автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технологическое и техническое обеспечение уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре в условиях Восточной Сибири

Р ГЗ Ой

/ На правах рукописи

УПКУНОВ ЮРМ НИКОЛАЕВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ С ОБРАБОТКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОЖАЯ НА СТАЦИОНАРЕ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

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

Новосибирск - 1995

На правах рукописи

УПКУНОВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ С ОБРАБОТКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОЖАЯ НА СТАЦИОНАРЕ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

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

Новосибирск - 1995

- г -

Работа выполнена в Иркутском сельскохозяйственном институте

Научный консультант: заслуженный деятель науки и технию

РФ, академик МО РФ, доктор техниче ских наук, профессор Терских И. Г1

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор

Докин В. Д.

заслуженный деятель науки РФ,доктор сельскохозяйственных наук,профессор Домрачев В. А.

доктор технических наук Воронин Д. М.

Ведущая организация: Бурятская государственная сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится "20 " г. на

заседании диссертационного совета Д. 020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направить по адресу: 633128, Новосибирская область, п. Краснообск, СибИМЗ, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института

Автореферат разослан " " 1995 г.

Ученный секретарь диссертационного совета

А. Е. Немцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Производство зерна является основ-[М звеном развития сельскохозяйственного производства, и от го зависит снабжения населения хлебом, животноводства корма: и промышленность сырьем. Наиболее сложной работой в общем 1мплексе по производству зерна является уборка. На уборку рновых затрачивается до 70 % труда и средств. Принятая в стоящее время комбайновая технология уборки зерновых имеет [Д присущих ей недостатков: потери урожая достигает значить ных размеров, особенно, соломы и половы, ходовые аппараты I счет увеличения малых комбайнов и многократных проездов пличных•машин при уборке зерновых отрицательно сказывается I плодородие почвы, семена сорняков не вывозятся за пределы 1ля, комбайновая уборка полностью зависит от метеорологи-■ских условий. В Восточной Сибири эти недостатки усугубляются ;фидитом трудовых ресурсов, коротким вегетационным периодом ввития растений и малыми размерами предприятий индивидуально производства. В результате этого уборка зерновых затягива-■ся до 60 и более дней, что делает невозможным своевременную »дготовку почвы под урожай будущего года. Проблема, суть ко->рой состоит в своевременной и качественной уборке зерновых, »зникла в ситуации, когда традиционная комбайновая технология :новывается на единственную схему работы зерноуборочного ком-1йна вне зависимой от назначения уборочного зерна и сложив-жся конкретных условий уборки.

Представленная работа выполнена в соответствии с заданием 51.12.06,07 Т-. Разработать и внедрить технологию уборки ! рновых культур с обработкой урожая на стационаре в условиях 1бири и планом решения научной проблемы на тему " Разработать )мплекс мероприятий, направленных на повышение производитель-хзти сельскохозяйственной техники путем рациональной органи-щии использования, технического обслуживания, внедрения тех-)логий диагностики и применения комбинированных агрегатов( >мер гос. регистрации 01816007814).

Рабочей гипотезой, исходной для решения сформулированной юблемы, явилось предложение о том, что большая часть отрица-гльных факторов комбайновой уборки нейтрализуется или умень-

шается при вывозе всего биологического урожая за пределы по и обработке его в стационарных условиях, которые можно выяви1 только системными исследованиями.

Цель работы - теоретическое и экспериментальное обосновг ние системы технологического и технического обеспечения убор зерновых с целевым назначением зерна, направленное на своеврс менную и качественную уборку с минимальными потерями.

Объект исследований - процесс уборки зерновых с обрабоз кой урожая на стационаре.

Методы исследований. Общей методологической основс исследований явилось использование системного подхода, которь позволяет свести в единую теоретическую картину разнороднь величины и явления. В аналитических исследованиях использовс лись как формальные методы, основанные на теорию, математик модели, формальные процедуры, так и неформальные, экслортю анализ, интуиции, здравый смысл.

Научная новизна. В исследованиях технологического и тех нического обеспечения уборки зерновых применен системный под ход с использованием потери случайных процессов и теории гра фов, процесс уборки зерновых исследован как функционировали системы " среда-организм-человек-машина" (СОЧМ). На основе вы явленных закономерностей и с учетом назначения уборочного зер на усовершенствован технологии уборки зерновых с обработко биологического урожая на стационаре и предложение комплекс машин для их обеспечения. Предложена методика анализа и прог нозирование хода уборки зерновых для сельскохозяйственш предприятий общественного и индивидуального производства. Раз работаны и усовершенствованы методы и средства диагностирова ния состояний системы уборочных машин.

Практическая ценность роботы. Выявлены наиболее еущест венные векторы компонент системы СОЧМ, влияющие на своевремен ную и качественную уборку зерновых. Предложенная подсистем технологического обеспечения позволяет устранить или уменьшит влияние негативных векторов системы СОЧМ и, наоборот, ввест или увеличить влияние позитивных, а подсистема техническог обеспечения - оценить состояние системы уборочных машин. Систе ма технологического и технического обеспечения может использо ваться как в предприятиях общественного производства, так предприятиях индивидуального производства, позволяет объектив

) провести прогноз и анализ уборки урожая во всех типах хо-

1ЙСТВ.

Реализация результатов работы Автором выдано техническое адание на проектирование стационарного пункта обработки бионического урожая в колхозе "Годовщина Октября" Куйтунского 1йона Иркутской области, под руководством автора произведен знтаж машин и оборудования на стационарном пункте и проведены сспериментальные исследования. Материалы диссертационной ра-зты используются в учебном процессе на кафедре ЗМТП Иркутского {И.

Апробация работы Результаты исследований докладывались 1 заседаниях технического совета Главного управления сельско-> хозяйства Иркутской области, ежегодных научно-практических жференциях профессорско-преподавательского состава Иркутско-) СХИ (1985... 1995 г. г.), Бурятского СМ (1985. ..1992 г. г.), I сессиях Сибирского отделения ВАСХНИЛ (1986,1987 г.г.), на 1учно-практической конференции "Проблемы пожарной безо-юности Сибири и Дальнего Востока" (г.Иркутск, 1988 г.), на юте студенческих научно-производственных отрядов сельскохо-¡йственных ВУЗов страны ( г. Нальчик, 1989 г.), на 3-й :есоюзной научно-технической конференции "Диагностика автомо-ией" (г.Улан-Удэ, 1989 г.), на научно-практической конферен-1И "О ходе аграрной реформы в АПК области и основные направ-шия по выводу его из кризиса" ( г.Иркутск, 1995 г.).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубли-эвано 32 печатных работы общим объемом 14 п. л.

Обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, 5щих выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 70 страницах машинописного текста, включая 17 таблиц и 54 гоунка.

Содержанке работы

В главе "Состояние проблемы, цель и задачи исследования" 1 основе анализа производства зерна, агроклиматических усло-4й Восточной Сибири и существующих технологий уборки зерновых (юрмулированы цель и задачи исследования. Основополагающие зуды по механизации сельскохозяйственного производства и «шлуатации машинно-тракторного парка В. Е Волтинского, В. Веденяпина, М. И. Горячкина, ф. С. Завалишина, С. А. Иофинова,

Ю. К. Киртбая, Г. П. Лышко, И. П. Полканова, Б. С. Свиршевского, М. Е Сергеева и др. позволили их последователям и ученикам решить конкретные задачи в области механизации .сельского хозяйства применительно к различным регионам страны.

Вопросы эффективного использования зерноуборочной техника отражены в трудах Б. Д. Докина, Э. К Жалнина, ф. М. Канарева, А. К Кузнецова, А. Д. Логина, М. Г. Пенкина, ■ П. Ф. Прибыткова, П. Н. Федосеева, Г. Е. Чепурина и др.

