автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Формирование и функционирование системыпроизводственной миграции и работы машинв растениеводстве (на примере посевных агрегатов)

Р Г Б ОД

2 5 НОЛ 133о

ФАХРУТДИНОВ Рнфат Салахутдипович

Формирование и функционирование системы производственной миграции и работы машин в растениеводстве

(на примере посевных, агрегатов)

Специальности: 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства,

05.20.03 - Эксплуатация, восстановление и ремонт сел ьскохозя й стве н но й тех н и к и

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ФАХРУТДИНОВ Рифат Салахутдипович

Формирование и функционирование системы производственной миграции и работы машин в растениеводстве

(на примере посевных агрегатов)

Специальности: 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства,

05.20.03 - Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Оренбургском государственном аграрном университете.

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, академик МАИ И.Т. Ковриков

Официальные оппоненты - заслуженный деятель наукн и техники

РФ, доктор технических наук, академик ААО И.П. Терских,

доктор технических наук, профессор P.C. Рахимов.

доктор технических наук, профессор Д.М. Воронин

Ведущая организация - Оренбургское научно-производственное

объединение "'Южный Урал"

Защита состоится | У)г. в ^__часов

на заседании диссертационного совета Д020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ) по адресу:

633128, (.Новосибирск, и.Краснообск, СибИМЭ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибИМЭ.

Автореферат диссертации разослан " /У

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Е. Немцев

Общая характеристика работы

Легальность работы. В обеспечении страны продовольствием ведущую роль играет наращивание производства продукции растениеводства за счет повышения урожайности сельскохозяйственных культур, снижения потерь и отрицательного влияния ходовых и опорных систем машин на почву. Несоответствие технологических уровней производственных процессов (перечня и сроков проведения работ, состава техники и режимов их использования, числа механизаторов, темпов проведения работ) складывающимся условиям производства приводит к недобору растениеводческой продукции до 20....25% ее валового сбора.

Невосполнимые биологические потери продукции формируются в основном в результате несоблюдения агротехнических сроков при проведении полевых механизированных работ. Разница во времени начала работ по годам колеблется до одного месяца весной и 1.5 месяцев осенью, а фактическая продолжительность работ в отдельные годы превышает расчетную в 3....5 и более раз.

Из анализа следует, что с ростом энергообеспеченности производства и энерговооруженности труда ( в 1,5....2,0 раза за период с 1981 по 1991 гг.) продолжительность полевых механизированных работ в среднем не снижается.

Данная ситуация в значительной мере объясняется несовершенством существующей в производственных подразделениях системы использования техники, в которой обычно не предусмотрено инженерно-техническое обеспечение необходимых перемещений машинно-тракторных агрегатов в нерабочем положении, отсутствием совершенных методов расчета и учета непроизводительных затрат времени при эксплуатации сельскохозяйственных агрегатов (СХЛ).

Снижение негативного влияния ходовых и опорных систем и повышение производительности сельскохозяйственных агрегатов достигается созданием широкозахватных машин в шарнирно-секционном их исполнении.

Однако, жесткие требования к переводу СХА в транспортное положение (трудоемкость перевода не должна превышать 0,5 чел.-часа, а ширина агрегата в транспортном положении - не более 4,2 метра) создают такую ситуацию. при которой конструкция элементов перевода широкозахватной

машины в транспортное положение оказывается гораздо сложнее основной технологической части се. Это обуславливает снижение надежности, повышение стоимости машин и увеличение удельной материалоемкости до 34%.

В связи с этим, разработки, направленные на дальнейшее развитие совершенствования систем использования техники в растениеводстве и создание основ конструирования широкозахватных сельскохозяйственных машин имеют большое народнохозяйственное значение.

Сущность научной проблемы заключается в целостной концепции о структуре технологических процессов и режимов инженерно-технического обеспечения необходимых перемещений сельскохозяйственных агрегатов в нерабочем их состоянии (концепции о производственной миграции машин), обуславливающей выбор вариантов схем процессов производственной миграции машин (ПММ) и компоновок механических средств, основанных на полном учете взаимосвязей между создаваемой системой процессов и технических средств реализации ПММ в растениеводстве и параметрами СХА в условиях эксплуатации, а также разработку основ создания сельскохозяйственных машин упрощенной конструкции, и и получении основных научных положений по реализации комплекса имитационных моделей, пригодных для исследовании и проектирования системы ПММ.

Целы» работы является теоретическое и экспериментальное обоснование системы процессов и средств механизации производственной миграции сельскохозяйственных агрегатов, обеспечивающей снижение материалоемкости сельскохозяйственных машин, повышение эффективности их использования при производстве продукции растениеводства и сокращение срока выполнения полевых работ.

Объект исследования - процессы производственной миграции и машинные системы для их реализации при производстве продукции растениеводства.

Предмет исследовании - взаимосвязи показателей агротехнологиче-ских, конструктивных и технико-экономических свойств СХА с параметрами и режимами реализации процессов производственной миграции машин; закономерности взаимодействия машин с мезорельефом полей и дорог.

Научная новтиа исследований заключается в разработке:

- нового комплексного подхода к реализации принципов формирования уровня надежности и работоспособности сельскохозяйственной техники на стадиях проектирования и эксплуатации при условии повышения ее производительности и качества выполнения рабочего процесса;

- принципиального направления создания концепции о структуре процессов и режимов инженерно-технического обеспечения необходимых перемещений сельскохозяйственных агрегатов в нерабочем их состоянии, обеспечивающей снижение материалоемкости сельскохозяйственных машин и сокращение сроков выполнения ими технологических операций.

Созданы статистические модели оценок допустимых технологических уровнем процессов производственной миграции машин.

Получены интегральные характеристики для оценки интенсивности эксплуатации системы производственной миграции машин, математические модели и алгоритмы для обеспечения параметров системы.

Материализовано решение всех технологических вариантов ПММ.

Установлены взаимосвязи между показателями работы сельскохозяйственных агрегатов и параметрами системы производственной миграции.

Новизна решений подтверждена тремя авторскими свидетельствами.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты исследований являются основой для проектирования процессов производственной миграции машин в растениеводстве и могут применятся при разработке новых технических и технологических решений по использованию комплексов машин.

Настоящая работа выполнена в соответствии с отраслевыми целевыми комплексными программами, в том числе по проблеме 0.51.01 согласно задания 02. (СЭВ) и по отраслевой программе 0.СХ.71 в 1986-1990 гг.

НТС МСХ СССР рекомендовал для широкого внедрения в сельскохозяйственное производство усовершенствования машин почвозащитного комплекса, а также для использования в ГСКБ ПЭТ основные направления создания широкозахватных машин (протокол №63 от 1 июля 1987 г.).

Широкозахватные бессцепочные стерневые сеялки, разработанные в соответствии настоящих исследований в содружестве с другими НИИ и КБ включены в Систему машин для комплексной механизации сельскохозяй-

ственного производства и используются в хозяйствах Оренбургской области (Тоцкий, Саракташский, Оренбургский и другие районы). Челябинской области (Октябрьский, Троицкий и другие районы), Донецкой, Саратовской и Северо-Казахстанской областей.

Внедрение систем процессов производственной миграции техники позволяет снизить материалоемкость разработанных широкозахватных машин на 20...35% и получить экономический эффект за счет рационализации технического обеспечения производственного процесса в растениеводстве в среднем по региону Южного Урала и Заволжья до 320 млн. руб. в год по состоянию на 1995 г. (15=5000 руб.).

