1.Теоретические основы энергоемких технологий использования тракторов
1.1 Характеристика и классификация МТП.
Сельскохозяйственное производство отличается не только высокой потребностью в транспорте, но и большим разнообразием грузов (до 250 видов). Общий годовой объем перевозок в сельском хозяйстве страны составляет около 4 млрд т и в расчете на 1 га пашни - более 35 т (с учетом внутрихозяйственных и внехозяйственных перевозок).
В общих затратах труда на производство сельскохозяйственной продукции транспортные и погрузочно-разгрузочные работы составляют 40...45%, а затраты энергии - до 50%. Третья часть денежных затрат хозяйств, связанных с приобретением и обслуживанием техники, приходится на транспортные и погрузочные машины. Из всех затрат в сельском хозяйстве на транспорт (автомобильный и тракторный) приходится 14%.
Применяемые в сельском хозяйстве автомобили и колесные тракторы выполняют транспортные работы в объемах с соотношением соответственно 3:2. При этом тракторы осуществляют преимущественно внутрихозяйственные перевозки, а автомобили - внехозяйственные и частично внутрихозяйственные, в основном - технологические.
За годы реформ численность транспортных средств сократилась на 32...35%. Но тракторы как универсальное энергетическое средство в связи с сокращением парка стали чаще применять в технологических процессах. Соответственно доля тракторов в общем объеме перевозок сократилась с 40 до 28%. В результате увеличилась нагрузка на автомобильный парк.
Число автомобилей на 1000 га пашни ежегодно снижается и составило в 2011 г. лишь 4,3 единицы. Кроме малочисленности автопарка автомобили часто не отвечают требованиям сельскохозяйственного производства. Поэтому важно не только совершенствовать транспортные средства, но и эффективно их использовать, снижать энергозатраты на производство сельхозпро-дукции.
Сельскохозяйственные прицепы классифицируют по назначению и конструктивным признакам.
По назначению прицепы делятся на универсальные и специализированные (для массовых перевозок однотипных грузов).
Универсальные - это прицепы-самосвалы и большинство прицепов с бортовыми платформами. Применение надставных бортов позволяет исполь зовать их на самых разнообразных транспортных работах при перевозке грузов различной плотности.
Специализированные прицепы необходимы для выполнения многих видов транспортных работ в связи с растущей кооперацией и специализацией производства. Большое распространение получили машины для внесения органических и минеральных удобрений, кормораздатчики, прицепы-цистерны для перевозки жидких комплексных удобрений.
При правильном использовании специализированный подвижной состав в отличие от транспортных средств общего назначения выполняет транс-портно-технологические работы с меньшими затратами трудовых, энергетических и материальных ресурсов. Однако специализация приводит к усложнению конструкции, увеличению материалоемкости и стоимости технических средств, а также к резкому сокращению номенклатуры выполняемых работ.
Организация транспорта также влияет на конструкцию прицепов. Так, широко используют прицепы-перегрузчики для доставки удобрений к машинам, их внесения с последующей загрузкой и ряда других работ. Это снижает число погрузочных операций, их трудоемкость.
Прицепы в отличие от полуприцепов оборудованы поворотным устройством (с поворотным кругом или цапфами) для улучшения маневренности. Прицепы с поворотным кругом проще в обслуживании, прочнее и надежнее. Их недостатки - малая устойчивость при повороте на 90° и сравнительно большая конструктивная высота. Прицепы с поворотными цапфами применяются в горных районах, где необходима повышенная устойчивость при работе на склонах.В сельскохозяйственном производстве наибольшее распространение получили колесные тракторы класса тяги 0,6...5 (Т-25, Т-40, Т-50, ЮМЗ-6, МТЗ-50, МТЗ-52, МТЗ-80, МТЗ-82, Т-150Ки К-701). Они имеют высокие скоростные данные (до 35 км/ч), оснащены пневмосистемой для торможения прицепов и осветительной аппаратурой, широко применяются на транспортных работах, особенно в тяжелых дорожных условиях наравне с грузовыми автомобилями.
На транспортных работах с колесными тракторами используются универсальные прицепы и полуприцепы грузоподъемностью от 2 до 14,5 т. Они предназначены для перевозки насыпных и навалочных сельскохозяйственных грузов (зерновые культуры, корнеплоды), минеральных, жидких комплексных и органических удобрений, строительных материалов, сена, сенажа, соломы.
Следует рационально использовать наличный состав автомобильного парка: наращивать борта и максимально загружать автомобили, применять пологи, использовать прицепы и полуприцепы, снижать долю холостых пробегов и четко планировать перевозки грузов.
