Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Дмитриенко Евгений Николаевич. Формирование структуры механизированных звеньев производства зерна в условиях Красноярской лесостепи : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Дмитриенко Евгений Николаевич; [Место защиты: Краснояр. гос. аграр. ун-т].- Красноярск, 2009.- 179 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2266

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Современное состояние вопроса эффективности механизированных работ в отрасли растениеводства 12

1.1. Анализ развития методов проектирования механизированных операций зернового подкомплекса АПК 12

1.2. Анализ производственных условий, влияющих на качество механизированных операций в растениеводстве 16

1.3. Постановка задач исследования 38

1.4. Выводы 42

Глава 2. Теоретические модели повышения эффективности механизированных работ в отрасли растениеводства 43

2.1. Моделирование влияния климатической адаптивности машинной системы на формируемые технологические линии 43

2.2. Моделирование влияния климатических факторов на эксплуатационные свойства машинных агрегатов 56

2.3. Моделирование климатической адаптивности машин к условиям зернового подкомплекса 61

2.4. Энергоэкономическое моделирование оптимизации механизированных технологических линий в зависимости от пространственных и климатических факторов 68

2.5. Выводы 72

Глава 3. Методика исследований по эффективности машинных работ в растениеводстве в условиях климатической адаптивности технологий 73

3.1. Показатели эффективной эксплуатации машинных систем при климатической адаптации технологий 73

3.2. Методика формирования механизированных операций 78

3.3. Методика агрегирования энергетических и сельскохозяйственных машин 82

3.4. Методика формирования технологического элемента машинной системы 84

3.5. Методика формирования структуры механизированных операций в условиях Красноярской лесостепи 98

3.6 Выводы 105

Глава 4. Результаты исследований по формированию структуры механизированных звеньев производства зерна 106

4.1 Влияние климатических факторов на эксплуатационные свойства машин, агрегатов и технологических линий 106

4.2. Предлагаемая классификация факторов влияния климата по воздействиям на производительность машин 111

4.3. Предлагаемая классификация механизированных операций по климатической адаптивности машин 117

4.4. Инновационная структура механизированных операций с учетом адаптации к пространственным и климатическим факторам 123

4.5. Выводы 133

Глава 5. Технико-экономические показатели и результаты формирования эффективной структуры механизированных звеньев в условиях климата Красноярской лесостепи 135

5.1. Расчет эксплуатационных и энергетических эквивалентов машинной системы в условиях Красноярской лесостепи 135

5.2. Разложение существующей и проектируемой структур машинной системы на технологические элементы 139

5.3. Оценка эффективности преобразования структуры механизированных операций в растениеводстве 145

5.4. Отношение экономических и энергетических показателей эксплуатационных издержек 146

5.5. Определение экономического эффекта от введения инновационной структуры механизированных операций в зоне Красноярской лесостепи 148

5.6 Выводы 149

Общие выводы 151

Библиографический список 153

Приложение 169  

Введение к работе:

Актуальность темы. Технический прогресс в развитии сельскохозяйственных технологий поставил задачу создания систем исключительно высокой точности и минимальной сложности. Эффективная структура полевых механизированных операций зернового комплекса АПК Красноярского края должна быть увязана с перспективной структурой посевных площадей, системой севооборотов и удобрений, энергосберегающей технологией возделывания и уборки сельскохозяйственных культур, их энергопродуктивностью, материально-техническими ресурсами, производственными и климатическими условиями сельскохозяйственных территорий. Климатическая адаптивность машинной системы в отрасли растениеводства зависит от амплитуды колебаний влажности, радиации и температуры. Следовательно, применяемый способ укомплектования технологических линий и формирования структуры механизированных операций должен обеспечивать выполнение полевых машинных работ в оптимальные агротехнические сроки с наименьшими потерями урожая зерновых культур и с наибольшей нагрузкой машинной системы зернового комплекса.

Степень приближения к оптимальному уровню при расчете структуры машинно-тракторного парка зависит от климатической адаптивности технологических линий, отражающей природные условия производства. Внедрение новой системы машин требует определенного периода времени, в течение которого старые машины постепенно заменяют новыми с заданным эксплуатационным резервом.

Опыт показывает, что новая техника в первый период ее освоения в эксплуатации дает несколько заниженные по сравнению с расчетными показатели по производительности, экономичности, а во многих случаях и по качеству работы.

По мере освоения машины указанные показатели постепенно повышаются, достигая расчетного уровня, а в дальнейшем могут и перекрывать его. Процесс освоения новой техники требует определенного времени, что зависит от ряда факторов: квалификации кадров, организации производства и др.

