Направления повышения эффективности уборочных работ

Литература

1. Забродин, В.П. Распределение компонентов смеси минеральных удобрений в процессе рассева центробежно-дисковыми аппаратами: дис. ... канд. техн. наук / В.П. Забродин. - Зерноград, 1985. - 198 с.

2. А. с. 1342445 СССР, МКИ4 А01С 17/00. Распределитель смесей минеральных удобрений / А.Б. Портаков, В.П. Забродин (СССР). - № 4055982/30-15; заявл. 16.04.86; опубл. 7.10.87. Бюл. № 37.

3. Пат. РФ № 2202163 МКИ7 А 01С 3/06, 17/00/. Рабочий орган смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений / А.Б. Портаков, В.П. Забродин, А.И. Обёртышев (RU). - № 2001-129232/13; заявл. 30.10.2001; опубл. 20 04 2003. Бюл. № 11 // Изобретения

- 2003. - № 11. - С. 7.

4. Портаков, А.Б. Совершенствование процесса внесения смесей минеральных удобрений центробежно-дисковым аппаратом: автореф. ... канд. техн. наук / А.Б. Портаков. -Зерноград, 2000. - 21 с.

5. Черноволов, В.А. Снижение чувствительности разбрасывающих аппаратов к изменению фрикционных свойств удобрений / В.А. Черноволов, Т.М. Ляшенко // Совершенствование ремонта и технологических процессов сельскохозяйственных машин. - Ленин-град-Пушкин, 1978. - Т. 364. - С. 45-51.

6. Догановский, М.Г. Выбор места подачи удобрений на бросковый механизм / М.Г. Догановский, Е.Н. Козловский, В.В. Рядных // Тракторы и сельхозмашины. - 1968.

- № 4. - С. 33-36.

7. Шарин, В.А. Развитие способов внесения удобрений и структура парка машин / В.А. Шарин, Б.А. Нефедов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1987. - № 7. - С. 6-8.

Сведения об авторах

Портаков Александр Борисович - канд. техн. наук, доцент кафедры «Теоретическая и прикладная механика» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 36-9-94, 8-960-46-26-541.

Information about the authors

Portakov Alexander Borisovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of department of theoretical and applied mechanics, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 36-9-94, 8-960-462-65-41.

УДК 631.371:331.101.26

НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УБОРОЧНЫХ РАБОТ © 2010 г. Н.В. Петренко

Рассмотрена актуальная научная проблема повышения эффективности уборочных работ. Приведены основные направления повышения эффективности уборочных работ и краткий анализ состояния отечественного АПК. Представлены структурная схема ЧМС и сравнительные графики практической реализации производительности в зависимости от применяемого режима работы.

Ключевые слова: уборка, послеуборочная обработка зерна, производительность, эффективность уборочных работ, ЧМС (человеко-машинная система), МТА (машиннотракторный агрегат), режим работы.

It is considered an urgent scientific problem of harvesting efficiency increase. These are given basic directions of harvesting efficiency increase and a short analysis of situation in domestic AIC. It is presented a structural scheme of HMS and comparative graphics of practical realization of productivity in dependence of a working regime.

Keywords: harvesting, after harvesting grain processing, productivity, harvesting efficiency, HMS (human-machine system), MTA (machine-tractor aggregate), working regime.

Наиболее трудоемкий процесс в зерновом производстве - уборка, требующая больших затрат труда и средств.

Правильная организация работы сельскохозяйственных предприятий и умелое высокопроизводительное использование комбайнов и других уборочных машин -задача первостепенной важности.

В сельском хозяйстве, где проведение каждого рабочего процесса строго ограничено во времени, фактор времени имеет важное значение, особенно на уборочных работах.

