обоснованные принципы операционных технологий механизированных работ, устанавливающие основные уровни и задачи адаптации энергетических средств к условиям эксплуатации. Минимальный расход ресурсов является главным критерием решения оптимизационных задач на каждом уровне. Параметры оптимизации высшего уровня являются исходными для последующего.

Структура формирования и алгоритм оптимизации параметров типоразмерного ряда тракторов для отдельного предприятия, агрозоны федерального округа и страны в целом включает пять уровней решения адаптационных задач (рис. 3.1).

Первый уровень содержит оценку природно-производственных условий эксплуатации тракторов.

Воздействие природных факторов характеризует класс длины гона lгi (м), определяющий чистую производительность word image 2426 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. пахотных агрегатов при минимальных приведенных затратах, как максимально объективный и надежный обобщенный выходной параметр для длительного периода времени.

Осредненные характеристики удельного сопротивления адаптированных рабочих машин word image 2427 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. состав и структура перспективного тракторного парка являются основными производственными факторами, определяющими номинальные значения и интервалы рабочей скорости word image 2428 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. для пахотных агрегатов как выходные параметры [20, 21].

Фрагмент1.jpg

Рисунок 3.1 – Структура системы определения нормативов потребности в эталонных тракторах

Второй уровень предусматривает оптимизацию регулируемых до начала рабочего процесса параметров-адаптеров трактора и агрегата для характерных природно-производственных условий.

Рациональные соотношения эксплуатационной массы mэ и потребной мощности Nep трактора основной комплектации для пахотных работ, независимо от типоразмера, определяют установленные [22, 23] значения

word image 2429 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Оптимальные значения удельных показателей определяются из условия функционирования трактора в номинальном тягово-скоростном режиме, соответствующем коэффициенту использования веса при максимальном тяговом word image 2430 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. Ограничениями word image 2431 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. являются пределы регулирования сдваиванием передних и задних колес, установкой съемных балластных грузов и применением гидравлических догружателей (ГСВ).

Выходными параметрами оптимизации второго уровня являются энергетический потенциал word image 2432 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (потребная мощность), эксплуатационная масса трактора , а также ширина захвата пахотного агрегата word image 2433 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. для соответствующего класса длины гона:

word image 2434 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Третий уровень предусматривает обоснование типоразмерного ряда колесных тракторов для основных классов длины гона. С учетом рекомендаций [19] в качестве главных параметров целесообразно использовать номинальное тяговое усилие и потребную для его реализации эффективную мощность двигателя, с номинальной скоростью на стерне колосовых. При этом каждый типоразмер должен обеспечивать наивысшие показатели работы в пределах своего диапазона тяговых усилий, а весь типоразмерный ряд перекрывать общий диапазон. Смежные типоразмеры с общей границей в зоне достаточно – высоких тяговых КПД определяют условия их эффективного использования на операциях почвообработки в основных классах длины гона.

На четвертом уровне определяются обоснованные условия формирования и использования перспективного типажа тракторов, представляющего совокупность типоразмеров и моделей для удовлетворения потребностей отдельных товаропроизводителей и народного хозяйства страны в целом. Учитывая достаточную сложность общего решения задачи, практические расчеты сводятся к обоснованию типоразмерного ряда энергомашин для совокупности природно-производственных условий.

В качестве вспомогательных задач на начальном этапе этого уровня анализу подлежат: тенденции развития конструкций и структура рынка тракторов, состав, техническое состояние, кадровое и инженерное обеспечение тракторного парка, финансовое положение основных товаропроизводителей. Оптимальный коэффициент использования эксплуатационной мощности трактора [21] с механической трансмиссией word image 2435 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. при вариации тяговой нагрузки word image 2436 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. определяет величина коэффициента приспособляемости двигателя по моменту .

word image 2437 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рациональный типоразмер эксплуатационной мощности серийного трактора с известной технической характеристикой двигателя и выбирают из условия:

word image 2438 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Для нового поколения тракторных дизелей постоянной мощности с электронным управлением топливоподачей коэффициент приспособляемости word image 2439 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. поэтому следует принимать word image 2440 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. В качестве базовых принимаем значения параметров-адаптеров трактора основной комплектации word image 2441 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. для отвальной вспашки.

На пятом уровне обосновываются базовые значения эксплуатационных параметров трактора, которые целесообразно использовать в качестве эталонной единицы для разработки методики использования условных коэффициентов перевода тракторов в эталонные при определении нормативов их потребности. При этом сменная производительность эталонного трактора

word image 2442 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Коэффициент использования времени смены зависит [24, 25] от класса длины гона и мощности трактора.

Нормативная потребность тракторов в эталонных единицах на 1000 га пашни для конкретных природно-производственных условий АПК

word image 2443 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Где word image 2444 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент перевода тракторов эталонные единицы;

word image 2445 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – производительность тракторного агрегата за час сменного времени в эталонных условиях;

word image 2446 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент, учитывающий транспортные и вспомогательные операции;

word image 2447 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – соотношение площадей выполнения конкретной операции и пашни word image 2448 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2449 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – обобщенный коэффициент учета местных условий и вида работы;

word image 2450 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – продолжительность смены, ч;

word image 2451 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент, учитывающий увеличение продолжительности смены;

D – количество рабочих дней агрегата.

Для обобщенных условий региона или агрозоны при word image 2452 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. с учетом напряженности использования тракторов соответствующего типоразмера,

word image 2453 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Системное решение задач ресурсосберегающего использования машинно-тракторных агрегатов может быть продолжено до оптимизации всего машинно-тракторного парка и системы его технического обслуживания.

3.3 Рынок сельскохозяйственных тракторов России

Мониторинг российского рынка сельскохозяйственных тракторов имеет особую актуальность, поскольку за последние годы в количественном отношении он достиг уровня рынков ведущих европейских стран, а в качественном – находится на стадии формирования и активного пополнения тракторами иностранных производителей. Одновременно с этим активизировался процесс внедрения ресурсосберегающих технологий обработки почвы за счет оснащения тракторов современными рабочими машинами и комплексами.

Анализ изменения относительной сегментации российского рынка тракторов с 2013 по 2018г.г., когда его емкость сократилась в 2,3 раза, показал (табл. 3.1), что максимальная доля рынка в натуральном исчислении приходится на колесные тракторы классической и улучшенной классической компоновки (90,92% –2013г. и 90,01% – 2018г.).

Таблица 3.1 – Распределение продаж тракторов на рынке России по типам, %

Тип трактора 2013г. 2018г.
Колесный 4К2 и 4К4а 90,92 90,01
Колесный 4К4Б 4,66 8,63
Гусеничный 4,42 1,33

По показателям эксплуатационной мощности и номинального тягового усилия, определенного как фиксированная доля веса трактора при минимальном балластировании, рынок колесных тракторов классической компоновки охватывает диапазон тяговых усилий от 5,5 до 50кН при мощностном диапазоне от 18 до 280кВт. Основу продаж составляют тракторы мощностных диапазонов 18-62кВт (58%) и 63-90кВт (27%).

Доля рынка колесных тракторов не классической компоновки 4к4б увеличилась на 90% в основном из-за возросшего в 2,0 раза производства отечественных моделей серии К-744Р Петербургского тракторного завода (ПТЗ) и снижения его емкости. Эти тракторы охватывают сегмент номинальных тяговых усилий 30-80кН при мощности двигателя 130-450кВт. Основные продажи приходилось на тракторы мощностью 130-220кВт (2,5%) и 221-350кВт (5,0%).

Количественный и качественный состав российского рынка гусеничных тракторов определялся в основном производством отечественных промышленных моделей с мощностным диапазоном 50-300кВт. Превалируют продажи мощностью 90-150кВт.

Структуру российского рынка сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов (табл. 3.2) составляют:

– отечественные марки;

– иностранные марки российской сборки из тракторокомплектов;

– импорт новых иностранных марок;

– импорт поддержанных иностранных марок.

Рынок тракторов России в 2018г. по отношению к 2013 и 2015г.г. снизился в 2,22 и 1,31 раза соответственно и составил 20568 ед.

Таблица 3.2 – Структура российского рынка сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов

Структура рынка тракторов Доля на рынке, ед / %
2013г. 2014г. 2015г. 2016г. 2017г. 2018г.
Отечественные марки (с учетом мини-)

Импорт новых тракторов из Республики Беларусь и Казахстана

934/2,1

23246/51,0

3447/7,8

18248/41,3

2610/9,7

11709/43,6

2854/13,7

8170/39,2

2410/92

9832/37,2

2497/12,1

9020/43,9

Импорт новых иностранных тракторов (с учетом мини-) 11913/26,1 14038/31,8 5814/21,7 4184/20,1 7543/28,5 4140/20,1
Тракторы МТЗ российской сборки из тракторокомплектов 3539/7,8 2574/5,8 2455/9,1 2997/14,4 2306/8,7 2605/12,7
Иномарки российской сборки из тракторокомплектов

Импорт поддержанных тракторов в том числе ХТЗ.

2683/5,9

3244/7,1

2255/5,1

3626/8,2

1473/5,5

2791/10,4

950/4,6

1660/8,0

1979/7,5

2353/8,9

1626/7,

680/3,3

Общий объем продаж 45559/100 44188/100 26852/100 20815/100 26423/100 20568/100
Приобретение российскими с/х производителями 15300 14100 10800 11300 11000 10500

Рыночная доля тракторов отечественных марок выросла при этом с 2,1 до 12,1 % и составила в натуральном выражении 2497 ед., что ниже продаж 2016г. на 357 ед.

Наибольшую долю рынка занимает импорт новых тракторов из Республики Беларусь, который за четыре года уменьшился с 51,0 до 43,9 %. В физическом исчислении их количество снизилось в 2,58 раза. Импорт новых тракторов без республики Беларусь за этот период сократился в 2,88 раза при изменении доли в рынке с 26,1 до 20,1 % и занимает второе место в его структуре (из них 2107 ед. или 50,4 % мини-тракторы). Доля импорта поддержанных тракторов снизилась с 7,1 до 3,3 %, однако физическое количество сократилось в 4,78 раз.

Продажи Белорусских тракторов российской сборки в 2018г. упали по сравнению с 2013 г. на 35,6 % и составили 2605 ед., а их доля на рынке расширилась с 7,8 до 12,7%. Совокупные продажи собранных в России новых тракторов иностранных марок (John Deere, Сlass, Case New Holland, Versatile) и ХТЗ сократились в 1,65 раза (с 2683 до 1626 ед.) при расширении их рыночной доли с 5,9 до 7,9%.

На рисунке 3.2 приведена динамика рынка тракторов, произведенных в России с 2013 по 2018г.г. Наибольшее количество тракторов (8276 ед.) продано в 2014г. За счет снижения выпуска отечественных и белорусских тракторов их общее производство в 2018г. составило 6728 ед.

В ближайшей перспективе (до 2020г.) парк с.-х. тракторов России обновится неполностью. Его основу (85-87%) будут составлять колесные тракторы отечественного производства и сборки из тракторокомплектов, а также импорт новых тракторов из Республики Беларусь. Количество новых и подержанных иностранных тракторов не превысит 15%.

рис1.7.jpg

Рисунок 3.2 – Динамика рынка сельскохозяйственных тракторов
производства РФ с 2013 по 2018 годы

В таблице 3.3 показаны объемы российского производства тракторной техники за период с 2013 по 2018 годы.

Таблица 3.3 – Динамика производства тракторной техники в России
(без мини-тракторов) за период 2013-2018 гг.

Структура производства Количество по годам, ед.
2013 2014 2015 2016 2017 2018
Тракторы всего: 9172 7692 6732 7178 8095 7836
– сельскохозяйственные, в том числе из них:

сборка тракторокомплектов МТЗ

иномарки российской сборки без МТЗ

отечественные марки (без мини- )

7046

3539

2683

824

6299

2574

2255

1470

5636

2455

1473

1708

6328

2997

950

2381

7053

2306

1979

2966

6728

2605

1626

2497

– промышленные 2126 1393 1096 850 1042 1108

Динамика российского производства тракторной техники за период 2013-2018 годы показывает сокращение выпуска новых сельскохозяйственных тракторов всеми структурами, за исключением отечественных марок. Рост производства последних (без мини-тракторов) за четыре года составил 303% и достиг 2497 ед.

3.4. Тенденции развития конструкций колесных тракторов

Основные тенденции и направления развития конструкций сельскохозяйственных тракторов ведущих иностранных производителей на современном этапе включают [26]:

– облегчение условий труда оператора и автоматизация управления технологическим процессом;

– повышение экологических качеств тракторов и МТА в целом;

– повышение универсальности тракторов;

– формирование модельных рядов тракторов по диапазонам мощности с повышением его верхнего уровня;

– совершенствование конструкций тракторных двигателей, трансмиссий, колесных ходовых систем и рабочего оборудования.

Улучшение условий труда оператора и автоматизация управления технологическим процессом [26] характеризуют наиболее устойчивые направления в развитии конструкций тракторов и в целом МТА.

Первое, традиционное направление, состоит в улучшении организации рабочего места оператора, включая безопасность и выполнение эргономических требований. Второе направление, интенсивно развивающееся, объединяет автоматизацию важнейших функций управления агрегатами и системами трактора, самим трактором и в целом MTA. Оно выходит за границы технологии собственно тракторных работ и охватывает вопросы технологии сельскохозяйственного производства предприятия. Третье направление, состоит в улучшении диагностики и облегчении процесса технического обслуживания и ремонта трактора.

