Технологии

Зерноуборочная техника на 2005-2016 гг

Направления повышения технического уровня комбайнов

Концепция создания новых отечественных зерноуборочных комбайнов включает в себя четыре направления.

Первое - одним из главных направлений впервые становится проблема повышения потребительских свойств и качеств комбайнов. Оно предусматривает широ-кономенклатурность типажа базовых моделей и модификаций, создание техники по критериям "цена - качество", "цена - производительность", "цена - валовой сбор продукции", совершенствование дизайна, упрощение технического обслуживания и ремонта, универсальность использования на уборке различных культур, повышение комфортных и эргономических условий труда механизатора (уровень шума в кабине не более 70 дБа, запыленность не менее 4 мг/м, электрогидравлическое управление рабочими органами, регулируемый климат в кабине и т.д.), высокую эксплуатационную производительность и надежность с доведением наработки 100-110 ч на один отказ, минимум потерь зерна. В связи с предстоящим вступлением России в ВТО особое значение приобретает требование соблюдения общемировых стандартов на эргономические, дизайнерские и экологические показатели. С учетом требований рынка каждый сельхозтоваропроизводитель должен иметь возможность выбора модели комбайна.

Второе - общетехническое, которое включает в себя гармонизацию конструкции комбайнов по параметрам, снижение материалоемкости до 1,1-1,25 т на 1 кг/с пропускной способности, блочно-модульное построение конструкций на основе системы стандартизованных комплектующих узлов и агрегатов, полную гидрофикацию, процессорную систему автоматизации управления движением и контролем за технологическим процессом, поперечно-статистическую устойчивость до 30°, внедрение новых принципов обмолота и сепарации, совершенствование компоновочных решений, повышение проходимости и маневренности, обеспечение работы комбайнов в системе координатного растениеводства.

Третье - предусматривает оптимизацию энергонасыщенности комбайна за счет снижения удельного расхода мощности на холостой ход, самопередвижения и повышения мощности на рабочий процесс. Недостаток мощности движения приводит к снижению производительности комбайна, избыток неоправданным расходам топлива и средств. Рекомендуемый диапазон удельных мощностей двигателей для комбайнов разных классов, исходя из оптимального мощностного баланса в нормальных условиях эксплуатации, следующий: для комбайнов класса 3 кг/с-доЮ0л.с.,6кг/с-150-160,9 кг/с - 240-250, 12 кг/с - 300-350 л.с.

Четвертое направление - достижение экологических показателей и выполнение требований безопасности в соответствии с общемировыми стандартами и достижениями: снижение расхода топлива до 145 г/л.с. в час, давления на почву -до 80-120 кПА, содержания вредных примесей в выхлопных газах, пылеобразования и т.д.

Соломоуборочная техника

Потребность в соломоуборочной технике рассчитана в зависимости от применяемых в регионе технологий уборки соломы. Для реализации приоритетных технологий копенной, валковой и технологии с измельчением и разбрасыванием соломы по полю комбайны оборудуют соответственно навесными копнителями, валко-образователями и измельчителями-разбрасывателями.

Расчетами и практикой эксплуатации выявлена нецелесообразность широкого применения специальных прицепных большеобъемных копнителей. Возможно частичное использование тракторных тележек вместимостью 25-40 м3 для сбора измельченной соломы (по заявкам хозяйств). Для сволакивания ее предпочтительны толкающие волокуши шириной захвата 8-12 м, подбора валков - прессы ПРФ-750, ПР-200, подборщики-уплотнители ПАВ-6 и т.п. Получены расчетные данные по технологической потребности каждого вида соломоуборочной техники.

