Група 11- 12 Енергоефективність. 15.03.21.Тема. Раціонально і ефективно експлуатувати машини та обладнання

 Перед сільським господарством України стоять важливі сільськогосподарські проблеми з гарантованого забезпечення населення продовольством, збереження і підвищення родючості ґрунтів, збільшення виробництва білка, зниження енергозатрат, збереження навколишнього середовища. Передбачається збільшення поставок сільському господарству нових і модернізованих тракторів з відповідним комплексом комбінованих машин, високопродуктивних ґрунтообробних, посівних і збиральних машин, а також машин для приготування і внесення добрив, застосування хімічних засобів захисту рослин та виконання меліоративних робіт, малогабаритної техніки для орендних колективів і фермерських господарств. Все це потребує проведення широкомасштабної технічної реконструкції сільськогосподарського комплексу, виробничої бази сільськогосподарського машинобудування, впровадження сучасних технологій. За останні роки широкого поширення набули енергозберігаючі інтенсивні та індустріальні технології. Інтенсивні технології базуються на використанні нових високоврожайних культур, систем захисту рослин і дробовому внесенні в період вегетації оптимальних доз азотних добрив. При підживленні використовується постійна технологічна колія для проходження машинно-тракторного агрегату. Індустріальні технології включають комплекс агротехнічних, технічних і організаційних заходів, спрямованих на зменшення трудових, матеріальних і енергетичних затрат та одержання високих врожаїв. Енергозберігаючі технології, включають технологію „No-till‖ яка забезпечує нульовий обробіток ґрунту під посів - є технологією майбутнього. Високоефективне використання машинно-тракторного парку (МТП) забезпечується встановленням раціональних технологічних, технічних і організаційних систем та іншими заходами з реалізації споживчих властивостей сільськогосподарських машин, які гарантують високу якість виконання робіт 6 у задані агротехнічні строки з найбільшою економічною ефективністю. Ефективне використання машинно-тракторних агрегатів, технологічних комплексів, а також машинно-тракторного парку господарства у цілому з метою максимального отримання сільськогосподарської продукції - основна мета вивчення дисципліни «Експлуатація машин і обладнання» для техніківмеханіків сільськогосподарського виробництва. Основна причина малоефективного використання техніки – наявність значних недоліків у комплектуванні МТП, організації його роботи, технічного обслуговування, ремонту і зберігання. За цих умов вирішальна роль у сільськогосподарському виробництві, і зокрема, при високопродуктивній експлуатації техніки належить інженерним кадрам господарств.

Найважливішою умовою удосконалення сільськогосподарського виробництва, підвищення життєвого рівня людей є прискорення науковотехнічного прогресу, високоефективне використання виробничого потенціалу і зміцнення матеріально-технічної бази сільського господарства на основі подальшого розвитку механізації і автоматизації виробництва. Нині негайного вирішення потребують проблеми комплексної механізації землеробства і тваринництва, підвищення технічного рівня, якості і надійності тракторів, комбайнів, сільськогосподарських машин і обладнання. Основними напрямами прискорення темпів механізації, автоматизації виробничих процесів і поліпшення ефективності використання МТП є: 14  завершення комплексної механізації виробничих процесів, впровадження більш досконалої системи машин для вирощування і збирання сільськогосподарських культур у всіх зонах України;  удосконалення конструкції сільськогосподарської техніки, що забезпечить створення оптимальних умов для розвитку рослин при виконанні технологічних операцій і ліквідації різних видів витрат;  значне підвищення надійності сільськогосподарських машин, що дає можливість виконувати технологічні операції без простоїв з технічних причин і зберігати встановлені показники якості;  підвищення експлуатаційної і ремонтної технологічності машинно-тракторного парку, пристосованості до технологічного і технічного обслуговування, діагностування, транспортування, зберігання;  впровадження автоматичних пристроїв, які б підтримували технічні і технологічні режими роботи;  розробка і створення автоматизованих систем управління машинно-тракторним парком у господарстві. Але слід враховувати і сучасний стан господарств, а насамперед гостра нехватка коштів для капіталовкладень в дорогу техніку вже сьогодні доцільна альтернатива техніко-технологічній стратегії формування машиннотракторного парку на основі універсальних ресурсозберігаючих енергозасобів та вдосконалення комплексу машин, які дають можливість застосувати нульову технологію виконання технологічних процесів. Одним з перспективних потенціальних можливостей землі та мікрокліматичних умов, в тому числі і забезпечення вимог екології, є система точного землеробства, яка набуває широкого розвитку в країнах заходу, Канаді, США. Система точного землеробства передбачає розробки спеціальних програм для роботи машинних агрегатів. За допомогою чіп-карти ці програми заносяться в бортовий комп'ютер енергетичного засобу (трактора, комбайна, тощо). 