Вместе с тем уборка - это самые ресурсоемкие и трудоемкие операции. Так, эксплуатационные затраты на уборку урожая с поля и его транспортировку на хозяйственный пункт послеуборочной обработки зерна составляют 50-55% всех затрат на его возделывание и до 60% всех трудовых затрат. Это обосновывает необходимость постоянного изучения уборочного процесса. Успешная уборка зерновых зависит от множества факторов. Рассмотрим некоторые направления повышения эффективности уборочных работ.

Наращивание производительности при групповом применении технических средств на уборочных работах имеет другие закономерности, нежели при использовании одиночных технических средств. Разработка теоретических основ использования техники в отрядах, звеньях, бригадах, комплексах и их реализация позволили существенно увеличить производительность зерноуборочных агрегатов [1].

Одну из главных ролей в машинном производстве сельхозпродукции играет техническое обслуживание (ТО) машиннотракторных агрегатов (МТА), особенно при интенсивном их применении. Была разработана целостная система полевого технического сервиса, которая гармонично дополняла уже сложившуюся и развивающуюся ремонтно-восстановительную сеть.

Началось производство мобильных агрегатов ТО различного назначения. Применение этой системы позволило практически до 25-30% поднять производительность тяжелых дорогостоящих тракторов и комбайнов и передать обслуживание техники в руки специально подготовленных масте-ров-наладчиков.

Позднее были сформированы новые мобильные технологические подразделения, выполнявшие не отдельные технологические операции, а технологические процессы в целом или главные их части. Названы они были организационно-технологическими комплексами. В их состав входили звенья или группы по основным (скашивание полей, обмолот и т.п.) и вспомогательным технологическим операциям (подготовка полей к уборке, уборка незерновой части урожая, послеуборочное лущение стерни), сервисные подразделения (звенья ТО). В комплексах с целью максимального использования рабочего времени механизатора создавались улучшенные бытовые условия: обеспечение горячей пищей в поле, передвижными вагончиками для отдыха.

С формированием специализированных организационно-технологических комплексов, работающих в поле, как правило, круглосуточно, возник вопрос о человеке-механизаторе как о равноправном или, может быть, даже главном участнике технологического процесса. Были введены обязательная двухсменная (иногда и трехсменная) работа в основных и вспомогательных звеньях (у водителя использовалась полуторасменная работа), трех-четы-рехразовое высококалорийное питание, оборудованные спальными местами полевые вагончики, полевые душевые установки. Было это в семидесятых годах XX века. С этого времени высокоэффективно работающие предприятия применяют описанную организацию полевых работ [1].

По мнению ряда ученых (Н.А. Попова, Н.И. Агафонова, М.С. Рунчева и др.), основными путями повышения производительности уборочных работ являются [2]:

- повышение коэффициента использования времени смены, которое может быть достигнуто ликвидацией внутрисмен-ных простоев как по техническим и организационным причинам, так и поиском новых форм организации труда;

- согласованная работа транспортных средств и технологических машин;

- своевременная подготовка полей к скашиванию и уборке (разбивка полей на загоны, обкашивание сторон, подготовка поворотных полос).

Основные рассматриваемые направления повышения эффективности уборочных работ направлены в основном на изучение транспортных средств, системы технического сервиса, агроландшафта и т.д.

Надо отметить, что во все периоды механизации, вплоть до организационнотехнологических комплексов, считалось, что возможности механизатора если не безграничны, то очень большие, и достаточно его вооружить высокопроизводительной техникой, сразу же удастся получить высокие результаты его труда. Действительно, отдельные механизаторы демонстрировали очень высокую сменную выработку; их имена знала вся страна. Но это были скорее краткосрочные выбросы, а не постоянная работа. Длительная сверхвысокая интенсивность труда приводила к потере здоровья человека. Многочисленные научные и публицистические обобщения так называемого опыта передовиков не приводили к ожидаемым результатам -массового роста производительности на основе этого опыта не наблюдалось [1].