Кабины тракторов 4к4а всех ведущих фирм оснащены подогреваемым сиденьем, регулируемым по весу и росту водителя, обеспечивают хорошую обзорность как переднего, так и заднего фронта работ, благодаря большой площади остекления кабины (5-6 м2), установке рядного двигателя, достаточному количеству рационально расположенных фар, сужающемуся к кабине (John Deere) и скошенному вперед капоту (Fendt) и т. д. Ряд ведущих изготовителей (Fendt, John Deere, Massey Ferguson и др.) устанавливают в кабинах тракторов плоский пол, что обеспечивает оператору больше пространства для ног, облегчает вход и выход из кабины.

Большинство ведущих производителей тракторов для большего удобства управления применяет многофункциональный правый подлокотник, на котором сосредоточены основные органы управления. Рядом с подлокотником располагают один или два монитора. Для уменьшения радиуса поворота некоторые фирмы повышают угол поворота управляемых колес до 52-55º и даже до 58º (Fendt).

Широко используется система автоматики разворотной полосы. В связи с применением комбинированных агрегатов система совершенствуется в направлениях увеличения количества управляемых объектов и повышения точности маневра поворота.

Тракторы фирм, входящих и корпорацию AGCO, оборудуются системой автоматического вождения Auto-Guide, делающей работу оператора менее напряженной и обеспечивающей выполнение процессов точного земледелия (например, стыковку соседних проходов широкозахватного МТА). Установка на тракторах телеметрической системы AGCOMMAND для удаленного контроля и хранения большою количества оперативных данных позволяет управлять парком машин в режиме реального времени, в т. ч. помогает устанавливать местонахождение каждой отдельной машины, контролировать ее текущее состояние. Система позволяет также хранить данные и сравнивать производительность различных машин, создавать карты урожайности, отчеты по работе, планировать задачи и информировать руководство об их выполнении.

На тракторах Fendt, за исключением самых малых серий 200 и 300 с мощностью двигателя до 99 кВт (135 л.с.), предусмотрены система автоматического вождения VarioGuide, а также сбор и хранение документации при помощи системы VarioDoc. Переключение передач без остановки трактора с помощью трансмиссии Vario повышает не только производительность МТА, но и безопасность при работе на склонах.

Повышение экологических качеств МТА, а именно снижение вредного воздействия движителей тракторов на почву, уменьшение загрязнения окружающей среды токсичными остатками сгорания топлива в газообразном и твердом виде, снижение уровня шума работающего двигателя и т.д. – еще одна устойчивая тенденция развития конструкций тракторов.

С целью снижения среднего давления на почву практически все колесные тракторы, в т. ч. малой и средней мощности, оснащаются сдвоенными колесами (в стандартной комплектации или по требованию).

Важное направление повышения экологической безопасности тракторов – снижение выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Все ведущие производители устанавливают на тракторах последних серий двигатели, отвечающие требованиям международных стандартов Stage IIIB / Tier 3 и Tier 4 Interim. Фирма Deutz-Fahr помимо электронного регулирования применяет внешнюю систему рециркуляции отработавших газов.

Фирма Fendt реализует программу повышения экологической безопасности тракторов, за счет внедрении системы нейтрализации отработавших газов SCR, значительно снижающей, эмиссию СО2 и уменьшающей выброс твердых частиц на 95%.

Сохраняется тенденция повышения универсальности тракторов средней и большой мощности, которая выражается, в частности, в обеспечении возможности выполнять пропашные работы в узких междурядьях.

Фирма John Deere на тракторах серии 8R/8RT применила сдваивание передних и задних колес с помощью проставок меньшего диаметра, чем сами колеса. Учитывая значительный уровень мощности тракторов этой серии (191-257кВт), это позволяет использовать их на пропашных работах с широкозахватными орудиями и энергоемкими комбинированными агрегатами. Фирма CLAAS использует набор таких проставок (системы сдваивания колес SD) и соответствующие узкие колеса для работы в междурядьях шириной 45, 50, 70 и 75 см.

Крупнейшие производители сельскохозяйственных тракторов традиционно выступают на рынке с конструкционными (модельными) рядами тракторов, а в большинстве случаев и с.-х. машин и орудии собственного производства или рекомендуемых для агрегатирования. Конструкционные (модельные) ряды обычно строятся по мощности двигателя. Исключением является фирма CLAAS, которая пред­ставляет свой конструкционный ряд тракторов и системе тяговых классов, соответствующих ГОСТ 27021-86. Фактически графическое представление конструкционного ряда тракторов CLAAS, включающее указание тяговых классов и мощности тракторов, соответствует двухпараметрической системе классификации.

Наиболее распространенным в конструкционных рядах остается трактор 4к4а улучшенной классической компоновки: значительно увеличен диаметр передних управляемых колес, воспринимающих 40-45% веса трактора, сохранено заднее расположение кабины и регулируемая колея, установлены передняя навеска и передний вал отбора мощности. Верхняя граница мощности такого трактора составляет 257-287кВт (350-390л.с.), ее достигают тракторы Fendt серии 900.

В конструкциях тракторных двигателей широкое применение получили системы турбонаддува, с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Дизели жидкостного охлаждения, рядные, 3-6-цилиндровые, имеют 4-клапанную головку. Рабочий процесс характеризуется высоким давлением впрыска (до 200 бар), создаваемым системой Common Rail с электронным управлением подачей топлива, что позволяет получить полку постоянной мощности. Запас крутящего момента большинства современных дизелей составляет не менее 30-40%.

Важнейшие направления развития конструкций двигателей современных тракторов – повышение экономичности, улучшение экологических качеств и применение альтернативных видов топлива. Фирма Fendt внедрила систему избирательной каталитической нейтрализации (Selective Catalytic Reduction, SCR), обеспечивающую очистку отработавших газов от вредных примесей и твердых частиц и экономию топлива до 7%. В поток отработавших газов впрыскивается дозированное количество водного раствора мочевины (реагент AdBlue). В результате химической реакции происходит разложение газов NOx, на азот и волу. Реагент имеется в свободной продаже в Германии, его расход составляет 7% от расхода топлива. По данным фирмы применение такой системы снижает минимальный удельный расход топлива дизеля на 5-6% [13]. Двигатель соответствует стандартам Tier 4. В проспектах фирмы указывается, что двигатели тракторов Fendt в стандартной комплектации могут работать на альтернативном топливе – метиловом эфире рапсового масла – и соответствуют требованиям стандарта DIN EN 14214.

В развитии трансмиссий современных тракторов сохраняются тенденции повышения максимальных транспортных скоростей и применения двухпоточной гидрообъемно-механической коробки передач (КП). Количество передач ступенчатых коробок передач (КП) тракторов малой и средней мощности достигает 40 и 45.

Максимальная скорость большинства универсальных тракторов 4К4 составляет 50 км/ч, тракторов Fendt – 60 км/ч. Максимальная скорость тракторов с резиноармированными гусеницами (РАГ) (John Deere 8RT, 9RT) достигает 42 км/ч.

Высокий уровень скоростей потребовал повышения безопасности движения тракторов в транспортном потоке путем увеличения эффективности тормозной системы и подвески. На передние колеса отдельных моделей колесных тракторов устанавливают тормоза. На колесных тракторах средней и высокой мощности применяют пневмогидравлическую зависимую или независимую подвеску. У тракторов Fendt серии 900 предусмотрена антиблокировочная система.

Трансмиссии современных тракторов средней и высокой мощности, можно разделить на две группы: ступенчатые с диапазонными КП с переключением передач без разрыва потока мощности внутри диапазона; двухпоточные гидрообъемно-механические, обеспечивающие бесступенчатое изменение скорости внутри двух диапазонов. Для тракторов Fendt эти диапазоны составляют 0,02-35 км/ч для полевых работ и 0,2-60 км/ч для транспортных работ. Фирма Fendt, пионер применения двухпоточной трансмиссии, в настоящее время устанавливает ее на всех выпускаемых тракторах мощностью от 52 до 287 кВт. Гидрообъемно-механические трансмиссии устанавливают на свои модели практически все ведущие тракторо­строительные фирмы: входящие в корпорацию AGCO, John Deere, Deutz-Fahr, New Holland, CLAAS. Эти трансмиссии автоматически поддерживают один из двух режимов: максимальной производительности МТА или минимального расхода топлива трактором (например, КП AutoPower, устанавливаемая на тракторы John Deere 8R/8RT, 9R/9RT).

Ступенчатые диапазонные КП тракторов имеют облегченное переключение передач, а реверсивные – быстрый реверс. Так, например, на пяти моделях Massey Ferguson серии 7600 мощностью 104-188кВт (142-255л.с.) установлена четырехдиапазонная КП Dyna-6, имеющая ступенчатое переключение диапазонов и переключение под нагрузкой без остановки трактора шести передач в каждом из них. Переключение диапазонов и скоростей выполняется одним рычагом (Power Control). В режиме AutoDrive водитель залает частоту вращения коленчатого вала двигателя, соответствующую наименьшему расходу топлива, и КП автоматически поддерживает этот режим путем перехода на повышенную или пониженную передачу.

Колесные ходовые системы доминируют в конструкциях с.-х. тракторов благодаря высокой универсальности, скоростным качествам, маневренности колесных тракторов. Среди ходовых систем универсальных тракторов преобладают, как уже отмечалось, тракторы 4к4а. На североамериканском рынке за последние 10 лет доля тракторов 4к4б не превышала 3,9 % [21], на российском рынке составила 8,43 % [22].

Ведутся работы по повышению тяговых качеств колесных тракторов. В связи с этим интерес представляет встроенная система регулирования давления в шинах VarioGrip, которая устанавливается на тракторы Fendt Vario серий 800 и 900 и позволяет, по данным фирмы, повысить тяговое усилие до 15%.

С увеличением скоростей тракторов 4к4а возрастает роль подвески переднего ведущего моста. Независимую гидропневматическую подвеску устанавливают на тракторы John Deere серии 8R. Такую подвеску переднего моста с механизмом автоматического выравнивания с функцией блокировки при работе с фронтальным погрузчиком также устанавливают на тракторы Fendt.

Несмотря на существенный технический прорыв в конструировании гусеничных сельскохозяйственных тракторов и появление на рынке тракторов с РАГ, которые по существу устраняют недостатки гусеничного движителя перед колесным и сохраняют его преимущества, доля гусеничных тракторов на мировом рынке по-прежнему ничтожно мала. Причины, заключаются в более высокой стоимости, меньшей универсальности и чисто психологической привычке западного фермера к колесному трактору.

В развитии рабочего оборудования сохраняются следующие тенденции: расширение функциональных возможностей гидронавесной системы – увеличение грузоподъемности навески, повышение мощности гидропривода, увеличение числа управляемых объектов, совершенствование управления гидросистемой и качества автоматического регулирования глубины обработки почвы; совершенствование тягово-сцепных устройств и приводов к тормозам прицепа в связи с увеличением транспортных скоростей; сохранение за валами отбора мощности важной роли в связи с применением комбинированных МТА. Преобладает пневматический привод к тормозам прицепа.

Грузоподъемность заднего навесного устройства повышается до 1,10-1,12 от веса трактора без балласта, переднего – примерно в два раза меньше. Грузоподъемность может быть увеличена за счет дополнительных гидроцилиндров. Большинство тракторов средней и высокой мощности оснащается гидронавесной системой, обеспечивающей гашение колебании орудий при транспортировке или использование автоматического режима разворота.

4 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Программа исследований

Решение о целесообразности организационно-технических мероприятий по улучшению использования почвообрабатывающих агрегатов на базе энергонасыщенных тракторов может быть принято только после экспериментальной проверки основных положений теоретического анализа, получения достоверных эксплуатационных показателей на операциях основной обработки почвы в характерных для АПК региона условиях функционирования и проведения на их основе расчетов экономической эффективности внедрения в производство результатов исследований.

Программа предусматривала проведение экспериментов в лабораторно-полевых условиях с целью получения материалов:

  • для обоснования режимов работы агрегатов в зональных технологиях почвообработки;
  • анализа влияния параметров нагрузки на составляющие тягового КПД и рациональный тяговый диапазон трактора;
  • оценки показателей использования потенциальных возможностей почвообрабатывающих агрегатов разного технологического назначения на базе энергонасыщенных колесных тракторов, разработки мероприятий по их повышению.

Методическую основу при обосновании цели и задач, разработке структуры и содержания экспериментальных исследований составляют:

– ГОСТ 7057-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний [27];

– ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний [28];

– ГОСТ 30750-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Определение положения центра тяжести [29];

– ГОСТ 24055-2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения [30];

– ГОСТ Р 52777-2007. Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки [31];

– ГОСТ Р 52778-2007. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки [32];

– ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний [33];

– ГОСТ 34393-2018 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки [34];

– ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности [35];

– ГОСТ 30745-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей [36].

Цель исследования – подтверждение результатов моделирования рациональных параметров и режимов работы энергонасыщенных тракторов в составе почвообрабатывающих агрегатов разного технологического назначения для адаптации к технологиям почвообработки в условиях АПК Красноярского края.

Задачи исследований:

1) определение сил сопротивления перекатыванию и оценка тягово-сцепных свойств трактора;

2) типовые тяговые испытания тракторов и энергетическая оценка сельскохозяйственных машин;

3) подтвердить достоверность моделей адаптации эксплуатационных параметров и режимов работы тракторов к технологиям почвообработки.

