Світова стратегія і тактика розвитку системи машин і знарядь та правил їх набору

Технічне забезпечення агротехнологій повинно виконува­ти цілий ряд завдань:

- висока якість виконаних технологічних операцій при умові високої технологічної дисципліни;

- правильне внесення мінеральних і органічних добрив;

- забезпечення збереження і накопичення вологи шля­хом суміщення і скорочення операцій (комбіновані агрега­ти).

Основним завданням технічного забезпечення сільсько­господарського виробництва є задоволення потреб суспіль­ства в достатній за обсягами та асортиментом, доступній за цінами, високоякісній продукції, створення комфортних умов праці, підтримання екологічної безпеки довкілля. Його основа - сукупність машинних технологій інтенсивного ви­робництва продукції із заданими споживчими властивостя­ми та техніко-економічними показниками, диференційова­ними з урахуванням зональних умов.

Конкурентоспроможність продукції забезпечується опти­мальним співвідношенням між обсягами виробництва та ма­теріально-технічною базою, яка складається з машинно-тракторного парку, ремонтно-обслуговуючої бази, трудових ресурсів тощо.

Для формування машинно-тракторного парку з урахуван­ням потреб реформованого аграрного сектору необхідно роз­робити та налагодити виробництво сільськогосподарської техніки, експлуатаційно-технологічні параметри якої відпо­відали б вимогам сучасних аграрних формувань усіх типів. Структурну схему системи машин для рослинництва показа­но на рис. 4.

Дослідження з обґрунтування системи машин значно впливали на формування технічної політики в сільськогос­подарському виробництві й машинобудуванні, на визначен­ня і реалізацію основних напрямів технічного прогресу.

Проте монополізм виробників сільськогосподарської тех­ніки, обмеження у використанні конструкційних матеріалів і комплектуючих високого технічного рівня, відсутність міжнародної кооперації та відомчі інтереси не сприяли реа­лізації технічної політики повною мірою. Внаслідок цього вітчизняна сільськогосподарська техніка значно відставала за технічним рівнем від зарубіжних аналогів, зокрема за на­дійністю, енерго- та металомісткістю, умовами праці механі-

заторів. Системна криза, що охопила сільськогосподарське виробництво і машинобудування, це відставання останніми роками значно поглибила.

З переходом до ринкової економіки постало питання ство­рення в Україні галузі сільськогосподарського машинобуду­вання і забезпечення сільськогосподарського виробництва сучасною технікою вітчизняного виробництва. Проте за ос­танні роки в сільському господарстві стались значні зміни, які спричинили нові умови його розвитку, що полягають у дефіциті матеріально-технічних та енергетичних ресурсів, значному підвищенні цін на матеріально-технічні ресурси та послуги порівняно з цінами на сільськогосподарську продукцію, малій платоспроможності споживачів техніки. Внаслі­док реформування аграрного сектору економіки зросла кіль­кість суб'єктів господарювання, змінилися структура і тех­нологія виробництва, що потребує нових технічних рішень для задоволення попиту різних типів аграрних формувань.

За таких умов наукове обґрунтування ресурсоощадних технологічних процесів та експлуатаційно-технічних пара­метрів машин, їх попереднє моделювання для різних умов використання з виявленням шляхів зменшення експлуата­ційних затрат на виробництво продукції є актуальною науко­во-технічною проблемою.

Процес створення нової техніки передбачає обґрунтування її раціональних параметрів, за яких машина забезпечить ви­конання заданого обсягу робіт з необхідними показниками якості та найменшими затратами на її розробку, організацію виробництва і використання.

За умов ринкової економіки цього недостатньо. Розпочи­наючи розробку нової машини, необхідно чітко визначити її відповідність вимогам перспективних технологій, хто і за скільки буде купувати цю машину, яку кількість машин мо­же бути продано, які конкуренти є на внутрішньому і зов­нішньому ринках, які кошти необхідно вкласти в розробку такої машини і налагодження її виробництва, який приріст капіталу забезпечить реалізація цього проекту. Важливо та­кож визначити ефективність застосування нової машини в сільськогосподарському виробництні в складі технічних сис­тем різного рівня.