Проблемам технического обеспечения сельскохозяйственны* процессов и вопросам технического диагностирования посвящень работы В. А. Аллилуева, Н. С. Ждановекого, В. М. Лившиц, В.И.Михли-на, А. X. Морозова, В. М. Натарзан, Б. К Павлова, И. П. Терских, Б. А. Улитовского и др.

Методология решения сложных систем рассмотрены в трудах И. В. Блауберг, а В. Дружинина, Е К Жукова, Б. Ф. Ломова, Ф. И. Пере-гудова, Ф. П. Тарасенко и др., а реализация системного подхода в области механизации сельскохозяйственного производства нашла свое отражение в работах К И. Агаркова, Р. П. Голикова, Б. Я КАш-пура, А. М. Крикова, Ю. Ф. Скидан, Ю. К Тимофеева, Э. А. Финн, Н. Е Храмцова и др.

Восточная Сибирь является регионом с коротким вегетационным периодом ( опасность неполного созревания зерновых), поздними весенними и ранними осенними заморозками (опасность гибели растений, морозобойное зерно), недостаточной влагообоеспе-ченностыо (разная степень созревания растений), большими перепадами суточных температур (обильные роса и туман), дефицитом трудовых ресурсов (простои комбайнов, обслуживание низкоквалифицированными комбайнерами). Зерновые убирают по традиционной комбайновой технологии с различными схемами уборки незерновой части урожая, в основном, коленной. Это обстоятельство не позволяет маневрировать технологиями в зависимости от сложившихся условий уборки и назначения убираемого зерна.

Огромная множественность факторов, влияющих на уборочный процесс, и большая неопределенность части из них не позволяют использовать при исследованиях формальные методы исследований, и только системный подход позволяет применять неформальные методы. Системными исследованиями можно оценить факторы уборочного процесса по степени их влияния на работоспособность уборочных машин и наметить пути совершенствования технолог^

уборки зерновых.

Разработанные в различных регионах страны и за рубежом технологии уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре для условий Восточной Сибири требуют совершенствования. Эти совершенствования должны быть, в основном, исходить из конкретных условий. К ним следует отнести динамику изменения погодно-климатических условий в период уборки, обеспеченность механизаторскими кадрами, наличие необходимой техники, возможность переоборудования машин и т. д.

Степень расчленения сложной системы зависит, от целей и задач исследования, при этом необходимо выявить существенные факторы, влияющие на функционирование системы, классифицировать их по какому-либо признаку и определить степень их общности для их сравнения.

С учетом имеющихся разработок сформулирована цель работы: разработать систему технологического и технического обеспечения уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре, направленную на качественную и своевременную уборку. Для достижения этой цели необходимо:

1. Обосновать систему технологического и технического обеспечения процесса уборки зерновых.

2. На основе системного анализа выявить закономерности влияния факторов на технологический процесс уборки зерновых для условий Восточной Сибири.

3. Усовершенствовать технологии и системы машин для уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре с учетом назначения убираемого зерна.

4. Провести экспериментальную проверку эффективности предлагаемых технологий и систем машин для уборки зерновых в производственных условиях.

В главе 2 "Теоретические основы технологического и технического обеспечения уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре" решаемые задачи выделены в подсистему технологического обеспечения и в подсистему технического обеспечения.

В подсистеме технологического обеспечения уборочный процесс рассматривается как марковский случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем. Дискретными состояниями будут: растение на корню, скошенная масса и компоненты

- б -

урожая, а условные вероятности всех состояний Б в будущем зависят только от того, в каком состоянии находится система в настоящем, но не зависит от того, когда и каким образом она пришла в это состояние. Граф состояний будет выглядеть (рис.1)

S, ' —S¿ ! о з ¡

» Я13 4

Рис.1. Граф состояний урожая зерновых С Si - хлебостой на корню, S¿ - скошенная масса, - компоненты урожая).

Состояние S является источником, а сам процесс - процессом "чистого размножения". Такой процесс имеет свойства: ординарность, отсутствие последействия и стационарность.

Система дифференциальных уравнений Колмогорова для данного процесса, составленная по мнемоническому правилу, т. е. производная вероятности любого состояния равна сумме потоков вероятности, переводящих систему в это состояние, минус суша потоков вероятности, выводящих систему из этого состояния, запишется:

- для раздельной уборки

. ábpl = -л„(±)РЛ) dt

dt

■ ШлШ

- для прямого комбайнирования

■ ibjÜ^Wp,«

при нормировочном условии lp¡(t)=1

2

- 7 -

Здесь под интенсивностью АН) принимается

где

математическое ожидание случайной величины X за время t,йt . Физический смысл интенсивности ЛСЬ) потока событий -среднее число событий, приходящееся на единицу времени.

При начальном условии (Ь) =1 для фиксированного момента времени числовые характеристики случайной величины будут:

о

Граф состояний урожая зерновых с обработкой на стационаре таказан на рис. 2.

! в, . !

/ /! \ / ! \ 1 Ч

! I I 1 ! 1 1 1 Р 1 ! Б« ! ! } ! Бв !

* * *

) % I 1 * с » | ^>3 1 1 » 1 ! ! 35 ! 1 1 » 1 » С- » 1 7 I

Рис. 2. Граф состояний урожая зерновых при уборке с обработкой на стационаре При уборке зерновых на семена состояниями урожая будут: (хлебостой) - Б* (скошенная масса в скирде) - компоненты рожая); при уборке на товарное зерно: Б1 - Б4 (сушка хлебной (ассы на конвейере-сушилке) - 35(компоненты урожая); при убор-уз на фураж: Б( - Б$ (сушка хлебной массы в скирде на краю по-ЕЯ) - Б,(фураж).

Аналогично комбайновой уборке составляются системы дифференциальных уравнений Колмогорова. Если интенсивность потока событий ЯМ- const, тогда случайная величина

M[xaj =/Н

Исходя из физического смысла интенсивности потока событий, то она будет иметь размерность га/день. Из курса ЭМГП известно, что это есть дневная производительность машинно-тракторного агрегата. В производственных условиях интенсивность потока событий (дневную производительность) для анализа процесса уборки необходимо определять по конкретным сложившимся факторам, а для прогноза - по вероятностным характеристикам этих факторов.

Для выявления закономерностей влияния факторов на интенсивность потока событий уборочного процесса были экспертным анализом определены существенные факторы, и они были классифицированы на среду, организм, человека и машину. Сам уборочный процесс рассматривается как функционирование системы "среда-организм-человек-машина" ( СОЧМ ), где в определенных поч-венно-климатических условиях (среда) на организм (растение) человек (тракторист-машинист) воздействует с помощью машины (машинно-тракторный агрегат). Эта система представлена на рис. 3.

! . СРЕДА !

¡- --------- ---—---- —i-----!

! I организм! !человек! ! машина ! !

I 1

сельхозработа

Рис. 3. Схема системы "среда-организм-человек-машина"

Принимая последовательную связь компонентов системы СОЧМ можно записать:

Рсочм = Рс Ро Рч Рм

де Рсочм - вероятность выполнения системой заданного объема работ в агротехнические сроки;

Рс - вероятность нахождения среды в условиях, предусмотренных для нормальной работы человека и машины;

Ро - вероятность нахождения организма в соответствий с требованиями нормативно-технической документации;

Рч - вероятность работоспособного состояния человека;

Рм - вероятность работоспособного состояния машины.

Под термином "среда" понимается природная среда, окружающая компоненты системы и оказывающая на них воздействие. К юстоянным (детерминированным) векторам среды относятся: рель-.'ф поля, наличие препятствий, высота над уровнем моря, ка-«енистость, конфигурация полей, длина гона, долгота светового (ня. К случайным (стохастическим) - влажность воздуха и почвы, ¡садки, выпадение росы и тумана, температура воздуха.