Необходимо также проверять состояние дорог и переездов на пути к объектам постоянного транспортного обслуживания, создавать дублирующие проезды в ненадежных местах, своевременно проводить ремонтные работы на постоянной дорожной сети.
Для обеспечения высокого уровня технической готовности автопарка необходимы регулярное техническое обслуживание подвижного состава, качественные плановый и заявочный ремонты, особенно ходовой резины, поддержание необходимой численности обменного фонда узлов и агрегатов, работа с личным составом водителей и ремонтников, повышение квалификации, совмещение профессий, ликвидация аварийности и нарушений правил дорожного движения.
Для транспортировки продукции от самоходных уборочных машин применяют преимущественно автомобили. При этом происходят уплотнение и эрозия почвы, увеличиваются энергозатраты на ее обработку (пахота, рыхление). В соответствии с требованиями ГОСТа 26955-86 допустимое давление ходовых систем транспортно-технологических средств на почву не должно превышать 0,2 МПа. Все существующие грузовые автомобили (кроме «Урал-5557») создают давление на почву в пределах 0,4...0,7 МПа. Из всех автомобилей, поставляемых сельскому хозяйству, только «Урал-5557» может временно работать с пониженным давлением в шинах (0,15 МПа). Доля автомобилей «Урал» в автопарке агропромышленного комплекса составляет только 3 %. Поэтому в сельскохозяйственном производстве сейчас применяют перегрузочные технологии, которые имеют также свои недостатки: несогласованность в работе уборочных и транспортных машин, значительные их простои и снижение производительности.
Перевозка зерна по схеме «поле-ток» должна осуществляться в основном автопоездами, которые будут входить в состав уборочно-транспортных средств.
В результате анализа исследований и изучения опыта передовиков установлено, что перспективными являются две схемы перевозки зерна с помощью специализированных автомобилей.
По первой схеме тракторные прицепы-перегрузчики забирают зерно от комбайнов, доставляют его на край поля и перегружают в автопоезда-самосвалы грузоподъемностью 15...20 т. При перевозке зерна на автомобилях с прицепом до 30% времени будет затрачиваться на простои автопоезда на краю поля.
Время простоя можно сократить вдвое, если организовать перевозку зерна по второй схеме. При этом для забора зерна от группы комбайнов применяют оборотные автотракторные полуприцепы грузоподъемностью 25...28 т. Полуприцеп перемещают трактором к комбайнам, заполняют зерном и доставляют на край поля. Прибывший автотягач оставляет на краю поля порожний прицеп и забирает груженый.
Применение автомобилей с оборотными прицепами грузоподъемностью 28т вместо существующих автомобилей ГАЗ-53Б или ЗИЛ-ММЗ-554, осуществляющих прямые перевозки «комбайн-ток» позволит в 4...5 раз снизить количество транспортных средств.
В технологических перевозках значительный удельный вес занимают зеленые корма, имеющие малую плотность (0,15...0,4 т/м ). Для перевозки зеленой массы потребуются транспортные средства с кузовом большой вместимости (100... 150 м3).
На перевозке продовольственного картофеля широкое применение должны найти контейнеры. Внедрение контейнерного способа перевозок картофеля предусматривает использование автомобилей общего пользования грузоподъемностью до 22 т.
Специализированный автотранспорт нужен для доставки картофеля от комбайнов на сортировальные пункты, а также на поле для загрузки его в картофелесажалки. В период уборки картофеля транспорт используют обычно в плохих погодных условиях, поэтому для этих работ нужны автомобили повышенной проходимости.
По сравнению с автотранспортом тракторный транспорт стал обходиться в 3 раза дороже. Такое положение сложилось в результате несоответствия грузоподъемности прицепов и мощностей тягачей (колесных тракторов). За последние 15 лет мощность большинства колесных тракторов возросла в 1,4...2 раза, а грузоподъемность прицепов осталась на прежнем уровне. Это приводит недоиспользованию мощности двигателей на 35...50 %, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях трак торных перевозок. По данным ВИМа, на перевозку каждой тонны грузов прицепами ограниченной грузоподъемности перерасходуется 0,5 кг топлива. Поэтому целесообразно ускорить замену существующих прицепов на новые в пределах, указанных в таблице.
В Нечерноземной зоне страны внутрихозяйственные перевозки часто выполняют в тяжелых дорожных условиях. Вывозка груза с поля приводит к сильному уплотнению почвы.