Результаты исследовании используются в учебном процессе Оренбургского государственного аграрного университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Оренбургского государственного аграрного университета в 1980-1996 гг.. Куйбышевского сельскохозяйственного института в 1980-1981 гг., на НТС МСХ СССР (Москва 1987 г.), на всесоюзных совещаниях и научно-технических конференциях (Москва-1982 г., Ворошиловград-19К7 г.. Тамбов-1988 г., Сараюв-1989 г.). на координационных совещаниях по общесоюзной проблеме 0.51.П согласно задания 01 (01С) (Тамбов-1988 г.), по отраслевой программе 0.СХ.71 (Целиноград-1982 г.), на районных, областных и региональных совещаниях и научно-практических конференциях специалистов сельскохозяйственного производства в 1976-1992 гг.

В полном объеме диссертационная работа заслушана и обсуждена на объединенном заседании кафедр факультета механизации Оренбургского государственного аграрного университета, на расширенном заседании отделов СибИМЭ СО РАСХН.

Публикации. Основные положения исследований и практических разработок по рассматриваемой теме опубликованы в 32 печатных работах, из которых 4 учебно-методических пособия, 3 описания к авторским свидетельствам на изобретения.

Совокупность полученных результатов представлена в диссертации как теоретическое обобщение и решение крупной научно-технической про-

блемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение.

На защиту выносятся следующие основные положения выполненной работы:

- концепция о структуре процессов и режимов производственной миграции машин в растениеводстве;

- алгоритмы обоснования систем процессов и технический средств для ПММ;

- система моделирования процессов производственной миграции на основе блочно-модульного принципа построения кусочно-линейных агрегатов и теории массового обслужявания, статистическая оценка технологических уровней процессов ПММ:

- целевая функция и математическая модель процесса производственной миграции и эффективных способов создания широкозахватных машин;

- схемы унифицированных процессов ПММ и технические средства для их реализации в растениеводстве хозяйств зоны Южного Урала и Заволжья;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований, определяющие связи между параметрами и свойствами машинно-тракторных агрегатов и процессов, реализуемых в миграционных системах технического обеспечения механизированных работ в растениеводстве.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, 5 глав, общие выводы и рекомендации производству, список литературы и приложения. Общий объем работы насчитывает страницы машинописного текста, включая 85 рисунков, 51 таблицу, список литературы из 260 наименований, в том числе 22 - на иностранных языках.

Содержание работы Исходные положения и постановка проблемы

Анализ агроклиматических условий зоны Южного Урала и Заволжья, факторов, обуславливающих эффективное использование машинно-тракторных агрегатов (МТА), существующих технологий производства ме-

ханизированных работ в растениеводстве показал, что резервы для повышение эффективности производственных процессов в растениеводстве неисчер-паны.

Фундаментальные работы В.П. Горячкина, М.Н. Летошнева, Б.А. Линтварева, Б.С. Сверщевского, [".В. Веденяпина явились основой для анализа общих принципов исследований по использованию машинно-тракторного парка (МТП). В последующих трудах М.П. Сергеева. И.Т. Ков-рикова, С.А. Иофинова, И.О. Терских, В.И. Виноградова, Ф.С. Завалишина, В.Д. Игнатова, A.M. Крикова, В.В. Лазовского, Г.Е. Чепурина, В.Д. Докнна, Д.М. Воронина, В.Д. Саклакова и др. разработаны научные основы эффективного использования техники в сельском хозяйстве.

В решение проблемы эффективного использования МТА значительный вклад внесен исследованиями BUM, ГОСНИТИ, МИИСП. СибИМЭ, Ленинградским, Новосибирским, Челябинским агроуниверситетами и др. В определенной мере решены вопросы комплектования и использования МТА при .различной их концентрации, вопросы обеспечения работоспособности техники. Вместе с гем потенциальные возможности техники реализованы неполностью, о чем свидетельствуют показатели экономичности в условиях эксплуатации.

Анализ роста обеспеченности хозяйств техникой и прогнозов показали, что за период с 1981 по 19У1 гг. можно было ожидать: достижения плотности механизированных работ до 12,5 э.га/га; снижения продолжительности работ на 40%. повышения продуктивности растениеводства не менее 1 т/га и производительности труда на 70%. Однако этого не произошло.

В эксплуатации МТА временной фактор занимает главную роль как с точки зрения выбора начала выполнения технологических операций, так и с точки зрения продолжительности их проведения, а производительность СХА зависит, как от величины чистой часовой производительности, так и от степени использования времени смены на полезную работу.

Временной фактор прежде всего определяемся кинематикой движения МТА, анализ которого с производственной точки зрения дает возможность выделить рабочее движение или рабочий ход и холостое движение или холостой ход. Вопросам исследования рабочего движения СХА посвящено достаточно большое количество работ.

Если учесть, что холостое непроизводительное движение агрегата включает не только холостые заезды и повороты на концах гонов, дополни-

тельные проезды по полю с неполной шириной захвата, но и холостые переезды с одного поля (или загона) на другое, на стан бригады, между бригадами (отделениями) или хозяйствами, то перечисленный процесс холостого движения в настоящее время мало изучен.

Непроизводительное движение СХА связано с выполнением таких важных технических решений, как:

- перевод агрегата в транспортное положение:

- транспортирование с применением ходовой системы агрегата и без ее применения;

- перевод агрегата в рабочее положение.

Изучив процессы перемещения, условное и безусловное их обеспечение, как-то в аэродинамике, геологии, экономике, животном мире и других областях жизни и жизнеобеспечения, нами была разработана, обсуждена и предложена (передана в Госстандарт) формулировка производственной миграции техники, которая заключается в следующем:

"Производственная миграция СХА и машин представляет собой комплекс действий по инженерно-техническому обеспечению и выполнению производственно необходимых перемещений МТА в нерабочем (холостом) их положении (в положении дальнего транспорта)'". Понятие производственной миграции включает:

- обоснование и выбор способов производственно необходимых перемещений машин;

- перевод агрегата а транспортное положение;

- транспортирование СХА с применением ходовой системы агрегата или транспортных средств;

- монтаж и демонтаж дополнительных средств для реализации перемещения агрегата;

- перевод агрегата в рабочее положение;

- разработка маршрутов перемещения агрегатов и машин в процессе производственной миграции.

На основании изложенного можно говорить о наличии проблемной ситуации, заключающейся в отсутствии знаний о структуре технологических процессов и режимов ПММ, обуславливающих выбор вариантов схем процессов ПММ и компоновок механических средств, а также разработку основ создания сельскохозяйственных машин упрощенной конструкции.

Центральная гипотеза исследований заключается в том, что повышение эффективности технического обеспечения механизированных работ в растениеводстве достигается путем разработки основ создания сельскохозяйственных машин упрощенной конструкции, т.е. без перевода в положение дальнего транспорта, формирования и функционирования системы ПММ и компоновок технических средств ее реализации.

С целью развития и подтверждения выдвинутой гипотезы сформулированы следующие задачи исследования:

1. Разработать методы обоснования системы процессов Г1ММ.

2. Обосновать основные принципы синтеза структурных схем процессов и технических средств для ПММ в растениеводстве.

3. Обоснован, допустимую транспортную ширину СХА в условиях Южного Урала и Заволжья.

4. Разработать системы моделей процессов производственной миграции МТА.

5. Разработать направление создания шарнирно-секционных (посевных) машин.

6. Разработать технологии и технические средства ПММ в растениеводстве.

Теоретические основы системы производственной миграции и работы СХА в условиях выраженного мезорельефа полей и дорог

Методологические положения раскрываются на общей схеме четы-рехзвенной системы управления научно-техническим процессом возделывания зерновых культур, где органом управления являются научные исследования по проблеме, исполнительным органом являются человек и средства механизации, объектом управления - результаты производства.