Исследования уборочно-транспортных процессов с оценкой влияния функционирования человека-оператора на производительность ЧМС в составе этих процессов, показали, что на уборочных работах выделяемые ресурсы всё ещё используются не эффективно. Причиной данной ситуации является современное состояние отечественного агропромышленного комплекса, характеризующееся повсеместным массовым использованием изношенных не ме-

нее чем на 80% тракторов, зерно- и кормоуборочных комбайнов и другой сельхозтехники, а также наблюдается значительное ухудшение квалификационного состава рабочих кадров и уменьшение их числа [4]. Основными работниками являются молодые, плохо подготовленные люди и зрелые механизаторы предпенсионного и пенсионного возраста [3].

В механизации сельского хозяйства проблема исследований нового объекта, сочетающего в себе техническую систему и человека-оператора - человеко-машинную систему (ЧМС), только начинает решаться.

Первые серьезные исследования, появившиеся в конце 90-х-начале 2000-х годов, осуществлялись сотрудниками ВИИ-ТиН, ГОСНИТИ, ВИМ, ВНИПТИМЭСХ и ряда других НИУ и вузов. Предполагается, что исследования или учет параметров человеческого фактора при разработке и создании мобильных сельскохозяйственных агрегатов позволят гармонизировать взаимодействие человека-оператора с технической подсистемой, вследствие чего удастся повысить устойчивость выходных техникоэксплуатационных параметров ЧМС в целом.

Обобщение исследований уборочнотранспортных процессов с оценкой влияния функционирования человека-оператора на производительность агрегата показало, что взаимодействие человека-оператора с техническим средством значительно сложнее, чем представлялось ранее, а его влияние на производительность агрегата столь велико, что возникла необходимость изучать не механические, а ЧМС. Поэтому проблему повышения производительности зерноуборочных агрегатов следует рассматривать не для локальных механических агрегатов, а для совокупно взаимодействующих человека-оператора и механической подсистемы.

Оснащение сельского хозяйства скоростными тракторами позволяет значительно поднять производительность машин, сократить потребность в механизаторских кадрах. Рациональное использование мощности тракторов путем комплектования целесообразных агрегатов также явля-

ется крупным резервом повышения часовой производительности. И то и другое связано с обновлением и пополнением техники и требует крупных капиталовложений.

Главным средством повышения сменной выработки уборочных работ является высокопроизводительное использование рабочего времени смены и возможностей оператора, сокращение и полная ликвидация потерь рабочего времени и непроизводительных его затрат. Именно указанные

мероприятия позволят добиться наибольшего эффекта от труда человека при наименьших затратах как человеческой энергии, так и материальных средств.

Ранее проведенные нами исследования показали, что производительность ЧМС зависит от многих факторов, представленных на рисунке 1 , и не является постоянной, а изменяется в течение рабочей смены (рис. 2) в зависимости от выбранного режима работы.

Рис. 1. Структурная схема ЧМС

МТА - в данном случае зерноуборочный комбайн - состоит из двух блоков: технического - собственно комбайна, и че-ловека-оператора; вместе это ЧМС.

Если технический блок МТА в процессе работы свои параметры, в основном, не меняет (конечно, в меру его надёжности), то человек-оператор свои рабочие параметры закономерно меняет в течение

смены, и это приводит к изменению экс-плутационных параметров всей системы, т.е. часовой производительности - как интегрального показателя.

Проведенные в течение ряда лет наблюдения показали, что точность вождения комбайна изменяется как в течение сезона (рис. 3), так и в течение рабочего дня.

Коэффициент производительности Коэффициент производительности

ас

§

А

к

о

03

§

о

&

Ё

т

о

Длительность смены, ч.

Длительность смены,ч.

Длительность смены, ч.

Длительность смены, ч.

