Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях сельское хозяйство немыслимо без применения машин. Значительная часть затрат сельскохозяйственного производства (по некоторым данным более половины) приходится на машиноиспользование. Достоверная оценка происходящих изменений и сравнение их с предполагаемыми изменениями позволяют осуществлять объективную оценку правильности выбранных решений в использовании ресурсов, экономический контроль над эффективностью разрабатываемых мероприятий. Известно, что затраты в сельском хозяйстве России в три-четыре раза выше, чем в развитых странах. Хотя это может и не выглядеть само собой разумеющимся, но все сегодняшние кричащие проблемы сельского хозяйства уходят своими корнями в неэффективное машиноиспользование. Неконтролируемые расходы инженерной службы способны поглотить больше ресурсов, чем их имеется в хозяйствах.
Эффективность функционирования техники зависит от условий эксплуатации, однако понятие эффективности использования техники весьма неоднозначно, применяемые методики ее оценки не выдерживают элементарного тестирования. В настоящее время проведение объективного анализа машиноиспользования сельскохозяйственными предприятиями невозможно. Поэтому проблема оценки результатов машиноиспользования представляет научный и практический интерес для дальнейшего развития технологий в сельскохозяйственном производстве. Назрела необходимость в переосмыслении основных положений и понятий науки об использовании машин в сельском хозяйстве, ее целей и задач и, как следствие, эффективности машиноиспользования. Анализ информации в области оценки результатов использования машин выявил необходимость теоретического обоснования методов оценки результатов машиноиспользования.
Для решения этих задач нужен новый подход к определению результатов машиноиспользования. Методически новый подход опирается на логику принятия суждений и умозаключений, предусматривает переосмысление основных положений о продукции и результатах функционирования машин.
Оценка эффективности работы машинно-тракторного парка (МТП) базируется на знании энергетических характеристик объектов, участвующих в процессе машиноиспользования. Предлагаемые методы и средства определения энергетических параметров машин и энергоемкости производственных процессов основаны на современных компьютерных технологиях. Отсутствие в современных условиях достоверных методов оценки результатов машиноиспользования делает актуальным данное исследование.
Цель работы (исследования). Разработка методических основ оценки результатов использования машин, соответствующих общим методологическим принципам, обоснование методов и средств достоверной оценки результатов использования машин в эксплуатационных условиях.
Задачи исследований формулировались в процессе их проведения, причем последующие вытекали из предыдущих, а не возникли в начале исследований.
В задачи исследований входило:
-
Установить основные принципы или законы, которыми следует руководствоваться при оценке результатов машиноиспользования.
-
Установить виды продукции, получаемой при использовании тракторов (энергетических средств), рабочих машин и их обслуживающих систем и провести анализ возможностей объективной оценки (измерения) количества продукции, производимой различными машинами.
-
Разработать методы определения энергоемкости процессов (сопротивления машин) и энергетических параметров тракторов и их двигателей для эксплуатационных условий и произвести их экспериментальную проверку
Анализ систем оценки результатов использования машин показал, что применение существующей системы оценки не обеспечивает достоверной оценки, так как она технически необоснована.
Недостоверность и техническая необоснованность обусловлена следующим:
одинаковые результаты машиноиспользования оцениваются неодинаково, обеспечивая преимущество энергонасыщенным тракторам;
обеспечение преимущества энергонасыщенным тракторам, а не объективная оценка результатов, являлось задачей разработчиков системы оценки;
система оценки противоречит основным методологическим принципам.
Авторская гипотеза – систематизация методологических принципов оценки результатов функционирования машин позволит получить научную базу для управления процессами машиноиспользования.
Объекты исследований (научного анализа)– энергетические средства, рабочие машины, их продукция и измерительные средства для определения результатов использования машин.
Предмет исследований – законы и закономерности процессов изменения параметров и ресурса машин при их использовании по назначению.