Под термином "организм" понимается живое существо, обла-1ающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой природа. Основным свойством организма является его клеточное строе-ше. Векторами компоненты "организм" являются для уборочных эабот: урожайность, влажность растений, густота посевов, высока хлебостоя, засоренность посевов,соотношение зерна к соломе. Значения этих векторов в большинстве случаев являются дифференцируемыми, что позволяет их учитывать к началу уборочных забот но результатам апробации посевов.

Человек в системе СОЧМ выполняет операции обработки поступающей информации, управления при воздействии с машиной с учетом состояния среды и организма К векторам Компоненты "че-швек" относятся: обеспеченность механизаторскими кадрами, квалификация трактористов-машинистов, стаж работы, возраст, эбщий уровень образования, организация работ, материальная м моральная заинтересованность, соблюдение ' технологической и трудовой дисциплины, условия работы. Большинство векторов этой компоненты является дифференцируемыми и их можно оценить перед началом уборочных работ.

Под термином "машина" понимается совокупность технических средств, используемых человеком в процессе трудовой деятельности . Векторами этой компоненты являются: наличие необходи-

мой техники, ее техническое состояние, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость, технологичность, долговечность, безопасность, эргономичность, зкологичность.

Общим оценочным принципом как векторов так и компонент являются коэффициенты влияния их на производительность уборочных машин или вероятность выполнения заданного объема работ. Общность данного принципа позволяет провести сравнивание разнородных векторов и компонент (ранжирование), выделить из общего количества наиболее существенные и наметить пути совершенствования технологий уборки зерновых, т. е. обосновать подсистему технологического обеспечения.

Задачами подсистемы технологического обеспечения при совершенствовании технологий производства работ являются:

- определение порядка проведения технологических операций;

- выбор технических средств или разработка технических требований к ним;

- требования к обслуживающему персоналу технических средств;

- определение стратегии и тактики производства работ;

- определение режимов работ технических средств и связанных с ними эксплуатационных параметров;

- обеспечение безопасности жизнедеятельности и экологич-ности.

Так как технология уборки зерновых с обработкой технологического урожая на стационаре предусматривают скашивание хлебостоя и вывоз его за пределы поля, что главной задачей при этом стало определение вида вывозимой хлебной массы: с изменением или без изменения. Для сохранения агробиологического преимущества раздельной уборки следует сохранять связи зерна с колосом и стеблем. Следовательно изменение хлебостоя возможно при полной спелости зерна, а в ранних стадиях спелости зерна -не измельчать. В фазе молочно-восковой спелости зерна начинают уборку зерновых для получения качественных семян, а для зерна разной спелости (фуражного зерна) необходима стадия дозревания. Поэтому хлебная масса на семена дозревает и- сушится на площадке стационарного пункта, при искусственной вентиляции, а хлебная масса на фураж с целью снижения пиковых нагрузок - на краю поля в естественных условиях. Основным сдерживающим фактором при уборке товарного зерна является высокая наружная влаж-

ность, поэтому хлебную массу следует сушить на конвейере-сушилке.

За основу уборки зерновых на семена была принята технология, разработанная в СибИМЭ, на товарное зерно - кубанская индустриальная технология и на фураж - казахский вариант.

Уборка зерновых проходит в пики трудовых нагрузок. Для выравнивания календарной потребности в рабочей силе при совершенствовании технологий уборки зерновых предусмотрено рассредоточение сроков выполнения работ, упрощение наиболее напряженных комплексов и повышение производительности труда. Рассредоточение сроков выполнения работ можно провести для технологий уборки зерновых на семена и фураж путем перевода операции обмолота в менее напряженные периоды. Использование полевой машины только для скашивания и погрузки хлебной массы и перевод операции обмолота на стационар значительно упрощает технологии и требует менее квалифицированных механизаторов. Производительность труда на стационарном пункте увеличится как за счет "всепогодной технологии", так и за счет круглосуточной работы его. Необходимым условием эффективной работы стационарного пункта обработки урожая сельскохозяйственных культур является подготовка операторов.

Операции дозревания и сушки хлебной массы в скирдах связана с опасностью возникновения пожара за счет биохимических процессов в скоплениях органических материалов. Для определения безопасных размеров скирд и длительности хранения хлебной массы в скирде необходимо определить кинетические характеристики процесса самовозгорания зерновых культур.

В подсистеме технического обеспечения ее задачами являются: обеспечение техническими средствами, технической эксплуатации зтих средств, куда входят вопросы технического обслуживания и диагностирования, материального снабжения, хранения и ремонта.

Обеспечение техническими средствами проводилось за счет максимального использования машин, выпускаемых нашей промышленностью, переоборудованием необходимых машин из имеющихся в хозяйствах и изготовления нестандартного оборудования в мастерских хозяйств.

Основой технической эксплуатации является техническое обслуживание. Любая техническая система может находится в не-

- 12 -

котором множестве своих состояний (рис.4).

1 1 1

1 исправен ! неисправен

! работоспособен ! неработоспособен

1 функционирует 1 не функционирует

---------------{ Х1>--------------

Рис. 4. Состояния технической системы

Множество { Х{> включает:

- подмножество состояний исправной и неисправной системы;

- подмножество состояний работоспособной и неработоспособной системы;

- подмножество состояний функционирующей и нефункционирующей системы.

Процесс перехода системы иэ одного состояния в другое является марковским случайным процессом с дискретными состояниями и непрерывным временем. Если исправное состояние ввести в работоспособное, то граф состояний уборочной техники можно представить как трехуровневую (рис. 5).

Б, I

А

•V

^ ' Ч

! Б 2 Э 4 ! _______*»2_______

Рис. 5. Граф состояний уборочной системы ( -исправное и работоспособное,'' функционирующее, нефункционирующее)

Этот граф состояний обладает двумя условиями:

1. Граф состояний не имеет ни одного достояния без выхода и 5ез входа.

2. Все потоки являются однородными.

Тогда при А « const, производные вероятностей

dt и

Тогда система диффериннцальных уровнений Колмогорова превращается в систему однородных алгебраических уравнений с постоянными коэффициентами.

рг (Я»-Л») = Pih + Ps*3* р3

Чтобы решить эту систему алгебраических уравнений нужно любое уравнение заменить нормировочным условием

Р| + Рг + Р» 1 Под исправным состоянием технической системы понимается ее состояние, при котором она соответствует всем требованиям нормативно-технической документации. В исправном состояний система находится при поступлении в хозяйство с завода - изготовителя и частично с ремонта. Следовательно, и проверка исправности следует проводить на заводе-изготовителе и специализированных ремонтных предприятиях.

При работоспособном состоянии система выполняет все заданные функций, сохраняя значения параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Исходя из этого, проверку работоспособности должна производится при ремонте и подготовке техники к началу полевых работ.

Функционирующая система выполняет часть заданных ей функции в конкретном режиме и в заданное время, сохраняя при этом параметры выполняемых функций. Проверка нормальности функционирования системы производится при использовании её, тогда она выполняет заданные функции.

Не функционирующая система не может выполнять ни одну из

заданных ей функций. Система не эксплуатируется, и необходимо принимать меры по выводу из этого состояния.

Особой задачей является поиск неисправностей при отказе системы.

Любой машинно-тракторный агрегат представляет собой сочетание энергетической установки, передаточного устройства и рабочей машины, основное количество отказов приходится на энергетическую установку - двигатель. Поэтому исследователи по интуиции и здравому смыслу предлагают первоочередную проверку технического состояния двигателя. Состояние двигателя определяют по обобщенному параметру - мощности двигателя. При разработке методов и средств диагностирования двигателя необходимо решить вопросы недостаточности, точности определения мощности, которые определяют стоимость диагностирования.