Настоящими исследованиями решается проблема управления результатами производства и снижения затрат путем комплексного совершенствования таких качественных и технико-экономических показателей средств механизации и их эксплуатации, как сокращение непроизводительных затрат времени при эксплуатации МТА, повышение эффективного плодородия почвы путем уменьшения эрозионной фракции почвы, улучшение копирующей

особенности машин при выполнении комплекса операций по возделыванию сельскохозяйственных культур в сухостепной зоне региона. Эффективность совершенствования заключается в максимизации функции цели:

И

Фг+| = £(-дС-£„ДА: + ДХ>) шах, (1)

/=1

где ДС - изменение годовых текущих затрат с освоением результатов

функционирования подсистемы "Наука- средства механизации"; ДК. - дополнительные капитальные вложения, необходимые для

создания усовершенствованных средств механизации; ДО - годовые дополнительные доходы вследствие использования

усовершенствованных средств механизации; М - количество операций при возделывании культур.

Для реализации оптимального плана решения проблемы необходим анализ условия м

£л0(7+1)_г-»тах, (2)

7=1

при котором функция цели осуществляется.

Технико-экономическая эффективность улучшения всех качественных показателей эксплуатации машин при выполнении 1-й операции при возделывании сельскохозяйственных культур будет равна:

sэJ=fiu¡J, ; = 1,2,..,м, (3)

а технико-экономическая эффективность улучшения 1-го качественного показателя работы машин и их эксплуатации на всех операциях

¿Э^^Х,, I = 1,2,.., N. (4)

J~\

При этом общий ожидаемый технико-экономический эффект совершенствования средств механизации должен быть максимальным: м N

6Э.1,1 = "> тах- (5) /=1

где 11и - технико-экономический эффект, полученный вследствие

повышения производства продукции путем сокращения непроизводительных затрат времени вследствии улучшения 1-го качественного показателя работы (эксплуатации) машины на .1-ой операции; Ки - коэффициент эффективности влияния каждого 1-го

качественного показателя работы машины на повышение урожайности на каждой -1-ой операции.

Задача имеет реальный смысл при > 0 и Ки > 0. что представляет собой граничные условия решения ее.

Математическая модель улучшения качественных показателей использования техники, запишется в следующем виде:

(6)

О)

где Н, 11. О, М, К - дополнительная продукция, полученная в

результате реализации ПММ соответственно: вследствии применения машин с оптимальной транспортной шириной, не переводящихся в положение дальнего транспорта; за счет совершенствования процесса и средств перевода МТА в транспортное положение и обратно; вследствии реализации оптимального состава

V ± н зп + Я/р + нк + И а

V „ ^ Я + II Д() + П л. + П с

< 8 V аи ^ 0 зп ■ ° + ° А + °т

8и < Л/ „ + М ио + М л, + Л/

/> ^ ^:uJ - К зв + К /V + К л + ^ до

' £ и 7 в . < Н ,, + П ъ. +01а + М „ + К у,; ^ ^ " » + - О,, + МД) + Л'7,

5 и :ХЧ < II . + II , + 0Л. + Л/ , + К" л,; £ и,Н)1 < Иа<> + II гю +0оо + мао + к^,

средств механизации транспортирования машин; путем реализации разработанных маршрутов с шириной проезжей части превышающей максимально возможную ширину захвата агрегата в транспортном положении;

вследствии улучшения качественных показателей работы машин, реализованных через улучшение копирующей их способностей в процессе выполнения закрытия влаги (символ ЗВ), дополнительной обработки почвы (символ ДО), посева (М) и основной обработки почвы (ОО).

Тогда общий технико-экономический эффект (5) будет равен:

л / л;

ЕЕ ииКп — КлзвНзв + КнзвПзв + КочкОзв + КмчвМзв + КкчвК.эв + J=I 1

КндоНдо + КцдоПдо + КодоОдо + КмдоМдо + КкдоКдо + Кц>)Ны + КимПк + К-охОм + + КкыКк +

КпооНоо + КпооПоо + КоооОоо + КмооМоо + КкооКоо -+ тах. (8)

Уравнения в системах (6) и (7) показывают ограничения по количеству дополнительной продукции, полученной вследствие уменьшения непроизводительных затрат времени при эксплуатации машин по каждому качественному показателю и по каждой операции. Так как из (2), (5) и (8) следует, что

ЦииКиЦ = 2 А£(Г+1ЬГ -> тах, (9)

то с учетом (1), (8) и на основе принципа оптимальной системы управления, общая целевая функция примет следующий вид:

= + + (10)

ы\ ./«1

где Ц- цена единицы дополнительной продукции.

Таким образом, получена математическая модель в виде (6), (7), (8), в соответствии с которой решается проблема по повышению эффективности технического обеспечения механизированных работ в растениеводстве путем разработки основ создания сельскохозяйственных машин упрощенной конструкции, т.е. без перевода их в положение дальнего транспорта, систем процессов производственной миграции машины и компоновок технических средств ее реализации.

Возн икает настоятельная необходимость решения этих вопросов путем формирования системы производственной миграции машин в растениеводстве. При этом важно определить место процесса в жизненном цикле машин (ЖЦМ). Из структуры описания ЖЦМ следует, что ПММ является одним из этапов, характеризующий стадию "эксплуатация машин". В свою очередь, ПММ подразделяется на два подэтапа, включающие работы по:

- переводу машин с рабочего в транспортное положение и обратно;

- транспортированию машин и агрегатов с применением ходовых систем и без применения их.

Первый подэтап характеризуется конструктивными особенностями машин, затратами времени на перевод машин с рабочего в транспортное положение и обратно, Важно обоснован допустимую ширину агрегата в положении дальнего транспорта.

Второй подэтап может быть исследован применением методов обоснования системы технологического транспорта.

Производственная миграция, как этап эксплуатации ЖЦМ является процессом реализации потребительских свойств машин, включающий обеспечение функционирования машины (например, перевод ее из одного положения в другое, транспортирование и т.д.).

При этом свойства и состояния машин претерпевают соответствующие изменения при участии людей (обслуживающего персонала) и технических средств, вследствие чего достигается желаемое состояние машин (агрегатов).

В соответствии с терминологией и основными положениями теории технических систем эти процессы представлены как преобразования.

Основными элементами системы преобразований являются операнды (объекты преобразования), технические процессы, технические системы и

реальное окружение.

Для полноты систематизации представлена модель системы преобразований (рис. 1). Основой для построения модели являются следующие предположения:

- желаемые преобразования операнда достигаются целенаправленными воздействиями материального (S), энергетического (En) или информационного (J) типов;

- эти три типа воздействия осуществляются людьми (2Ме). техническими средствами. (DTS) и окружением (U-гд).

Совокупное воздействие (W) для осуществления преобразования (od1—>od2) состоит из частичных воздействий (TeW), изменяющих определенное свойство, например Е)

Можно написать Е) - Е) = J (ТеIV,). При этом совокупное воздействие является суммой частичных воздействий: ( TeW. ^

W =

TeW,

TeW,

или od3-od'=/(W)

(П>

lvTeWJ

Конечное потребное состояние системы (операнда ос!2) может быть достигнуто различными технологиями.

Исходя из анализа существующих вариантов ПММ и теоретических обоснований предлагается функциональная схема процесса (рис. 2), которая предусматривает производственную миграцию без перевода машины в положение дальнего транспорта и с переводом.

В условиях сельскохозяйственных предприятий при реализации ПММ элементы рассматриваемой системы вполне могут быть объектом теории массового обслуживания, так как имеется необходимость в обслуживании значительного количества агрегатов (машин).

