Содержание к диссертации
Введение
1. Природно-экономическая и сельскохозяйственная характеристикагосударства Иордании 4
2. Состояние вопроса и задачи исследования 21
3. Теоретические предпосылки для исследования вопроса эффективного использования тракторов 39
3.1 Системный подход при решении проблемы 39
3.2 Концепция повышения эффективности использования тракторов 50
3.3 Концепция повышения технической готовности тракторов 63
4. Исследование агрегатирования как основы повышения эффективности использования тракторов 72
4.1 Системный подход при исследовании вопросов агрегатирования тракторов 72
4.2 Определение критериев и схем агрегатирования 78
5. Исследование диагностирования как средства повышения эффективности использования тракторов 88
5.1 Системный подход при исследовании вопросов диагностирования тракторов 88
5.2 Обоснование применения диагностирования тракторов при ТО и ремонте для условий Иордании 113
6.Экономическое обоснование разработок по теме диссертаци CLASS и 128
Выводы и рекомендации 132
Список литературы 134
Приложение 141
- Природно-экономическая и сельскохозяйственная характеристикагосударства Иордании
- Состояние вопроса и задачи исследования
- Системный подход при решении проблемы
- Системный подход при исследовании вопросов агрегатирования тракторов
Введение к работе
За последние годы тракторный парк Ленинградской области активно пополняется тракторами зарубежного производства. Это тракторы фирм «Джон Дир», «Форд», «Deutz», «Валтра» и др. В то же время функционирует большое количество тракторов марок заводов советского производства, поступают новые тракторы современного отечественного производства.
В хозяйствах возникла большая разномарочность. Аналогичная ситуация и в Иордании. С большой разномарочностью возникает масса вопросов связанных с подготовкой кадров механизаторов, совершенствование материально-технической базы ремонта, технического обслуживания и диагностирования, агрегатирования новых марок тракторов различными сельхозмашинами. Большой разномарочньш парк тракторов трудно поддерживать в работоспособном состоянии. По этим причинам снижается эффективность использования дорогостоящих тракторов.
В связи с этим поставлены задачи исследовать и обосновать методы и средства эффективного использования тракторов применительно к условиям государства Иордания предварительно изучить и исследовать передовой опыт Ленинградской области и литературные источники. Изучить и исследовать факторы, влияющие на эффективное использование тракторов с целью их внедрения в хозяйствах Иордании.
Природно-экономическая и сельскохозяйственная характеристикагосударства Иордании
Транспорт. От границы с Сирией на Юг до Накб-Аштар территорию Иордании пересекает железная дорога протяжённостью 362 км (1971). Общая длина автодорог около 6 тыс. км; в 1969 насчитывалось 15 тыс. легковых автомашин и 5,5 тыс. грузовых. Единственный морской порт — Акаба (грузооборот 381,9 тыс. т в 1970). Авиасообщение с арабскими странами, Великобританией, Францией и другими. Через Иорданию проходят 2 нефтепровода Киркук (Ирак)—Хайфа (Израиль) и Дахран (Саудовская Аравия) — Сайда (Ливан).
Внешняя торговля. В 1970 экспорт составил 9,3 млн., импорт — 65,9 млн. иорданских динаров. Иордания вывозит фосфориты и с.-х. продукты, ввозит почти все промышленные и многие продовольственные товары. Основные внешнеторговые партнёры по ввозу в Иорданию (1970): Великобритания (13,9%), США (11,2%), араб, страны (20%) ), страны ЕЭС (17,9%) в 1969), социалистические страны (13%) в 1969). Вывоз идёт главным образом в арабские страны (Кувейт, Ливан, Сирию и др.)— 77%, Индию — 3,2%) и Югославию —8,6%) . Ден. единица — иорданский динар. 0,3571 динара = 1 долл. США (апр. 1971). Внешняя задолженность 37 млн. иорданских динаров в 1969 (25 млн. в 1966).