Теоретической и методологической базой исследований явились труды отечественных и зарубежных учёных: П.И. Коха, Н.В. Цугленка, В.П. Горячки-на, Б.А. Линтварева, Ю.К. Киртбая, С.А. Иофинова, М.Е. Артемова, В.А. Ушанова, У. Джексона, в которых рассматривались варианты повышения эффективности использования машинного парка и формирования структуры полевых механизированных операций.

В работах А.Г. Баштового, В.А. Ушанова предложены схемы формирования транспортных технологических линий уборки зерновых культур на основе сочетания использования тракторов, комбайнов-и подборщиков. Установлено, что качественная потребность в технике обеспечивается материальными ресурсами АПК недостаточно - на уровне 50!,2%, что сдерживает внедрение инновационных технологий производства зерна на основе современной энергонасыщенной техники.

При расчете, как показал М.Е. Артемов, необходимо учитывать коэффициент технической готовности парка, поскольку часть машин неизбежно простаивает на ремонте или сложном техническом.уходе.

Величина этого коэффициента зависит в значительной мере от уровня ор-ганизации инженерно-технической службы и находится в пределах 0,85-0,90. Особо тщательно должны быть обоснованы сроки выполнения работ.

Специализация и концентрация производства на базе межхозяйственной кооперации позволяют значительно увеличить площади возделывания и повысить эффективность производства.

Если одни и те же машины используют при возделывании разных культур, это позволяет снизить удельные капиталовложения в 1,5-3,5 раза по сравнению с тем случаем, когда комплексы машин используют на возделывании только одной культуры. Для снижения себестоимости возделывания культур необходимо уделять должное внимание рациональному их сочетанию по срокам выполнения производственных процессов, а также подбору и применению универсальных машин. Такое решение требует многовариантного расчета, что связано с большим объемом вычислений.

Существуют многочисленные способы и их варианты для расчета оптимальной структуры машинно-тракторного парка с применением аналитических моделей и ЭВМ.

Это достигается исключением из разработки таких машин и агрегатов, применение которых заведомо нецелесообразно по агротехническим, технико-эксплуатационным и экономическим показателям; объединением одноименных работ, включенных в технологические комплексы возделывания разных культур при условии выполнения их агрегатами одинакового состава; декомпозицией общей модели на отдельные части и делением каждой составляющей модели на отдельные элементы.

Методы определения оптимального состава машинно-тракторного парка предусматривают выбор такой структуры механизированных операций и количественного состава по маркам машин, который обеспечивает выполнение заданных объемов работ в агротехнические сроки при любых колебаниях климатических факторов. Общий методический недостаток применяемых методов, как показали А.Б. Бодман, П.И. Кох, в том, что все они предполагают наиболее эффективное использование только одного ресурса производства — техники, но не учитывают факторы колебания погоды. Проблема определения оптимального состава парка энергетических машин и потребности в механизаторских кадрах должна рассматриваться как задача совместной оптимизации этих основных ресурсов сельскохозяйственного производства. Однако, как показано в исследованиях С.А. Иофинова, недостаточно учитываются потребность в механизаторских кадрах и их годовая загрузка, а также издержки, возникающие при недостатке механизаторов и при их избытке.

Нормативы потребности в тракторах и самоходных машинах на 1000 га посевной площади должны быть пересмотрены с учетом поступления современной отечественной и зарубежной техники на 100000 га, которые рассчиты 8 вают по наиболее напряженному периоду и устанавливают не по отдельным видам сельскохозяйственных работ, а по основным укрупненным напряженным периодам выполнения комплекса работ для тракторов общего назначения.

Следовательно, чтобы обеспечить высокую экономическую эффективность технологической линии, необходимо стремиться к возможно длительному ее использованию, и в первую очередь наиболее дорогостоящих универсальных машин. По мере роста энергонасыщенности технологических линий все больший энергетический и экономический эффект будет давать замена специальных машин универсальными, у которых значительно более дорогая энергетическая неходовая часть будет более полно использоваться в течение года как база для навески рабочих машин.

Возможность широкого применения универсальных машин в технологических линиях определяется, и в определенной мере; ограничивается природными и климатическими условиями, организацией отрасли и производственных процессов, технологией, производства.

Цель работы. Разработать модели формирования структуры механизированных звеньев производства зерна в условиях Красноярской лесостепи для повышения энергетической и экономической эффективности.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

Дать анализ современного состояния вопроса эффективности механизированных работ в отрасли растениеводства в условиях резко континентального климата Красноярского края.

Разработать модели повышения эффективности полевых механизированных звеньев производства зерна.