Поскольку заявки обслуженные в системе вновь возвращаются в источник заявок и дополняют его, то система ПММ представляет собой замкнутую систему массового обслуживания с ограниченным потоком требований, которая описывается математической моделью:

M, = f;iK.-N)PK (¡2)

К N

- средняя длина очереди обслуживания сельскохозяйственных агрегатов;

М- VKP, (13)

К 1

- среднее число обслуживаемых ожидающих обслуживание требований (СХА);

M., = |;(N-k)Pk *14)

К (1

- среднее число свободных от обслуживания приборов:

М \av

-Р„, I < К < N

ккм-к,

М!«К Р . N < К. < М

ГМК - К)! ° где М - количество СХА, которое подвергается обслуживанию (транспортированию); К - число требований, поступивших на обслуживание в промежуток времени Т;

N - количество транспортных средств (приборов);

СС— , Л - интенсивность входящего потока требований;

И

- математическое ожидание времени оослуживання

м

требовании приборов: (М-К) - число объектов, находящихся в эксплуатации.

Предложенные коэффициенты являются характеристикой замкнутой системы ПММ:

-N)PK

1ч N _

м..........

- коэффициент простоя обслуживающего объекта:

..........(16)

£КРк

- коэффициент использования объектов;

£(Ы-К)Рк

-, (18)

N

- коэффициент простоя обслуживающих приборов;

Интегральная характеристика замкнутой системы ПММ

отражает интенсивность эксплуатации объектов, на основании эргоди-чесхого свойства:

где Т, = —— среднее время безотказной работы объекта;

Я

Тг - среднее время простоя данного объекта.

Трудами Сергеева М.П., Коврикова И.Т., Краснощекова Н.В., Кашпуры К.Я., Докина Б.Д., Хабатова Р.Ш. и других ученых установлено, что в решении проблемы повышения эффективности использования сельскохозяйственной техники не малая роль отводится применению широкозахватных агрегатов на технологически необходимых скоростях с учетом взаимодействия их мезорельефом полей.

По Коврикову И.Т. следует, что основное направление совершенствования комплекса машин заключается в создании широкозахватных сельскохозяйственных машин в шарнирно-секцконном их исполнении.

Заложив в основу эти положения, проведены исследования, согласно которых следует, что решение проблемы производственной миграции сводится не только к снижению непроизводственных затрат времени, не только к повышению производительности СХА, не только к снижению технологических сроков выполнения работ, но и к повышению качества выполнения этих работ. Поэтому в модели (6) (7) (8) включен такой качественный показатель, как улучшение копирующей способности машин при выполнении комплекса операций по возделыванию сельскохозяйственных культур.

Формированию системы ПММ сопутствовали теоретические иссле-

дования устойчивости движения широкозахватных шарнирно-секционных машин (рис. 3) и копирования ими мезорельефа полей.

Для решения задачи определения базы копирования (длины и ширины жесткой части) машин установлена функциональная связь между параметрами мобильных машин и параметрами мезорельефа:

.2(Я + 4оп )

иг (У --

° Ь-В '

- уклон неровностей мезорельефа поля.

Ошибка копирования рабочими органами неровностей поля:

(20)

к

<5 к

1+1 'вЧ 7Т\05з27ГЕ,

В..

2Н„ .

Я^т Е,

. 271,

I

В„

4Н , . , 271 I

, К 511Г Е,(

В В

г>и "и

(21)

В результате проведенных исследований получено условие удовлетворительного копирования мезорельефа полей мобильными машинами:

Г

р -

27ГНц

1+1 /Гсол' ?,Т!-:

2 ) Вн

2Нн „2 . 2Я } Ж ып Е' Вн В(,

(22)

где Е - координаты неровности в плоскости ее реализации; В,,,НИ- параметры неровности: Ь - продольная база мобильной машины.

Разработанная теория копирующей способности мобильных систем определила основное направление совершенствования средств механизации, заключающееся в создании машин в шарнирно-секционном модульном исполнении с базой копирования, непревышающей допустимых значений. Так мезорельеф региона обуславливает необходимость создания широкозахватной ссялкн в шарнирно-секционном исполнении в поперечно-вертикальной плоскости с допустимой длиной ее жесткой части 1,8...2,2 м.

Из исследования следует, что технологические варианты ГШМ во многом зависят от ширины захватов СХА, в первую очередь ог транспорт-

ной ширины его. Этот параметр с учетом особенностей региона соответствует 6,5—7 м.

Предлагается такое направление в разработке комплекса технических средств, которое заключается в создании широкозахватных машин, непере-водяшихся в положение дальнего транспорта в том случае, когда ширина

машины будет равна или меньше допустимой транспортной ширины.

Таблица 1

Алгоритм поиска варианта производственной миграции машин

№ п/п Степень конструктивной сложности Техническая система (сельскохозяйственной машины) 3-го уровня сложности (классификация по несущим элементам) Ориентировочная ширина захвата машины, м Значение коэффициента надежности

1 1 Сельскохозяйственные машины с простыми несущими элементами (рамы без шарниров), отсутствуют механизмы перевода 2...4 0,95

2 2 Машины одношарнирные без механизмов для перевода в транспортное положение 4...6 0,90

3 4 Машины одношарнирные с механизмами для перевода в транспортное положение 4...6 0,80

4 3 Машины двухшарнирные без механизмов для перевода в положение дальнего транспорта 11.12 0.95

5 5 Машины двухшарнирные с механизмами для перевода в транспортное положение 11.12 0,75

6 6 Машины четырех и более шарнирные без механизмов для перевода в транспортное положение более 12 0.70

7 7 Машины четырех и более шарнирные с механизмами для перевода в транспортное положение более 12 0,65

Установленная взаимосвязь между степенью конструктивной сложности (т.е. параметрами несущих элементов) и надежностью (для рассматриваемых машин) позволила обосновать оптимальную ширину мобильных агрегатов (Вопт), при которой оправданны перевод широкозахватных агрегатов в транспортное положение и обратно специальными механизмами и транспортирование с применение собственной ходовой системы. Так оптимальным вариантом исполнения несущих элементов рассматриваемых систем является пятая категория конструктивной сложности, которой соответствует

ширина захвата В= 11... i 2 м. (табл. 1 ).

Сельскохозяйственные агрегаты, ширина захвата Вагр которых превышает Вопт. транспортировать в варианте Boni экономически невыгодно, так как значительно повышается материалоемкость агрегатов (на 32% и более). степень конструктивной сложности и снижается надежность мобильных машин.

Для решения этой проблемы обоснована технология реализации ГШМ, заключающаяся в транспортировании модулей СХА с использованием транспортных и погрузочно-разгрузочных средств.

Методологические аспекты обоснования процессов и средств механизации производственной миграции и работы машин в растениеводстве.

Для исследования сопряженных операций и определения параметров и средств производственной миграции машин разработана специализированная система имитационного моделирования процессов производственной миграции, в основу которой положен блочно-модуяьный принцип их построения. а для описания модулей - теория кусочно-линейных агрегатов.

Суть построения и функционирования имитационной модели системы ПММ заключается в задании для каждой машины определенного набора координат, которые в процессе имитации изменяют свои значения. В агрегатной модели указанные координаты анализируются и преобразовываются.