15 Додатково складаються аплікаційні технологічні карти, які призначені для ефективного виконання технологічного процесу. Ефективність господарської діяльності суттєво залежить від рівня технології та технологічної дисципліни. Прогресивні технології (інтенсивна, індустріальна, ресурсозберігаюча, інноваційна) спрямовані на досягнення запрограмованих кінцевих результатів з ефективним використанням природних та інших не поновлювальних ресурсів. Дані технології передбачають:  розміщення культур за кращими попередниками;  наукове обґрунтування оптимальних доз живлення в усі періоди органогенезу;  посів тільки високоврожайними сортами з урахуванням зон землекористування;  інтегрована система догляду та захисту рослин;  впровадження комплексу машин для точного землеробства та нульового обробітку грунту багатоопераційними агрегатами;  якісне виконання технологічних операцій у встановлені агротехнічні строки;  дотримання високої технологічної дисципліни при виконанні агрегатами сільськогосподарських операцій. Кожен із перелічених варіантів технології має свої характерні засоби і способи досягнень. А тому, при виробництві тієї чи іншої культури при виборі варіанту технології необхідно мати на меті максимальне досягнення запрограмованих результатів з мінімальними затратами енергоресурсів, матеріалу, тощо. Вибір варіанту технології залежить від природно-кліматичних умов, структури посівних площ, наявного складу МТП. Їх вирішення вимагає взаємодії агрономічного, інженерного, економічного відділів сільськогосподарського виробництва.

Розробка зведених правил раціональної експлуатації техніки та їх реалізація передбачають формування системи машиновикористання. Така необхідність обумовлена, насамперед, утворенням господарств нового типу, що не мають власної інженерно-технічної служби, зростанням потреби в техніці внаслідок роздрібнення господарств, гострим дефіцитом енергетичних і технологічних ресурсів. Неодмінна умова вирішення існуючих проблем - це забезпечення високого рівня впровадження технічного прогресу в аграрне виробництво. Для України ключовою є проблема підвищення ефективності використання енергоносіїв. До останнього часу технології сільськогосподарського виробництва оцінювали за економічними показниками (приведені витрати, рентабельність тощо) і затратами праці. Проте в сучасних умовах цього замало, оскільки ці показники мають істотні коливання і визначаються політикою ціноутворення. 20 Результати досліджень Інституту механізації та електрифікації сільського господарства Української академії аграрних наук (ІМЕСГ УААН) та зарубіжний досвід показують, що паливно-енергетичні ресурси можна зекономити за рахунок введення в практику землеробства менше енергоємних систем обробітку грунту, оптимі зації структури посівних площ, застосування добрив, пестицидів та меліорантів, підвищення культури землеробства й урожайності сільськогосподарських культур. Зараз в Україні в середньому для вирощування кукурудзи на зерно витрачається 196 кг/га, а цукрових буряків - 209 кг/га пального. Для ячменю цей показник на рівні 71 кг/га, гороху - 81 кг/га, люцерни на сіно - 101 кг/га, люцерни на зелений корм - 63,4 кг/га, а на випас - всього 4,7 кг/га. У різних господарствах показники енергетичної ефективності неоднакові, оскільки господарства відрізняються як за величиною затрат, так і за врожайністю, тому викладений в підручнику матеріал надасть допомогу в засвоєнні методів розрахунку і шляхів економії паливно-енергетичних ресурсів та їх ефективного використання. Основне завдання технічного забезпечення працездатності машин полягає в тому, щоб з найменшими затратами забезпечити нормальне функціонування МТП. Для вирішення цього завдання на належному рівні слід, по-перше, визначити закономірні зміни технічного стану машин, а подруге, вміти обґрунтовувати експлуатаційні режими роботи машин, за яких зміна технічного стану сповільнюється. Тому при підготовці кваліфікованих спеціалістів з машиновикористання важливе місце займає формування системи знань з розкриття сукупності тих закономірностей в їх взаємозв'язку і взаємозумовленості, які пояснюють основні явища і процеси, що відбуваються в машині. Комплексна механізація і система машин Комплексна механізація сільськогосподарського виробництва передбачає машинне виконання основних і допоміжних операцій, виробничих процесів в певній послідовності і взаємозв'язку. 21 Вищим етапом комплексної механізації всього технологічного процесу є впровадження автоматизації всіх виробничих процесів згідно прийнятої технології виробництва сільськогосподарських культур. Розрахунками встановлено, що для забезпечення комплексної механізації сільськогосподарського виробництва на 100 га ріллі потрібно 300…350 кВт. Матеріальною основою комплексної механізації сільськогосподарського виробництва є система