Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из важных направлений повышения эффективности сельскохозяйственного производства является улучшение использования технических средств в растениеводстве. Эта задана приобретает особую актуальность на современном этапе, в период перехода к рыночным отношениям в экономике. В связи с диспаритетом цен на средства производства и сельскохозяйственную продукцию, недостаточной поддержкой аграрного сектора государством многие сельхозпредприятия оказались d тяжелом финансовом положении. Обновление и расширение состава машинно-тракторного парка (МТП) в таких условиях крайне затруднено. В связи с этим исключительно важное значение имеет улучшение использования МТП.
Оптимизация эксплуатационных параметров машинно-тракторных агрегатов (МТА) с учетом вероятностной природы условий их функционирования, повышение работоспособности МТП в целом за счет совершенствования нормативов машиноиспользования и надлежащей расстановки МТА по видам одновременно выполняемых операций в напряженные периоды позволяют сократить их продолжительность и на этой основе повысить урожайность возделываемых культур и снизить себестоимость продукции растениеводства. Наряду с повышением работоспособности МТА и МТП, важным резервом увеличения выхода и удешевления продукции полеводства является повышение качества выполнения технологических операций. .
Цель исследований. Повышение эффективности использования технических средств в растениеводстве путем совершенствования критериев и методов оптимизации эксплуатационных параметров машинно-тракторных агрегатов с учетом стохастической природы условий их функционирования, распределения МТА но операциям, нормативов машиноиспользования и повышения качества обработки почвы.
Объекты исследования. Наиболее широко используемые в условиях Рес-. публики Башкортостан почвообрабатывающие агрегаты, методы идентификации и оптимизации эксплуатационных параметров МТА с учетом вероятностной природы условий их функционирования, разработки нормативов машиноиспользования, модели и критерии, применяемые при распределении агрегатов по операциям, основные почвенные разности региона.
Научную новизну представляют:
- методология обоснования рациональных составов, режимов и определения технико-экономических показателей работы почвообрабатывающих агрегатов с учетом вероятностного характера нагрузки, количества машин-орудий
или корпусов плуга, условий (физико-механических свойств почвы) и режимов (глубины обработки, скорости движения) работы;
математическая модель, критерии оптимальности, методика определения их эффективности, целевые функции распределения агрегатов по операциям;
математические модели глубины колеи опорных колес, сопротивления почвообрабатывающих машин с учетом стохастической природы условий их функционирования на основных агрофонах Республики Башкортостан;
статистические характеристики тягового сопротивления агрегата (плуга) с учетом количества машин-орудий (корпусов плуга) в его составе, условий (физико-механических свойств почвы) и режимов (глубины обработки и скорости движения) работы;
методология установления нормативного значения удельного сопротивления плуга, нормативов производительности и расхода топлива с учетом стохастической природы условий функционирования агрегатов;
устройства для установки культиваторов на глубину обработки и повышения тем самым качества обработки почвы, методика экспериментальных исследований почвообрабатывающих машин с применением усовершенствованных устройств для измерения, регистрации глубины обработки и колеи опорных колес.
Практическая значимость работы. Разработанная экономико-математическая модель дает возможность распределить агрегаты но операциям в условиях конкретных хозяйств как при недостатке, так и избытке ресурсов и определить в обоих случаях фактическую продолжительность расчетных периодов. Применение при этом предложенных критериев оптимальности в сочетании с разработанной методикой приведения задачи дробно-линейного программирования к задаче линейного программирования позволяет существенно повысить работоспособность МТП, в напряженные периоды на 12..Л 3%' сократить сроки Выполнения операций в условиях представительного для Республики Башкортостан хозяйства и на этой основе до 50% снизить текущие затраты на выполнение полевых механизированных работ.
Разработанный метод и алгоритм позволяют оптимизировать параметры почвообрабатывающих агрегатов в условиях конкретных хозяйств с учетом аг-рофона, вероятностного характера нагрузки, количества машин-орудий или корпусов плуга и физико-механических свойств почвы и на этой основе на 18...38о повысить производительность и на 42% снизить интегральные затраты на предпосевной обработке почвы в условиях представительного хозяйства. Предложенные номограммы упрощают при этом процедуру выбора оптималь-
пых параметров агрегатов. Методика регулировки культиваторов с учетом изменения глубины колеи опорных колес в зависимости от физико-механических своііств почвы, глубины хола рабочих органов и скорости движения дает возможность точнее выдерживать технологические параметры предпосевной обработки и на этой основе повысить урожайность возделываемых культур, производительность почвообрабатывающих агрегатов и снизить обідне затраты на их работу. Признанные изобретениями устройства для регулировки и контроля глубины обработки могут быть использованы в испытаниях и исследованиях почвообрабатывающей техники, при разработке автоматизированных систем стабилизации глубины обработки почвы.
Статистические характеристики сопротивления почвообрабатывающих машин, полученные по результатам многофакторных экспериментов с учетом физико-механических свойств почвы, глубины обработки, скорости движения, количества машин-орудий (корпусов плуга) в составе агрегата, могут найти применение при конструировании и районировании плугов И культиваторов.
Предложенная методика и рассчитанные по ней нормативные значения удельного сопротивления плуга позволяют выбирать оптимальные составы и нормативы производительности пахотных агрегатов с учетом зональных особенностей хозяйств. Корректировка составов, режимов работы агрегатов, норм выработки и расхода топлива с учетом влажности почвы способствует повышению производительности и снижению затрат на наиболее энергоемкой работе -основной обработке почвы.
Реализация псультатов исследований. Методика определения нормативного значения, косвенный метод определения удельного сопротивления плуга и корректировки на этой основе составов, режимов' работы пахотных агрегатов, оптимальные составы и методика регулировки культиваторов рекомендованы к внедрению в сельскохозяйственных предприятиях научно-техническим советом МСХ и П Республики Башкортостан. Нормативные значения удельного сопротивления плуга в зональном разрезе использованы Башкирским зональным нормировочным пунктом при установлении групп норм выработки и расхода топлива на пахотных работах в колхозах и совхозах РБ.
Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс. Учебное пособие соискателя (Баширов P.M. Обоснование оптимального состава МТП и плана использования агрегатов: Учеб. пособ.-Ульяновский и Башкирский СХИ, Уфа, 1990.-77 с), программы расчета эксплуатационных параметров агрегатов используются студентами факультета механизации сельского хозяйства при выполнении курсовых и дипломных проектов. Методика регулировки культи-
ваторов и определения статистических характеристик их тягового сопротивления применяется в лаборатррных занятиях.
Апробация работы^ Основные результаты исследований доложены и одобрены на Всесоюзной научно-технической конференции "Роль энергетики и агрегатирования в повышении технического уровня сельскохозяйственных машин" (г. Москва, 1487 г.), на научно-техническом Совете ВИСХОМа (1966 г.), на научных конференциях ЧИМЭСХ (1972, 1978, 1992 г.г.), Ульяновского СХИ (1990 г.), Саратовского ИМСХ (1992 г.), научно-технических Советах МСХ и П РБ в 1977, 1979, 1997 г.г., межвузовской научно-технической конференции "Совершенствование конструкции, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники" (г. Уфа, 1992. г.), ежегодных научных конференциях Башкирского государственного аграрного университета и БНИИСХ.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 47 печатных работах (в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения) общим объемом 30 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация включает введение, семь глав, выводы и рекомендации, список использованной литературы из 240 наименований и приложения. Общий объем работы - 408 стр., в т.ч. 66 рисунков, 50 таблиц, 59 стр. приложений.