Принцип построения агрег атов показан на примере имитации работы посевной технологической машины по заправке материалом (рис. 4). Из структурной схемы следует, что агрегат переходит из состояния Si5 в состояние S'16 и наоборот. Основные координаты агрегата в состоянии 16 следующие:

VI - тип;

V2 - номер технологической машины (ТМ):

V3 - состояния;

V4 - местонахождение в загоне;

V5 - номер гона;

V6 - 0:

VI - тип технических средств ПММ;

У8 - номер технического средства;

При этом, дополнительные координаты:

Х\ - ресурс машины;

7Л - расстояние до края поля;

7.3 - текущее значение заполненной емкости ТМ материалом (семенами);

ЪА - продолжительность смены.

Области трехмерного пространства, определяющие наступление события, составлены преобразованием координат (основных и дополнительных) состояния машин (рис. 5):

1. В12,=0; В1=1 - конец ресурса;

2. В>2г+ Вз2я=0: Вг=1; Вл=1: 21>0 - посевной агрегат завершил работу на

загоне;

3. Вз2з=0; Вз=1: Ъг>() - посевной агрегат готов к заправке семенами;

4. В^г=0; 1; г,>0; 2<>0.

В соответствии с принятой схемой построения разработаны агрегаты, описывающие операции производственной миграции соответственно для технологических, транспортных машин и подъемно-разгрузочных средств.

Важным свойством агрегатов является то, что конструкция их позволяет из взаимосвязанных по технологии, объединенных в подсистему элементов, создать агрегат более высокого уровня. Применение агрегатной теории дает возможность реализовать блочно-модульный принцип проектирования моделей производственной миграции СХА (рис. 6). Модели соответствуют технологическим вариантам ПММ.

Разработанные методические положения, в том числе в виде программного обеспечения на ЭВМ, позволяют осуществить производственную проверку теоретических исследований в различных условиях эксплуатации МТА, являются научно-методической основой практической реализации их специалистами сельского хозяйства.

Результаты экспериментальных исследований и их анализ

Разработанные технологии ПММ представлены потрем вариантам.

Реализация производственной миграции по "непереводящемуся" ва-

рианту предусматривает перевод машин только в положение ближнего транспорта и использование собственной ходовой системы при транспортировании к объекту производства. Согласно экспериментальных исследований, проведенных в модельных хозяйствах для зоны Южного Урала и Заволжья, допустимая транспортная ширина СХА ( В"?*) соответствует 6.5...7 м.

Схема процессов для реализации ПММ по "модульно-сочлененному" варианту возможна, когда ширина захвата агрегата превышает допустимую транспортную ширину агрегата МТА, но меньше оптимальной ширины, до которой применение этого варианта оправдано. Согласно алгоритма поиска (табл. 1) этот параметр соответствует 11... 12 м.

Реализация рассматриваемого процесса по "илатформенному" варианту предусматривает использование транспортных и погрузочно-разгрузочных средств, коюрые вкупе с технологическими машинами образуют поточный процесс.

Один ю принципов компоновок технических средств для производственной миграции заключается в том, что бы разработанные схемы способствовали качественной реализации технологического процесса производства продукции растениеводства.

Поэтому, включая в систему производственной миграции машин широкозахватные агрегаты, создается необходимость исследования как копирующей способности машин (рис. 7), так и рельефа дорог, используемых сельскохозяйственными агрегатами при производственной их миграции, и полей региона (рис. 8).

Кривые нормированной корреляционной функции и спектральной плотности глубины хода сошников посевных машин свидетельствует о том, что у экспериментальной, сеялки колебательность процесса значительно снижена. Для экспериментальной сеялки время корреляционной связи находится в пределах 0,] м, что в 3 раза ниже чем у серийной, колебания затухают быстрее. График спектральной плотности показывает, что диапазон частот у серийной сеялки шире - 2,0 ед/м, против 1,6 ед/м и уровень колебаний иа основной частоте несколько выше, чем у экспериментальной (рис. 7). Спектр дисперсии у экспериментальной машины смещен относительно спектра серийной в сторону высших частот - максимум спектра у экспериментальной соответствует частоте 15 ед/м, а у серийной - частоте 5 ед/м, что свидетельствует о лучшей динамичности и присгюсабливаемости к рельефу.

Кривые распределения частот параметров мезоиеровностей дорог соответствуют кривым нормального распределения, преобладающая ширина понижений В=6.12 м, глубина Н= 0,4. ..0,8 м. уклон неровностей 1=0,20...0,25.

Кривые нормированной корреляционной функции и спектральной плотности микрорельефа типичных полей региона показывают, что до обработки в направлении движения корреляционная функция (кривая 1) убывает быстрее - проявляется влияние на рельеф рабочих органов при обработке в предыдущий год. Это подтверждается и результатами анализа спектральной плотности процесса. Основной спектр частот находится: в первом случае от О до 1,6 ед/м, во втором - от 0 до I ед/м, при этом максимум функции поперек движения четко выражен и соответствует частоте 0,45 ед/м, вдоль движения спектр более растянут и его максимум сдвинут в сторону больших частот.

Влияние коэффициента выраженности мезорельефа местности на параметры, характеризующие процессы ПМ \1, выявлено в результате экспериментальных исследований, проводимых в хозяйствах различных зон Южного Урала и Заволжья.

Из исследований следует, что затраты технологического времени работы агрегатов при функционировании системы производственной миграции машин по трем рассматриваемым вариантам на №...16% выше (рис. 9), а непроизводительного времени соответственно ниже, по сравнению с вариантом, когда система ПММ отсутствует (рис. 10).

Производительность посевного агрегата с увеличением коэффициента выраженности мезорельефа полей уменьшается до 12,5%, максимальное значение ее соответствует ПММ по "непереводящемуся" варианту, минимальная производительность при "маршрутном" варианте (рис. II).

Предеташгенные кривые 1-3 (рис. 12) показывают изменение времени

обслуживания посевного агрегата и среднего числа заявок в очереди ((X ) от количества работающих сельскохозяйственных агрегатов (М), количество

каналоп обслуживания (М) и коэффициента выраженности мезорельефа (Л ).

Полученные зависимости иллюстрируют, что '"насыщение" происходит при числе каналов обслуживания равным 3, при количестве работающих агрегатов до 5. С увеличением коэффициента выраженности мезорельефа местности время обслуживания' увеличивается до 3%. Число заявок в очереди обратно пропорционально числу каналов обслуживания. Оптимальное время

обслуживания посевного агрегата достигается для данной ситуации при следующих значениях параметров: М=4, N=2 и Я =0,8. Время, затраченное на реализацию производственной миграции по "платформенному" варианту колеблется от 10 до 30% сменного времени.

Влияние количества работающих посевных агрегатов и числа каналов обслуживания на работу поточной линии по "платформенному" варианту производственной миграции машин иллюстрируется представленными графиками (рис. 13). Кривые 1, 2 и 3 определяют изменение времени простоя посевного агрегата и канала обслуживания от количества работающих агрегатов (М), числа каналов обслуживания (^¡) и коэффициента выраженности

мезорельефа (Л). Как видно из графиков "насыщение" происходит при

М=3, N=3 и Л =0,8. Среднее время простоя посевных агрегатов в зависимости от количества работающих агрегатов и числа каналов обслуживания достигает 15% сменного времени.

Снижение производительности посевных агрегатов (рис. 14) соответствует 2... 10% в зависимости от числа переводов их в положение дальнего транспорта и 15...35% в зависимости от расстояния транспортирования технологических машин.

Для апробации процесса производственной миграции по "непереводящемуся" варианту в соответствии с математической моделью решения проблемы (6, 7 и 8) были созданы ряд широкозахватных машин с увеличенной транспортной шириной без перевода в положение дальнего транспорта, в том числе и сеялка стерневая, бессцепочная, шарнирно-секционная широкозахватная (СЗСШ-6,ЗЭ).

Кроме транспортных вопросов исследованы и производственные процессы.