В соответствии с целью и задачами экспериментальные исследования являются основной составляющей комплексной системы повышения эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов путем их адаптации к условиям эксплуатации.

Для подтверждения основных теоретических положений системы адаптации эксплуатационных параметров тракторов к технологиям почвообработки разработана структурно-логическая схема (рис. 4.1), включающая три этапа экспериментальных исследований, основанных на системном анализе результатов собственных и ранее выполненных исследований [37, 38, 39].

Первый этап характеризует получение и оценку исходной информации о природно-производственных факторах, оказывающих наибольшее влияние на показатели работы почвообрабатывающих агрегатов и входящих в математические модели.

К таким основным природным факторам относятся [38, 39, 40] площади полей, длина гона, физико-механические свойства почвы, конфигурация полей.

Среди производственных факторов наибольшее влияние на технико-экономические показатели агрегатов оказывают технологии основной обработки почвы и состав машинно-тракторного парка. Анализу подлежат адаптированные по агротехническим требованиям технологии основной обработки почвы, соответствующие характеристики рабочих машин и эксплуатационные параметры используемых тракторов [38].

F:\писанина\3.1 структурная схема.jpg

Рисунок 4.1 – Структурная схема системы экспериментальных исследований

На основании анализа и статистической обработки исходной информации по обоснованию групп родственных операций основной обработки почвы и их соотношения в годовом объеме работ устанавливаются типы и характеристики удельного сопротивления рабочих машин, а также технические характеристики и типоразмерный ряд предлагаемых или занятых на этих операциях тракторов.

Выходными параметрами на этом этапе являются статистические характеристики показателей, определяющих режим рабочего хода агрегата для конкретной технологической операции по энергозатратам и агротехническим требованиям. Это номинальное значение рабочей скорости word image 2454 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и оптимальный диапазон word image 2455 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. чистая производительность word image 2456 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. которые соотносятся с результатами моделирования и представляют входные параметры для второго этапа экспериментальных исследований [5, 37, 38].

Оценка и реализация основных моделей системы адаптации тракторов к установленным на первом этапе скоростным режимам рабочего хода для операций основной обработки почвы предусматриваются вторым этапом испытания тракторов.

Основу этапа составляют статистические оценки измерителей тягово-сцепных свойств и составляющих тягового КПД трактора, полученных по результатам однофакторных и многофакторных лабораторно-полевых испытаний с учетом установленных ранее закономерностей и взаимосвязей.

Многокритериальная оценка тягово-сцепных свойств характеризуется системой уравнений [38]

word image 2457 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2458 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

родственных операционных технологий, которая служит основой для разработки рекомендаций и мероприятий по их адаптации и использованию [4, 5, 37, 38, 41].

Оценка адаптации колесных 4К4 тракторов к технологиям почвообработки в составе агрегатов на третьем этапе включает их сравнительные технологические испытания в производственных условиях.

Экспериментальные исследования содержат лабораторно-полевые и эксплуатационно-технологические испытания тракторов «Кировец» К-744Р2 и «Беларус» 1523 (рис. 4.2).

word image 114 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.2 – Содержание экспериментальных исследований

Лабораторно-полевые испытания трактора «Кировец» К-744Р2 проводились в соответствии с указанными выше стандартами для определения следующих показателей и параметров:

  1. рациональных диапазонов рабочей скорости агрегатов;
  2. эксплуатационного веса word image 2459 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. трактора и его распределения по осям;
  3. топливных и энергетических затрат на работу трансмиссии и передвижение трактора;
  4. топливных и энергетических затрат на буксование трактора;
  5. тягового КПД, его составляющих и рационального тягового диапазона;
  6. эффективной мощности двигателя и тяговой мощности на крюке трактора;
  7. оптимальных значений удельной массы и ее распределения по осям трактора для разных групп технологий почвообработки;
  8. потенциальной производительности, топливных и энергетических затрат почвообрабатывающих агрегатов;
  9. оптимальной ширины захвата почвообрабатывающих агрегатов и природных условий их использования.

Производственные испытания почвообрабатывающих агрегатов на базе тракторов «Кировец» К-744Р2 и «Беларус» 1523 предусматривали:

  1. разработку рекомендаций по рациональному балластированию трактора при использовании в зональных технологиях почвообработки;
  2. обоснование рациональных массоэнергетических параметров колесных 4К4 тракторов для превалирующих классов длины гона в АПК региона.

4.2 Средства измерений и их характеристика

Первым предварительным этапом являлась подготовка серийно выпускаемого сельскохозяйственного трактора общего назначения 6-го тягового класса «Кировец» К-744Р2 комплектация «Стандарт» производства АО «Петербургский тракторный завод» к полевым испытаниям.

В соответствии с поставленными задачами в программу экспериментальных исследований испытываемый трактор дополнительно оборудовался:

  • четырьмя датчиками оборотов;
  • измерителем скорости и пройденного пути;
  • датчиком частоты вращения коленчатого вала двигателя;
  • расходомером топлива;
  • тензометрическим датчиком;
  • измерительной информационной системой;
  • ноутбуком с программным обеспечением.

Основным используемым оборудованием являлась измерительная информационная система ИП-264 предназначенная для использования в научно-исследовательских и учебных целях специально внедряемая КубНИИТиМом для проведения энергетической, эксплуатационно-технологической оценок машин и тяговых испытаний тракторов в соответствии с национальными и международными стандартами. Так как приборы отвечают всем требованиям проведения исследований на энергетическом средстве с дизельным силовым агрегатом.

В таблице 4.1 представлены измеряемые параметры и датчики, установленные на трактор их обозначение и основные технические характеристики.

Таблица 4.1 – Датчики, дополнительно установленные на трактор

Измеряемый параметр Название и обозначение Краткая техническая характеристика
Частота вращения ведущих колес Датчик оборотов ИП-268 Количество импульсов на оборот 45, напряжение питания от 8 до 30 В
Пройденный путь, скорость движения Измеритель пройденного пути ИП-266 Количество импульсов на оборот 45, напряжение питания от 9 до 30 В
Температура дизельного топлива Термопреобразователъ типа ТСМ 50М Диапазон измерения температуры –50…150 °С, ногрешность преобразования ±0,25%
Частота вращения коленчатого вала дизеля Бесконтактный индуктивный датчик частоты вращения LA12-50.2N1.U1.K Максимальная частота срабатывания 2кГц, Напряжение питания от 10 до 30 В
Расход топлива Дифференциальный расходомер топлива Delta PN 250 Расход 2…250 л/ч, максимальное давление 25 бар, количество импульсов на литр 100, погрешность не более 1%
Усилие на крюке Тензометрический датчик К-Р-20Г-10-С1 Наибольший предел измерения 10т, напряжение питания от 5 до 12 В

Подготовка трактора также заключалась в изготовлении приспособлений для присоединения путеизмерительного колеса, и датчиков оборотов ведущих колес и установки индуктивного датчика для измерения частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя.

Установка первичных преобразователей, измерительной информационной системы показана на рисунке 4.3.

Следующий подготовительный этап заключался в изготовлении и монтаже дополнительных приспособлений для обеспечения условий работы тензометрического датчика с прицепными сельскохозяйственными машинами.

Экспериментальные исследования проводились в два этапа.

На первом – определение потерь на перекатывание трактора в режиме холостого хода по горизонтальному участку с целью установления их соответствия с расчетными значениями.

На втором этапе – полевые исследования с установкой на трактор К-744Р2 скомплектованной измерительной информационной системой с целью определения функциональных характеристик в поле по методикам, изложенным в ГОСТ 7057-2001 и ГОСТ 30745-2001.

word image 115 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.3 – Расположение элементов измерительной системы на тракторе:

1 – расходомер топлива; 2 – измерительная информационная системаИП-264; 3 – тензометрический датчик; 4 – датчик оборотов; 5 – измеритель пройденного пути; 6 – трактор «Кировец» К-744Р2

Место проведения исследований – полигон «Учебно-опытное хозяйство «Миндерлинское» Красноярский край, Сухобузимский район, п. Борск.

Для сбора, обработки, сохранения и предоставления оператору информации с первичных преобразователей использовалась программа «Исследователь», установленная на ноутбуке – рабочем месте инженера-испытателя (рис. 4.4).

Программа позволяет работать в режиме проведения опыта с регистрацией усреднённых показателей по всем аналоговым и температурным каналами, подсчётом импульсов дискретных каналов и расчётом в реальном режиме времени показателей энергетической оценки сельскохозяйственных машин и тяговых испытаний тракторов в соответствии с ГОСТ Р 52777-2007 и ГОСТ Р 52778-2007.

word image 116 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.4 – Рабочее место инженера-испытателя

Оборудование производит измерение физических параметров контролируемых входными первичными преобразователями, позволяет непрерывно фиксировать все данные по аналоговым и дискретным каналам в виде графиков и таблиц. Эти данные можно перенести в другие программы (MS Excel, Mathcad и др.) для дальнейшей обработки.

Эксплуатационные показатели определялись на основе хронометражных наблюдений за работой машины с использованием прибора ИП-287 предназначенного для проведения эксплуатационно-технологической оценки (рис.4.5).

C:\Users\Александр\Downloads\IMG_20191116_142828.jpg

Рисунок 4.5 – Универсальный хронометр ИП-287

Используя измерительные средства, приведенные в таблице 4.2, определялись основные эксплуатационные показатели:

– рабочая скорость;

– транспортная скорость;

– производительность, ед.наработки за время работы;

– удельный расход технологических и вспомогательных материалов;

– количество обслуживающего персонала, необходимое для обеспечения технологического процесса;

– коэффициент технологического обслуживания – удельные затраты времени смены на повороты, технологические переезды, загрузку технологического материала в нормативной смене;

– удельный расход топлива;

– коэффициент технологической надёжности – удельные затраты времени на устранение нарушений технологического процесса по вине машины в нормативной смене;

– коэффициент использования времени смены – удельные затраты времени чистой работы в нормативной смене.

Таблица 4.2 – Средства измерений, применяемые при экспериментальном исследовании

Измеряемый параметр Средство измерений Погрешность средства измерений
Условия проведения экспериментального исследования
Атмосферное давление, Па Атмосферное давление, Па Атмосферное давление, Па
Относительная влажность, % Термогигрометр ИВА-6А ±2%
Температура окружающей среды, С° Термогигрометр ИВА-6А ±0,5°С
Температура дизельного топлива, С° Информационно- измерительная система ИП-264 + ТСМ 50М ±0,25%
Влажность почвы в % Влагомер почвы Aquaterr М-350 1,5%
Твердость почвы Пенетрометр ±8%
Параметры и средства измерения при полевых испытаниях
Действительный путь, пройденный МТА, м Рулетка Р 10 УЗК ±1 мм
Путь, пройденный путеизмерительным колесом, м Информационно-измерительная система ИП-264 ±1%, ±1 импульс
Путь, пройденный колесом трактора, м Информационно-измерительная система ИП-264 ±1%, ±1 импульс
Время опыта, с Секундомер СОС КТ 2
Расход топлива, л/ч (кг/ч) Информационно-измерительная система ИП-264 +Delta PN 250 ±1%
Усилие на крюке, тс Информационно- измерительная система ИП-264 + К-Р-20Г-10-С1 КТ С1 (по ГОСТ 30129)

4.3 Методика полевых и производственных испытаний

В соответствии с программой экспериментальных исследований определены абсциссы центра масс испытываемых колесных тракторов по требованиям ГОСТ 30750-2001 [29].

Системы охлаждения и масляная, а также емкости гидравлической системы, заполнялись до установленного уровня. Топливный бак заполнен полностью.

Инструмент, запасные части, дополнительные приспособления должны быть укомплектованы в соответствии с техническими условиями (ТУ) на тракторы конкретных моделей в местах, предусмотренных для их размещения.

word image 2460 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. Погрешности средств измерения при определении координат центра масс не превышали:

– линейных размеров – ± 0,5 мм;

– массы – ± 0,5 кг;

– давления в шинах – ± 0,5 Па [29].

На рисунке 4.6 показано методика определения абсциссы центра масс колесного трактора.

а) C:\Users\Юля\Desktop\методика весы перед.jpg
б) C:\Users\Юля\Desktop\методика весы зад.jpg

Рисунок 4.6 – Определение абсциссы центра масс колесного трактора:

а – измерение реакции почвы на передние колеса Y_ПСТ; б – измерение реакции почвы на передние колеса Y_КСТ

Для определения продольной координаты центра масс, трактор устанавливали поочередно передними (рис. 1.5, а) и задними (рис.1.5, б) колесами на платформу весов, а колесами другой оси – на твердую поверхность, расположенную на одном уровне с платформой. По показаниям весов последовательно замеряли вес word image 2461 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. , приходящийся на передние колеса, и вес word image 2462 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. приходящийся на задние колеса. По их сумме определяли общий вес машины:

word image 2463 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где L – продольная база машины.

Следующим этапом испытаний являлось определение сил сопротивления перекатыванию и оценка тягово-сцепных свойств трактора. Буксирования происходило на прямом горизонтальном участке, к тракторуК-744Р2, через тензометрический датчик и трос, присоединялся трактор Беларус 1523 (рис. 4.7).