Для забезпечення ефективного використання окремо взя­того технічного засобу в складі технічних систем різного рів­ня його техніко-експлуатаційні параметри потрібно узгодити з параметрами інших елементів цих систем. Доцільність включення окремої машини в систему слід оцінювати, перед­усім, з позиції створення можливостей для збільшення ви­робництва продукції і поліпшення її споживчих якостей, зменшення затрат праці, матеріально-технічних ресурсів та пального на одиницю продукції, збереження довкілля. Основне завдання формування системи машин для АПК - ви­значити напрями розвитку засобів механізації та значення їхніх техніко-експлуатаційних й економічних показників, які необхідно забезпечити для досягнення позитивного еко­номічного ефекту у виробників та споживачів техніки. Тому система машин - не простий перелік технічних засобів, а сис­тема знань, на основі яких мають прийматись стратегічні та тактичні рішення з розвитку сільськогосподарського маши­нобудування та матеріально-технічної бази АПК. Визначе­ним у системі машин вимогам до відповідних типів техніч­них засобів повинні відповідати всі технічні засоби даного типу незалежно від того, хто їхній виробник. Саме через сис­тему машин треба проводити державну політику управління технічним прогресом в АПК.

Сукупність машин і обладнання, об'єднаних у систему ма­шин, утворюють замкнену множину, параметри кожного елемента якої не можуть змінюватись незалежно, оскільки впливають на показники ефективності інших елементів сис­теми. Так, енергія, яка потрібна для виконання механізова­них робіт у сільському господарстві, визначає типорозмір-ний ряд тракторів, які в свою чергу визначають шлейф сіль­ськогосподарських машин для їх раціонального агрегатуван­ня. Випуск нової машини змінює сферу функціонування її аналогів. Тому створення навіть унікальної високопродук­тивної машини, не підкріпленої допоміжними технічними за­собами та організаційними заходами, не забезпечить еконо­мічного ефекту, а її використання може бути навіть збитко­вим. Наприклад, використання енергонасичених високопро­дуктивних зерно- чи кормозбиральних комбайнів на полях з малою урожайністю або незабезпечення їхньої роботи необ­хідною кількістю транспортних засобів не сприятиме досяг­ненню ними високої потенційної продуктивності, а навпаки, збільшить експлуатаційні витрати на одиницю продукції.

В основі методики розробки системи машин повинні бути закладені сучасні методи оптимізації складних машинних систем. Оцінювати МТА і комплекси машин необхідно методами багатокритеріальної оцінки, враховуючи основні техні-ко-економічні та енергетичні показники: продуктивність, металомісткість, вартість, витрати пального, потребу в люд­ських ресурсах, надійність, уніфікацію, якість виконання технологічних операцій, умови праці та вплив на довкілля.

Виконання багатокритеріальної оцінки породжує дві проблеми: визначення вагомості критеріїв та оцінка зміни якості і кількості одержаної продукції. Це викликано тим, що немає достатніх даних про зміну врожайності тієї чи ін­шої культури залежно від строків та якості виконання техно­логічних операцій різними технічними засобами.

Системи технологій і машин для рослинництва розробля­ють у два етапи:

1. Формування бази перспективних машинних технологій
виробництва сільськогосподарської продукції а урахуванням
зональних вимог та досягнень науково-технічного прогресу.

2. Вибір перспективних технічних рішені, а урахуванням
вимог агротехніки, умов функціонування ти тенденцій роз­
витку конструкцій сільськогосподарської техніки та техно­
логій.

Ці етапи взаємопов'язані, базуються на одному методично­му забезпеченні і потребують належного інформаційного за­безпечення. Велика різноманітність. природно-кліматичних умов, технологій вирощування сільськогосподарських куль­тур і форм господарювання потребують створення єдиного ін­формаційного банку даних, який включав би перспективні технології вирощування сільськогосподарських культур у різних ґрунтово-кліматичних та організаційних умовах.

Для визначення техніко-експлуатаційних параметрів но­вої техніки необхідно мати математичні моделі машинно-тракторного агрегату (МТА), створеного на її основі. Попе­реднє моделювання роботи МТА дає змогу без значних капі­таловкладень у розробку та виготовлення фізичної моделі по­передньо визначити раціональні параметри машин, доціль­ність їхнього створення та умови раціонального використан­ня.

Створюючи нову техніку, необхідно враховувати досяг­нення науково-технічного прогресу, досвід провідних фірм сільськогосподарського машинобудування, тенденції розвит­ку технологій і техніки та їхню відповідність умовам Украї­ни.