Практический интерес представляет определение мощности двигателей в парциальных режимах его работы. Аналогичные исследования показали, что при известных механических потерях двигателя и его паспортных данных эффективный момент двигателя Ме в парциальном режиме можно определить :

МР л (л„-п) + МН] %-(а+Ьп) Iе

где Г/1Н ,Мтв£ номинальный и максимальный моменты;

частота врашрния коленчатого вала двигателя номинальная, при максимальном моменте и фактическая;

2,2р. соответственно общее число, количество работающих и выключенных цилиндров; - постоянные коэффициенты формулы максимальных потерь для двигателей единой марки.

В известной формуле определения мощности четырех цилиндрового двигателя при работе на одном цилиндре Ые

N. =!\1ем -я(п1Н-п?)

коэффициент А определится

я = (36 *б)'Пи

где

N

п»,п,

ен

пТ

1Н • Ч

6, В

номинальная эффективная мощность двигателя; частота вращения коленчатого вала номинальная, нормальная и средняя при работе на одном цилиндре;

коэффициенты формул механических потерь и эффективного момента на коллекторной ветви скоростной характеристики двигателя.

Дальнейшим развитием вышеуказанного метода явилось иполь-зование метода гидродогрузки для определения мощности двигателей в парциальном режиме. Работающе цилиндры догружаются дросселированием масла в гидросистеме.

Совершенствование этого метода заключается в том, что мощность двигателя определяется по изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя при постоянном догрузочном моменте. Аналогичные исследования показали, что изменение эффективного А М момента определится:

грВ + г&В Л М -лПр

где ДПр- изменение фактической частоты вращения колен-

чатого вала двигателя Пр от нормальной П .

Описанные выше методы диагностирования двигателей предполагают заранее известные зависимости механических потерь двигателя от частоты вращения коленчатого вала, для случаев с неизвестными механическими потерями или нестабильными их значениями предложен матричный метод определения мощности двигателей в парциальных режимах. Так для четырёхцилиндрового двигателя матрица как парциальных испытаний будет выглядеть: N¿1 + Ии + Ми + N1* + = Ые

1 О О

0

1 О

где

N7 Мт

и:

1 + 1+1 1 1 = N

Ыу - индикаторная мощность ^ - го цилиндра;

Мр _ эффективная мощность;

- мощность механических потерь;

Ыт - мощность по показателям тормозного стенда;

- 16 -

1,0 - соответственно цилиндр работает и отключен. Аналогично строятся матрицы парциальных испытаний для любого количества цилиндров двигателя.

При определении периодичности технического обслуживания с учетом затрат на его проведение получены: для распределений сроков работы агрегатов машины - нормального

1то=иР-кбГ

где '¿то- периодичность технического обслуживания ;

Ьср- математическое ожидание сроков работы узлов и агрегатов;

б - среднеквадрагическое отклонение; К - некоторое число, которое определяется с помощью функции Лапласа

. Си -Сто

ф(к) = 2ГсТй -

Сн'^то соответственно цена устранения неисправностей и . проведения технического обслуживания.

экспоненциального , р_„ ,»

Ьо " л

Л - интенсивность отказов.

- Вейбулла 5

'ТО - » - См

где а и 8 - параметры распределения Вейбулла.

При определении точности диагностирования установлено, что определяющим является коэффициент использования тяговой мощности, т. е. возможность функционирования машинно-тракторного агрегата. Сложившаяся номенклатура поставляемой в регион Восточной Сибири сельскохозяйственной техники и практика комплектования машинно-тракторных агрегатов показывает, что мощность двигателя на основных сельскохозяйственных работах заг-

ружается в пределах 90 %. В пределах этой же цыфры лежат и методы и средства диагностирования, основанные на парциальных режимах работы двигателя.

В главе 3 "Методология решения научной проблемы" представлены сущность исследуемого направления, совокупность методик и методов проведения исследований и принципы принятия и реализации тех или иных решений.

Необходимость учета большого числа различных величин и явлений, находящихся в той или иной степени неопределенности, многообразия типов связей и отношений как между собой, так и внутри целого обуславливают использование системного подхода.

Для выявления существенных факторов, влияющих на уборочный процесс и их классификации использовался экспертный анализ. При проведении экспертизы выделяются основные этапы:

- постановка цели и задач экспертизы;

- формирование экспертных групп;

- процедура получения экспертной информации;

- опрос экспертов;

- обработка и анализ результатов экспертизы. '

При постановке цели и задач экспертизы основным принципом

решения было формирование объекта исследования как системы.

При формировании экспертных групп уровень компетентности оценивался документально. Процедура получения экспертной информации была однотуровая с непосредственным взаимодействием экспертов при формировании объекта исследований, при выявлении основных факторов - коллективной генеральной идей (мозговой штурм), для включения факторов в разряд существенных использовалась согласованность мнений о данном факторе.

с. « m

где Si - показатель согласованности;

SKi~ количество экспертов, вкючивших i-й фактор в список;

ЗЕ^к- общее количество экспертов.

Пороговым показателем включения каждого фактора явился &i> 0,5.

Задача классификации векторов решалась однотуровым с взаимодействием экспертов процедурой.

Для оценки векторов и компонент использовался показатель

- 18 -

степень использования теоретической производительности

Wr (нем

где соответственно действительная и теоретическая про-

изводительнсть; ХТ1 - непроизводительные затраты времени Т„с„ ~ нормативное время работы ИГА.

В общем случае для выявления существенных векторов использовалось ранжирование, т. е. представление векторов компонент в виде последовательности в соответствии с убыванием их предпочтительности:

Р,-

1Г

где Рц- ранг; ^

коэффициент влияния 1-го вектора;

Ш - количество векторов.

Таким образом, сумма рангов будет равна 1.

По этой же формуле проводилось ранжирование компонент системы СОЧИ.

Ранжирование векторов компонент "среда"и "организм" проводилось по результатам фотохронометражных наблюдений специалистов ЦРСХНЙС и зональных НИС.

Для оценки векторов компоненты "человек обрабатывались учетные листы работы трактористов-машинистов на уборке зерновых.

Для оценки векторов "техническое состояние" и "безотказность" компоненты "машина" использовалась методика исследований по отчетным и бухгалтерским данным. Остальные векторы этой компоненты - по учетным листам.

Для определения объемов работ и сроков использования предлагаемых технологий уборки зерновых, распределения уборочной техники по территории разработана методика определения площадей уборки зерновых на семена, товарное и фуражное зерно.

Одной из задач апробации посевов является определение урожайности зерновых по отдельным полям. Это позволяет выявить закон распределения полей по урожайности. Исследованиями установлено, что зависимость площади зерновых от урожайности ап-

роксимируется кривой Гаусса вида:

-хг

или для нашего случая: -(и-й)г

в = е

где Б - плошадь зерновых;

и - математическое ожидание урожайности; Ч- урожайность. Известно, что плотность вероятности урожайности зерна описывается формулой: (и-0)1

261

где о - средневадратическое отклонение.

В результате преоброзований этих формул получим:

5 в(вЯ*

т. е. кривая зависимости плошади от урожайности аналогична кривой плотности вероятности урожайности, ее координаты значительно больше Г(и) и должны бы^возведены в степень 2 бг и умножены на коэффициент(6"/2л) (рис.б).

№ 5(и)

5(Ц>

/ ( ^сиг (

/и? ) А иХ и

Рис.6. Зависимость площади'зерновых от урожайности Заданное количество фуражного зерна ОФ определится:

аУ!¡Мм

т т

нижний предел ш не учитываем, т. к. при малых и <3ф тоже мало.

