Введение к работе
Актуальность. Рисоводство - материале- и энергоёмкая сельскохозяйственная отрасль, что в значительной мере обусловлено несовершенством системы машин, специфическими особенностями культуры и технологий её возделывания, из-за которых использование машин общего назначения сопряжено с большими трудностями, а иногда и невозможно.
В процессе возделывания и уборки риса применяется более 90 наименований технических средств, из которых 70 - машины общего назначения, а остальные - специализированные технические средства, дорожные и мелиоративные машины. В этой связи разработка и создание системы машин для рисоводства, обеспечивающей существенное сокращение затрат на производство риса, его конкурентоспособность и улучшение потребительских свойств, является актуальной нлучно-технологической проблемой.
Многолетние исследования, составившие основу диссертации, были направлены на комплексное обоснование, разработку и внедрение в производство машин специального назначения, новых экологически безопасных и ресурсосберегающих технологий возделывания и уборки риса и выполнялись в соответст-\ вии с государственными и отраслевыми планами научных исследований по рису по проблеме 16.04 «Разработка и исследования средств механизации возделывания и уборки риса» (1971-1975 гг.), научно-технической программе 0.51.03 «Создать высокопродуктивные короткостебельные, иммунные сорта риса с по^ тенциальной урожайностью 90-110 ц/га. отличающиеся высокими технологическими качествами зерна и пищевыми свойствами рисовой крупы» (1977- 1980 гг.), целевой комплексной научно-технической программе 0Ц 0.35 «Создание и освоение высокопродуктивных сортов риса, технологических процессов и оборудования для его возделывания, уборки и послеуборочной обработки» (1981-1985гг.), научно-технической программе 0.51.03 «Разработать и внедрить комплексные системы производства зерна риса для основных зон его возделывания» (1986-1990 гг.), федеральной научно-технической программе «Разработать и внедрить в производство новые высокоурожайные, иммунные сорта риса, экологически чистые, ресурсосберегающие технологии его возделывания, высокопро-
изводительные технические средства, оборудование и технологии переработки риса», «Рис России» (1992-1995 гг.), научно-техническим программам О.с х.101, О.сх.ЮЗидр.
В выполненных исследованиях, разработках и изобретениях осуществлено теоретическое обобщение и решена крупная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, по созданию и обеспечению отечественного рисоводства новыми ресурсосберегающими, экологически безопасными машинами и технологиями производства риса.
Цель работы - разработать и внедрить в производство новые технические средства и технологические комплексы машин, составляющие современную систему машин для рисоводства и являющиеся основой экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания и уборки риса.
Методы исследований. При анализе состояния механизации рисоводства и технических средств для возделывания и уборки риса использовались обширная научная и производственно-экономическая информация, модифицированная теория систем. Перспективность выбранных направлений исследований оценивалась современными методами прогнозирования, в том числе методом системного анализа принимаемых решений, разработанного автором. При обосновании и разработке машин и их рабочих органов применялись методы классической механики, теория планирования эксперимента, ^етоды эвристического анализа, видео- и киносъёмка, тензометрирование, специальные методики исследований и лабораторно-полевые установки, разработанные автором или с его участием.
Лабораторно-полевые исследования и хозяйственные испытания новых машин и технологических комплексов проводились в соответствии с ОСТ и ГОСТ на испытания новой техники.
Объекты исследований. Объектами исследований являлись технологические процессы обработки почвы и уборки риса, технологические комплексы машин для их реализации, рабочие органы и отдельные технические средства.