Природа. Большая часть Иордании — плоскогорье, повышающееся с В. на 3. от 500 м до 1000—1500 м. Высшая точка — г. Рам (1764 м) на Юге страны. В западной части Иордании — меридиональная глубокая тектоническая впадина Гхор (Эль-Гор) и её продолжение Вади-эль-Араба. Впадина Гхор занята долиной р. Иордан и бессточным Мёртвым морем (отметка уровня —395 м). По обе стороны впадины располагаются Сирийско-Палестинские горы, сложенные главным образом известняками и песчаниками мела и палеогена, перекрытыми местами лавовыми покровами. Месторождения фосфоритов, калийных солей (в Мёртвом море), меди. Климат субтропический, сухой. Средняя температура января 8—14 С, июля 24—30 С, во впадине Гхор и на юге Иордании иногда до 50 С. В горах на Западе выпадает 500—700 мм осадков в год (максимум зимой), на Востоке и во впадине Гхор — местами менее 100 мм. Постоянных рек мало, сезонные водотоки. Растительность на Западе в горах средиземноморская, распространены древесно-кустарниковые формации, на Востоке — полупустынная и пустынная; редкие оазисы с финиковой пальмой. Характерные представители животного мира — газель, гиена, пустынная лисица, много видов птиц и пресмыкающихся.
Население. Свыше 95% населения — арабы. Живут также около 20 тыс. черкесов и несколько тыс. армян, курдов, греков и туркмен. У кочевых арабов сохраняется родоплеменное деление (крупнейшие племена: бени-сахр и хувейтат). Государственный язык — арабский. 93% населения — мусульмане-сунниты, небольшое число — шииты и друзы. Христиан — св. 100 тыс. чел. (главным образом в городах). Официальный календарь — лунная хиджра; применяется также григорианский календарь.
Прирост населения за 1963—70 составлял 3,7% в год. Быстрое увеличение населения происходит главным образом за счёт естественного прироста; в отдельные годы значит, доля в приросте принадлежит миграции. Приток палестинских беженцев из оккупированных Израилем районов Иордании привёл к значительному увеличению населения на восточном берегу р. Иордан. Узость рынка труда порождает безработицу и отток рабочей силы (главным образом в Кувейт и др. арабские страны). Экономически активного населения 23% (1967), в т.ч. более 1/3 занято в сельском хозяйстве. Страна испытывает острую нужду в квалифицированных кадрах. Рабочий класс малочислен.
По образу жизни население делится на оседлое, полукочевое и кочевое. Происходит процесс оседания кочевников на землю. Большая часть жителей сосредоточена в Иорданской долине. Южные и восточные районы страны заселены незначительно (менее 1 чел. на 1 км ), главным образом кочевыми и полукочевыми племенами. Крупные города (тыс. жителей, 1970, оценка): Амман (500), Эз-Зарка (136), Иерусалим (вост. часть), Ирбид, Наблус, Эль-Халиль (Хеврон). Иордания земледельческо-скотоводческая страна. Промышленность начала развиваться лишь после 2-й мировой войны 1939—45. Некоторые предприятия контролируются иностранным капиталом. Экономика сильно пострадала от израильской агрессии 1967. Доля оккупированных западных районов в валовом национальном продукте страны составляла около 38%. В этих районах производилось 65% овощей, свыше 60% фруктов, 80% масличных и около 30% зерновых; в западных районах (на Мёртвом море) сосредоточены разработки калийных солей. Значительно сократились государственные доходы. Правительство планирует увеличение добычи фосфоритов, расширение с.-х. производства в засушливых южных районах страны. Иностранные субсидии и займы в 1970 составляли 42 млн. иорданских динаров (54% доходной части бюджета), из них 17 млн. иорданских динаров от США и 17,9 млн. от Саудовской Аравии. Сельское хозяйство — основная отрасль экономики. В 1970 оно давало 19,5%) валового национального продукта. Характерно относительно крупное помещичье землевладение и мелкое крестьянское землепользование. 86,4% хозяйств — мелкотоварные потребительские с наделами менее 10 га каждое. Помещикам и шейхам принадлежат лучшие обрабатываемые земли, пастбища, источники воды. Крупные и средние помещичьи хозяйства составляют около 3% всех хозяйств, но в руках у них сосредоточено около 1\2 всех обрабатываемых земель. В 60-х гг. в деревне возникли с.-х. кооперативы — производственные и сбытовые. В 1966 насчитывалось свыше 340 кооперативов (около 17 тыс. чел.), объединённых в Центральный кооперативный союз.