Транспортное обеспечение определено исходя из минимума простоя уборочной техники и максимального использования грузоподъемности транспорта. Для обслуживания комбайнов вместимость кузова транспорта должна быть кратной вместимости зернового бункера. В зависимости от дальности перевозки и урожайности зерна получены номограммы по выбору числа транспортных средств и грузоподъемности к комбайнам каждого класса. В среднем на один комбайн должно быть не менее двух-трех автотранспортных средств грузоподъемностью 4-5 и 8-10 т. Выгрузку зерна рекомендуется производить при обезличенном учете зерна за группой комбайнов (звено из трех-четырех комбайнов) и персональном учете за каждым комбайном. Автомобили должны оказывать минимальное воздействие на почву, что требует создания спецавтомобилей сельскохозяйственного назначения.

Организация уборочных работ и машиноиспользо-вания

Общая стратегия организации уборки зерновых должна быть направлена на обеспечение полнопоточного приема зерна любой исходной влажности с поля, его временного хранения в спецхранилищах с последующей очисткой, сушкой и длительным хранением. Главное, быстро и в полном объеме вывезти зерно с поля, избежать его порчи и потерь от самоосыпания или действия осадков. Недопустимо даже временное хранение зерна в буртах под открытым небом.

Необходимо, чтобы большая часть зерна проходила полную переработку в хозяйствах и там хранилась. К примеру, в США до 60% зерна хранится на фермах, Венгрии - до 70%. Во многих странах Западной Европы государство оплачивает стоимость хранения зерна непосредственно в местах его производства.

Одновременно надо развивать материально-техническую базу послеуборочных предприятий по приему, сушке, хранению и переработке урожая зерна в хозяйствах. Важнейшее звено - организация сушильного процесса и хранения зерна.

Особое внимание должно быть уделено повышению эффективности использования уборочной техники в реальных условиях эксплуатации. Основные направления этой работы:

  • оптимизация севооборотов с целью получения максимального количества зерна при минимизации площадей под одновременно созревающими культурами (внедрение инженерных севооборотов);
  • выбор оптимального соотношения прямого комбайнирования и раздельной уборки зерновых в сложившихся услови ях по урожайности, состоянию хлебостоя, погодным условиям и т.п.;
  • оптимизация структуры и количе ственного состава регионального комбайнового парка для каждого хозяйства с целью обеспечения полной загрузки молотилки комбайна в типичных условиях уборки урожая;
  • выбор оптимального способа уборки незерновой части урожая, обеспечивющего наибольшую производительность комбайна при достижении заданного объема сбора незерновой части урожая;
  • рациональная организация уборочно-транспортных работ, а также технического, технологического и организационного обслуживания уборочной техники;
  • использование межхозяйственных уборочно-транспортных отрядов и МТС.

Программа приоритетных разработок

Повышение эффективности комбайновой технологии уборки должно заключаться в обеспечении во всех вариантах агро-ландшафтов региона оптимальности агротехнических сроков уборки, резкого снижения потерь зерна и незерновой части урожая, сокращения трудовых и материально-технических ресурсов у товаропроизводителей всех типов. Базой для решения этой проблемы являются разработка и создание:

  • o семейства базовых блочно-модульных унифицированных специализированных комбайнов классов 3,6,9 и 12 кг/с раз личных модификаций с системой автоматизации процессов работы рабочих органов машин с многовариантными средствами сбора и утилизации незерновой части урожая, а также широким набором приспособлений для уборки различных культур;
  • семейства роторных молотильно-сепарирующих устройств с тангенциальной подачей хлебной массы, предназначенных для зерноуборочных комбайнов раз личных классов и стационарных молотилок для обмолота зерновых культур и трав на семена;
  • семейства блочно-модульных валковых жаток повышенного технического уровня (гидрофикация, наработка на отказ до 80 ч, материалоемкость не более 150 кг на 1 м захвата);
  • многоцелевого энерготранспортно-технологического модуля с круглогодовой загрузкой на базе моторно-ходовых систем машин и тракторов массового выпус ка и энергоблоков мощностью 50, 100,150 и 250 л.с;
  • комплекса машин и приспособлений для измельчения и разбрасывания незерновой части урожая по полю или сбора ее в рулоны, тюки, копны и т.п.;
  • пневмоскирдовальных полустационарных агрегатов;
  • принципиально новых рабочих органов уборочных машин для скашивания, обмолота, сепарации и очистки хлебной массы и зерна на основе применения очеса, пневмообмолота, тангенциального обмолота, пневмоинерционной очистки, последовательного и пофракционного сепарирования;
  • мобильной уборочной техники с высо кой проходимостью, малым удельным дав лением на почву, малыми радиусами пово ротов, повышенной маневренностью, при способленной к уборке влажных, полеглых, длинносоломистых и засоренных хлебов.