Тяговые испытания тракторов проводились по требованиям ГОСТ 30745-2001.

word image 117 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.7 – Определения силы сопротивления перекатыванию и тягового баланса трактора

Определялись не менее чем на четырех передачах (2/1…2/4) при максимальной тяговой мощности:

– тяговое усилие;

– скорость;

– тяговую мощность;

– частоту вращения коленчатого вала двигателя;

– буксование движителей;

– удельный тяговый расход топлива;

– условный тяговый КПД.

Почвенные фоны, на которых проводились испытания, стерня колосовых с уклоном плоскости к поверхности фона, в пределах габаритного размера трактора не более 2% вдоль движения и не более 6 % поперек движения, влажность 8…22%, твердость 0,1…0,7 МПа по ГОСТ 20915-2011.

Измерения начинались после обеспечения стабильного режима работы трактора. Параметры и пределы основных погрешностей применяемых средств измерений соответствуют указанным в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Погрешности средств измерений

word image 2464 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Расчёт энергетических показателей производился по формулам, приведенным в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Показатели энергетической оценки трактора при работе почвообрабатывающих агрегатов

word image 2465 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Продолжение таблицы 4.4

word image 2466 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Продолжение таблицы 4.4

word image 2467 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

По всем приведенным показателям соблюдалась трехкратная повторность опытов.

4.4 Объекты исследований

Программа испытаний включала в себя проведение следующих видов работ:

– подготовка сельскохозяйственной техники к экспериментальным (полевым) исследованиям;

– исследование МТА (рис. 4.8) на базе трактора «Кировец» при вспашке скоростным комбинированным плугом(К-744Р2 + плуг ПСКу-9);

– исследование МТА (рис. 4.9) на базе трактора «Кировец» при бороновании четырехрядной дисковой бороной серии ANTARES c шириной захвата 6 метров(К-744Р2 + БДМП 6×4);

– исследование МТА (рис. 4.10) на базе трактора «Кировец» при сплошной обработке почвы универсальной тяжёлой бороной c шириной захвата 22 метра (К-744Р2 + БТ-22).

word image 118 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.8 – Исследование МТА на вспашке

word image 119 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.9 – Исследование МТА при бороновании БДМП 6×4

word image 120 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Рисунок 4.10 – Исследование МТА при бороновании БТ-22

Проверка расчетных значений выработки зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор-410» проводилась в ООО «Учхоз «Миндерлинское» (рис. 4.11).

фото выгрузка

Рисунок 4.11 – Уборка зерновых культур

Основные технические характеристики рабочих машин приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Основные технические характеристики почвообрабатывающих машин

Наименование Единица измерения Значение
1 2 3
Плуг скоростной комбинированный унифицированный ПСК-9 (производитель ООО НПО “СУР” г. Энгельс, Россия).
Габаритные размеры плуга:

длина

ширина

высота

мм 5850

5300

1950

Ширина захвата корпуса см 60
Количество корпусов шт. 9
Масса плуга с полным комплектом рабочих органов кг 2050±20
Производительность в час основной работы га/ч 4,0-6,0
Дорожный просвет мм 350
Минимальный радиус поворота по крайней наружной точке м 9,0
Максимальная глубина пахоты см до 35
Расстояние от опорной плоскости корпусов до нижней плоскости рамы мм 700
Рабочая скорость км/ч до 10
Транспортная скорость км/ч до 25
Удельный расход топлива за время сменной работы кг/га 10-19
Борона дисковая модульная прицепная БДМП 6×4

(производитель ООО “Агротехсервис” Ростов-на-Дону, Россия)

Габаритные размеры в рабочем положении:

длина

ширина

высота

мм 6630

7780

1530

Производительность в час основной работы га/ч до 9,6
Рабочая скорость км/ч до 12
Транспортная скорость км/ч до 20
Глубина обработки мм 80-180
Угол атаки дисков град 0-30
Масса кг 6125
Количество рядов шт. 4
Количество режущих узлов шт. 76
Диаметр рабочих органов мм 560
Расстояние между лезвиями дисков мм 400
Расстояние между рядами дисков мм 700

Продолжение таблицы 4.5

1 2 3
Борона пружинная тяжёлая БТ-22 (производитель «VELES» Россия)
Ширина в транспортном положении мм 2330
Ширина захвата м 22
Производительность (при 18 км/ч) га/ч 40
Рабочая скорость км/ч 12-18
Диаметр зубьев мм 14
Длиназубьев мм 700
Масса кг 6625
Угол атаки зубьев град 5-65
Расстояние между зубьями мм 60
Максимальная глубина обработки мм 75

Машинно-тракторные агрегаты комплектовались с учетом тягового усилия трактора К-744Р2 для работы на оптимальных режимах.

4.5 Эксплуатационно-технологическая оценка

Эксплуатационно-технологическая оценка – оценка рабочих качеств сельскохозяйственной техники, характеризующих ее способность выполнять технологический процесс в пределах агротехнического срока, с оптимальной производительностью, минимальными затратами труда и материалов, с соблюдением заданного режима работы.

Основные показатели качества выполнения технологического процесса:

  • скорость движения;
  • рабочая ширина захвата;
  • глубина обработки;
  • крошение почвы;
  • агрегатный состав почвы;
  • гребнистость поверхности почвы;
  • подрезание сорняков;
  • изменение содержания эрозионно-опасных частиц почвы.

Во время контрольной смены воспроизводился режим работы машинно-тракторного агрегата (МТА), установленный в ТЗ и руководстве по эксплуатации, определялись эксплуатационно-технологические показатели и показатели качества выполнения технологического процесса по номенклатуре показателей, предусмотренных ТЗ и стандартами по типам машин в соответствии с ГОСТ 24055-2016.

При подготовке машин к проведению эксплуатационно-технологической оценки соблюдались следующие требования:

  • техническое состояние участвующей в испытании машины, соответствовала требованиям ТЗ (ТУ) и руководству по эксплуатации;
  • машина сагрегатирована с соответствующим энергетическим средством, отвечающим требованиям ТЗ (ТУ);
  • техническое и технологическое обслуживание МТА (машины) проводилось с использованием персонала и технических средств, предусмотренных руководством по эксплуатации.

На каждом виде работ проводили три контрольные смены продолжительностью не менее 8 ч сменного времени каждая.

При проведении контрольных смен фиксировались следующие показатели:

  • дата и место испытаний;
  • вид работы;
  • состав машинно-тракторного агрегата, наименование и марка испытуемой машины;
  • условия испытаний (фон);
  • режим работы агрегата;
  • объем выполненной работы;
  • продолжительность элементов времени смены;
  • расход топлива;
  • расход вспомогательных материалов;
  • количество обслуживающего персонала;
  • качество выполнения технологического процесса.

Условия испытаний и режим работы агрегата определялся в соответствии с ГОСТ 20915-2011 и стандартами на методы испытаний отдельных типов машин.

При проведении эксплуатационно-технологической оценки устанавливались следующие показатели:

  • рабочая скорость МТА;
  • рабочая ширина захвата МТА;
  • объем выполненной работы;
  • производительность за один час времени: основного, технологического, сменного;
  • коэффициенты, характеризующие затраты времени смены: рабочих ходов, технологического обслуживания, надежности технологического процесса, использования технологического времени, использования сменного времени;
  • удельный расход топлива, вспомогательных материалов.

Регистрация всех элементов времени смены выполнялась методом сплошной хронографии и поэлементного хронометража. На всех видах работ баланс времени смены определялся за три контрольные смены продолжительностью 8 часов каждая. Результаты хронометражных наблюдений и эксплуатационно-технологической оценки представлены в таблицах 4.6 – 4.15.

Таблица 4.6 – Баланс времени смены на вспашке

Наименование агрегата Трактор + скоростной комбинированный плуг
Состав агрегата К-744Р2+ ПСКу-9
Агрофон стерня пшеницы
Технологическая операция основная обработка почвы (вспашка)
Наименование элемента времени Значение элемента
ч %
Основное время 5,71 71,375
Время на повороты 0,671 8,387
Время на переезды (запашка заездов) 0,049 0,613
Время на разбивку загонов 0,093 1,162
Время на ЕТО МТА, заправку топливом 0,406 5,075
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0 0
Время на проведение наладки и регулирование 0,054 0,675
Время агрегатирования 0 0
Время на устранение нарушения технологического процесса 0,087 1,088
Время на отдых 0,5 6,25
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) 0,43 5,375
Итого: сменное время 8 100

Таблица 4.7 – Показатели эксплуатационно-технологической оценки вспашки

Наименование показателя Значение показателя
Период проведения оценки 10.09 – 12.09.2019
Место проведения оценки Учхоз «Миндерлинское»
Агрофон Стерня пшеницы
Технологическая операция

Режим работы:

– скорость движения, км/ч

– рабочая ширина захвата, м

Вспашка

7,1

5,5

Производительность за 1 час времени (га):

– основного

– технологического

– сменного

3,905

3,347

2,78

Удельный расход топлива за сменное время:

– топлива, л/га

16,2
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:

– рабочих ходов

– технологического обслуживания

– надежности технологического процесса

– использования технологического времени

– использования сменного времени

0,895

0,991

0,985

0,857

0,712

Число обслуживающего персонала 1

Таблица 4.8 – Баланс времени смены на дисковании

Наименование агрегата Дискаторный
Состав агрегата К-744Р2+БДМП 6×4
Агрофон стерня пшеницы
Технологическая операция основная обработка почвы (дискование)
Наименование элемента времени Значение элемента
ч %
Основное время 6,063 75,788
Время на повороты 0,451 5,637
Время на переезды 0,066 0,825
Время на технологическое обслуживание 0 0
Время на ЕТО МТА, заправку топливом 0,348 4,35
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0 0
Время на проведение наладки и регулирование 0,036 0,45
Время агрегатирования 0 0
Время на устранение нарушения технологического процесса 0,106 1,325
Время на отдых 0,5 6,25
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) 0,43 5,375
Итого: сменное время 8 100

Таблица 4.9 – Показатели эксплуатационно-технологической оценки дискования

Наименование показателя Значение показателя
Период проведения оценки 14.09 – 16.09.2019
Место проведения оценки Учхоз «Миндерлинское»
Агрофон Стерня пшеницы
Технологическая операция

Режим работы:

– скорость движения, км/ч

– рабочая ширина захвата, м

Дискование

8,9

5,76

Производительность за 1 час времени (га):

– основного

– технологического

– сменного

5,126

4,624

3,886

Удельный расход топлива за сменное время:

– топлива, л/га

8,3
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:

– рабочих ходов

– технологического обслуживания

– надежности технологического процесса

– использования технологического времени

– использования сменного времени

0,931

0,994

0,983

0,902

0,758

Число обслуживающего персонала 1

Таблица 4.10 – Баланс времени смены на бороновании

Наименование агрегата Бороновальный
Состав агрегата К-744Р2+БТ-22
Агрофон Культивированное поле
Технологическая операция Боронование
Наименование элемента времени Значение элемента
ч %
Основное время 6,15 76,875
Время на повороты 0,334 4,175
Время на переезды 0,109 1,362
Время на технологическое обслуживание 0 0
Время на ЕТО МТА, заправку топливом 0,341 4,263
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0 0
Время на проведение наладки и регулирование 0,05 0,625
Время агрегатирования 0 0
Время на устранение нарушения технологического процесса 0,086 1,075
Время на отдых 0,5 6,25
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) 0,43 5,375
Итого: сменное время 8 100

Таблица 4.11 – Показатели эксплуатационно-технологической оценки боронования

Наименование показателя Значение показателя
Период проведения оценки 18.09 – 20.09.2019
Место проведения оценки Учхоз «Миндерлинское»
Агрофон Культивированное поле
Технологическая операция

Режим работы:

– скорость движения, км/ч

– рабочая ширина захвата, м

Боронование

9,1

21,34

Производительность за 1 час времени (га):

– основного

– технологического

– сменного

19,419

17,749

14,934

Удельный расход топлива за сменное время:

– топлива, л/га

2,2
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:

– рабочих ходов

– технологического обслуживания

– надежности технологического процесса

– использования технологического времени

– использования сменного времени

0,948

0,992

0,986

0,914

0,769

Число обслуживающего персонала 1

Таблица 4.12 – Баланс времени смены на скашивании с измельчением кукурузы

Наименование агрегата Кормоуборочный комбайн
Обозначение агрегата Дон-680М
Культура Кукуруза
Технологическая операция Скашивание с измельчением и погрузкой
Наименование элемента времени смены Значение элемента
ч %
Основное время 4,912 61,4
Время на повороты 0,721 9,013
Время на технологические переезды 0,316 3,95
Время на технологическое обслуживание 0,36 4,5
Время на ЕТО МТА, заправку топливом 0,395 4,937
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0,06 0,75
Время на проведение наладки и регулирование 0,148 1,85
Время агрегатирования 0 0
Время на устранение нарушения технологического процесса 0,158 1,975
Время на отдых 0,5 6,25
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) 0,43 5,375
Итого: сменное время 8 100

Таблица 4.13 – Показатели эксплуатационно-технологической оценки уборки кукурузы на силос

Наименование показателя Значение показателя
Период проведения оценки 05.09 – 07.09.2019
Место проведения оценки Учхоз «Миндерлинское»
Культура/урожайность,ц/га Кукуруза/220 ц/га
Технологическая операция

Режим работы:

– скорость движения, км/ч

– рабочая ширина захвата, м

Скашивание с измельчением

8,2

3,84

Производительность за 1 час времени (га):

– основного

– технологического

– сменного

3,149

2,393

1,933

Удельный расход топлива за сменное время:

– топлива, л/га

12,8
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:

– рабочих ходов

– технологического обслуживания

– надежности технологического процесса

– использования технологического времени

– использования сменного времени

0,872

0,906

0,969

0,76

0,614

Число обслуживающего персонала 1

Таблица 4.14 – Баланс времени смены на прямом комбайнировании

Наименование агрегата Зерноуборочный
Обозначение агрегата Вектор-410
Культура Пшеница
Технологическая операция Прямое комбайнирование
Наименование элемента времени смены Значение элемента
ч %
Основное время 4,13 51,625
Время на повороты 0,612 7,65
Время на технологические переезды 0,312 3,90
Время на технологическое обслуживание 1,187 14,837
Время на ЕТО МТА, заправку топливом 0,423 5,288
Время перевода машины в рабочее и транспортное положение 0,09 1,125
Время на проведение наладки и регулирование 0,122 1,525
Время агрегатирования 0 0
Время на устранение нарушения технологического процесса 0,194 2,425
Время на отдых 0,5 6,25
Время на переезды к месту работы и обратно (в начале и в конце смены) 0,43 5,375
Итого: сменное время 8 100

Таблица 4.15 – Показатели эксплуатационно-технологической оценки прямого комбайнирования

Наименование показателя Значение показателя
Период проведения оценки 12.09 – 14.09.2019
Место проведения оценки Учхоз «Миндерлинское»
Культура/урожайность,ц/га Пшеница/28 ц/га
Технологическая операция

Режим работы:

– скорость движения, км/ч

– рабочая ширина захвата, м

Прямое комбайнирование

5,2

5,76

Производительность за 1 час времени (га):

– основного

– технологического

– сменного

3,053

1,923

1,575

Удельный расход топлива за сменное время:

– топлива, л/га

11,1
Эксплуатационно-технологические коэффициенты:

– рабочих ходов

– технологического обслуживания

– надежности технологического процесса

– использования технологического времени

– использования сменного времени

0,871

0,759

0,955

0,63

0,516

Число обслуживающего персонала 1

Полученные значения сменной выработки и расхода топлива для всех МТА хорошо коррелируются с нормативными показателями из приложений 1-5.

4.6 Техническое нормирование полевых механизированных работ

Расчет норм выработки и расхода топлива на полевые механизированные работы выполняется на основании исходных данных о параметрах и режимах работы машинно-тракторных агрегатов (МТА) и элементах времени смены.

Сменная эксплуатационная производительность МТА рассчитывается по формуле:

word image 2468 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2469 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – теоретическая производительность за 1 ч основного времени, га/ч;

word image 2470 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2471 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент использования времени смены.

Рациональный баланс времени смены включает следующие затраты:

word image 2472 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Чистое рабочее время или время работы агрегата под нагрузкой определяют по формуле [42]:

word image 2473 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Из приведенной формулы видно, что только после установления всех составляющих можно определить чистое рабочее время, необходимое для расчета сменной производительности агрегата и расхода топлива.

Время подготовительно-заключительной работы равно:

word image 2474 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Если ежесменное техническое обслуживание сельскохозяйственной машины проводит прицепщик, сеяльщик или комбайнер, то это время – перекрываемое. В данном случае в норму закладывают время на техобслуживание трактора или сельхозмашины.

По материалам наблюдений приняты следующие нормативы:

на подготовку агрегата к переезду и к работе после переезда word image 2475 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

на получение наряда и сдачу работы word image 2476 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

переезды в начале и в конце смены на расстояние до2км word image 2477 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Время холостых переездов на расстояние до 2 км оплачивают отдельно.

Коэффициент вспомогательной работы word image 2478 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. равен:

word image 2479 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Коэффициент холостых поворотов и заездов в загон равен:

word image 2480 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Время одного поворота определяют по наблюдательным листам на каждый агрегат.

Коэффициент устойчивости хроноряда для поворотов и других циклических операций принимают до 2,0.

Коэффициент поворотов word image 2481 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. исчисляют для каждого класса длины гона, поэтому в расчет принимают следующую среднюю длину гона: 125, 175, 250, 350, 500, 800, 1400 м.

Коэффициент внутрисменных переездов с участка на участок (с поля па поле) равен:

word image 2482 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2483 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

При определении коэффициента внутрисменных переездов в зависимости от класса длины гона площадь участка и расстояние переезда берут в таблице 4.16.

Таблица 4.16 – Площадь участка и расстояние переезда в зависимости от длины гона

Класс длины гона (м) Средняя площадь участка (га) Расстояние переезда (км)
До 150 До 1,5 0,6
150-200 3,0 0,7
200 – 300 6,0 0,81
300 – 400 12,0 0,93
400 – 600 24,0 1,05
600- 1000 60,0 1,25
Более 1000 Более 140,0 1,50

Транспортную скорость определяют по материалам наблюдений.

Продолжительность одного переезда можно определить через среднее расстояние переезда и скорость движения агрегата при переезде word image 2484 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

word image 2485 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Коэффициент технологических остановок рассчитывают по формуле:

word image 2486 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Время холостых поворотов и заездов на загоне за смену зависит от продолжительности смены, вида работы, состава агрегата, длины гона, способа движения агрегата на загоне и скорости движения агрегата под нагрузкой и на поворотах. Значение word image 2487 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. зависит от числа проходов агрегата и, следовательно, от основного времени работы и агрегата:

word image 2488 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2489 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент поворотов, характеризующий отношение времени поворотов к основному времени работы.

Время на загрузку и выгрузку материалов word image 2490 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. (загрузка семян, удобрений, выгрузка зерна из бункера и т.п.) в течение смены зависит от нормы высева (внесения) семян, удобрений ядохимикатов, емкости бункера комбайна и продолжительности одной загрузки (выгрузки); от рабочей и транспортной скорости агрегата и расстояния подъезда агрегата к месту загрузки (выгрузки):

word image 2491 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2492 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент загрузки (выгрузки), характеризующий отношение времени загрузки (выгрузки) к основному времени работы.

Время внутрисменных переездов word image 2493 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. , состоит из времени, затрачиваемого в течение смены на собственно переезды с участка на участок, и времени на подготовку агрегата к переезду и к работе после переезда:

word image 2494 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2495 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – коэффициент переездов, характеризующий отношение времени переездов к основному времени;

word image 2496 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – чистое рабочее время.

Время организационно-технического обслуживания агрегата на загоне рассчитывают по формуле:

word image 2497 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Время на очистку рабочих органов, проверку качества работы и технологические регулировки разделяют по материалам наблюдений с учетом агротехнических требований к выполняемой работе. Время технического обслуживания агрегата на загоне во время смены word image 2498 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – берут из наблюдений и учитывают при разработке норм только сельхозмашины, узлы которых по правилам технического обслуживания требуют в течение смены смазки, подналадки и замены рабочих органов.

Указанные затраты времени зависят от условий работы (засоренность полей, влажности почвы и растений), от технического состояния агрегата и продолжительности рабочей смены. Их определяют на основе фотохронометражных наблюдений.

Правильность всех указанных расчетов по определению нормативов элементов времени смены проверяют через баланс времени смены по формуле:

word image 2499 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Если равенство не соблюдается, то необходимо проверить расчеты.

Норму расхода топлива устанавливают в литрах на гектар обрабатываемой площади, центнер или тонну произведенной продукции.

Технически обоснованной нормой расхода топлива называется количество топлива, необходимое для выполнения единицы работы (производства единицы продукции) при режимах работы агрегата и затратах времени, предусмотренных технически обоснованными нормами выработки.

word image 2500 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2501 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – часовой расход топлива при работе агрегата соответственно под нагрузкой, на поворотах, на переездах и на остановках (л/ч);

word image 2502 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – продолжительность нормируемого времени: соответственно при рабочем ходе, на поворотах, на переездах, на остановках;

word image 2503 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – сменная производительность.

Время остановок word image 2504 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. включает в себя остановки агрегата на загоне по всем элементам, предусмотренным технической нормой, в течение которых двигатель работает вхолостую.

(4.19)

где word image 2505 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – соответственно время на подготовительно-заключительную работу (нормативное) на обслуживание агрегата на загоне, на циклические технологические остановки когда двигатель на стоянках работает вхолостую (час), на отдых и личные надобности исполнителя.

Часовой расход топлива под нагрузкой определяют на всех тяговых работах по типовой тяговой характеристике трактора в соответствии со значением тягового сопротивления агрегата и выбранной рабочей передачей трактора.

Часовой расход топлива па поворотах и переездах устанавливают ориентировочно по тяговым характеристикам в соответствии с тяговым сопротивлением сельхозмашины и скоростью движения агрегата.

Расчет норм на уборочные работы самоходными комбайнами.

Основные нормообразующие факторы при комбайновой уборке сельскохозяйственных культур:

  • урожайность основной и побочной продукции (ц/га) и ее состояние (влажность, полеглость, засоренность);
  • пропускная способность молотильного или измельчающего аппарата комбайна (кг/с или ц/ч);
  • характеристика обрабатываемых участков, их площадь, длина, ширина и другие местные особенности;
  • организация и технология уборочных работ.

Производительность самоходных комбайнов зависит от рабочей скорости, ширины захвата и времени чистой работы. При средней и высокой урожайности убираемой массы рабочая скорость комбайна и его чистая часовая производительность обусловлены пропускной способностью комбайна, а при низкой урожайности – допустимой рабочей скоростью.

При уборке хлебов повышенной влажности(25-30%) пропускная способность уменьшается на 20-30%. Если рабочая скорость обусловлена пропускной способностью молотилки, то сменную производительность комбайнов рассчитывают в следующей последовательности:

Определяют чистую часовую производительность:

word image 2506 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2507 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – оптимальная пропускная способность хлебной массы (ц/ч);

word image 2508 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – урожайность зерна (ц/га);

word image 2509 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – отношение массы соломы к массе зерна (соломистость хлебной массы) при кондиционной влажности: 1,5 – для пшеницы; 2,0 – для ржи; 1,0 – для овса и ячменя.

word image 2510 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. урожайность хлебной массы (ц/га);

Рассчитывают рабочую скорость комбайна:

word image 2511 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2512 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – рабочая ширина захвата (м).

При малой урожайности рабочую скорость определяют по материалам наблюдений, а чистую часовую производительность по формуле:

word image 2513 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Расход топлива на гектар для самоходных комбайнов определяют по формуле:

word image 2514 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2515 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – часовой расход топлива соответственно при рабочем ходе, на поворотах, на переездах и на остановках (л/ч);

word image 2516 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – продолжительность нормируемого времени смены соответственно при рабочем ходе, на поворотах, на переездах и остановках (ч).

Время остановок – включает в себя остановки агрегата на загоне, предусмотренные обоснованной нормой, в течение которых двигатель работает вхолостую:

word image 2517 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

где word image 2518 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. – соответственно время на подготовительно-заключительную работу, обслуживание агрегата на загоне, время перерывов, обусловленных организацией и технологией, циклические технологические остановки, отдых и личные надобности, когда двигатель на остановках работает вхолостую (ч).

По приведенной методике выполнен расчет норм выработки и расхода топлива на полевые механизированные работы: отвальную вспашку, дискование, боронование, прямое комбайнирование зерновых культур, уборку кукурузы на силос (прилож. 1-5). Проведены экспериментальные исследования при выполнении этих технологических операций машинно-тракторными агрегатами К-744Р2+ПСКу-9, К-744-Р2+БДМП 6×4, К-744-Р2+БТ-22, Вектор-410, Дон-680М с использованием измерительной информационной системы ИП-264 производства КубНИИТиМ. Регистрация всех элементов времени смены выполнялась методом сплошной хронографии и поэлементного хронометража универсальным хронометром ИП-287. На основании полученного баланса времени смены определены эксплуатационно-технологические показатели, хорошо коррелируемые с расчетными значениями справочного материала норм выработки и расхода топлива.

5 ОБОСНОВАНИЕ НОРМАТИВОВ ПОТРЕБНОСТИ АПК КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ В ТРАКТОРАХ

5.1 Оценка природно-производственных условий

Природные условия отрасли растениеводства характеризует фактическая в 2019 г. и одновременно перспективная до 2030 г. площадь пашни, ее структура (табл. 5.1.), а также условное распределение по классам длины гона с учетом природных зон. На посевные площади приходится 78% пашни, основу которых (84,3 %) составляют посевы яровых. Указанные соотношения практически одинаковые для всех зон и основных товаропроизводителей. Достигнутая урожайность зерновых по региону составила 23,6 ц/га. С перспективой повышения до 27-28 ц/га. Основные товаропроизводители, расположенные в лесостепной зоне при word image 2519 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. и 600-1000 м, имеют устойчивую урожайность 45-50 ц/га за счет внедрения современных ресурсосберегающих технологий и технических средств. В зонах тайги word image 2520 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. средняя урожайность зерновых достигла 20 ц/га, независимо от форм собственности.

Таблица 5.1 – Структура пашни и посевных площадей в природно-производственных условий АПК Красноярского края (2019 фактическая)

Показатель Единица измерения Средний класс длины гона lг, м
По

региону

>1000 600-1000 400-600 200-400
Распределение длины гона % 100 53,4 25,4 13,2 8,0
Пашня, в т.ч: тыс.га 1845,8 985,7 468,8 243,6 147,7
посевы тыс.га 1444,2 771,6 366,8 190,6 115,2
чистые пары тыс.га 401,7 214,1 102,0 53,1 32,5
зерновые и зернобобовые тыс.га 929,5 496,6 237,9 121,6 73,4
технические культуры и овощи тыс.га 148,3 92,1 48,3 56 2,3
кормовые тыс.га 366,4 182,9 80,6 63,4 39,5
яровые (без озимых и многолетних) тыс.га 1218,6 648,4 308,1 160,1 102

Основу технологического перевооружения составляют скоростные почвообрабатывающие машины и комплексы, позволяющие существенно повысить производительность агрегатов на базе энергонасыщенных тракторов.