• Разработать методику исследований по эффективности машинных работ в растениеводстве и программу расчета на ЭВМ по основным показателям механизированных работ, адаптированных к условиям Красноярской лесостепи. • Провести исследования по формированию эффективных механизированных звеньев растениеводства, адаптированных к условиям Красноярской лесостепи.

• Определить технико-экономические показатели и провести исследования по формированию эффективного производства зерна в сельскохозяйственных районах Красноярской лесостепи.

Объект исследования. Механизированные звенья зернового комплекса и технологические линии производства зерна в Красноярском крае.

Предмет исследования. Зависимости технологических, энергетических и временных параметров, используемых механизированных звеньев производства зерна от климатических условий сельскохозяйственных территорий и применяемых агротехнологий в Красноярской лесостепи.

Методы исследования. Использованы методы системного анализа, теории случайных процессов и классическая теория эксплуатации машинно-тракторного парка и машинных систем в АПК. Использованы также математические модели, аппараты алгебры и линейного программирования, система компьютерной математики Maple.

Научная новизна. Впервые на основе методологии системного анализа, критерия сопряжения материальных и энергетических потоков разработаны модели и построены расчетные схемы оптимизации структуры полевых механизированных операций зернового комплекса в условиях резко континентального климата.

Предложен новый теоретический подход исследования эффективности человеко-машинных систем - оценка эксплуатационной адаптивности структуры механизированных звеньев к условиям Красноярского края. Разработаны аналитические модели и система программ для исследования по формированию эффективных машинных систем в зерновом комплексе Красноярского края.

Разработаны программы формирования структуры полевых механизированных операций зернового комплекса на пахотных землях сельскохозяйственных районов Красноярского края в условиях резко континентального климата: «Эксплуатация машинных систем», «Энергоэкономическое прогнозирование структуры землепользования», «Гармонический анализ поля суммарной солнечной радиации на территории Красноярского края», «Квазипериодическая модель суммарной солнечной радиации», «Модель прогнозирования поля суммарных осадков», «Прогнозирование поля урожайности зерновых культур», «Модель урожайности яровой пшеницы в структуре звеньев полевых севооборотов на выщелоченных черноземах», «Агроэкологические технологии ведения сельского хозяйства Красноярского края», «Прогнозирование состояния зернового комплекса в системе агротехнологий растениеводства», - зарегистрированные Федеральным институтом промышленной собственности в виде девяти свидетельств Роспатента.

Практическая значимость работы. Программа «Эксплуатация машинных систем» для расчета технологических параметров машинных работ использована в сельскохозяйственных районах Красноярского края. Основные резуль-таты исследования используются научно-исследовательским и проектно-изыскательским институтом по землеустройству ОАО «ВостСибНИИгипрозем» и в учебном процессе ФГОУ ВПО КрасГАУ. 

На защиту выносятся:

• модели повышения эффективности полевых механизированных звеньев производства зерна и построения эффективной структуры технологических звеньев в зависимости от их климатической адаптивности на основе сопряжения стохастических и энергетических методов исследования;

методика и результаты расчета экономического эффекта от проектирования структуры механизированных звеньев производства зерна в условиях Красноярской лесостепи;

результаты расчетов и предложения по преобразованию структуры механизированных звеньев производства зерна в условиях Красноярской лесостепи. Апробация. Основные результаты диссертации представлялись и обсуждались на международных, всероссийских, региональных и внутривузовских научных конференциях, в том числе: международная студенческая конференция «Молодежь и наука XXI века» (Красноярск, 2001); международная студенческая конференция «Молодежь и наука XXI века» (Красноярск, 2002); региональная студенческая конференция «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2002); региональная студенческая конференция «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2003); XLII научно-техническая конференция ЧГАУ, Челябинск, 2003; всероссийская научно-практическая конференция посвященная 50-летию КрасГАУ (Красноярск, 2003); мейфегиональный студенческий научный фестиваль «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2002); всероссийская научная конференция «Энергетика и энергосбережение» (Красноярск, 2005); международная заочная научная конференция «Проблемы современной аграрной науки» (Красноярск, 2008), а также обсуждались на заседаниях совместного научно-практического семинара кафедры высшей и прикладной математики и Информационно-вычислительного центра «Математическое моделирование и оптимизация сельскохозяйственных технологий» 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 23 печатные работы [24, 26, 27, 39 9, 129-131, 136, 137, 139, 141,144, 145], в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций, и получено 9 свидетельств Роспатента об официальной регистрации программ для ЭВМ и базы данных [1-9].

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 24 таблицы. Список литературы содержит 151 наименование. Приложение представлено на 11 страницах.  


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net