машин. Система машин - це сукупність різноманітних машин і механізмів, які узгоджені за технологічним процесом, техніко- економічними параметрами (за рядністю, продуктивністю), за допомогою яких забезпечується механізація всіх виробничих процесів технологічного циклу. Сільськогосподарське виробництво України характеризується різноманітністю зональних умов (природно-кліматичних умов) та специфікою виробництва. Система машин поділяється на:  загальносоюзна система машин, яка охоплює всі зональні умови країни;  галузева система машин (для рільництва, тваринництва, садівництва, овочівництва, меліоративних робіт);  система машин для виробництва окремих культур (цукрових буряків, картоплі, кукурудзи, соняшника тощо). Сучасна розробка системи машин передбачає:  завершення комплексної механізації всіх галузей сільськогосподарського виробництва (рослинництва, тваринництва, садівництва, виноградарства, овочівництва);  розробка і впровадження прогресивних технологій виробництва сільськогосподарської продукції;  впровадження у виробництво досягнень науки і техніки та вдосконалення комплексу машин для сільського господарства; 22  підвищення енергонасиченості тракторів, комбайнів, самохідних машин, автомобілів, навантажувачів;  розробка багатоопераційних (комбінованих) машин і агрегатів;  впровадження в технологію сільськогосподарського виробництва інноваційних технологій (Міni-Notill, систему точного землеробства);  розробка вдосконалених робочих органів сільськогосподарських машин з метою поліпшення якості виконання операцій;  підвищення надійності, довговічності та працездатності засобів механізації сільського господарства;  впровадження і оснащення агрегатів засобами автоматизації і комп'ютеризації;  розробка оптимальної структури комплексу машин (системи машин) з урахуванням зональних умов їх використання. 

ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ТРАКТОРІВ Експлуатаційні властивості енергетичних засобів впливають на ефективність їх застосування і якість виконання технологічного циклу виробництва. Знання експлуатаційних властивостей енергетичних засобів, закономірностей їх зміни дає змогу раціонально використовувати потенційні можливості енергетичних засобів. Основними експлуатаційними властивостями енергетичних засобів є енергетичні; техніко-економічні; маневрові; швидкісні; ергономічні; екологічні. До енергетичних показників відносяться:  ефективна потужність двигуна, Ne , кВт;  потужність, яка витрачається на тягу робочих машин і приведення в дію робочих органів, кВт;  експлуатаційний режим роботи двигуна, об/хв;  тягове зусилля трактора, кН; 34  експлуатаційна вага енергетичного засобу, кН;  тип ходового апарату;  величина буксування ходового апарату;  надійність, довговічність, роботопридатність, ремонтопридатність;  ступінь уніфікації збірних одиниць. До техніко-економічних показників відносяться:  годинна витрата палива на одиницю роботи при роботі на холостому ходу, зупинках та виконанні операції, Gг , кг/год;  питома витрата палива, qe - г/е.кВт.год;  коефіцієнт корисної дії енергетичного засобу. До маневрових показників відносять:  маневрованість і стійкість руху;  зручність керування;  зміна колії енергетичного засобу;  радіус повороту енергетичного засобу Експлуатаційні властивості с.г. машин. Ці властивості характеризуються агротехнічними, технічними і економічними показниками. Основними технічними показниками є:  тяговий опір;  потужність, що витрачається на приведення в дію робочих органів;  коефіцієнт корисної дії;  радіус повороту і довжина виїзду;  коефіцієнт технічної і експлуатаційної надійності. Значення експлуатаційних властивостей тракторів і сільськогосподарських машин полегшує їх підбір і комплектування агрегатів з урахуванням усіх вимог до машинн-тракторних агрегатів. Завантажувальні режими двигунів. Основними показниками експлуатаційних властивостей тракторних двигунів є: 35  ефективна потужність, що утворюється на колінвалу, Ne , кВт;  частота обертання колінчастого вала двигуна, n, об/хв;  годинна витрата палива, Gг , кг/год;  питома витрата палива, qе , г/кВт год;  крутний момент двигуна, Мк, кН м. Враховуючи особливості експлуатації машинно-тракторного парку, для дизеля можна виділити три основних навантажувальних режими:  при робочому ході агрегату під час виконання конкретної технологічної операції;  при холостому ході агрегату (холості заїзди при поворотах на кінцях загінок, переїзд з однієї загінки на іншу);  робота вхолосту під час короткочасної зупинки. Двигун трактора може мати інші навантажувальні режими:  при рушанні агрегата з місця (розгін);  при холостому русі трактора (без сільськогосподарських машин);  у випадку подолання короткочасних перевантажень під час робочого ходу. В експлуатаційних умовах двигун працює на різних режимах; при цьому в широких межах можуть змінюватись його навантаження і частота обертання колінчастого вала. Найбільш ефективний і економічний режим роботи двигуна такий, коли його завантаження наближається до номінального.