С целью снижения эрозионного воздействия движителей на почву и сокращения количества их проходов по полю ВИМ создал новый низкорамный прицеп с платформой на шинах низкого давления.
Минимальная высота платформы (200 мм) позволяет вручную загружать контейнеры овощами. Универсальность полуприцепа дает возможность более эффективно использовать трактор МТЗ-82 даже в условиях арендного подряда.
В системе машин отсутствует универсальный прицеп, предназначенный для перевозки невейки, хлебной массы и грубых кормов. Для доставки невейки нужен прицеп вместимостью 30...35 мЗ с боковой выгрузкой, его погрузочная высота не должна превышать 2800 мм.
Поскольку высота прицепа ограничена, его длина должна быть не менее 600 см. Такой прицеп несложно переоборудовать в емкость (до 65 мЗ) для перевозки хлебной массы или семян трав на стационар. Применение прицепа-емкости со стенкой уплотнения позволит увеличить его вместимость до 90 мЗ. Новый универсальный прицеп заменит прицепы вместимостью 30...35 м , прицеп 2ПТС-4 с кузовом вместимостью 45 м3 и полуприцеп самосвал при перевозке грузов плотностью от 0,4 до 0,8 т/м .
Для перевозки груза в экстремальных условиях платформу можно оснастить гибким ограждением воздушной подушки. Грузоподъемность платформы на воздушной подушке может быть 5...6 т, при давлении колес на почву не более 0,6 МПа. Применение платформы на воздушной подушке в условиях избыточного увлажнения позволит вывозить урожай зерновых и кормовых культур при влажности почвы 0,9%. Одними из новых транспортных средств являются сменные кузова-контейнеры. Это легко и быстро отделяемая от шасси часть транспортного средства, устанавливаемая на землю для выполнения погрузочно-разгрузочных операций и временного хранения грузов. В сельском хозяйстве грузы накапливаются и реализуются постепенно. Причем перевозки носят явно выраженный сезонный характер. При этом становится целесообразным отделить более дорогостоящее шасси от кузова и этим резко снизить потребность в грузовых шасси.
В системе машин автомобиль со сменными кузовами приобретает новое качество: одно и то же шасси в течение рабочего дня может перевозить разные грузы, поэтому не требуется специализированный транспорт. Применение сменных кузовов в сельском хозяйстве позволит снизить транспортные затраты на 25...40%, уменьшить потребный парк автомобилей на 10... 15% и резко снизить простои уборочной техники.
В настоящее время учет количества транспортируемой продукции, загрузки транспортных средств производится только на весовых пунктах, поэтому значительно снижается эффективность использования подвижного состава. Для ее повышения должны быть разработаны компактные электронные устройства, способные фиксировать вес заполняемого груза как при стоянке транспортного средства, так и при движении в процессе загрузки от уборочных машин. Учитывая наметившуюся тенденцию к структурным изменениям в производственных отношениях на селе (аренда, кооперация, крестьянские и фермерские хозяйства и др.) целесообразно разработать малогабаритный автомобиль-тягач сельскохозяйственного назначения грузоподъемностью 1 т, тягового класса 0,6 с устройством для выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Автомобиль-тягач заменит трактор Т-З0А, автомобиль УАЗ-452Д и шасси Т-16М с погрузчиком ТГ-0,2, что позволит снизить металлоемкость в 2,3 раза. Годовой экономический эффект от внедрения автомобиля-тягача сельскохозяйственного назначения составит 12000 руб. Такое мобильное средство могут использовать в хозяйствах для перевозки и разгрузки зерна, кормов, а также для внесения удобрений и обработки почвы.
1.2 Организация оптимизации МТП
Использование техники в крестьянских хозяйствах (КХ) имеет свои особенности. Поэтому, несмотря на то, что накоплен богатейший опыт интенсификации этого процесса в крупных хозяйствах, в современных условиях механически перенести его в крестьянские объединения невозможно.
Основные причины прежде всего следующие. Несоответствие объемов механизированных работ и технического оснащения для их выполнения. Если в крупных хозяйствах такой фактор и имеет место, то носит или временный характер, или может быть устранен использованием технических средств, сходных по технологическому назначению. В подавляющем же большинстве крестьянских хозяйств он будет присутствовать., практически, постоянно. Невозможно в рамках отдельного крестьянского хозяйства технически обеспечить технологию возделывания всех культур, необходимых для реализации классических севооборотов.