Для вычисления интегралов используются формулы приближенных вычислений: х2 хп

+ * * 1\+"' + а Л е"(и-°,гси'

т

- + -•--«-

. ЙА 1 -

Ьт;4'

-X* Г X* X7

т

я ОфЦр *6ги9 -С«ри

Аналогично получаем количество семенного зерна: Ос

Решая квадратические уравнения находим значения иф и 11с и по графику (рис.6) орпделеяем Бф и Бс, а площадь уборки на товарное зерно определится:

Бт = Бо - Бф - Бс где Бо- общая площадь уборки зерновых.

Для определения 1МГ используется компьютер 1ВМ РБ с программой БЬаЬегаГ.

Большие затраты труда и денежных средств требовались при подготовке и проведении исследований. Автор принимал непосредственное участие на всех этапах от выдачи задания на проектирование стационарного пункта в колхозе "Годовщина Октября" Куйтунского района Иркутской области до пуска этого пункта в эксплуатацию. Исследования технологии уборки зерновых на фураж были организованы под руководством-автора в совхозе "Идеал" Аларского района Иркутской области. Эти исследования проводились в соответствии с "Программой и методикой испытаний технологий и комплексов машин для уборки зерновых культур и семенников трав с обработкой массы на стационарных пунктах", разработанными ВИМ и обсужденные в СибИМЭ.

При экономической оценке технологий уборки зерновых эффект в денежном выражении подсчитывался:

- от дополнительного сбора зерна;

- от дополнительного сбора половы и соломы;

- от своевременной подготовки почвы;

- от снижения уплотнения почвы;

-от снижения засоренности посеЕов;

- от снижения обьема сушки зерна.

Переоценка основных фондов на 01.01.95 производилась в соответствии с Постановлением Правительства РФ N 967 от 19. 08. 94 " Об использовании механизма ускоренной амортизации и переоценке основных фондов на 01.01.95".

Для исследований состояний комплекса уборочных машин были

организованы наблюдения за работой зерноуборочных комбайнов в совхозах "Нельхайский" и "Идеал" Аларского района Иркутской области. Парк зерноуборочных комбайнов составлял в первом хозяйстве 42 комбайна, во втором - 31 комбайн. Наблюдения проводились по оперативным отчетным данным, представляемым ..хозяйствами в вышестоящие организации. В этих сводках фиксировались количество работающих комбайнов на обмолоте, на срезке зерновых и простаивающих по техническим причинам. За период уборки зерновых характерны две ситуации:

1. В начальный и заключительный периоды комбайны работают и на срезке, и на обмолоте зерновых.

2. Комбайны работают только на обмолоте.

Тогда граф состояний в первой ситуации выглядит (рис.7)

ч

К*

ч

л„

Б2 £ Зз

Рис. 7. Граф состояний уборочных машин при срезке и обмолоте зерновых

Отличием от графа состояний рис. 5 в данном случае является отсутствие перехода из состояния Б* в состояние 32 и наоборот, т.к. эти переходы осуществляются через состояние

Система алгебраических уравнений в этой ситуации будет:

р,Я15 =р3Л3<

раЯ25 = Р^ЗЛ

при нормировочном условии : р(+ р4+ р5= 1 В результате решения этой системы получим:

Р _ _Яд| -Я**_

_ _ _Я» Лз1_

' 2 " ЛзгЯаз^Ди-Аз! *Д«-Дгз

___Ац-Я»_

Г»" Лц-Ап

Учитывая, что интенсивность - это среднее количество событий, приходящееся на единицу времени, то интенсивности вычислялись: Вм .Л Лр КЛ , К|

. ~ Як

^ / л-

(

где Np - количество работающих комбайнов на обмолоте и срезке

14}: - количество простаивающих комбайнов;

количество неучаствующих в работе комбайнов;

2)м- количество дней простоев комбайнов по метеусловиям;

Ир - количество дней работы комбайнов;

Т)к~ длительность наблюдений, дней.

Основным звеном технического обслуживания является диаг-ностировния машин уборочного комплекса, и в первую очередь их функциональное диагностирование. Функциональное диагностирование позволяет выявить возможность выполнения машиной заданных функций, определить объем операций технического обслуживания и сделать прогнозирование работы этой машины. При организации технического обслуживания одним из основных вопросов является определение порядка проведения операций, очередность. В данной работе при определении очередности поведения операций технического обслуживания используется В-важность по Бирнбауму:

лаМв-5рГ

где важность по Бирнбауму;

I -•элемент системы;

р. - коэффициент готовности;

Ь - функция р - Ь(р1,р1... р„) = И (р).

Для параллельной системы

ь(_Р) м -п и-ра

Очередность проведения определится: ]в(1) < Лв(2) < ... < Дв(п)

Для последовательной системы

Ь(р) = Л Рс

си

Очередност^*

ЛвС1) > ,]в(2) > ... > Дв(п)

Стендовые и полевые эксперименты проводились для проверки в отработки методов и средств диагностирования двигателей как составной части функциональной диагностики комплекса уборочных машин. Стендовые испытания проводились в соответствии с ГОСТ 18509 - 80.

Предложенная методология решения научной проблемы позволила решить задачи исследования.

В главе 4 "Результаты экспериментальных исследований" представлено ранжирование векторов и компонент системы СОЧМ для комбайновой уборки. Общая вероятность выполнения уборочных работ в Аларскойм районе Иркутской области в агротехнические сроки составила 0,24, а по отдельным хозяйствам - от 0,16 до 0,40. Вероятность нахождения среды в условиях для нормального функционирования человека и машины составила 0,68, а наибольшее влияние на эту вероятность оказывают осадки. Для комронен-гы "организм" вероятность его состояния в соответствии с требованиями нормативно-технической документации составила 0,80, а наибольшее влияние на эту величину оказывает влажность растений. У компоненты "человек" векторы по значимости расположились: стаж, обеспеченность кадрами, возраст и квалификация, а общая вероятность работоспособного состояния составила 0,80. Вероятность работоспособного состояния машины составила всего 0,55, а вектора "безотказность этой компоненты - 0,76.

Совершенствование технологий уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре учитывало следующее:

1. В настоящее время зерновые убираются на семена, товарное зерно и фураж. Агротехнические же требования установлены только на уборку семенного и товарного зерна, где основным лимитирующим показателем является дробление зерна, составляющее соответственно 1 и 2 Поэтому конструкции зерноуборочных комбайнов при полном вымолоте зерна из колосьев должны обеспечить механическую сохранность его. Если же увеличить допуски на дробление зерна более 2 £ , что вполне приемлемо для фуражного зерна, то можно применять более простые молотильные устройства, требующие значительно меньших затрат энергии и материалов.

2. Исходя из вышеизложенного, можно применять разные технологии уборки зерновых с соблюдением агротехнических требований, вытекающих из назначения убираемого зерна.

3. Для семенного зерна необходимо применять такую техно-' логию, которая бы обеспечила механическую сохранность зерна, полную биологическую спелость и кондиционную влажность.

4. Для уборки товарного зерна основным требованием является "всепох-одность" технологии.

5. Для фуражного зерна, в основном, выделяются засоренные посевы, поля с недозрелым и разной спелости, зерном. Поэтому основными требованиями технологии уборки фуражного зерна будут создание условий для дозревания зерна и вывоз семян сорняков за пределы поля.

Технология уборки зерновых на семена предусматривает следующие операции:

- скашивание и погрузку неизмельченной хлебной массы в транспортные средства;

- транспортировку хлебной массы на площадку стационарного пункта и образование скирд с подстожным каналом;

- дозревание и сушку хлебной массы в скирде;

- транспортировку скирды на накопительную площадку;

- разборку скирды, дозирование и загрзку молотильного аппарата комбайна;

- обмолот и сепарация хлебной массы;

- транспортировку составляющих урожая к местам складирования или переработки.