Аналіз зарубіжного досвіду показав, що останніми роками значно зріс технічний рівень сільськогосподарської техніки, створено нове покоління машин, основною тенденцією роз­витку яких є підвищення продуктивності МТА, зниження затрат енергії на виконання технологічних операцій, підви­щення якості роботи, автоматизація режимів роботи, ство­рення комфортних умов для оператора, зменшення негатив­ного впливу на довкілля. Основні стратегічні напрями в роз­витку системи машин і механізмів включають наступні поло­ження:

1. Конструкції сучасного трактора провідних західно­європейських фірм, розрахованого на широке використання в сільському господарстві, визначені як універсальний тяго­во-приводний енергетичний засіб. Це, в основному, повно-приводні трактори, оснащені шинами збільшеного профілю, які мало пошкоджують ґрунт. Кабіна сучасного трактора -це автоматизований командний пункт для МТА. Трактори обладнують передньою й задньою причіпними системами з швидкодіючою зчіпкою, яка має дистанційне управління з кабіни трактора.

На тракторах встановлено високоекономічні двигуни, що мають питомі витрати пального 142 - 145 г/год. на ефектив­ну кінську силу, що на 15 - 20% менше від вітчизняних дви­гунів. Цього досягають за рахунок оптимізації параметрів камери згорання, підвищення до 1500 - 1800 атм тиску впор­скування, вдосконалення параметрів і конструкцій розпилю­вачів. Моторесурс двигунів доведено до 15000 мотогодин. Ок­ремі фірми ("Перкінс", "Штайєр") дають гарантію 50000 мото-. годин.

Трактори обладнано бортовими комп'ютерами, які реєс­трують режим роботи, виконаний обсяг робіт та інші техніко-експлуатаційні показники, аналіз яких дає змогу визна­чити найефективніші способи використання МТА на кон­кретних роботах.

2. Конструкції ґрунтообробної та посівної техніки у за­
рубіжних країнах розвиваються в напрямах:

- підвищення технічного рівня плугів за рахунок оптимі­зації параметрів і застосування змінних елементів робочих органів, які працюють з найбільшим навантаженням;

- застосування нових матеріалів і технологій зміцнення робочих органів;

- розповсюдження плугів зі змінною шириною захвату та оборотних;

- збільшення кількості моделей і різноманітності кон­струкцій комбінованих ґрунтообробних та ґрунтообробнопо-сівних машин, застосування в конструкціях комбінованих машин активних робочих органів;

- розширення гами типорозмірних рядів машин для за­безпечення агрегатування тракторів різного рівня потужнос­ті й задоволення потреб усіх типів і груп споживачів.

3. Для внесення мінеральних і органічних добрив випус­
кають розкидачі кузовного типу, що дає змогу споживачу
вибрати той, що найбільше відповідає його потребам. Основна тенденція в розвитку конструкцій машин для внесення добрив - це збільшення ширини захвату і підвищення рівномірності розкидання за рахунок оптимізації параметрів робочих органів, автоматизації управління режимом роботи. Особливістю конструкцій є суцільнозварні кузови зі спеці­альних профілів сталі. Робочі органи розкидачів мінераль­них добрив - дискові, відцентрового типу. Механізм регулю­
вання норми внесення зблокований з регулятором зони пода­
чі технологічного матеріалу, що забезпечує стабільність
ефективної ширини захвату та можливість автоматичного
регулювання норми внесення добрив.

Робочі органи розкидачів органічних добрив - переважно вертикальні ротори. Для підвищення рівномірності їх вне сення по всій ширині захвату провідні фірми нижче дна кузо­ва встановлюють додатково відцентрові дискові робочі органи.

4. Основна тенденція у розвитку конструкцій зернозби­
ральних машин - підвищення продуктивності комбайнів і
якості їхньої роботи. Цього досягають двома шляхами. У
конструкціях комбайнів з класичною молотильно-сепарую­
чою системою (МСС) збільшують лінійні розміри робочих ор­
ганів і потужність двигуна. Вони стають громіздкими та ма-
теріалоємкими. Прогресивніше застосувати робочі органи,
які забезпечують інтенсифікацію процесу сепарації. Такі
технічні рішення ефективні для комбайнів малої і середньої
потужностей (до 270 к.с). У комбайнах великої потужності
використовують роздільно-агрегатні МСС, виконані на осно­
ві класичної схеми, але замість клавішних соломотрусів ус­
тановлюють роторні соломосепаратори. Роздільно-агрегатні
МСС дають змогу уніфікувати класичні машини з роторни­
ми.

5. Техніку для заготівлі кормів з трав і силосних культур
вдосконалюють під технології, які забезпечують зменшення
втрат кормів під час збирання та зберігання. У цих техноло­
гіях для зберігання корму широко застосовують полімерні
плівки. Сіно, спресоване в рулон чи паку, герметично запако­
вують у плівку, а силос - у плівкові туби. Для цього розроб­
лено спеціальні прес-підбирачі, обмотувачі рулонів та пак,
наповнювачі плівкових тубів подрібненою масою технологіч­
ного матеріалу.