В таблице 5.2 приведены осредненные характеристики удельного сопротивления основных почвообрабатывающих машин, полученные по результатам испытаний, которые позволили установить рациональные скоростные диапазоны выполнения механизированных работ и оптимальные значения чистой производительности для разных классов длины гона при минимальных приведенных затратах.

Таблица 5.2 – Осредненые характеристики удельного сопротивления основных почвообрабатывающих машин

word image 2521 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Испытаниями установлено, что рост рабочей скорости в достигнутых диапазонах ее изменения приводит к повышению удельного сопротивления независимо от комплектации и балластирования трактора. При неизменной рабочей ширине захвата производительность агрегата прямо пропорциональна скорости.

5.2 Параметры-адаптеры колесных тракторов

По результатам тяговых и полевых испытаний колесных тракторов К-744Р2, Беларус 1221 и 1523, установлены номинальный тяговый режим, соответствующий максимальному значению тягового КПД и удельные адаптеры пахотных агрегатов (табл. 5.3). Это позволило смоделировать рациональные параметры колесных 4к4 тракторов и агрегатов для характерных природно – производственных условий (табл. 5.4.).

Таблица 5.3 – Удельные параметры-адаптеры колесных 4к4 тракторов и пахотных агрегатов к природно-производственным условиям

word image 2522 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Таблица 5.4 – Рациональные параметры и показатели почвообработавающих и посевных комплексов

word image 2523 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Продолжение таблицы 5.4

word image 2524 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Выполненный анализ составляющих баланса времени смены пахотных агрегатов в разных условиях показал высокую сопоставимость полученных значений коэффициента использования времени смены и производительности от реализуемой мощности трактора и длины гона (рис. 5.1-5.2). Поэтому, для удобства в практических расчетах были использованы нормативные данные [43], определяющие значения коэффициента в функции чистой производительности класса длины гона.

рис11.jpg

Рисунок 5.1 – Зависимости коэффициента использования времени смены и производительности пахотных агрегатов от реализуемой мощности тракторного двигателя

рис22.jpg

Рисунок 5.2 – Влияние длины гона на коэффициент использования времени смены и производительность пахотных агрегатов

Из представленных на рисунке 5.1 зависимостей следует, что по мере увеличения мощности прирост производительности МТА, соответствующий одному и тому же приросту мощности, существенно уменьшается из-за падения коэффициента использования времени смены. Как видно из рисунка 5.2, наибольший прирост производительности и коэффициента использования времени смены имеет место при длинах гона примерно до 600 м.

5.3. Типоразмерный ряд колесных тракторов

С учетом доработки обоснован типоразмерный ряд двухпараметрической классификации колесных тракторов, включающий 9 тяговых классов и 10 типоразмеров мощности (табл. 5.5). Смежные типоразмеры с общей границей в зоне максимального тягового КПД определяют условия их эффективного использования.

Для гусеничных тракторов также обосновано 6 тяговых классов и 9 типоразмеров мощности.

Таблица 5.5 – Типоразмерный ряд двухпараметрических классификаций колесных тракторов

Тяговый класс Типоразмер мощности Тяговый диапазон

Ркр, кН

mэ,кг Nеэ, кВт Категория по

JSO 730-1

0,6 1 5,4-8,1 1390-2080 25-36 I
0,9 2 8,1-12,6 2081-3230 36-47 I-II
1,4 3

4

12,6-18,0 3231-4620 47-67

68-99

II
2 4

5

18,0-27 4621-6920 68-99

100-132

II-III
3 5

6

27-36 6921-9230 100-132

133-165

III
4 6

7

8

36-45 9231-11540 133-165

166-200

201-245

III-IV
5 7

8

45-54 11541-13580 166-200

201-245

III-IV
6 8

9

54-72 13581-18450 201-245

246-320

III-IV
8 9

10

72-108 18451-27680 246-320

321-399

IV

По результатам моделирования и экспериментальных исследований обоснованы номинальные тягово-скоростные режимы и удельные массоэнергетические параметры тракторов. Рассматривая перспективы формирования и рационального использования тракторного парка региона с учетом внедрения ресурсосберегающих технологий в растениеводстве, тенденций развития рынка тракторов, а также экономического положения сельхозтоваропроизводителей, в основу следует положить типоразмерный ряд колесных 4а4б тракторов «Кировец» мощностью от 220 до 350 кВт.

5.4 Параметры эталонного трактора

Главным условием выбора эталонного трактора является соответствие эксплуатационной мощности и технической характеристики среднему техническому уровню на ближайшую перспективу до 2030 г.

В качестве эталонной единицы принят условный трактор КЭ-158/215, близкий по параметрам к колесному 4к4б трактору К-424. Эталонный трактор соответствует средней мощности для длины гона
200-400 м при работе со скоростными плугами и отвечает требованиям технического уровня на ближайшую перспективу для проведения расчетов после 2020г.

Для тракторов в качестве эталонного показателя принята производительность пахотного агрегата в час сменного времени в эталонных условиях: площадь поля 50 га, глубина обработки 0,22-0,24 м. Базовое значение удельного сопротивления почвы K0=55 кПа при скорости Vн* = 8,0 км/ч (2,22 м/с). Коэффициент прироста удельного сопротивления в интервале рабочих скоростей, с учетом агротехнических требований от 8 до 10 км/ч составляет 3,5% на 1 км/ч, длина гона 800 м, фон-стерня по ГОСТ 7057-2001, среднее расстояние переезда 1,25 км (табл. 5.6).

Таблица 5.6 – Эталонные природно-производственные условия работы скоростных пахотных агрегатов

word image 2525 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Классификационные диапазоны тягово-мощностных параметров и технического уровня тракторов, влияющих на эталонный показатель, учитывают эксплуатационную массу, эксплуатационную мощность двигателя, тип трансмиссии, тип движителя, особенность кинематики поворота, расположения поста и степень автоматизации управления тракторами, корректорный коэффициент запаса крутящего момента двигателя.

При моделировании работы пахотного агрегата оптимальный режим трактора определяется положением точки максимального тягового КПД на тяговой характеристике с учетом агротехнического и технического ограничения рабочей скорости не более 10 км/ч.

Трактор КЭ-158/215 – колесный 4к4б эксплуатационной мощностью N=158 кВт и максимальной эксплуатационной массой mэmax = 11200 кг, оптимальными для отвальной вспашки с плугом типа ПСК на глубину h=0,23м и удельным сопротивлением К0=12,65 кН/м при скорости 8,0 км/ч. Ширина захвата агрегата Вр*=3,53м обеспечивает чистую производительность 2,82 га/ч. Коэффициент использования времени смены 0,78 при lг=600-1000 м, производительность в час сменного времени 2,20 га.

5.5 Условные коэффициенты перевода тракторов в эталонные единицы

По результатам моделирования установлены усредненные коэффициенты перевода в существующие и новые эталонные единицы колесных (табл. 5.7) и гусеничных (табл. 5.8) тракторов обоснованных типоразмерных рядов двухпараметрической классификации, равные отношениям сменных производительностей соответствующих пахотных агрегатов в эталонных условиях.

По результатам анализа и приведения технических характеристик основных моделей тракторов отечественного и иностранного производства к стандарту JSO 1585, которые должны составить основу тракторного парка АПК региона до 2030г., определены коэффициенты их перевода в эталонные единицы для типовых условий (табл. 5.9).

Таблица 5.7 – Усредненные коэффициенты перевода в эталонные единицы колесных тракторов

word image 2526 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Таблица 5.8 – Усредненные коэффициенты перевода в эталонные единицы гусеничных тракторов

word image 2527 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Таблица 5.9 – Условные коэффициенты перевода в эталонные единицы и показатели использования с/х тракторов в составе пахотных агрегатов

word image 2528 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Марка

трактора

word image 2529 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2530 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2531 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2532 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2533 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. word image 2534 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. Kэ
ЗАО «Петербургский тракторный завод»

Эталон трактор

КЭ-158/215 158 11200 8,0 2,82 0,78 2,20 1,00
К-701 198,6 13600 7,40 3,18 0,76 2,42 1,10
К-701М 224 14600 7,91 3,65 0,73 2,66 1,21
К-744Р1
(К-730с)
205 14900 7,14 3,40 0,74 2,52 1,14
К-744Р2
(К735с)
235 15250 8,20 3,84 0,72 2,76 1,26
К-744Р3
(К-739с)
265 16630 8,87 4,44 0,69 3,06 1,39
К-744Р4
(К-742с)
287 16630 9,39 4,65 0,68 3,14 1,43
К-744Р1П
(К-730П)
210 14370 7,69 3,42 0,74 2,53 1,15
К-744Р2П
(К735П)
250 14790 9,20 4,07 0,71 2,89 1,31
К-744Р3П
(К-740П)
284 16165 9,35 4,46 0,69 3,08 1,40
К-744Р4П
(К-742П)
298 16165 9,59 4,53 0,68 3,08 1,40
К-424 160 11200 8,00 2,82 0,78 2,20 1,00
ООО «Ростсельмаш», фирма («Buhler»)
RSM 2335 217 14580 9,42 4,06 0,73 2,70 1,23
2375 245 16460* 9,44 4,58 0,68 3,11 1,42
435 282 19790* 9,02 5,35 0,64 3,42 1,56
485 315 21150* 9,59 5,85 0,61 3,63 1,65
535 347 23350* 9,41 6,49 0,59 3,83 1,74
575 368 23350* 10,0 6,75 0,58 3,92 1,78
Versatile (Row-Сrop)
305 195 13070 9,02 3,53 0,74 2,58 1,17
280 180 12000 9,02 3,26 0,75 2,44 1,11
250 160 11100 8,80 2,91 0,77 2,24 1,02
220 140 9500 8,91 2,57 0,79 2,03 0,92
190 122 8500 8,68 2,25 0,81 1,83 0,83
РУП «Минский тракторный завод» (Беларусь)
Бел. 3022Д 199,1 11500 9,74 3,27 0,75 2,45 1,11
Бел. 2522ДВ 176 11100 8,34 2,84 0,78 2,21 1,01
Бел. 2022 148,6 9000 8,49 2,34 0,81 1,90 0,86
Бел. 1523 108,3 6000 9,28 1,69 0,85 1,44 0,65
Бел. 1221 90,4 5800 8,16 1,30 0,88 1,15 0,52
Бел.1223 94 6000 8,68 1,55 0,86 1,33 0,61
Бел. 1025 74 4480 8,64 1,15 0,89 1,03 0,47
Бел. 922 62,2 4400 7,40 0,99 0,91 0,90 0,41
Бел. 900 57,4 3720 8,07 0,93 0,91 0,85 0,39
Бел. 82.1 57,4 3970 7,57 0,91 0,91 0,83 0,38
Бел. 80.1 57,4 3870 7,76 0,91 0,91 0,83 0,38
Бел. 320 24,6 2100 6,13 0,40 0,95 0,38 0,17
ОАО ХТЗ (Украина)
ХТЗ-16131 118 8260 8,20 2,09 0,82 1,72 0,78
ХТЗ-17221 121 8960 7,73 2,15 0,82 1,76 0,80
ХТЗ-150К-09 121 8000 8,66 2,25 0,81 1,84 0,84
ХТЗ-240К 130 8370 8,90 2,31 0,81 1,87 0,85
ХТЗ-243К 167 8500 10,0 2,83 0,78 2,22 1,01
ЗАО «Агротехмаш» (Россия)
ATM 7360 258 17500* 9,34 4,89 0,66 3,23 1,47
ATM 5280 165 11500 8,83 3,06 0,76 2,32 1,06
ATM 4200 130 8800 9,10 2,40 0,80 1,92 0,87
ATM 3180 123 8000 9,46 2,22 0,82 1,82 0,83
Фирма «Claas» (Германия)
XERION – 5000 326 20640* 10,0 5,81 0,62 3,60 1,64
XERION – 4500 300 20640* 9,21 5,50 0,63 3,47 1,58
XERION – 4000 268 20640* 8,23 5,06 0,66 3,29 1,50
AXION – 950 271 18000 9,27 4,95 0,66 3,26 1,48
AXION – 940 251 18000 8,58 4,60 0,68 3,13 1,42
AXION – 980 231 15600 9,11 4,26 0,70 2,98 1,36
AXION – 920 211 15600 8,33 3,99 0,71 2,83 1,29
AXION – 850 155 10450 9,13 2,84 0,78 2,22 1,01
AXION – 820 126 8500 9,13 2,31 0,81 1,87 0,85
ARION – 640c 104 7000 9,13 1,91 0,84 1,61 0,73
Фирма «Fendt» модель «Fendt vario»
936 248 15500 10,0 4,48 0,68 3,05 1,39
933 227 14000 10,0 4,07 0,71 2,85 1,30
930 207 13000 9,82 3,88 0,72 2,79 1,27
927 186 12000 9,59 3,53 0,74 2,58 1,17
724 151 9410 10,0 2,73 0,78 2,13 0,97
722 141 9410 9,35 2,60 0,79 2,05 0,93
720 127 7980 9,86 2,32 0,81 1,88 0,85
718 113 7980 8,78 2,12 0,82 1,74 0,79
716 100 7735 8,32 1,94 0,84 1,61 0,73
714 88 7735 7,05 1,71 0,85 1,46 0,66
1050 355 10500 10,0 5,78 0,62 3,58 1,63
1046 327 13500 10,0 5,41 0,64 3,46 1,57
1042 299 17000 9,96 4,92 0,66 3,25 1,48
1038 272 16000 9,65 4,56 0,68 3,10 1,41
Фирма «John Deere» США
9570R 376 23780* 10,0 6,96 0,57 3,97 1,80
9520R 343 21690* 10,0 6,35 0,60 3,81 1,73
9470R 310 19610* 10,0 5,74 0,62 3,56 1,62
9420R 278 18900* 9,32 5,24 0,65 3,41 1,55
8370R 244 14990 10,0 4,35 0,69 3,00 1,37
8345R 228 14000 10,0 4,07 0,71 2,85 1,29
8335R 222 14000 9,76 4,03 0,71 2,87 1,30
8320R 211 14000 9,28 3,85 0,72 2,77 1,26
8295R 195 11980 10,0 3,48 0,74 2,57 1,17
8270R 179 11980 9,20 3,25 0,75 2,44 1,11
6195M 134 9100 9,06 2,47 0,80 1,98 0,90
6175M 121 9100 8,19 2,29 0,81 1,85 0,84
6155M 107 8050 8,19 2,02 0,83 1,68 0,76
6140M 96 7250 8,15 1,83 0,84 1,54 0,70
6125M 86 6400 8,27 1,64 0,86 1,41 0,64
6110M 76 5900 8,00 1,45 0,87 1,26 0,57
Фирма «New Holland»
9.670 406 25400* 10,00 7,51 0,55 4,13 1,88
9.615 363 25400* 9,05 6,94 0,57 3,95 1,80
9.560 339 22400* 9,57 6,36 0,60 3,81 1,73
9.505 305 22450* 8,61 5,91 0,62 3,66 1,67
9.450 271 21450* 8,00 5,37 0,64 3,44 1,56
8.040 203 14500 8,62 3,80 0,72 2,73 1,24
8.390 227 14500 9,64 4,13 0,70 2,89 1,31
8.360 208 14500 8,84 3,89 0,72 2,76 1,25
8.330 190 12500 9,36 3,49 0,74 2,58 1,17
8.300 172 12500 8,46 3,23 0,75 2,42 1,10
T 7060 140 8920 10,00 2,50 0,80 2,00 0,91
T 6090 116 7120 10,00 2,37 0,81 1,92 0,87
T 6050 85 6120 8,58 1,60 0,86 1,37 0,62
Фирма «Massey Ferguson» США
MF 8690 250 15580 10,0 4,52 0,68 3,07 1,40
MF 8670 213 13270 10,0 3,85 0,72 2,77 1,26
MF 7626 176 10970 10,0 3,18 0,76 2,39 1,08
MF 7624 162 10090 10,0 2,93 0,77 2,26 1,03
MF 7620 136 8470 10,0 2,46 0,80 1,97 0,90
MF 7618 121 7540 10,0 2,19 0,82 1,79 0,82
MF 7615 103 6850 10,0 2,19 0,82 1,79 0,82
MF 6713 98 6100 10,0 1,82 0,84 1,53 0,70
Гусеничные тракторы
Агромаш (ВгТЗ) Россия
Руслан 234 14700 9,86 5,06 0,66 3,29 1,50
ТГ-150 95,5 7500 7,10 1,98 0,83 1,64 0,75
ТГ-90 69,1 7250 6,50 1,43 0,87 1,25 0,57
ДТ-75Д 70 6750 6,50 1,45 0,87 1,26 0,57
ВТ-150Д 110 7220 8,49 2,26 0,81 1,83 0,83
ВТ-100Д 88 7580 6,50 1,82 0,84 1,53 0,70
ОАО «ХТЗ» (Украина)
ХТЗ-150-07 140 8700 8,97 2,80 0,78 2,19 0,99
ХТЗ-181 140 9050 8,62 2,85 0,78 2,22 1,01
ОАО «Алтрак» (Россия)
Т-404 110 10950 6,50 2,28 0,81 1,85 0,84
Т406 112 9300 6,71 2,32 0,81 1,88 0,85
Т-5.01 147 11400 7,19 3,05 0,76 2,32 1,05