Технология уборки зерновых на товарное зерно включает:

- скашивание и погрзку хлебной массы в транспортные средства;

- транспортировку хлебной массы на накопительную площадку;

- подачу хлебной массы на дозатор и конвейер-сушилку;

- сушку хлебной массы;

- обмолот и сепарацию хлебной массы;

транспортировку составляющих урожая к местам складирования или переработки.

Технология уборки зерновых на фуражное зерно предусматривает следующие операции:

- скашивание всего биологического урожая и транспортировку неизмельченной хлебной массы на край поля;

- образование скирд на краю поля с подстожным каналом;

- дозревание и сушку хлебной массы в скирде в естественных условиях;

- разборку скирды, измельчение и погрузку хлебной массы в транспортные средства;

- транспортировку измельченной хлебной массы на стационарный пункт обработки;

- дозирование и загрузку дробилок кормов;

- дробление хлебной массы;

транспортировку дробленной массы на склад или на пункт приготовления кормов.

Технические средства, используемые в предлагаемых технологиях, максимально унифицированы. Во всех этих технологиях в качестве полевой машины используется переоборудованный комбайн "Енисей-1200", транспортного средства - МГЗ-80 + 2ПТС-4-887А, дозатора-загрузчика - переоборудованный питатель зеленой массы ПЗМ-1,5, в технологиях уборки семенного и товарного зерна: зерноуборочный комбайн "Енисей-1200" для обмолота хлебной массы, установленный на стационаре, приспособления ПУН-5, транспортеры. ТПЗ-ЮА, сблокирована пневмосистема для транспортировки половы. В отдельных операциях применяются машины общего назначения: погрузчик фронтальный ПФ-0,8, фуражир навесной Ш-1,4, тракторы К-701 и Т-25 и др.

Усовершенствованные технологии уборки зерновых предназначены для всех типов хозяйств. Большинство применяемых технических средств выпускаются нашей промышленностью, а часть тре-

бует незначительного переоборудования, которое можно выполнить н мастерских хозяйств или ремонтных предприятиях. Значительно снижается количество проездов машин по полю, семена сорняков вывозятся за пределы поля, применяемые машины не требуют высококвалифицированных кадров, часть операций лереводится на электрический привод.

Исследования технологии уборки зерновых на семена и количественная оценка векторов и компонент системы СОЧМ показали, что вероятность нахождения компоненты "среда" в состоянии для нормального функционирования человека и машины составила 0,68, "организма" - 0,98, "человека" - 0,85 и "машины" - 0,63. Общая вероятность выполнения заданного объема работ составила 0,36. У компоненты "среда" наиболее существенный вектор "осадки", у организма - полеглость, у человека - стаж и машины - безотказность.

Динамика изменения влажности зерна в скирде и .на корню даже в неблагоприятном 1987 году показала, что при выпадении значительных осадков процесс дозревания и сушки обеспечивается

35 30 15

Б мм 1$

10

^ о " \ \ 4 \ /> 1 / • -

\ л / ^ Г-' на корню

V V л 1 6 скирде

•

а Ьгусг зо 1 5 сентябрь ю 15 * Знц

-'с ■ • 10 5

% ^температура оса?кц

1 1

---- % я ™ ш ^ 1 1

Рис. 8. Динамика изменения влажности зерна в скирде и на корню (1987 г.) Исследования выявили, что энергия активации процесса са-

мовозгорания пшеницы сорта "Скала" колеблется от 60 до 116 кДж/моль, критическая температура самовозгорания равна 53 С. Следовательно, для устранения причин пожара от самовозгорания необходимо формировать скирду не выше 6 м.

При влажности зерна 17 % качество обмолота характеризуется следующими показателями:

- дробление и обрушивание зерна - 0,2 £

- чистота зерна - 98 %. Урожайность и качество семян приведены в табл. 1.

Урожайность и качество семян

Таблица 1

Способ : Урожайн.: Потери : Масса .- Энергия: Лаб. уборки : ц/га : % : 1000 шт.- пророст: всхожесть

Обмолот 1986 32 1 35.4 93.2 94,6

скирды 1987 39,2 5,5 40,3 89,0 91,3

Уборка 1986 27,6 . 15 33,6 63,0 75,2 комбайн. 1987 37 12 39,2 88,0 90,5

Исследования технологии уборки зерновых на товарное зерно токазали, что коэффициент эксплуатационной надежности стационарного пункта составил 0,53. -Наиболее слабым звеном явилась ганвейер-сушилка.

Количественная оценка компонент системы СОЧМ технологии уборки зерновых на фураж показала, что вероятность выполнения ?аданного объема работ полевым комплексом составила 0,41, а по гомпонентам-. среда - 0,68, организм - 0,98, человек - 0,86 и лашна - 0,72.

На этом этапе исследований проводились сравнительные гепытания различных машин для подбора валков и погрузки хлеб-юй массы в транспортные средства. Оценочным показателем была ;тепень вымолота зерен из колосьев при проведении этой операции. Степень вымолота для отдельных машин составила: для переоборудованного комбайна "Енисей-1200" - 11,25 %, подборщика-ко-шителя ПК-1,6 - 16 %, стогообразователя СПТ-60 - 85 %, кормо-гборочного комбайна ЖЖ-100 - 98 % и фуражира навесного ФН-1,4-

При выборе схемы транспортирования предпочтение следует отдать транспортированию заполненной тележки без перецепки самой полевой машиной по сравнению с перецепкой заполненной тел-лежки и транспортированием ее трактором МТЗ-80 на край поля.

Динамика изменения влажности зерна в скирде на краю поля в естественных условиях представлена на рис. 9.

W

%

Z5

20

\

1 N V

г V •

ib-

ib

ZZ

гб

J0

■ дн.

Рис.9. Динамика изменения влажности зерна (фуражное зерно) Учитывая, что к концу уборочной компании количество осад- ' ков уменьшается и наступают погожие дни ("бабье лето"), можно положить, что дозревание и сушка зерна в скирде будет проходить в естественных условиях. Начальную влажность зерна считать 30 %. При работе фуражира ФН-1,4 недомолот колосьев составил 0,42 %, дробление зерна __ 4,7 %.

Одним из основных направлений технического прогресса в сельском хозяйстве является универсализация машин. С этой точки зрения был произведен анализ применяемых машин в технологиях уборки зерновых с обработкой урожая на стационаре. Так, полевая машина может использоваться при заготовке сена и сенажа. Чем универсальнее машина, тем меньше доля ее применения в данном производственном процессе. Доля затрат на содержание нолевой машины при использовании ее при заготовке кормов на уборку зерновых приходится только 47 % общих затрат.

Наблюдения организованные в хозяйствах, за работой зерно -

1 -г

борочных комбайнов на срезке и обмолоте зерновых показали,что ероятности их работоспособного состояния на обмолоте составят 0,24... 0,26, функционирующего на срезке - 0,40. ..0,41 и «функционирующего - 0,34. ..0,28.

Вероятности работоспособного состояния комбайнов на об-галоте составляют 0,44. ..0,46, нефункционирующего |,56. ..0,54. Причинами нефункционирования уборочных малин по начимости являются метеусловия, простои по техническим причины и неподготовленность техники.