Состояние вопроса и задачи исследования
Специализированные ремонтные предприятия в большинстве случаев остаются не востребованными из-за высокой стоимости ремонта и неплатежеспособности многих сельскохозяйственных товаропроизводителей.
Анализ показывает, что негативные тенденции в сельскохозяйственном производстве сохраняются и при сохранении этих тенденций к 2010 году тракторный парк по Ленинградской области сократится до 27% от уровня 1990 года, зерно- и кормоуборочных комбайнов - до 30-33%, другой с.-х. техники - от 27 до 41%. Произойдет двукратное снижение валового производства с/х продукции вместо двукратного удвоения, как это было определено Президентом Российской Федерации в Послании Федеральному собранию (2003 г.). Очевидно, что такое развитие событий неприемлемо для России. России приемлема оптимистическая версия развития стратегии-удвоения объемов валового производства сельскохозяйственной продукции по сравнению с настоящим уровнем следующими путями:
Новая техника должна быть ориентирована на выполнение высокорентабельных технологий производства с.-х. продукции. Приоритетными должны быть высокоинтенсивные технологии - это стратегическое будущее конкурентоспособного сельского хозяйства. Техника должна обеспечивать точное управление процессами возделывания с.-х. культур, уборки урожая, самоконтролировать качество выполняемых технологических операций, повышать производительность труда. Интенсивные технологии при производстве зерна должны базироваться на применении технологической колеи, зерновых сеялок повышенной точности высева с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений, комбинированных агрегатов, зерноуборочных комбайнов с автоматической настройкой рабочих органов и др.
Наиболее перспективной технологией заготовки травяных кормов является заготовка из подвяленных трав и консервирование. Применение косилок - плющилок ротационного типа, рулонных пресс-подборщиков, кормоуборочных комбайнов высокой производительности и других машин. Высокоинтенсивная технология в картофелеводстве - это система получения устойчивых урожаев картофеля 25,0-35,0 т/га при затратах труда менее 6 человек-ч/т продукции с использованием высоко урожайных сортов, высоко окультуренных почв, а также внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений и защитно-стимулирующих препаратов, глубокой обработки почвы, а также применять комбайновую уборку. Применять машины фирмы «Евротехника» для междурядий 75 см, включающим в себя борону ротационную «ZIRKON 7/300», культиватор-гребнеобразователь «КР-12», картофелесажалку «VL20KLZ», опрыскиватель «UG-3000», комбайн «DR-1500», фирмы «Колнаг» и др.
Новые высокие технологии в овощеводстве - это возделывание овощей на профилированной поверхности почвы с базовой колеей энергетических средств 1,4 и 1,8 м с чизелеванием почв, предпосевным фрезерованием культиваторами, посев сеялками точного высева, обработка посевов новыми высокоэффективными гербицидами и пестицидами с использованием широкозахватных опрыскивателей ультромалообъемным способом, обработка семян и посевов регуляторами роста и новыми комплексными удобрениями с целью получения урожайности капусты белокачанной 80-100 т/га, при затратах труда 1,5 ч/т и энергии - 880 МДж/га, моркови столовой с урожайностью 40-45 т/га при затратах труда не более 195 ч/га и затрат энергии 845 МДж/т. Насыщение отрасли овощеводства энергонасыщенными тракторами класса 2 даст возможность использовать фрезерные почвообрабатывающие машины и формировать на их базе комбинированные агрегаты (Рис.2.1; 2.2.), Осуществляющие внесение минеральных удобрений, формирование и уплотнение профильной поверхности почвы, посев семян сеялками точного высева и др.