В качестве первоочередного шага в ускорении технического оснащения АПК комбайнами нового поколения необходимо обеспечить увеличение производства этих машин в течение 2005-2006 гг. на ОАО "Ростсельмаш" до 10 тыс., Таганрогском комбайновом заводе - до 800-1000, Тульском комбайновом -до300, Красноярском комбайновом заводе - до 5 тыс. комбайнов в год.

Направления научно-исследовательских работ

Фундаментальными научными основами программы обновления зерноуборочной техники должны быть следующие мероприятия:

  • мониторингсистемы, т.е. агроландшафт - биопотенциал почв - агроклимат - ресурсы рынка - рентабельность - условия воспроизводства;
  • оптимизация многовариантных технологий уборки по критериям - себестоимость, потери и качество продукции, энергозатраты, потребность в технике и ресурсах;
  • разработка математических программных и алгоритмических комплексов для компьютерного анализа новых рабочих органов и уборочных машин в октетной системе, т.е. социальный заказ - агротехнические требования пользователя - среда - машина - энергообеспечение - агрегат - комплекс машин - МТП хозяйства;
  • разработка методологии определе ния оптимальных параметров технического уровня зерноуборочных машин по комплексным критериям обобщения фактор ного пространства;
  • совершенствование системы технико-экономического, энергетического и ресурсного анализа уборочных машин на стадиях их проектирования, испытаний и внедрения в производство с учетомтре бований рынка;
  • создание новой уборочной техники с использованием принципов блочно-модульного проектирования, оптимизации компоновочных решений, разделения потоков, стадийной обработки, пневмоинер-ционного воздействия, активизации гравитационных сил;
  • изыскание новых принципов воздействия на урожай зерновых культур и его побочные продукты с целью генерирования новых технологий уборки и обработки зерна и незерновой части урожая (очес, пневмообмолот, стадийная сепарация, дезинтеграция и т.п.).

Ожидаемая технико-экономическая эффективность

Внедрение в сельскохозяйственное производство основных положений стратегии обеспечит:

  • повышение валовых сборов зерна минимум на 9-10 млн т за счет сокращения потерь урожая;
  • уборку урожая зерновых в оптимальные агротехнические сроки во всех регионах страны с сохранением агросроков и ритмичности проведения всех остальных операций по возделыванию зерновых культур;
  • максимальное использование паспортной производительности комбайнов в каждом регионе уборки с наивысшим коэффициентом - фонд отдачи;
  • создание техники нового поколения, конкурентной с лучшими зарубежными аналогами;
  • стабилизацию, а затем укрепление и увеличение производственно-технического и кадрового потенциала отечественного сельхозмашиностроения на федеральном и региональном уровнях;
  • увеличение престижности хлеборобской профессии, положительное решение социальных проблем на селе;
  • укрепление научного потенциала.

Механизм реализации стратегии

Проблема эффективного производства зерна в стране, как и создания высоконадежной зерноуборочной техники, не может быть решена усилиями отдельных предприятий и НИИ. Зерноуборочный комбайн по своей конструкции является сложным техническим изделием, интегрирующим достижения многих отраслей народного хозяйства (металлургической,электротехнической, химической, резинотехнической, моторостроительной и т.д.). Поэтому частными мерами отраслевого характера или отдельными ведомственными решениями поставленную проблему не решить. Именно ослабление интегрирующих процессов в современном народном хозяйстве и привело к создавшемуся критическому положению в механизации производства зерна. На этом основании механизм реализации предлагаемой стратегии развития механизации уборки зерновых в стране должен состоять из комплекса мер общефедерального, отраслевого и ведомственного уровней.