* – сдвоенные колеса

Перевод физических тракторов в эталонные единицы производится путем умножения количества машин определенных марок на соответствующий коэффициент. Применять условные коэффициенты надо с учетом сменных норм выработки для соответствующей агрозоны.

5.6 Нормативы потребности в эталонных тракторах

Полученные результаты, с учетом технологических карт возделывания основных культур в базовых предприятиях, позволили определить рациональные типоразмеры и количественный состав в эталонных единицах колесных 4к4 тракторов для основных операции почвообработки и посева с учетом класса длины гона (табл. 5.10).

Таблица 5.10 – Параметры и количество колесных 4к4 тракторов для природно-производственных условий

word image 2535 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Операция почвообработки Параметр lг, м
200-

300

300-

400

400-

600

600-

1000

>1000
1.Вспашка отвальная

VH=2,22 м/с

Nеэ, кВт 142-154 172-187 182-198 205-223 267-290
Типоразмер 4.6 5.7 5.7 6.8 8.9
Kэ 0,94 1,14 1,14 1,22 1,49
nЭТ ∙ D 80,40 71,38 63,06 60,17 46,94
2.Безотвальная комбинированная обработка

VH=2,78 м/с

Nеэ, кВт 133-142 156-170 188-200 239-260 280-305
Типоразмер 3.6 4.6-4.7 4.7 6.9 6.9
Kэ 0,94 1,03 1,14 1,39 1,39
nЭТ ∙ D 51,11 43,36 37,84 34,97 28,43
3.Поверхностная комбинированная обработка

VH=3,33 м/с

Nеэ, кВт 136-148 164-178 198-215 222-242 283-308
Типоразмер 3.6 3.6,4.7 4.8 4.8 6.9
Kэ 0,94 1,03 1,22 1,22 1,39
nЭТ ∙ D 38,84 31,81 29,69 24,04 20,70
4.Посев зерновых

VH=2,78 м/с

Nеэ, кВт 130-142 145-158 173-188 204-222 242-263
Типоразмер 3.6 3.6 4.7 5.8 6.9
Kэ 0,94 0,94 1,14 1,22 1,39
nЭТ ∙ D 47,92 39,55 38,59 34,40 31,76
5.Боронование

VH=3,83 м/с

Nеэ, кВт 119-130 133-144 142-154 180-196 220-240
Типоразмер 2.5 3.6 3.6 4.7 5.8 (6.8)
Kэ 0,79 0,94 0,94 1,14 1,22
nЭТ ∙ D 16,59 15,43 12,28 11,18 9,31

С учетом напряженного использования (пиковой нагрузке) в весенний период установлены нормативы потребности колесных тракторов в эталонных единицах для зональных условий региона (табл. 5.11).

Таблица 5.11 – Расчет нормативов потребности в эталонных единицах nэт/1000 га колесных тракторов для природно-производственных условий АПК Красноярского края

Вид работа Параметр Средний класс длины гона lг, м
>1000 600-1000 400-600 200-400
1.Осенняя почвообработка,
в т.ч отвальная вспашка
Fn,т.га 985,7 468,8 243,6 147,7
Fi0 0,217 0,218 0,218 0,220
Kоб 0,96 0,95 0,93 0,90
КЭ 1,49 1,22 1,14 1,14
D 28 28 21 21
nЭТ 0,390 0,493 0,704 0,899
безотвальная обработка Fi0 0,783 0,282 0,782 0,780
Kоб 0,93 0,92 0,90 0,88
КЭ 1,39 1,39 1,14 1,03
D 28 28 21 21
nЭТ 0,854 1,062 1,566 2,00
2.Весеннее боронование (закрытие влаги) Fi0 0,783 0,782 0,782 0,780
Kоб 0,93 0,92 0,90 0,88
КЭ 1,22 1,14 0,94 0,88
D 7 7 4 4
nЭТ 1,120 1,354 2,24 2,66
3.Поверхностная обработка (предпосевная) Fi0 0,658 0,657 0,657 0,691
Kоб 0,93 0,92 0,90 0,88
КЭ 1,39 1,22 1,22 1,03
D 16 16 12 12
nЭТ 0,915 1,073 1,807 2,080
4.Посев яровых зерновых и зернобобовых Fi0 0,658 0,659 0,657 0,691
Kоб 0,93 0,92 0,90 0,88
КЭ 1,39 1,22 1,14 0,94
D 16 16 12 12
nЭТ 1,404 1,540 2,347 2,588
word image 2536 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. 2,319 2,613 4,154 4,668

Принимая за основу двухпараметрическую классификацию, нормативы типоразмеров указанных тракторов приведены в табл. 5.12.

Таблица 5.12 – Нормативы потребности в колесных тракторах (в эталонных единицах КЭ-158/215 на 1000 га пашни nэт /1000га)

Природная зона Длина гона В парке Общего назначения Универсально – пропашные Универ-

сальные

тяговый класс
8 6 5 4 3 2 1,4 0,9 0,6
эксплуатационная масса, кг
всего 18451-27680 13581-18450 11541-13580 9231-

11540

6921-9230 4621-6920 3231-4620 2081-3230 1390-

2080

типоразмер мощности
8.10 8.9 6.9 6.8 5.8 5.7 4.8 4.7 4.6 3.6 3.5 2.5 2.4 1,4.4 1,4.3 0,9.2 0,6.1
эксплуатационная мощность двигателя, кВт
321-399 246-320 246-320 201-245 201-245 166-200 201-245 166-200 133-165 133-165 100-132 100-132 68-99 68-99 47-67 36-47 25-36
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Степь и лесостепь >1000 3,83 0,30 1,78 0,86 0,14 0,15 0,10 0,11 0,30 0,09
Лесостепь 600-1000 3,96 0,82 0,58 0,61 0,82 0,22 0,14 0,15 0,11 0,10 0,31 0,10
Подтайга 400-600 5,51 0,80 1,39 1,00 0,51 1,04 0,20 0,15 0,30 0,12
Тайга 200-400 5,85 0,63 1,60 0,42 2,27 0,25 0,20 0,35 0,13
По региону 600-1000 4,25 0,16 1,16 0,15 0,61 0,16 0,39 0,32 0,21 0,44 0,13 0,12 0,31 0,09

5.7 Технологическая потребность и оснащенность растениеводства региона тракторной техникой

При разработке нормативов потребности использовано районирование по природно-кинематическим зонам региона. Предложенные нормативы в эталонных и технологическая потребность в физических единицах дифференцированы по типоразмерам колесных и гусеничных тракторов (табл. 5.13-5.14).

Расчет потребности в тракторах с использованием обоснованных условных коэффициентов позволил определить нормативную потребность в физических единицах (7733 ед.) различных типоразмеров, а также оценить существующий уровень оснащенности. При среднем значении условного коэффициента word image 2537 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. оснащенность составила
word image 2538 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. Для обеспечения нормативной потребности определена численность тракторов различных типоразмеров, которые следует приобрести до 2030г. В предложенном варианте ежегодное выбытие колесных (малых типоразмеров) и гусеничных тракторов составил 316 ед. при обновлении большеразмерных колесных 373 ед.

Используемый типоразмерный ряд тракторов с установленными средними значениями условного коэффициента позволяет проводить оценку количественного состава парка без указания конкретных марок, приняв за основу типоразмер, указывающий тяговый класс и диапазон эксплуатационной мощности.

Таблица 5.13 – Нормативы потребности в колесных тракторах (в физических единицах)

word image 2539 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Таблица 5.14 – Технологическая потребность и обеспеченность растениеводства тракторной техники

word image 2540 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности.

Для совершенствования нормативной базы обоснования потребности сельского хозяйства в тракторах:

  1. Выполнена оценка природно-производственных условий региона с определением структуры и распределения площади пашни основных товаропроизводителей по природным зонам и характеристик удельного сопротивления современных почвообрабатывающих машин и комплексов, позволившая установить рациональные скоростные диапазоны выполнения механизированных работ и оптимальные значения чистой производительности агрегатов для разных классов длины гона;
  2. Обоснованы рациональные параметры колесных тракторов для природно – производственных условий агрозоны, положенные в основу совершенствования типоразмерного ряда их двухпараметрической классификации;
  3. Установлен условный колесный трактор мощностью 158 кВт и коэффициенты перевода основных типоразмеров тракторов, используемых в парке и предлагаемых на рынке в условные, соответствующие соотношению их сменной производительности с учетом влияния конструктивных особенностей, классификационных признаков и условий работы;
  4. Разработаны нормативы потребности в эталонных единицах, определяющие с учетом новых коэффициентов перевода, количественный и качественный состав тракторного парка для растениеводства основных товаропроизводителей в разных природно-производственных условиях и региона в целом;
  5. Определены технологическая потребность (7733 ед.) в физических тракторах разных типоразмеров и фактическая оснащенность растениеводства word image 2541 Разработка условных коэффициентов и нормативов потребности для методики использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности. позволившие обосновать условия обновления парка с использованием предложенной двухпараметрической классификации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Формирование и развитие технической оснащенности зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур на современном этапе требует обоснования типоразмерного ряда энергетических средств. Определение количественного и качественного состава машинно-тракторного парка связано с использованием условных коэффициентов перевода в эталонные единицы. Разработанные специалистами ВИМа нормативы и условные коэффициенты требуют изменения или уточнения в связи с внедрением новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур, изменением технических характеристик машинно-тракторных агрегатов и производственных условий их использования.