Внедрение в сельскохозяйственное производство новых высокоинтенсивных технологий определит структуру машинно-тракторного парка (МТП). В новом парке машин однооперационные агрегаты должны быть заменены многофункциональными, универсально-комбинированными, способными адаптироваться путем быстрой смены рабочих органов к изменяющимся условиям производства (Рис. 2.1; 2.2.). Это позволяет сократить количество машин для производства различных видов сельскохозяйственной продукции от 20-30 наименований до 5-6. МТП области будет формироваться с учетом увеличения мощностей сельскохозяйственных агрегатов, а, следовательно, увеличения энерговооруженности гектара пашни и с учетом наличия трудовых ресурсов.
В настоящее время сельскохозяйственные предприятия Ленинградской области приобретают энергонасыщенные тракторы отечественного и зарубежного производства с мощностью двигателя более 150-200 л.с. Это тракторы К-3180 ATM, К-744Р-1 «Кировский завод», тракторы «Джон Дир» 7820 (185 л.с), фирмы «VALTRA» (150 л.с), МТЗ-1522 (148 л.с.) и др.
Новый парк техники для сельского хозяйства Ленинградской области будет формироваться исходя из имеющихся трудовых ресурсов. В настоящее время в с.-х. области управлением тракторами и самоходными машинами на постоянной основе занято немногим более 2500 человек на 4786 тракторов и 800 различных комбайнов, а на хорошую профессиональную подготовку имеют менее 50% постоянно работающих механизаторов. Необходимо более активно привлекать, заинтересовывать и готовить механизаторов. В этом плане Санкт-Петербургский государственный аграрный университет готовит высококвалифицированных инженеров-механиков по эксплуатации сельскохозяйственной техники с выдачей не только диплома инженера-механика, но и удостоверения на право управления тракторами, автомобилями, удостоверение слесаря и сварщика.
Системный подход при решении проблемы
Важнейшим требованием научно-технического прогресса является системный подход, который нами применен при исследовании поставленных задач. Системный анализ особенно эффективен при оптимизации рабочих процессов машин и режимов работы поточно-технологических линий, связанных с определением оптимальный условий использования технических средств и растений, обеспечивающих получение наивысших результатов. Сущность системного подхода - это целостность в изучении рассматриваемого объекта. Методологической основой системного анализа являемся всеобщий закон диалектического единства материального мира о взаимодействии и взаимной обусловленности всех явлений в природе и обществе.[28...31]
Под системой понимают совокупность элементов, объединенных общими свойствами, признаками или целью. Система, как правило, включает в себя подсистемы и в то же время может быть частью другой, более общей системы (суперсистемы), взаимодействуя с ней через внешние связи.
В системологии различают системы физические, технические, технологические, кибернетические и др. Например, производство овощей в отношении организации управления технологическими процессами представляет собой сложную многоуровневую биотехническую систему, в которой технические и биологические звенья в процессе производства вступают во взаимодействие между собой и внешней средой. Назовем такую систему "оператор-машина-растение" биотехнической и обозначим ее как «О-М-Р/С» (рис. 3.1), где С - внешняя среда. Система «О-М-Р/С» включает в себя ряд подсистем, представляющих целые совокупности технологических процессов.