Недостаточная квалификация фермеров по вопросам эксплуатации ремонта и обслуживания машинно-тракторного парка. В крупных хозяйствах па проблема решается целенаправленной кадровой политикой руководства. В крестьянском же, если его глава не способен или не может быть механизатором, то от этого уже никуда не уйдешь, а для найма квалифицированного тракториста средств, как правило, нет. В результате, например в Тамбовской области, только 20% глав крестьянских хозяйств имеют квалификацию механизатора. Объясняется это сохраняющимися до настоящего времени относительно высоким социальным статусом и сравнительно большой оплатой груда квалифицированных механизаторов в общественном производстве.
Последующая, в основном, выполняется только по окончании предыдущей из-за недостатка техники, прежде всего тракторов, и опять же квалифицированных механизаторов, что предопределяет грубейшие нарушения технологий производства.
Многофункциональное интенсивное использование энергетических средств. При несбалансированном парке их (тракторов) они используются не только на полевых механизированных работах, но и как автономные для привода генераторов, кормодробилок, бетономешалок, в качестве грузоподъемных и транспортных средств и т. п.
Низкая интенсивность использования технологических средств. Это обусловлено небольшими объемами однотипных механизированных работ, а также отсутствием комбинированных сельскохозяйственных машин.
Отсутствие производственно-технической инфраструктуры по обеспечению работоспособного состояния машин и механизмов. В настоящее время практически нет крестьянских хозяйств, в которых имеются хотя бы самые примитивные наборы ремонтно-технологического оборудования, средств технологической настройки машин и механизмов, площадки с твердым покрытием для межсменной стоянки и хранения техники, помещения для ее ремонта и обслуживания, оборудованные должным образом склады нефтепродуктов.
Кроме отмеченных организационно-технологических и технических особенностей использования техники в крестьянских хозяйствах, следует особенно подчеркнуть и то, что машины и механизмы в них являются не только средствами обеспечения процессов производства с/х продукции, но, в немаловажной степени, это и сфера капиталонакопления. Именно вложения в технику рассматриваются фермерами как один из способов сохранения денежных средств от инфляции. Для них автомобили и тракторы являются последней надеждой на выживание. Немало фермеров прямо заявляло о том, что надеются, продав технику, хотя бы сохраниться. Важно и то, что при отсутствии целостной программы становления и развития фермерского движения в России, приобретение техники по льготным кредитам хоть в какой-то мере позволяло бы ощутить им действительно поддержку со стороны государства.
Обследования показали, что в настоящее время затраты на приобретение машин и механизмов составляют 91% от всех капиталовложений в крестьянских хозяйствах.
Если сопоставить вложения в технику с объемом произведенной валовой продукции, то становится ясным, что в основном она приобретается за счет различной финансовой поддержки государства. В среднем за анализируемый период российские фермеры тратили на приобретение машин и механизмов в 1,27 раза больше, чем получили валовой выручки от реализации собственно сельскохозяйственной продукции. Однако такое гипертрофированное соотношение не тюзволило ^обеспечить приемлемый уровень оснащенности крестьянских хозяйств даже минимально необходимым машинно-тракторным парком.
По нашим оценкам, для обеспечения минимальной потребности в сельскохозяйственной технике каждое из крестьянских хозяйств должно иметь машин и механизмов на сумму, не менее 130 млн руб. (в ценах 1997 г.).
В среднем на одно крестьянское хозяйство следует дополнительно затратить 106,9 млн руб., что составляет от уже произведенных капитальных вложений 462,8%.
Недостаток техники - причина того, что доля технологических операций, фактически выполняемых в крестьянских хозяйствах, не превышает 40,9%, причем 71,25% их выполняется с нарушением агротехнических сроков.
По результатам обследований в тех же крестьянских хозяйствах Центрального Черноземья установлено, что фактическая часовая производительность машинно-тракторных агрегатов составляет 56% от нормативной.
Специфические особенности машиноиспользования, а также фактическое экономическое положение обусловливают необходимость особого подхода к формированию машинно-тракторного парка в крестьянских хозяйствах. При определении структуры и его состава необходимо учитывать не только обязательность выполнения требуемых агротехнических мероприятий в установленные сроки, но и необходимость технического и энергетического обеспечения всего комплекса производственных, транспортных и бытовых потребностей.
Важным ограничением при этом, является дефицит финансовых средств, что заведомо предопределяет невозможность сразу сформировать оптимальный парк машин и механизмов. Поэтому необходимо рассматривал» процесс его формирования как долговременную задачу, решаемую поэтапно на протяжении всего периода становления крестьянского хозяйства.