Рис. 2. Сравнительные графики практической реализации производительности

-О

X

X

сх

8

В

64

8

X

<и

X

<и

2

со

8

н

X

<и

а х

&

&

о

О

Длительность уборки, дни

Рис. 3. Изменение коэффициента использования ширины захвата жатки

В зависимости от опытности комбайнера за счет неточного вождения коэффициент использования ширины захвата жатки в первые 2-4 дня уборки колеблется от 0,87 до 0,95 и в среднем составляет 0,91. В середине срока уборки эти показатели несколько возрастают и составляют 0,90-

0,97, а в среднем - 0,94, к концу уборки они вновь снижаются и колеблются от 0,88 до 0,94, а в среднем - 0,93. На полях сложной конфигурации коэффициент использования ширины захвата жатки часто снижается до 0,65.

К концу уборочных работ производительность ЧМС снижается, в результате накопления утомления у человека-опе-ратора сокращается длительность периода устойчивой работоспособности.

В ЧМС имеется колебание производительности, основанное на изменении производительности оператора в течение смены, которая падает даже у технически исправной техники, т.к. возможности чело-века-оператора ограничены. Необходимо изучить ЧМС более конкретно, особенно

параметрическую усталость человека-опе-ратора.

Таким образом, повышение эффективности уборочных работ обеспечивается крупногрупповым использованием техники, введением регулярной системы технического сервиса в полевые процессы, учетом человеческого фактора на фоне изучения человекомашинных, а не технических систем и известными и доказанными наукой организационными принципами крупногруппового использования и повышения уровня технического сервиса.

Наряду с известными организационными принципами использования ЧМС, факторы физиологической надежности оператора оказывают существенное влияние на эффективность использования уборочных агрегатов, по сравнению с надежностью механической подсистемы; отсюда возникает переменный характер влияния механизатора на производительность ЧМС и технологическая потребность снижения фактора утомления и восстановления его физической активности.

Литература

1. Липкович, И.Э. Человеко-машинные системы в агроинженерной сфере растениеводства: механико-эргономические основы создания и функционирования: монография / И.Э. Липкович. - Ростов-на-Дону: Терра, 2004. - 612 с.

2. Попов, Н.А. Организация сельскохозяйственного производства: учебник

/ Н.А. Попов. - Москва: Финансы и статистика, 2000. - 320 с.

3. Агафонов, Н.И. Организационно-технологические методы повышения эффективности работы МТС / Н.И. Агафонов, Н.Н. Нисредов. - Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2006. - 128 с.

4. Липкович, Э.И. Организация машинно-технологических станций в условиях дефицита материально-технических средств / Э.И. Липкович. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1999.

Сведения об авторах

Петренко Надежда Владимировна - канд. техн. наук, ассистент кафедры «Безопасность технологических процессов и производств» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 35-6-71.

Information about the authors

Petrenko Nadezhda Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, assistant of department of safety of technologic processes and production, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 35-6-71.

УДК 621.541:621.311.6

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ВХОДНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ МАЛЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

© 2010 г. Франк Бьюсчаерт, Патрик Хендрик

Высокоскоростные и рассчитанные на дальние полеты беспилотные транспортные средства (ИЛУ) и малые воздушные средства (малые самолеты МАУ) требуют надежного качества при установке двигателей. Использование турбореактивных двигателей для этих целей оправдано, однако, в некоторых случаях при маневрировании такие двигатели обладают недостатками летных качеств (КПД), которые могут быть подкреплены предварительным охлаждением впуска. Описаны исследования, выполненные Королевской военной академией по предварительному охлаждению. Рассмотрено влияние предварительного охлаждения на реактивную тягу и удельный расход топлива (TSFC) мини-турбореактивного двигателя SR-30. Рассмотрено активное предварительное охлаждение посредством впрыска жидкого азота во впускное пространство двигателя и пассивное предварительное охлаждение через геликоидальный теплообменник. Сравниваются теория и эксперименты и обсуждается влияние намораживания на КПД двигателя (летные качества).

Ключевые слова: предварительное охлаждение, жидкий азот, активное предварительное охлаждение, пассивное предварительное охлаждение, воздушное транспортное средство SR-3, реактивная тяга, удельный расход топлива (TSFC), намораживание, удельный избыток мощности (тяги) самолета SEP, экспериментальное моделирование.