Методы исследований - дедуктивный и индуктивный, теория функций, теория размерностей, теория решения инженерных задач.
Научная новизна результатов исследований: представлена новая парадигма науки об использовании машин (методические основы), которая включает:
- основные методические принципы науки об использовании машин и сформулированные автором законы функционирования сложных систем;
- основные показатели систем оценки эффективности использования машин;
- алгоритм формирования системы оценки результатов использования машин;
- метод определения энергоемкости полевых работ по расходу топлива на операции в эксплуатационных условиях;
- метод определения кинематических параметров движения зубчатых колес;
- методики определения углового ускорения коленчатого вала ДВС;
- методы определения энергетических параметров двигателей и тракторов,
- метод определения сопротивления рабочих машин;
- алгоритм определения энергетических параметров двигателей, тракторов и рабочих машин.
Практическая ценность и реализация работы. Направление исследований одобрено НТС Ростовского облисполкома в 1986 г. В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования «Требования к уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности 311300 - «Механизация сельского хозяйства» указывается, что специалист должен знать методы анализа эффективности машиноиспользования. Такие же требования предъявляются и к ряду других специальностей. Однако в учебниках не приводится объективных достоверных методик такого анализа. Специалисты самостоятельно не могут такой анализ осуществлять, что приводит к частичному выполнению Стандарта. Сформулированные законы функционирования сложных систем позволят уменьшить количество ошибок при проектировании и анализе результатов машиноиспользования.
Разработанные методы определения кинематических параметров движения зубчатых колес и их ускорений делает методику определения мощности двигателей по ускорению свободного разгона коленвала работоспособной в эксплуатационных условиях.
Разработанные методы оценки энергоемкости механизированных работ в эксплуатационных условиях позволят производить адекватную оценку энергоемкости выполняемых операций. Анализ достоверной информации позволит принимать правильные решения при управлении производственной и технической эксплуатацией МТП сельскохозяйственных предприятий. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при подготовке и повышении квалификации кадров агропромышленного комплекса.
Материалы исследования используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АЧГАА и ВГОУ ДПО Ростовский институт повышения квалификации кадров агропромышленного комплекса
Апробация работы. Материалы работы доложены и получили одобрение на ежегодных научно-практических конференциях Азово-Черноморской Государственной агроинженерной академии в 1986-2007 гг., Ленинградского СХИ в 1988 г., Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии в 1997 и 2007 г., ВНИПТИМЭСХ 2000-2006 гг., Харьковском ИМЭСХ в 1990 г. МГАУ 1998 г., ежегодном собрании РАСХН в 2001 г., Тимирязевской СХА в 2002 г., на семинаре-совещании зав. каф. Эксплуатации МТП в г. Москва в 2003 г.
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в центральных журналах «Механизация и электрификация сельского хозяйства», «Техника в сельском хозяйстве», «Известия вузов. Сев.-Кав. регион», в изданиях ФГОУ ВПО АЧГАА, СГАУ, ИСХА, ВНИПТИМЭСХ. Материалы исследований отражены в 36-и печатных работах, в том числе 9 в центральных журналах, в 3-х авторских свидетельствах и 6-ти патентах на изобретения.
На защиту выносятся:
- результаты анализа систем оценки на базе у.э. га и га м.п. и оценки результатов машиноиспользования по конечному результату;
- закон возможной неработоспособности сложных систем;
- закон независимости результатов функционирования сложных систем;
- виды продукции и показатели машиноиспользования производственной и технической эксплуатации машин;
- алгоритм построения систем оценки результатов использования машин;
- метод определения параметров движения зубчатых колес;
- алгоритм определения энергетических параметров двигателей, тракторов и рабочих машин;
- методы определения сопротивления рабочих машин.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР академии.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 разделов, заключения, общих выводов, списка литературы из 202 наименований и 6 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 229 страницах текста, включает 51 рисунок и 17 таблиц.