Предлагаются четыре блока мероприятий: меры государственной поддержки, программа мер отраслевого уровня по укреплению отечественного сельхозмашиностроения, программа решения фундаментальных научных проблем, программа укрепления инженерно-технической сферы сельскохозяйственного производства.

Меры государственной поддержки сельскохозяйственного производства включают в себя усиление контроля за выполнением закона РФ "О зерне" по пунктам о поддержке производителей зерна в приобретении уборочной техники, активизацию конверсионных предприятий оборонной промышленности в интересах АПК, усиление интеграционных процессов со странами СНГ для выпуска сельхозтехники, доработку законопроекта "Госполитика в инженерно-техническом обеспечении АПК" в направлении стимулирования отечественного сельхозмашиностроения, утверждение и финансирование Федеральной программы по созданию приоритетной техники, совершенствование механизации кредитования АПК и лизинговой политики, формирование государственного заказа на определенные объемы производства зерна.

Программа мер отраслевого уровня по укреплению отечественного сельхозмашиностроения предусматривает разработку программы интеграции сельхозмашиностроения (создание холдингов, ассоциаций, концернов), разработку и реализацию программы повышения качества промышленной продукции и обеспечения ее конкурентоспособности, разработку программы стимулирования предприятий на создание приоритетной техники, организацию совместных производств с конверсионными предприятиями и зарубежными фирмами, создание стандартизованной системы элементной базы по комплектующим.

Программа обеспечения развития фундаментальной науки включает в себя разработку комплексной программы стабилизации и последующего развития научных школ, предотвращение их распада, интеграцию НИИ, вузов и создание научных центров, разработку законопроекта об охране интеллектуальной собственности в области решения научно-технических проблем, планирование НИОКР с учетом приоритетных фундаментальных разработок, совершенствование методов технико-экономического анализа НИОКР, системную компьютеризацию научных исследований, создание информационного банка исходных данных для оптимизации агротехнологий и системы машин, разработку новых принципов воздействия на обрабатываемый материал, генерирование новых технологий уборки, совершенствование методов анализа и синтеза новых рабочих органов.

Программа укрепления инженерно-технической сферы сельскохозяйственного производства предусматривает программу контроля за выполнением закона РФ о развитии инженерно-технической сферы сельхозпроизводства, разработку предложений по повышению эффективности лизинговой политики, программу повышения эффективности системы информационных инженерно-технических и консультационных услуг на базе техцентров, МТС и т.п., разработку программ инвестирования инженерно-технической сферы АПК РФ на конкретные виды работ или производство конкретного вида продукции и повышения эффективности подготовки кадров высокой квалификации для АПК.

В конечном итоге предусмотренный механизм реализации стратегии должен обеспечить производство зерна до 1 т на душу населения страны, полную независимость от импорта зерна, создание мощной отрасли сельхозмашиностроения и высокоразвитого сельскохозяйственного производства. От редакции: Бюро отделения механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии и Департамент технической политики Минсельхоза России на совместном заседании 29.04.04 г. одобрили основные положения доклада ВИМа по вопросу "Развитие научного направления по совершенствованию зерноуборочной техники на 2005-2015 годы".

От редакции: Бюро отделения механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии и Департамент технической политики Минсельхоза России на совместном заседании 29.04.04 г. одобрили основные положения доклада ВИМа по вопросу "Развитие научного направления по совершенствованию зерноуборочной техники на 2005-2015 годы".

В. И. Анискин, акад. Россельхозакадемии, директор,

Э. В. Жалнин, д-р техн. наук, проф., зав. отделом (ГНУ"ВИМ")