Введение к работе
Актуальность Повышение эффективности сельскохозяйственного производства с целью удовлетворения потребностей населения в продуктах питания, а промышленности — в сырье невозможно без создания кормовой базы для животноводства
В климатических условиях Западной Сибири, где стойловый период содержания скота бывает весьма продолжительным, а грубые корма во время стойлового периода в кормовом балансе составляют 60-80%, проблема качественного и количественного сохранения кормов имеет исключительное значение Одним из основных шпредиентов в кормовом рационе этого периода является сено, объемы заготовки которого в Сибири составляют 4,5-5 млн т
При скармливании высококачественного сена можно удовлетворить потребность животных в кормовых единицах на 40-50%, в переваримом протеїше - на 35-45%, более чем наполовішу - в минеральных веществах и практически полностью - в каротине Особенно велико значение сена в рационах телят и сухостойных высокопродуктивных коров в зимне-весенний период Однако в процессе заготовки кормов часто допускаются большие потери растительного сырья и содержащихся в них питательных веществ и витаминов Ввиду несовершенства технологий заготовки, сбора, транспортировки и хранения кормов потери питательных веществ по сравнению с исходным сырьем нередко достигают в сене 50 % и более Снижение до минимума этих потерь является одной из главных составных частей решения проблемы увеличения производства кормового белка
Создание прочной кормовой базы означает не только увеличение производства и повышение качества кормов, но и применение прогрессивных технологий и рациональных комплексов машин, позволяющих свести к минимуму количественные и качественные потери выращенного растительного сырья и полученного корма Новые для нашей страны условия рьшочной экономики вместе с необходішосгью снижения себестоимости и повышения качества продукщш заставляют каждое хозяйство считаться с серьезным эконолшческим риском принятия неверных решений При существующем разнообразии технических средств, отсутствии ориентированного подхода на выбор только отечественной техники и широких возможностях в приобретешш зарубежных технологий особенно важной становится задача выбора наиболее эффективных и практически приемлемых технологій из тех, что применяются традиционно рекомендуются новыми научными исследованиями, либо предлагаются экспертно
Таким образом, проблема совершенствования технологических систем и технических средств для заготовки, сбора и транспортирования кормов, направленных на снижение потерь питательных веществ, уменьшение необходимых энергетических, материальных и трудовых затрат— актуальна и имеет большое народно-хозяйственное значение
Цель исследования- сокращение издержек и повышение эффективности использования сборочных и транспортных средств на заготовке грубых кормов за счет расширения функциональных связей и совершенствования технических средств
Объект исследования — процесс взаимодействия уборочных, сборочных и транспортных средств, технологические и транспортные операции на заготовке грубых кормов
Методы исследований Общей методологической основой исследований являлось использование системного подхода, обеспечивающего рассмотрение сборочно-транспортного процесса с учетом реатьных взаимосвязей системных параметров В аналитических исследованиях использованы методы математического анализа, теории вероятностей, линейного и динамического программирования Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации машин и путем моделирования на ЭВМ. Анализировали полученный материал исследований с использованием методов математической статистики.
Научная новизна заключается в разработке положений, реа-шгзующих принципы системного анализа при проектировании сборочно-транспортных систем на заготовке грубых кормов Выявлены закономерности влияния состава, структуры и параметров технических средств на показатели эффективности, на основе чего предложены новые варианты технологического построения кормозаготовительных систем Предложена методика выбора рационального варианта сбора распределенного материала в партии при условии минимизации грузооборота материала и машин Получена математическая модель и разработана методика прогнозирования времени сушки травяного ватка Определены параметры валкооб-разующего органа для формирования легковентилируемого спиралеобразного валка пространственной конфигурации Обоснованы параметры технических средств для сбора и транспортировки грубых кормов в зависимости от условий эксплуатации Новизна технических решений подтверждена 13 авторскими свидетельствами и 7 патентами на изобретения
Практическая ценность работы Разработаны и проверены новые технологические операции и технические решения, позволяющие более эффективно реатизовывать различные варианты заготовки, сбора и транспортировки грубых кормов Определен ряд аналитических зависимостей и разработаны прикладные программы для проведения инженерных и технологических расчетов, а также научных исследований по организации сборочно-транспортных процессов Результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе при подготовке инженеров и технологов сельскохозяйственного производства
Реализация результатов работы Исследования, составившие основу диссертационной работы, выполнялись согласно общесоюзным научно-техническим программам 051 11 -01 06 Д1А "Разработать и проверить технологические процессы транспортировки грузов при воз-
делывашш и уборке сельскохозяйственных культур" и 0 51 12 06 "Разработать и внедрить перспективные системы машинных технологических процессов и технических средств для завершения комплексной механизации растениеводства и животноводства", НИР НГАУ (1991 - 2006 гг)
Результаты исследований приняты к внедрению НТС АПК Новосибирской и Томской областей, внедрены в ряде хозяйств, научно-техническом центре по тракторным прицепам (г Орск), ГКБ по тракторным и автомобильным прицепам (г Балашов), ГСКБ по комплексам машин для двухфазной уборки зерновых, риса, семеншпсов трав и других культур и стационарного обмолота (г Таганрог) Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах ЭМТП Новосибирского, Омского и Алтайского государственных аграрных университетов, Томского и Кемеровского сельскохозяйственных институтов
На защиту выносятся
методика проектирования сборочно-транспортных процессов и параметров технических средств на основе типизации элементарных операций,
методика моделирования на ЭВМ сборочно-транспортных систем и параметров технических средств в различных условиях эксплуатации машин,
методика организации рационального сбора партий материала,
схемы технологического построения сборочно-транспортных процессов и технические средства для их реализации
зависимости между параметраші процессов и технических средств статистические характеристики для реализации методом машинного моделирования рационального построения функционирования машин технологического процесса
способ формирования травяного ватка легковентшшруемой структуры и модель прогнозирования его параметров,
средства механизации для выполнения основных и вспомогательных операщш сборочно-транспортного процесса
Апробация результатов исследований Основные положения и результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Новосибирского ГАУ (1991-2006 гг) международных научно-практических конференциях института механизацші НГАУ и Гум-больдтского университета (г Берлин) (1995, 1997, 1998, 2004, 2006 гг). международной научно-практической конференции «Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке» (1999 г). НТС управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома (1985г) НТС ГКБ по тракторным и автомобильным прицепам (г Балашов 1987 г), НТС ГСКБ по комплексам ма-пшн для двухфазной уборки зерновых, риса, семенников трав и других культур и стационарного обмолота (г Таганрог. 1987, 1990 гг), НТС научно-технического центра по тракторным прицепам (г Орск, 1992г), НТС
завода "Сибсельмаш" (1995г), НТС АПК Томской области (2003г), НТС АПК Новосибирской области (2007г)
Публикации По результатам исследований опубликовано -44 печатных работ, в числе которых рекомендации, монография, 13 авторских свидетельств и 7 патентов на изобретения
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, шести глав общих выводов, списка использованной литературы из 232 наименований, в том числе 32 на иностранном языке и приложений Работа изложена на 257 страницах машинописного текста и включает 16 таблиц, 101 рисунок и б приложений с материалами результатов исследования