Подсистемы 1-го уровня представляют собой совокупности технологических процессов, которые различаются между собой силой их связи с внесшей средой - С и наличием или отсутствием в своем составе основного биологического звена - растения. Это дает основание все технологические процессы в овощеводстве разделить на три группы. 1. Биотехнологические статистические процессы, в которых оператор через рабочие органы машин воздействует непосредственно на растение. Это подкормка растений, полив, уборка и др. Преобладающее значение имеют вероятностные связи и взаимодействия. 2. Технологические стохастические процессы, в которых присутствует предмет труда - материалы Мр, но растение как биологическое звено в системе не участвует. Эти процессы представляют собой технические подсистемы, вероятностные, сильно взаимодействующие с внешней средой через прямые и обратные связи (хранение и заготовка удобрений, хранение и подготовка семян и др.). 3. Технологические детерминированные процессы, представляющие также технические подсистемы, но детерминированные и относительно слабо взаимодействующие с внешней средой, управление которыми производится по общим правилам использования техники. Это подготовка техники с предметами труда, ремонт, ТО, обеспечение сырьем и материалами. Рис .3.1. Модель производства овощей в биотехнической системе «Ч-М-Р» Подсистемы 1-го уровня. Звенья систем - процессы, связи. Подсистемы П-го уровня. Звенья систем - ПТА, операции, машины. Биотехнические с вероятностными внутренними связями. Подсистема биотехническая Ч-М-Р/С Сильно связана с внешней средой. Технологические с вероятностными внутренними связями. Подсистема техническая Ч-М-Мр/С Сильно связана с внешней средой. Процессы подсистем, в которых машины контактируют с растениями, мы называем биотехнологическими. В этой связи представляет важное значение разработка и внедрение система технологических допусков, регламентирующих качество выполнения каждой операции. Технологические процессы, на протекание которых оказывают сильное влияние взаимодействия со средой, выделены во вторую подсистему. При использовании техники и оборудования ПТЛ следует строго учитывать вредное влияние внешней среды на технику (коррозия, влияние структуры почвы и каменистости полей на долговечность машин и др.), а также следует учитывать отрицательное влияние некоторых технологических процессов на окружающую среду (внесение минеральных удобрений, обработка растений гербицидами и др.).
Системный подход при исследовании вопросов агрегатирования тракторов
Машинно-тракторный агрегат (МТА) - это соединение рабочего оборудования (навесного, прицепного, и др.) с энергетической машиной (трактором, самоходным шасси и др.), образующим сложную динамическую систему, имеющую двигатель, трансмиссию, движитель и технологическую часть (рабочие органы).
Сельскохозяйственные МТА можно классифицировать: по назначению, по способу производства работ, по способу соединения сельхоз машин с трактором, по способу привода машин, по количеству машин в агрегате, по числу одновременно выполняемых операций, по размещению машин по отношению к трактору и его продольной оси и др. Эта классификация может быть продолжена за счет выделения в самостоятельные части поста управления, агрегата-кабины, сцепных устройств, за счет вариантов агрегатов с двумя двигателями и т.п. Классификация и взаимосвязь проблем агрегатирования показаны на рис. 4.1.
Проблему агрегатирования следует рассматривать как двухуровневую систему. К вопросам первого уровня относятся вопросы агрегатирования при создании нового трактора или его модификации, когда он должен работать уже с существующим комплексом сельскохозяйственных машин, создание комплекса сельскохозяйственных машин, который должен работать с ранее созданным трактором или комбинацию этих вариантов.