Научная новизна работы представлена новой концепцией и программой создания и развития системы машин для рисоводства, заключающейся в учёте биологических особенностей риса, а также:
теоретическими основами взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин активного и пассивного типов с тяжёлыми почвами сухих и залитых водой рисовых чеков;
методом теоретического расчета энергетических затрат на обработку почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин;
- методом системного анализа перспективности новых технических
средств и технологических комплексов машин;
механико-технологическим обоснованием разработанных рабочих органов машин и технологических комплексов для обработки сухих и залитых водой рисовых чеков, уборки риса и его незерновой части;
конструкциями 18 новых машин для рисоводства;
новыми технологическими комплексами машин для возделывания и уборки риса, включенными в «Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1996 гг. и до 2000 года» под шифрами РТК 33-01; РТК 33-02.01; РТК 33-03; РТК 33-04; РТК 33-07; РТК 33-08.02; РТК 33-09.02;
новыми технологиями возделывания и уборки риса, основанными на использовании машин рисоводческого назначения.
Новизна разработанных технологических и технических решений подтверждена 23 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения, из которых 12 внедрены в машины, поставленные на серийное производство, а-2 патен-га ti^ffoBue способы возделывания риса и планировки рисовых чеков используются в рисоводческих хозяйствах Российской Федерации и стран СНГ.
На защиту выносятся: новая концепция создания и развития системы машин для рисоводства, представленная новыми технологическими комплексами машин для обработки сухих и залитых водой рисовых чеков, улучшения их гидромелиоративного состояния, уборки риса и его незерновой части; прогноз развития почвообрабатывающих машин и орудий для рисоводства; уточнённая теория взаимодействия рабочих органов фрезерных машин/ с почвой; метод теоретического расчета энергетических затрат на обработку почвы машинами с различными рабочими органами; принципы обоснования и разработки машин для выполнения мелиоративных работ, обработки и планировки залитых водой че-
ков; новые способы и технологии обработки и планировки рисовых полей с ис
пользованием рисоводческого трактора МТЗ-82Р и лазерной системы САУЛ-1;
системный метод оценки эффективности принимаемых решений при разработке
новых машин; теоретическое обоснование новых молотильно-сепарирующих
устройств очёсывающего типа для рисоуборочных комбайнов; конструктивно-
технологические схемы, технические решения и конструкции новых машин ри
соводческого назначения и их параметры, внедрённые в производство и защи
щенные 14 патентами и авторскими свидетельствами; результаты агротехниче
ской, технико-эксплуатационной, энергетической оценок и экономической эф
фективности новых машин, технологических комплексов и технологий возделы
вания и уборки риса. і
Практическая значимость работы заключается в разработке концепции и программы механизации рисоводства, представленной в федеральной научно-технической программе по рису «Рис России» на 1992-1995 гг. и комплексной программе развития рисоводства в Российской Федерации «Рис Росши»; в разработке научно-методических основ создания и совершенствования системы машин для рисоводства; в разработанных технологических комплексах машин для возделывания и уборки риса; в технологическом обосновании и создании новых машин для обработки и планировки сухих и залитых водой чеков, в том числе с использованием лазерных систем, выполнения кротодренажних работ, улучшения гидромелиоративного и водно-воздушного режимов рисовых полей; молотильно-сепарирующих устройств рисоуборочных комбайнов.
Реализация результатов исследований представлена:
агротехническими (исходными) требованиями на разработку 18 машин для возделывания и уборки риса;
поставленными на серийное производство машинами рисоводческого назначения, включая: плуги чизельные ПЧН-2,2, ПЧН-3,2; плуг-лущильник семи-корпусной ГШН-7-25; культиватор чизельный навесной КЧН-4А; рыхлитель рисовый РР-3,0; фрезу рисовую ФР-2,7; мала-планировщик рисовый МПР-4,2; бо-роздодел катковый»БКН-150; кротователь КН-1М; бороздодел рисовый БРН-1; трактор рисоводческий МТЗГ82Р; комбайн рисоуборочный СКР-7 «Кубань»; гу-
сеничный энергетический модуль ГЭМ-100 с рисовой жаткой ЖВР-5; измельчитель рисовой соломы к рисоуборочному комбайну;
рекомендациями и технологическими паспортами по настройке, особенностям эксплуатации и эффективному использованию новых машин;
новыми способами обработки и планировки сухих и залитых водой рисовых чеков, внедрёнными в практику рисоводства;
книгами, рекомендациями, методическими указаниями и учебными пособиями по механизации возделывания и уборки риса, предназначенными для учёных, рисоводов, учащихся профтехучилищ, студентов вузов и техникумов;
внедрёнными в рисоводческих хозяйствах Краснодарского края и других зонах России новыми технологическими комплексами машин для возделывания и уборки риса.