Сеялка показала лучшие результаты по устойчивости хода в зависимости от коэффициента выраженности мезорельефа полей (рис. 15) и копирующей способности (табл. 2).

Повышение устойчивости глубины заделки семян, характеризуемое коэффициентом вариации, обеспечено у экспериментальной сеялки (коэффициент вариации в 1,74 ниже, чем у СЗС-2.1). Коэффициент копирования составляет у экспериментальной сеялки Кэ=0,86...1,07 (а у серийной Кс=0,65...1,23).

Таблицу 2

К определению коэффициентов копирования мезорельефа поля

серийной сеялкой СЗС-2.1 и экспериментальной СЗСШ-б.ЗЭ

№ пов- Марка сеялки Характеристики Статистическая характеристика значений глубины хода сошников Коэффициент

!Ор- участкон Матема- Коли- 511 V копи-

нос- III поля тическое чество (см) <%) рования К

ожидан не Н (см) замеров

1 СЗСШ-б.ЗЭ выраженный 8,5 60 1,6 ПуГ- 1,07

СЗС-2.! ровный выраженный 7,9 8,6 63 99 1.0 3,8 12.2 44,0 1.23

ровный 1.0 108 1,5 21,4

2 СЗСШ-б.ЗЭ СЗС-2.] выраженный ровный выраженный 7.0 8.1 6.8 68 72 97 1,8 1,0 1.4 25.7 12.« 20.7 0.86 0.76

ровный 9.0 102 2.0 22.0

3 СЗСШ-б.ЗЭ СЗС-2.1 выраженный ровный выраженный 6.8 - 7.6 6,8 73 62 103 1.5 1.0 3.0 22,0 13,0 44,0 0,89 0,65

ровным 10,4 92 1,7 16,4

Это преимущество экспериментальной сеялки над серийной достигнуто вследствие того, что она выполнена по одноопорной схеме, с шарнир-но-секционной рамой, отвечающей всем положениям, вытекающим из теории копирования.

Распределение семян но глубине заделки их экспериментальной сеялки отличается большей компактностью по сравнению с сеялкой СЗС-2.1.

Результаты энергетических исследовании показывают, что тяговое сопротивление сеялки СЗСШ-б.ЗЭ в среднем на 12... 19% ниже трехсеялочного ш регата СЗС-2.1.

Многолетние опыты показали, что совокупное повышение качественных показателей работы экспериментальных машин обеспечивает значимую (до 1(1—24%) прибавку урожайности зерновых культур.

Расчеты эффективности внедрения результатов исследования н производство показывают, что средняя прибавка урожайности пшеницы при посеве экспериментальной сеялкой составила 2,4 и. с га (контрольный посев СЗС-2.1). Экономический эффект при этом составляет 132,35 тыс. руб. на I га.

Для апробации "модульно-сочленекного" и "платформенного" вариантов производственной миграции (при И';'.4' <Вагр<Вопт и Вагр>Вопт)

разрабоганны такие технические средства, как автоматизированное устройство для производственной миграции, представляющее собой высоко маневренную универсальную сцепку с гидравлическим управлением, и специальная низкорамная платформа для транспортирования широкозахватных многомодульных агрегатов.

Таблица 3

Экономическая эффективность от использования разработанных технологий и средств механизации ПММ в сравнении с

традиционными приемами, выполняемыми серийными машинами

Наименование показателей Единицы измерения Эффективность за счет 2 эффективность но комплексу

Примснс 1ше машин не пер. в 'фане, под. "Н" Совершенствование процесса перевода в тр. пол. "П" Реализация оп-пшаль- ного варианта ПММ "О" Разработка маршрутов гранспор тирова-гшя "М"

1. Повышение производительности % 19-20 14,5 10-12 1-9 13,5

2. Снижение эксплуатационных затрат в связи с повышением . производительности тыс га 29,0 21.5 14.5 7,0 72

3. Снижение удельной металлоемкости % 31,5 22,0 26,8

4. Повышение урожайности зерновых ц/га 1,9 1,2 ко 0,4 4,5

5. Экономическая эффективность в ценах 1995 г. (13=5000 руб., 700 тыс. руб. за 1 т зерна пшеницы) тыс га 162,0 105,5 84,5 35,0 387,0

Народнохозяйственная эффективность комплексной реализации результатов исследований, определяемая повышением производительности мобильных СХА и соблюдением агротехнических сроков при проведении полевых механизированных работ в растениеводстве, представлена в табл. 3.

Общие выводы

1. В результате анализа современного состояния науки по исследуе-

мому вопросу в работе решена имеющая важное народнохозяйственное значение научно-техническая проблема повышения эффективности технического обеспечения механизированных работ в растениеводстве путем разработки основ создания сельскохозяйственных машин, направленных на упрощение их конструкции, и систем производственной миграции машин.

2. На основе анализа тенденции развития широкозахватных средств механизации почвозащитной технологии (на примере посевных машин) определено принципиально новое направление совершенствования комплекса машин возделывания зерновых культур в условиях выраженного мезорельефа полей, заключающееся в создании широкозахватных машин на принципе удовлетворительного копирования мезорельефа и технологических основ процесса производственной миграции сельскохозяйственных агрегатов и машин.

3. Разработаны и реализованы технологические и научно-технические основы системы преобразования свойств и состояния машин и агрегатов и ее классификация. Реализация производственных процессов становится в зависимости не только стратегического обеспечения ресурсами, но и от тактического использования в конкретных условиях эксплуатации.

4. Определены основные свойства производственной миграции машин. как объекта теории массового обслуживания. Разработаны математические модели реализации этих свойств. Выявлена новая интегральная характеристика замкнутой системы в виде коэффициента использования объектов обслуживания.

5. Типичный мезорельеф полей исследуемого региона описывается статистической характеристикой таких параметров, как уклон, ширина и высота его элементов, а также коэффициентом выраженности.

Разработанная теория копирующей способности мобильных систем определила основное направление совершенствования средств механизации, заключающееся в создании широкозахватных машин в шарнирно-секционном исполнении с базой копирования, непревышающих допустимых значений. Так мезорельеф региона обуславливает необходимость создания широкозахватной сеялки е шарнирко-секкионном исполнении в поперечно-вертикальной плоскости с допустимой длиной ее жесткой части 1,8...2,2 м.

6. Предлагается новое направление в разработке комплекса технических средств, заключающееся в создании широкозахватных машин, непере-водящихся в положение дальнего транспорта при условии, когда ширина

машины равна или меньше допустимой транспортной ширины, которая соответствует б...7,5 м для хозяйств зоны Южного Урала и Заволжья.

7.Установленная взаимосвязь между надежностью и степенью конструктивной сложностью машин (параметрами несущих элементов) позволила обосновать ширину мобильных агрегатов (Вопт), при которой перевод широкозахватных агрегатов в транспортное положение и обратно реализуется специальными механизмами, транспортирование - с применением собственной ходовой системы.

Для рассматриваемой зоны параметр соответствует 11... 12 м.

8. Сельскохозяйственные агрегаты, ширина захвата Вагр которых превышает Вопт, транспортировать в варианте Вопт экономически не выгодно, т.к. значительно повышается материалоемкость агрегатов (на 32% и более), степень конструктивной сложности и снижается надежность мобильных машин.

Для решения этой проблемы основана технология реализации производственной миграции машин, заключающаяся в транспортировании модулей сельскохозяйственных агрегатов с использованием транспортных и по-грузочно-разгрузочных средств.