Отправным моментом при проведении технического обслужива-:ия по фактическому состоянию является функциональная диаг-остика машин перед началом уборочных работ. После достижения становленной наработки проводится диагностика нормального ¡ункционирования с заключением о целесообразности дальнейшего ^пользования машин. При определении последовательности (оче-¡едности) проведения операций технического о'бслуживанияисполь-овалась В-важность по Бирнбауму. Например, для технологии борки семенного зерна коэффициенты эксплуатационной надеж-:ости (готовности) составили для полевого комплекса 0,36, а ¡ля стационарного - 0,66. Т.к. эти комплексы работают парал-[ельно, то в первую очередь необходимо функциональное диаг-юстирование стационарного комплекса (0,66 > 0,36). Внутри гамплексов коэффициенты готовности составили:

- в стационарном комплексе ГШ-1,5 - 0,9, Енисей-1200 0,8, ПУН-: - 0,96, ТПЭ-10А - 0,96;

- в полевом комплексе полевая машина - 0,8, транспортные :редства - 0,9, погрузчик ПФ-0,8 - 0,85.

Считая, что внутри комплексов машины работают последова-1ельно, то очередность проведения технического обслуживания в ¡тационарном комплексе будет: Енисей-1200 - загрузчик-дозатор ТЗМ-1,5 - приспособление 11УН-5 - транспортер ТПЭ-10А, в поле-юм комплексе: полевая машина - погрузчик ПФ-0,8 - транспорт-ше средства.

Для комбайна "Енисей-1200" эта последовательновть составит: двигатель - молотилка - ходовая часть - электрооборудова-ше - гидросистема - прочие узлы. Такая же очередность и для голевой машины.

Для тракторов МТЗ по. В-важности очередность составила: 1вигатель - ходовая часть - электрооборудование - гидросистема.

В работе определены очередности по В-важности и для технологий уборки зерновых на товарное и фуражное зерно.

При определении периодичности технического обслуживания по предлагаемой методике она изменилась на 8% от установленной ГОСТ 20793-85, что лежит в пределах допустимого отклонения по этому же ГОСТу.

На рис. 10 показан график работы двигателя,Д~50 на одном

Ни

70

Н^лмх

60

М 'ек Мен

—-

..... г> 1

4s

При пг

1000,,, 1200 1400 1600 П °7мин

Рис. 10. график работы двигателя д-пи на одном

цилиндре

Результаты определения нормальной частоты вращения коленчатого вала и мощности цилиндра двигателя Д-50 при работе на одном цилиндре эмпирически, аналитически и графически представлены в табл. 2.

Значения частоты вращения коленчатого вала и мощности двигателя Д-50

Таблица 2

Показатели : Эмпирически : значения: Z : Аналитически : значения : % : Графически : значения: %

об/мин кВт 1210 100 9,8 100 1228 10,2 101 104 1215 101 10,1 103

Для двигателя Д-240 мощность двигателя определится:

31 -

Ые « 14,7 - 0,022 п кВт Для двигателя ОВД-14 построен график определения мощности при половине выключенных цилиндров и давлении догрузки в гидросистеме 12 МПа ( рис.11)

И

%

90

80

¡500 \Ш то П°%ин

Рис. График определения мощности двтгателя СМД-14

Для проверки матричного метода определения мощности двигателей были обработаны результаты парциальных испытаний, проведенные на кафедре ЭМТП Иркутского СХИ и в ОНИС НАТИ.

Данные парциальных испытаний двигателя Д-50

Таблица 3

Цилиндры

Показания по тормозу, кгс

0 1 1 1 14,6

+ 1 0 1 1 14,8

- 0 0 1 ■ 1 6,0

1

22,4

При работе на всех цилиндрах нагрузка по тормозу составила 23,5 кгс.

Подобные же результаты получены и при обработке результатов испытаний двигателя ЯМЗ-240. Следовательно, матричный метод определения мощности двигателя по точности приближается к тормозному.

Расчет затрат труда и расхода топлива при различных тех-

2

- 32 - ■

нологиях уборки зерновых на 1 га посевов составил (табл.4). Затраты труда и расход топлива при уборке зерновых на 1 га посевов

Таблица 4

Технология

Расход топлива : Затраты труда кг : чел-час

комбайновая на семена товарное зерно фураж

30,8 21,6 18,0 29,2

4,761 4,467 3,467 2,887

Экономическая эффективность технологий уборки зерновых с обработкой биологического урожая на стационаре систавила:

- семенное зерно - 37020000 руб.

- товарное зерно - 37860000 руб.

- фуражное зерно - 36360000 руб. на один комплекс.

Обяие выводы

1. Уборка зерновых является сложной сельскохозяйтвенной работой,требующей учета множества величин и явлений, разнородных по своей природе. В Восточной Сибири процесс уборки зерновых усугубляется природно-климатическими условиями, коротким вегетационным периодом развития растений, дефицитом трудовых ресурсов и негибкостью тактики проведения уборочных работ из-за существовующей единственной комбайновой уборки зерновых, вследствие чего невозмлжнлстью маневрирования технологиями уборки зерновых в зависимости от сложившихся условий.

2. Разработанные в различных регионах страны технологии уборки зерновых с обработкой урожая на стационаре требуют усовершенствования и адаптации к условиям Восточной Сибири.

3. При огромной множественности величин и явлений , влияющих на процесс уборки зерновых и большой степени их неопределенности оценка этого процесса возможна только при системном подходе.

4. Процесс уборки зерновых является марковским случайным процессом с дискретными состояниями и непрерывным временем. Дискретными состояниями будут хлебостой на корню - скошенная масса - составляющие урожая. Интенсивности перехода системы из одного состояния в другое определяются производительностью машин.

5. Экспертным анализом выявлены компоненты и векторы уборочного процесса, сам процесс уборки зерновых рассматривается как функционирование системы "среда-организм-человек-машина" СОЧМ. Анализ векторов и компонент системы СОЧМ (комбайновая уборка) показал, что вероятность нахождения среды в условиях для нормального фунционирования человека и машины составляет 0,68, организма - 0,80, человека - 0,80 и машины - 0,55, общая вероятность выполнения уборочных работ в агротехнические сроки - 0,24.

6. Основными направлениями совершенствования технологий уборки зерновых являются использование их по цеевому назначению, вывоз всего биологического урожа за пределы поля и перевод основных операций на стационар с решением вопросов кадрового и безопасности жизнедеятельности.

7. Технология уборки зерновых на семенное зерно включает

операции: скашивание хлебостоя без измельчения и погрузка хлебной массы в транспортные средства, транспортировка хлебной массы на площадку стационарного пункта , образование скирд, дозревание и сушка хлебной массы в скирде, транспортировка скирды для обработки, дозирование и загрузка молотильного аппарата, обмолот, транспортировка составляющих урожая к местам складирования или переработки. Вероятность выполнения данного процесса составляет для полевого комплекса машин 0,31... 0,36 и для стационарного _ 0,58.

8. Технология уборки зерновых на товарное зерно включает операции: скашивание и погрузка хлебной массы в транспортные средства без измельчения, транспортировка хлебной масс на стационарный пункт, досушивание хлебной массы на конвейере-сушил-» ке, загрузка молотильного аппарата, обмолот, транспортировка составляющих урожая к местам складирования или переработки. Вероятность выполнения данного процесса составляет для полевого комплекса машин 0,31... 0,36 и для стационарного - 0,53.

9. Технология уборки зерновых на фуражное зерно включает операции: скашивание, погрузка и транспортировка хлебной массы на край поля, образование скирд, дозревание и сушка хлебной массы в естественных условиях, измельчение и погрузка хлебной массы их скирды и транспортировка ее к стационарному пункту, обработка хлебной массы на стационаре. Вероятность выполнения данного процесса составляет для полевого комплекса машин 0,31... 0,36 и для стационарного - 0,72.