В ходе выполнения научно-исследовательской работы проведен анализ состояния технической политики Министерства сельского хозяйства Красноярского края по направлению растениеводства. Установлено, что основные тенденции использования сельскохозяйственных колесных тракторов общего назначения направлены на повышение универсальности и расширение функциональных качеств за счет регулирования эксплуатационной массы установкой съемных балластных грузов и оснащения сдвоенными колесами. Особую актуальность на современном этапе развития отрасли растениеводства приобретает проблема совершенствования классификации и технологической адаптации нового поколения энергонасыщенных колесных тракторов, поскольку ограниченный опыт эксплуатации и недостаточный объем научно-технической информации требуют развития и систематизации основных принципов и способов ресурсосберегающего использования почвообрабатывающих агрегатов на их базе.

Формирование и развитие технической оснащенности зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур требует обоснования общей системы технологической адаптации энергонасыщенных колесных тракторов на основе двухпараметрической классификации с поэтапной оптимизацией тягово-скоростных режимов рабочего хода, массоэнергетических параметров и ширины захвата агрегатов для операций основной обработки почвы разных групп.

Основными тенденциями в совершенствовании зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов остаются следующие: постоянное увеличение производительности комбайнов; обеспечение устойчивости технологического процесса уборки в различных агротехнических и климатических условиях; повышение комфорта оператора и безопасности эксплуатации; снижение удельного давления на почву; широкое применение современных электронных систем управления и контроля технологических процессов. Обеспечение максимального валового сбора урожая за счет соблюдения агротехнических сроков выполнения уборочных работ возможно только при обосновании оптимального типоразмерного ряда зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов.

Основными причинами совершенствования методики определения нормативов потребности в тракторах послужила необходимость объективной оценки выполнения Госпрограммы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2025 гг. в части целевых индикаторов, характеризующих развитие технической оснащенности отрасли растениеводства России. Наиболее значимыми являются: совершенствование характеристик рабочих машин, состав и показатели использования агрегатов; существенное изменение структуры рынка тракторов, основу которого составляют модельные ряды отечественных и иностранных колесных 4к4а и 4к4б тракторов с регулируемыми массоэнергетическими параметрами; условия обновления тракторного парка, характеризующие структуру, финансово-экономические показатели, и кадровый потенциал производителя сельскохозяйственной продукции.

При использовании в качестве эталонного зерноуборочного комбайна Вектор-410 в пиковый период уборки яровой пшеницы при средней урожайности 26,4 ц/га необходимо иметь 4761 эталонный ЗУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края составлял 2865,9 эталонных комбайна. Таким образом, обеспеченность АПК региона ЗУК составляет 60,2 %.

При использовании в качестве эталонного кормоуборочного комбайна Дон-680М для подбора валков травы на сенаж урожайностью 82,3 ц/га в пиковый период необходимо иметь 657 эталонных КУК. На начало 2019 года комбайновый парк Красноярского края включал 327,3 эталонных комбайна. Отсюда, обеспеченность АПК региона КУК составляет 49,8 %.

Обновление комбайнового парка сопровождается уменьшением количественного состава с одновременным увеличением качественного показателя . К настоящему времени этот показатель равен 1, что свидетельствует о повышении средней мощности двигателей комбайнов.

На основании теоретических исследований обоснован выбор эталонных единиц с учетом технической оснащенности машинно-тракторного парка. В качестве эталонного принят условный трактор КЭ-158/215, близкий по параметрам к колесному 4к4б трактору К-424. Эталонный трактор соответствует средней мощности для длины гона 200-400 м при работе со скоростными плугами и отвечает требованиям технического уровня на ближайшую перспективу для проведения расчетов после 2020 г. Определена технологическая потребность (7733 ед.) в физических тракторах разных типоразмеров и фактическая оснащенность растениеводства 63,8 %, позволившая обосновать условия обновления парка с использованием предложенной двухпараметрической классификации.

Проведены экспериментальные исследования и производственные испытания машинно-тракторных агрегатов в условиях базовых хозяйств. Разработана методика технического нормирования на полевых механизированных работах. Определены нормы выработки и расхода топлива для зональных технологий растениеводства. Определен состав машинно-тракторного парка для сельскохозяйственных предприятий Красноярского края: ОАО «Племзавод Красный Маяк», ООО «ОПХ Солянское», ООО «Учебное хозяйство «Миндерлинское».

В результате проведенных исследований и экспериментов получен алгоритм, позволяющий повысить точность расчетов потребности отрасли растениеводства в технических средствах и определены основные направления обновления машинно-тракторного парка АПК Красноярского края.

Подготовлены и изданы научные статьи по материалам проведенных исследований, сотрудники приняли участие в 4 международных научных конференциях.

Результаты научных разработок апробированы на предприятиях АПК Красноярского края. Получено 3 акта внедрения научных исследований на предприятиях АПК Красноярского края.

Опубликованы 6 научных статей, 2 из них в журналах индексируемых в базе Scopus, 1 – в журналах рекомендованных ВАК.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Методика использования условных коэффициентов перевода тракторов, зерноуборочных комбайнов в эталонные единицы при определении нормативов их потребности / А.Ю. Измайлов и др.//Инструктивно-методическое издание. – М.-2009, 54 с.

2. Амельченко, П.А. О классификации энергонасыщенных с.-х. тракторов / П.А. Амельченко и др. // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. № 7. – С .3-7.

3. Самсонов, В.А. Основы теории мобильных сельскохозяйственных агрегатов [текст] / В.А. Самсонов, А.А. Зангиев, Ю.Ф. Лачуга, О.Н. Дидманидзе. – М.: Колос, 2000. – 248 с.

4. Селиванов, Н.И. Технологические свойства мощных тракторов / Н.И. Селиванов; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2015. – 202 с.

5. Селиванов, Н.И. Эффективное использование энергонасыщенных тракторов [текст] / Н.И. Селиванов; – Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2008. – 228 с.

6. Селиванов, Н.И. Совершенствование классификации и использовании энергонасыщенных тракторов / Н.И. Селиванов // Вестник КрасГАУ. – 2016. – № 4 – С. 129-135.

7. Запрудский, В.Н. Повышение эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов на базе колесных тракторов высокой мощности [Текст]: дис. … канд. техн. наук / В.Н. Запрудский. – Красноярск, 2013. – 158 с.

8. Селиванов, Н.И. Моделирование эксплуатационных параметров трактора / Н.И. Селиванов // Вестник КрасГАУ. – 2012. – № 4 – С. 185.

9. Селиванов, Н.И. Эксплуатационные свойства сельскохозяйственных тракторов; учебное пособие [текст]/Н.И. Селиванов; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2010, – 347 с.

10. Кутьков, Г.М. Энергонасыщенность и классификация тракторов / Г.М. Кутьков // Тракторы и сельхозмашины. – 2009. № 5. – С. 11-14.

11. Пьянов В.С. Методы повышения производства зерна в хозяйствах России интенсификацией работы парка зерноуборочных комбайнов: дис. … докт. техн. наук / В.С. Пьянов. – Ставрополь, 2017. – 315 с.

12. Система земледелия Красноярского края на ландшафтной основе: монография, руководство / Под общ. ред. С.В. Брылёва. – Красноярск: МСХ Красноярского края, Красноярский НИИСХ, 2015. – 591 с.

13. П.И. Бурак, В.М.Пронин, В.А.Прокопенко и др. Сравнительные испытания сельскохозяйственной техники: науч. издание – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. – 416 с.

14. Нурмагамбетов А.Е., Астафьев В.Л. Теоретический анализ затрат мощности комбайна и обоснование пути ее распределения // Ассоциация научных сотрудников «Сибирская академическая книга» (Новосибирск). – 2018. № 8-3 (28). с. 31-37.

15. Э.В. Жалнин. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов. – М.: ВИМ, 2001. – 106 с.

16. Пиуновский И.И., Петровец В.Р., Бобыренко С.Н. Классификация типажа кормоуборочных комбайнов // Вестник Белорусской сельскохозяйственной академии. – 2013. № 1. С. 122-129.

17. Пиуновский, И. И. Методология выбора типажа кормоуборочных комбайнов / И. И. Пиуновский // Известия Национальной академии наук Белоруссии.- 2011. – № 1. – С. 94-98.

18. Пронин В.М. Критерии выбора зерноуборочных комбайнов / Прокопенко В.А. Добрынин Ю.М. // Научно-практический журнал «АгроСнабФорум», Спецвыпуск «День Российского поля» – июнь 2016 – № 5 (145) – с. 20-22.

19. Селиванов Н.И. Технологическая потребность и оснащенность растениеводства Красноярского края тракторами / Н.И. Селиванов, Ю.Н. Безбородов, Б.И. Ковальский, В.В. Матюшев // Вестник Омского ГАУ. – 2015. – № 4. – С.78–83.

20. Гурылев, Г.С. Мощные тракторы в сельском хозяйстве / Г.С. Гурылев, Д.А. Князев // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2012. – № 2. – С. 23–27.

21. Селиванов Н.И. Рациональные типоразмеры колесных тракторов и агрегатов для зональных технологий почвообработки / Н.И. Селиванов, В.В. Матюшев, В.Н. Запрудский, Ю.Н. Макеева // Вестник Омского ГАУ. – 2015. – № 4. – С.84–89.

22. Макеева, Ю.Н. Повышение эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов при балластировании энергонасыщенных колесных тракторов: дис. … канд. техн. наук / Ю.Н. Макеева. – Красноярск, 2017. – 165 с.

23. Селиванов, Н.И. Параметры колесных тракторов для зональных технологий почвообработки / Н.И. Селиванов, И.А. Васильев // Сельский механизатор. – 2017. – № 4. – С.8–9.

24. Moessmer, A. Die Traktor – Technikgeschichte Glühkopf, Allrad und Elektronik – Hirn / A. Moessmer, // GeraMond, 2011. – 144p.

25. Тракторы «Versatile» серии 2000. Техническое описание и инструкция по эксплуатации [Текст]. – М.: ТО ООО «Ростсельмаш», 2016. – 376с.

26. Парфенов, А.П. Тенденции развития конструкций сельскохозяйственных тракторов / А.П. Парфенов // Тракторы и сельхозмашины. – 2015. № 5. – С.42-47.

27. ГОСТ 7057-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний. –Введ. 01.01.2003. – Минск.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 11 с.

28. ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. – Введ. 01.01.1990. – М.: Издательство стандартов, 1988. – 128с.

29. ГОСТ 30750-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Определение положения центра тяжести. – Введ. 01.01.2003. – М.: Издательство стандартов, 2002. – 6с.

30. ГОСТ 24055-2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения. – Введ. 01.01.2018. –М.: Стандартинформ, 2017. – 24с.

31. ГОСТ Р 52777-2007. Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки. – Введ. 13.11.2007. – М.: Стандартинформ, 2007. – 11с.

32. ГОСТ Р 52778-2007. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. – Введ. 01.07.2007. – М.: Стандартинформ, 2008. – 24с.

33. ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. –Введ. 01.01.2013. – М.: Стандартинформ, 2013 – 24 с.

34. ГОСТ 34393-2018 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. –Введ. 01.09.2019. – М.: Стандартинформ, 2018.– 12с.

35. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности. –Введ. 01.01.1987. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 37 с.

36. ГОСТ 30745-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей. –Введ. 01.01.2003. – М.: Издательство стандартов, 2002. – 11 с.

37. Селиванов, Н.И. Адаптация колесных тракторов к технологиям почвообработки / Н.И. Селиванов, Ю.Н. Макеева // Современные проблемы науки и образования [Электронный ресурс]. – 2015. – № 1. – Режим доступа: http://www.science-education.ru/121-19086 (дата обращения: 10.09.2019).

38. Селиванов, Н.И. Структура экспериментальных исследований адаптации колесных 4К4а тракторов к технологиям почвообработки / Н.И. Селиванов, Ю.Н. Макеева // Вестник КрасГАУ. – 2015. – № 9 – С. 113–119.

39. Селиванов, Н.И. Структура экспериментальных исследований адаптации почвообрабатывающих агрегатов к природно-производственным условиям / Н.И. Селиванов, В.Н. Запрудский // Вестник КрасГАУ. – 2012. – № 3. – С. 165–168.

40. Селиванов, Н.И. Технологические основы адаптации тракторов /

Н.И. Селиванов; Красноярский государственный аграрный университет. – Красноярск, 2012. – 259 с.

41. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. – М.: Наука, 1976.– 280 с.

42. Шапиро С.Б.. Нормирование труда в сельском хозяйстве / Н.Б. Шапиро, С.В. Соусь, Р.В. Мазолевская и др. // Барановическая укрупненная типография. – Барановичи, 2009. – 299 с.

43. Зангиев, А.А. Производственная эксплуатация машинно-тракторного парка [Текст]/ А.А. Зангиев, Г.П. Лышко, А.Н. Скороходов. – М.: Колос, 1996. – 320 с.

Приложения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Автор НИР 

Оглавление