9. Разработанные технические средства для реализации производственной миграции машин позволяют использовать в производственных условиях хозяйств Южного Урала и Заволжья все три технологии преобразования состояния и свойств машин:

- сеялка-культиватор с увеличенной транспортной шириной имеет конструкцию, обуславливающую возможность применения ее без механизмом перевода в положение дальнего транспорта;

- автоматизированное устройство позволяет реализовать производственную миграцию когда В"^ <Вагр<Вопт, т.е. по "модульно-сочлененному" варианту;

- специальная платформа с погрузочно-разгрузочным средством реализует "платформенный" вариант производственной миграции машин когда Вагр>Вопг.

10. Широкозахватные бессцепочные стерневые сеялки разработанные Оренбургским аграрным университетом в содружестве с НИИ и КБ включены в систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства.

Результаты исследования по совершенствованию стерневых широкозахватных бсссцепочных сеялок-культиваторов (в направлении повышения их копирующей способности) рекомендованы ГСКВ ПЭТ использовать при разработке перспективных широкозахватных сеялок-культиваторов к тракторам класса 30, 50, 80 кН. (Протокол №63 заседания секции механизации и электрификации сельского хозяйства НТС МСХ СССР от 1.07.1987 г.).

Народнохозяйственная эффективность комплексной реализации результатов исследований составляет 387 тыс. руб./га (($=5000 руб.), в том числе за счет применения машин, непереводящкхся в транспортное положение, -162 тыс. руб./га, за счет совершенствования процесса перевода в транспортное положение -- 105,5 тыс. рубУга и за счет реализации оптимального варианта транспортирования агрегатов с разработкой маршрутов их следования -119,5 тыс. руб./га.

11. В результате проведенных исследований наряду с решенной проблемой выявлены дополнительные проблемные ситуации, заключающиеся в решении таких вопросов, как выявление закономерности совершенствования структуры технологических процессов с учетом режимов инженерно-технического обеспечения производственной миграции машин в растениеводстве, дальнейшее совершенствование технических средств для реализации производственной миграции различных видов сельскохозяйственных машин, создание специальных платформ (низкорамных), обеспечивающих погрузку и разгрузку сельскохозяйственных агрегатов без использования специальных погрузочно-разгрузочных средств, разработка структуры специализированной инженерно-технической службы с учетом работ по производственной миграции машин в растениеводстве и др., что является предметом наших исследований на ближайшую и более отдаленную перспективу.

По диссертации опубликованы следующие основные работы

I. Исследование условий транспортирования широкозахватных агрегатов в зоне Южного Урала. В кн.: Материалы ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Оренбургской сельскохозяйственной академии. - Оренбург, 1995, соавтор Соколов АЛО., общий объем 0,3 п.д., лично автора 0,2 п.л.

2. Совершенствование машин почвозащитного комплекса для су-хостепной зоны Южного Урала и Заволжья и внедрение их в хозяйствах Топкого района. ВНТИЦ, №742701. - М., 1979, соавторы Ковриков И.Т., Путрин A.C., общий объем 3,7 пл., лично автора 2,2 п.л.

3. Исследование работы стерневых сеялок и противоэрозионных машин для предсевной обработки почвы п разработка оптимальных параметров. ВНТИЦ. №835339. - М., 1980, соавторы Ковриков И.Т., Путрин A.C., общий объем 4,0 п.л., лично автора 2,0 п.л.

4. Структурообразование производственной миграции машин - как системы преобразования. В кн.: Материалы ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Оренбургской сельскохозяйственной академии. - Оренбург, 1995, соавтор Дорофеев В.И., общий объем 0,2 п.л.. лично автора 0,15 п.л.

5. Основные принципы создания широкозахватных стерневых безце-почных сеялок для равномерно-распределенного посева с учетом выраженности мезорельефа полей. В кн.: Развитие комплексной механизации производства зерна с учетом зональных условий. - М., ВИМ. 1982, соавторы Ковриков И.Т., Рекубратский Г.М.. общий объем 0,2 п.л., лично автора 0,1 п.л.

6. Переоборудование сеялки СЗС-2.1 для подпочвенно-разбросного посева. - Уральские Нивы. 1979. №4. соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0,3 п.л., лично автора 0,2 п.л.

7. Пространственное распределение семян зерновых культур при посеве стерневыми сеялками. В кн.: За высокую эффективность производства и качество работы. - Куйбышев. 1980, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0.2 п.л„ лично автора 0,1 п.л.

8. Обоснование транспортной ширины сельскохозяйственных агрегатов в хозяйствах региона Южного Урала и Заволжья, В кн.: Материалы научно-производственной конференции научных сотрудников и преподавателей Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург, 1996, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0,2 п.л., лично автора 0.1 п.л.

9. Обоснование и расчет комплекса противоэрозионных машин и параметров рабочих органов плоскорезов-глубокорыхлителей в условиях совхоза "Южный" Соль-Илецкого района Оренбургской области. ВНТИЦ, №Б711519.- М„ 1978, соавторы Ковриков И.Т., Венников А.Г., общий объем 2.6 п.л.. лично автора 1,2 п.л.

!0. Совершенствование машин почвозащитного комплекса для су-

хостепнон зоны Южного Урала н Заволжья и внедрение их в хозяйства Тонкого района. ВНТИЦ. №Б904084,- М., 19К1, соавторы Ковриков И .Т., Пуг-рин A.C., общий объем 3,5 п.л.. лично автора 2,0 п.л.

11. Исследование и обоснование параметров стерневых сеялок для равномерно распределенного посева зерновых культур. - Автореферат диссертации кандидата технических наук, Рязань. 1983. 1 п.л.

12. Исследование и обоснование параметров стерневых сеялок для равномерно распределенного посева зерновых культур. Диссертация кандидата технических наук. - Оренбург. 1983, Защищена 11.07.83.

13. Методические указания и программа производственной эксплуатационной практики студентов. - Оренбург. 1987, соавторы Ковриков И.Т., Наумов K.M., Путрин A.C.. общий объем 1.1 пл., лично автора 0.5 п.л.

¡4. Методологические аспекты обоснования процессов и средств для производственной миграции сельскохозяйственных агрегатов. В кн.: Материалы научно-производственной конференции научных сотрудников и преподавателей Оренбургского государственного аграрного университета. -Оренбург, !996, соавтор Ковриков М.Т., общий объем 0,2 п.л., лично автора 0.1 п.л.

15. Методические указания к курсовому проекту по эксплуатации МТП. - Оренбург, 1987, соавторы Ковриков И/Г., Наумов K.M., Путрин A.C., общий объем 4,9 п.л., лично автора 1,9 п.л.

16. Разработка и внедрение проекта производства механизированных работ в растениеводстве поточно-цикловым методом в совхозе "Красный чабан" Домбаровского района с учетом почвозащитной технологии и комплекса противоэрозонных машин. ВНТИЦ, №02890001357. - М.. 1988, соавторы Ковриков И.Т., Наумов K.M., Старожуков AM., общий объем 1,6 п.л., лично автора 0,6 п.л.

17. Обоснование оптимального состава машинно-тракторного парка и расчет поточно-циклового метода его использования в совхозе "Красный чабан" Домбаровского района с учетом почвозащитной технологии и комплекса противоэрозийных машин. ВНТИЦ, №12900014555. - М., 1989, соавторы Ковриков И.Т.. Наумов K.M.. общий объем 3,1 п.л., лично автора 2,1 п.л.

IS. Разработка и обоснование основных параметров и режимов широкозахватных сеялок и способов их производственной миграции на полях. Разработка схемы многокомпонентной сеялки. ВНТИЦ, №02900037842. - М.,

1990. соавторы Ковриков И.Т., Наумов K.M., Пушко А.Я.. обшии объем 1.8 п.л., лично автора 0,8 п.л.