10. Техническое состояние комплекса уборочных машин является также марковским случайным процессом с дискретными состояниями и непрерывным временем. Дискретными остояниями являются исправное, работоспособное, нормально функционирующее и не-функционирующее. Практический интерес представляет нормально функционирующее состояние, для комбайновой уборки зерновых его вероятность составила 0,66. ..0,72 при срезке и обмолоте зерновых, а при обмолоте - 0,53. ..0,55.

11. Основным звеном технического обслуживания при использовании является функциональная диагностика машин и оборудования технологий уборки зерновых, а отправным моментом - функциональная диагностика перед началом уборочных работ.

12. По В-важности определена последовательность функциональной лигностики энергетических установок - двигателей раз-

личных машин.

13. Усовершенствованы и разработаны методы и средства диагностирования дизелей: определение мощности четырехцилиндрового при работе на одном цилиндре, метод определения мощности двигателей в парциальном режиме при догрузке работающих цилиндров дросселированием масла в гидросистеме, матричный метод определения мощности двигателей по результатам парциальных исптаний.

14. Экономическая эффективность внедрения технологий уборки зерновы с обработкой биологического урожая на стационаре на один комплекс составила:

- для технологии уборки семенного верна - 37020000 руб

- для технологии уборки товарного зерна - 37860000 руб

- для технологии уборки фуражного зерна - 36360000 руб.

Основные положения диссертации опубликованы:

1. К вопросу распространения метода диагностики с догру-жателем на широкий класс гидрофицироваиных машин/ Известия ИСХЙ, Иркутск: 1972,- с. 43... 45.

2. К вопросу диагностики двигателей на основе парциальных испытаний/ Машиноиспользование. Диагностика машин, Иркутск: 1973,- с. 35. .36. (в соавторстве)

3. К методике исследования надежности машин, работающих в сельском хозяйстве, и причин их отказов// Улучшение эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1973, -с. 52 ... 54. ( в соавторстве)

4. Определение механических потерь 'двигателей//3имняя эксплуатация двигателей внутреннего сгорания. Иркутск: 1973,-с. 19. .21.

5. О приспособленности тракторных двитаелей к диагностированию при парциальных испытаниях//Техническое обслуживание и диагностика тракторов. Иркутск: 1979, е. - 25. .28.

6. О сроках проведения профилактики за МГА // Техническое обслуживание и диагностика тракторов. Иркутск: 1979, с.-9... 12.

7. О возможности диагностики приводных сельскохозяйствее-ных агрегатов // Вопросы зсплуатации в условиях Восточной Сибири. Иркутск: 1980, - с. 36... 38.

8. Работа 4-цилиндрового дизельного двигателя на одном цилиндре //Совершенствование технического обслуживания и диаг-

ностики сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1983,-с. 12.. .15. ( в соавторстве)

9. Вариант гидродогрузки тракторных двигателей в парйи-альном режиме //Совершенствование технического обслуживания и диагностики сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1983, -с. 20. ..24. ( в соавторстве).

10. Задачи технической диагностики машин в сельском хозяйстве //Совершенствование методов и средств технического обслуживания и диагностики сельскохозяйтственной техники. Иркутск: 1984, - с. 36... 38.

11. Вариант технологии уборки зерновых культур с обмолотом на стационаре // Технологическое и инженерное обеспечение уборки зерновых и кормовых культур. Науч-техн. бюл. СО ВАСХ-НИЛ, вып. 27 с. 21... 22. ( в соавотрстве).

12. К методике проектирования комплекса запчастей на стадии разработки технического проекта машины //Совершенствование технологического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники в условиях Восточной Сибири. Иркутск: 1984,- с. 51.. 53.

13. Метод бесприборной диагностики тяговых МТА //Совершенствование технологического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники в Условиях Восточной Сибири. Иркутск: 1984, - с. 43.. 46. ( в соавторстве).

14. Техническое обеспечение работы Мта в период сезонных работ //Техническое обслуживание и диагностика сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1937,- с. 16... 18. ( б сав-торстве).

15. К методике оценки долговечности деталей ходовой системы тракторов класса 10 тс // Техническое обслуживание и диагностика сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1987, - с. 24..27. (в соавторстве).

16. Особенности пожарной обстановки при работе стационарного пункта обмолота зерновых культур // Проблемы пожарной безопасности Сибири и Дальнего Востока / тезисы докладов. Иркутск: 1988, с. 21. .22. ( в соавторстве).

17. Электропривод приспособления ПУН-5 // Йнф. листок N

427-87, Иркутск: 1987 ( в соавторстве).

18. Переоборудование питателя ГОМ-1,5 в дозатор-загрузчик молотильного аппарата "Енисей-1200" // Инф. листок N

428-87, Иркутск: 1987 ( в соавторстве).

19. Парциальные испытания двигателей внутреннего сгорания // Диагностика автомобилей / Тезисы докладов 3 Всесоюзной науч. -иехн. конференции, Улан-Удэ: 1989, - с. 24.. 25. (в соавторстве) .

20. Вариант обмолота на стационаре //Земля Сибирская, дальневосточная, 1988, N 8,- с. 40.. 41. (в соавторстве).

21. Убирать по назначению // Земля Сибирская, Дальневосточная, 1989, N 6, - с. 49 ( в соавторстве).

22. Дозатор-загрузчик // Земля Сибирская, Дальневосточная,

1989, N 10, - с. 35 ( в соавторстве).

23. О возможности использования приводных сельскохо-¡яйтсвенных машин в качестве догрузки при парциальных испыта-[иях тракторных двигателей //Эксплуатация и ремонт сельскохо-:яйственной техники в условиях Восточной Сибири. Иркутск: 989, - с.32. .35 ( в соавторстве).

24. Пожарная безопасность безотходной уборки зерновых ультур //Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники в словиях агропромышленного комплекса Восточной Сибири. Иркутск 988, - с. 33... 36 ( в соавторстве).

25. Безотходная технология уборки зерновых культур в Ир-утской области. Иркутск: 1988, - 32 с.

26. Определение оптимального количества уборочной техники ри заготовке сена и зерновых культур на фураж //Эксплуатация

ремонт сельскохозяйственной техники в условиях АПК Восточной ибири. Иркутск: 1991, - с. 3... 7 ( в соавторстве).

27. Применение комбинированной догрузки для диагностиро-ания двигателей Д-240 в парциальном режиме // Эксплуатация, змонг сельскохлзяйственной техники в условиях АПК Восточной лбири. Иркутск: 1991, с. 36...39 ( в соавторстве).

28. Отчеты научно-исследовательской группы "Исследование внедрение вариантов технологий уборки зерновых культур и септиков многолетних трав с обмолотом на стационаре в хозяйт-IX Иркутской области" за 1986 ... 1990 г. г.

29. Отчеты о научно-исследовательской работе "Разработка внедрение способа уборки зерновых культур с использованием отообразователя СПТ-60" за 1986... 1990 г. г.

30. К вопросу о выборе методов и средств диагностирования "А // Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники в :ловиях Восточной Сибири. Иркутск: 1992. с. 13... 18 ( в соав-

торстве).

31. Резервы эффективного использования зерноуборочной техники // О ходе аграрной реформы в АПК области и основные направления но выводу его из кризиса / Концепсия и тезисы докладов к научно-практической конференции. Иркутск: 1995,-с. 38

32. Определение грузооборота машин и материалов при различных вариантах уборки зерновых культур // Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники. Иркутск: 1990, с. 19 ... 24 (всоавторстве).

33. Уборка зерновых как функционирование системы "среда-организм-человек-машина" //Тезисы докладов научной конференции, посвященной 60-летию ИСХИ "Сельскохозяйственная наука - производству". Иркутск: 1995, - с. 26.

Отпечатано в Глазковской типографии Заказ № 49 $4 _Тирак .¿О Л-