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена достаточно высокой сходимостью результатов теоретических и! экспериментальных исследований, обработка которых осуществлялась современными методами математической статистики, корреляционного и регрессивного анализов с использованием ПЭВМ; положительными результатами ведомственных и государственных испытаний новых машин; широкой апробацией и одобрением работы на НТС МСХ и Госагропрома СССР и России, Всесрюзных и республиканских координационных совещаниях по проблемам риса, международных симпозиумах, заседаниях государственных комиссий по результатам испытаний машин рисоводческого назначения, в конструкторских бюро и рисоводческих хозяйствах.
Апробация работы. Основные положения, результаты исследований и разработок, включённые в диссертацию, доложены, обсуждены и получили одобрение на объединенном научно-техническом совете МСХ, Минсельхозмаша и Госкомсельхозтехники СССР по механизации рисоводства (1973 г.), на Всесоюзных и Всероссийских совещаниях рисоводов (1975-1993 гг.); на координационных научно-технических совещаниях и семинарах по выполнению государственных научно-технических программ по рису (1978-1991 гг.); на Всесоюзной научной конференции по проблемам земледельческой механики (1978 г.); на международных научных семинарах и симпозиумах в Японии (1987 г.), Венгрии
(1989 г.). Индии (1991 г.), Вьетнаме (1990 г.), Китае/ (1992 г.); научных конференциях ВИМа, ВИСХОМа, ВНИПТИМЭСХа. К^анского СХИ и Кубанского госагроуниверситета, НПО «Казсельхозмеханизация», САИМЭ (г.Янгиюль), на научно-технических совещаниях в ГСКБ ПО МТЗ, ГСКБ ПО «Красный Аксай», ГСКБ по ирригации (г. Ташкент), ГСКБ ПО «Ростсельмаш». ГСКБ ПО «Таганрогский комбайновый завод», ГСКБ по рисоводческой технике (г. Краснодар). СКБ завода «Краснодаррисмаш», Курского филиала ГСКБ завода «Октябрьской Революции»; на научно-технических советах по механизации, электрификации и автоматизации сельского хозяйства департамента сельского хозяйства и продовольствия Краснодарского края; на расширенном заседании научно-технического совета отдела механизации. Всероссийского НИИриса (Краснодар. 1994 г., работа доложена полностью); на расширенном заседании кафедр факультета механизации сельского хозяйства Кубанского госагроунивер-ситета (г. Краснодар, 1997 г., работа доложена полностью).
За разработку интенсивных технологий возделывания и уборки риса, создание новых машин для их реализации автор был награжден в 1981 г. бронзовой, а в 1987 г. золотой медалями ВДНХ СССР. В 1986 г., в числе ряда авторов создания рисоводческого трактора МТЗ-82Р, стал лауреатом премии Минсельхоз-маша СССР «За лучшую машину года». В 1994 г. рисоуборочный комбайн СКР-7 «Кубань», одним іА создателей которого является автор настоящей работы, по результатам работы в Австралии награждён высшей наградой Мексиканского международного института маркетинга «Алмазной звездой качества». За внедрение изобретений и патентов новых машин в производство автор награжден знаком «Изобретатель СССР».
Публикации. Общее количество публикаций по теме диссертации представлено 93 работами, включая 3 книги, 2 брошюры, 2 учебных пособия, 5 методических указаний и рекомендаций, 26 патентов и авторских свидетельств на изобретение, общим объёмом около 50 печатных листов.