19. Обоснование технологий производственной миграции сельскохозяйственных агрегатов. В кн.: Материалы ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Оренбургской сельскохозяйственной академии. - Оренбург, 1995, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0,2 п.л., лично автора 0,1 п.л.

20. Методическое указание по деловым играм "Система оперативного управления инженерной службой". - Оренбург, 1991, 1,8 п.л.

21. Принципы специализированной системы имитационного моделирования процессов производственной миграции машин. В кн.: Материалы научно-производственной конференции Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург, 1996, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0,2 п.л., лично автора 0,1 п.л.

22. Разработка проекта поточно-комплексного метода использования МТП в условиях почвозащитного земледелия совхоза "Междуреченский" Мартукского района Актюбинской области. ВНТИЦ, №01910006985. - М.,

1991, соавторы Ковриков И.Т., Наумов K.M., Попов И.В., общий объем 2,2 п.л., лично автора 1,0 п.л.

23. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации МТП с использованием ЭВМ (учебное пособие). - Оренбург, 1996, соавторы Ковриков И.Т., Попов И.В., общий объем 4,5 п.л., лично автора 1,5 п.л.

24. Технологические основы производственной миграции сельскохозяйственных агрегатов. В кн.: Материалы научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург. 1995, соавтор Ковриков И.Т., общий обием 0,2 п.л., лично автора 0,1 п.л.

25. Оценка уровня технического обеспечения эксплуатации машинно-тракторного парка в предприятиях АПК с применением ЭВМ. - Оренбург, 1996, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 1,7 п.л., лично автора 1,0 пл.

26. Комплексная механизация транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в сельскохозяйственных предприятиях (рекомендации по проектированию). - Оренбург. 1996. соавтор Ковриков И.Т., общий объем 2 п.л., лично автора 1 пл.

27. Синтез схем процессов и компоновки технических средств произ-

ч

водственной миграции. В кн.: Материалы научно-производственной конфе-

ренции научных сотрудников и преподавателей Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург, 1996, соавтор Ковриков И.Т., общий объем 0,2 п.л.. лично автора 0,1 п.л.

28. A.C. 818527 (СССР) Сеялка точного высева /Ю.Р. Владов, И.Т. Ковриков, опубликовано в Б.И.. 1981, №13, доля автора 40%.

29. A.C. 871755 (СССР) Распределитель семян к сошникам для разбросного сева. I И .Т. Ковриков. Опубл. в Б.И.. 1981, №38. доля автора 50%.

30. A.C. 1595368 (СССР) Механизм подвески рабочих органов сельскохозяйственного орудия / И.Т. Ковриков. Опубл. в Б.И., 1990, №36, доля автора 50%:

31. Основные технологии, параметров и режимов производственной миграции и работы машин в растениеводе!не: Монография. - Оренбург, издательство ОГАУ, 1996, 2,5 п.л, (в печати).

t

фт

Рис. I. Модель системы преобразований (производственная миграция машин).

Симшйщш шШ

шшш о.-у. йгртша иутроиШа дли &ш рою юрейода и ттш-ш да/то трторт

С иш/Швш тран-тртш и мрутю-розщзотг ереШ

Рис. 2. Функционально-обусловленная схема производственной миграции машин.

выраженного мезорельефа.

Рис. 4. Структурная схема агрегата. Рис. 5. Области трехмерного имитирующего работу посевной техно- пространства, определяющие логической машины. наступление события.

Рис. б. Агрегапшная блок-схема модели производственной миграции посевного агрегата по "непереводящемуся" варианту.

направлению движения; 2 - до обработки поперек движения; 3,4 - после обработки.

ю

Тем

'О

га ьа 40 го

к

Т.!

• \=ом! //

V ч/ 1=0,6 1 1 = га 1

- |

1

Рис. 9. Затраты технологического времени при работе посевных агрегатов в зависимости от вариантов ПММ (А) и коэффициентов выраженности мезорельефа местности (Б): 1 - ПММ по "непереводящемуся" варианту; 2 - ПММ по "модульно-сочлененному" варианту, з - ПММ по "платформенному" варианту; 4 - система ПММ отсутствует.

Тс« %

100 60 БО 40 ¿0

1

Л-коэффициент ¿ырашенносгц мвз ареяьесра А

\

< Л = 0.5 \ \

Х-1,1 --^

4 В

Тем, %

юа 60 60 40 ¿0 а

1

ПММ; ч- ПНЩогс-чтстячиг Б

I

Д-

\

ол 0,8 >,2 Л,У,

Рис. 10. Затраты непроизводительного времени при работе посевных агрегатов в зависимости от вариантов ПММ (А) и коэффициентов выраженности мезорельефа местности (Б).

^ЛА,

за/см <35

20

?5

! /тт! ' / /

/ //

/ .

АУ ..

7,2

л X

и,

Т. ЗФ, Т^РУЕ

га 140

!го

100

30;

50

40

¿0

а

X эа> - -.....

Д=0А

Л=0,6 {

т

/

и

\>Улл

--

0,4 0,8 Рис. 11. Зависимости производительности посевного агрегата (\Viia) и урожайности (II) от коэффициента выраженности мезорельефа полей и вариантов ПММ: I -ПММ по "нспереводящемуся"; 2- по "модулыю-сочленен-

ному"; 3 - по "платформенному"; 4 - по "маршрутному" вариантам. й0г

Теп

до

Врвмя пйглучим-цид посевного А1Регдтд

V

171" 5

т=4 т = 3

1 - лремя обслуживания при п=1:

2 - при п=2;

3 - при п=3;

X - коэффициент выраженности мезорельефа (%).

Рис. 12. Время обслуживания посевного агрегата и среднее число заявок в очереди Ц,) в зависимости от.количества работающих агрегатов (ш) и числа каналов обслуживания (п).

Тсяп

%'

&В БО 40 га

Время простоя л оге&шо Агрегдтд I- при П=7,-г - при п

3 - при п =3.

(сч,

¡о

во

40

¿0

Д= 1.2 Л = |,о

3 //

V/

Л Р

т (

к /

брема просто!? каналов овслтишия ! - При п = г; г.- при п »21 3 - при п -3.

1 1

Рис. 13. Простои посевного агрегата и каналов обслуживания в зависимости от количества работающих агрегатов (ш) и числа каналов обслуживания (п).

V/, га/см

го

¡5 Ю

МО, г сзош -6,33

-Л— ---- ======

—— .

ЗРЗР V /

1

/V

в, км

Число переводов в положение дальнего Расстояние транспортирования транспорта. посевного агрегата.

- экспериментально;

--- теоретически.

Рис. 14. Производительность экспериментальной сеялки в зависимости от количества переводов в транспортное положение и расстояния транспортирования в сравнении с агрегатом серийных сеялок.

т

1 -СЗС-2.1; 2 - ППГ-10-35Э; 3 - КПГ-3-150Э: 4-КПГ-250; 5 - СЗСШ-6,ЗЭ.

2 \

'Л

\

ч

5" , \ 4 \ __5 _

0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 X

Рис. 15. Зависимость устойчивости хо.аа (У.%) мобильных машин от коэффициента выраженности мезорельефа полей.

Р.С.ФАХРУТДИНОВ Формирование и функционирование системы производственной миграции и работы машин в растениеводстве

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 7.11.96 Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 2. Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Заказ № 136 Тираж 100 экз.

Издательский Центр ОГАУ, лицензия JIP № 020429. 460795, г.Оренбург, ул.Чешоскинцев,18. Тел. (3532) 47-61-43

Отпечатано в Издательском Центре ОГАУ