Решение задач агрегатирования первого уровня, т.е. практически это обеспечение работоспособности агрегата, заключается в удовлетворении требованиям соединения частей МТА между собой и в обеспечении качественного выполнения агрегатом рабочего процесса при заданных показателях производительности и при этом должны выполняться требования: - соответствие энергетических потребностей агрегата и энергетических возможностей его двигателя, которое должно выполняться на режимах работы агрегата, позволяющих качественно выполнять технологический процесс в заданных условиях и обеспечивать максимальную эффективность использования агрегата при минимальных энергозатратах; - обеспечение кинематики агрегата, в результате чего его части и рабочие органы согласованно перемещаются относительно друг друга и относительно материала, выполняя технологический процесс; - обеспечение стабильности выполнения рабочими органами агрегата технологического процесса - стабильности его перемещения как на длине гона за счет сохранения заданного направления движения, так и в продольной и поперечной плоскостях, демпфирования внутренних вибраций и возмущений; - соблюдение требований по допустимой величине повреждения агрегатом в целом, а не только рабочими органами, культурных растений или другого обрабатываемого сельскохозяйственного материала. Здесь решаются такие задачи, как вписываемость движителя в междурядьях, обеспечение просветов в зоне растений и допустимых воздействий на почву, управляемость и маневренность агрегата при выполнении технологического процесса и т.п.; - обеспечение маневренности и проходимости агрегата при поворотах и ходовых переездах, задачи перевода агрегата из рабочего в транспортное положение, его складывания для движения по дорогам общего назначения. Задачи агрегатирования второго уровня сводятся в основном к выбору и обоснованию конструкции и параметров наиболее эффективных агрегатов, выбору критериев оценки различных вариантов и определения их количественных показателей. Обеспечение эффективности агрегатов Выбор и обоснование критериев оценки МТА Анализ и оценка вариантов Минимизация затрат Функциональное назначение агрегата — подготовка почвы труда Сбор данных о показателях агрегатов материалов Анализ данных и расчет критериев;! (энергии финансовых средств рекомендация вариантов Перевод агрегата в транспортное положение Основные параметры агрегата Бесцепочные агрегаты Агрегат со сцепкой Т" мощность ширина захвата Без перестроения скорость выполнения технологического процесса Складывание Перестроение в колонну - вверх без поворота сцепки Маневренность и проходимость азад еред I вп с поворотом сцепки комбинированные посев сельскохозяйственных культур уход за растениями транспортировка Качественное выполнение рабочего процесса Кинематика частей Энергопотребность не выше энерговозможности Разработка вариантов Расположение технологической части относительно масса энергетической LJ 1 L S о Оm ГОXо О VD О 1ш m о о.0)с о Сохранение качества обрабатываемого материала Стабильность работы рабочих органов I Виды МТА Стационарные Мобильные Стационарно-передвижные Соединение частей МТА 1 ! неподвижное подвижное навесная система прицепное звено седло 4 Рис. 4.1. Классификация и взаимосвязь проблем агрегатирования. Различные варианты агрегатов и отдельные их элементы могут быть использованы при разработке МТА: - виды соединения основных частей агрегата в отдельные блоки (табл. 4.3) характеризующие возможность высвобождения основных частей из его состава для использования в других агрегатах; - типы движителей. Так как большинство МТА являются мобильными, перемещающимися относительно обрабатываемого материала, то выбор варианта движителя является одним из основных при создании агрегата. Следующие варианты типов движителей для перемещения по поверхности почвы: гусеничный, колесный, шнековый, комбинированный из первых трех (для этих агрегатов следует учитывать возможность частичного снятия нагрузки на почву за счет воздушной подушки), движители (воздушный винт, реактивная тяга и т.д.), обеспечивающий перемещение МТА над поверхностью почвы, способные работать в агрегатах, которые легче или тяжелее воздуха, (в т.ч. на воздушной подушке); - типы силовых передач - трансмиссий: механическая, гидравлическая, электрическая, пневматическая, комбинированные из вышеназванных. Эти варианты также могут быть развиты за счет детализации структуры передач внутри каждого типа (карданные, с гидроцилиндром и т.д.); - варианты соединения частей и блоков агрегатов между собой; подвижное - прицепное, навесное, седельного типа и т.п.; неподвижное; - варианты расположения основных частей и блоков агрегата относительно друг друга. Например, расположение технологической части агрегата (сельхозмашины) относительно энергетической (трактора) - сзади, спереди, сбоку, сверху, снизу или кругом, когда двигатель встроен во внутрь машины;