С практической точки зрения это условие означает необходимость приобретения в первую очередь таких энергосредств, и прежде всего тракторов, которые обеспечивают эффективное и качественное выполнение самых энергонасыщенных технологических операций. С учетом преобладающего в крестьянских хозяйствах последовательного выполнения основных полевых работ, когда календарный срок отдельных намного меньше агротехнического, в них необходимо иметь не менее, как считают некоторые специалисты, а более производительную технику.
Вот почему оказались неудачными попытки использования в крестьянских хозяйствах Тамбовской области двухрядных картофелесажалок, прицепных зерноуборочных комбайнов, однорядных копателей картофеля м. комплексов для уборки сахарной свеклы (ВВУН). Именно из-за скудности энергетического потенциала, немногопрофильного использования оказалась бесперспективной малогабаритная техника.
Рассматривая традиционные способы повышения производительности машинно-тракторных агрегатов, следует отметить, что в крестьянских хозяйствах крайне сложно обеспечить при 'недостатке квалифицированных механизаторов двух- или трехсменную их работу. В то же время по своим физиологическим возможностям человек не в состоянии сохранять нормальную работоспособность более 10... 12 ч в сутки.
Крайне ограничены возможности повышения - производительности машинно-тракторных агрегатов за счет увеличения рабочих скоростей, применения широкозахватных агрегатов из-за небольших площадей земельных наделов.
Решение этой проблемы - использование универсальных и комбинированных сельскохозяйственных машин,, что позволяет снизить капиталовложения на 14... 19%, затраты труда на 12...17%, текущие эксплуатационные затраты на 13...20%. Однако практическая реализация -того направления возможна лишь в достаточно отдаленной перспективе.
Основной резерв повышения эффективности эксплуатации сельскохозяйственной техники в крестьянских хозяйствах в настоящее время многие специалисты, и не без основания, видят, прежде всего, в совершенствовании организации этого процесса. Связывается это с различными формами копией граций ее в процессе использования. Здесь не может быть принципиальных разногласий, но что касается реального воплощения такого подхода, то оно значительно сложнее. Прежде всего, концентрация техники однозначно дает только снижение удельной себестоимости производства.
В последнее время немало надежд связывается с созданием машинно-технических станций (МТС), которые должны кардинально решить прочисле и в крестьянских хозяйствах. Однако, по нашему мнению, не вес так просто, как кажется. В формировании цены на механизированные работы принимают участие несколько субъектов хозяйственных связей. В зависимости от формы организации такого предприятия определяется приоритет , того или иного.
По этому очень важным является определение статуса МТС. Принципиально, чтобы МТС рассматривалась не как коммерческое предприятие, а. прежде всего, как средство оказания реальной и целенаправленной поддержки государством сельских товаропроизводителей. Но если государство- в настоящее время не может создать условия, позволяющие каждому сельскому товаропроизводителю вести расширенное воспроизводство со всей требуемой техникой, то, естественно, те немногие полученные средства надо использовать максимально эффективно.
Крупные размеры землепользования в сельскохозяйственных предприятиях Поволжья, низкая их обеспеченность трудовыми ресурсами и техникой и быстрое нарастание суммы среднесуточных температур весной требуют сжатых сроков проведения работ, что возможно лишь при условии использования высокопроизводительных, энергонасыщенных тракторов и широкозахватных машин и орудий, более адаптированных к местным условиям.
Кроме того, резкое подорожание за годы реформирования техники, топливо-энергетических ресурсов и других средств производства требует экономного и бережливого их расходования, что обусловливает необходимость разработки и внедрения в производство более экономичных, низкозатратных технологий и применения более адаптированных к местным почвенно-клнматическим условиям технических средств. Поэтому крупный резерв повышения эффективности производства зерна - использование менее энергоемких и более производительных машин и агрегатов, существенно снижающих эксплуатационные затраты и удельные капиталовложения на гектар пашни.
Так, на культивации зяби с одновременным боронованием эксплуатационные затраты в зависимости от состава агрегата изменялись в 1,6 раза, а затраты груда - в 3,5 раза.
Причем замена обычных культиваторов КПС-4 в агрегате со сцепкой и боронами на широкозахватные бесцепочные агрегаты позволяет за счет роста производительности труда, снижения расхода топлива и удельных капиталовложений на гектар значительно снизить себестоимость работ. Так, использование тракторов ДТ-175С и К-701 с широкозахватными культиваторами КШУ-12 и КШУ-18 позволяет на 9,8-12,5 руб./га (21,8-22,5 %) снизить эксплуатационные затраты и на 62,2-65 руб./га (36-6,1 %) удельные капиталовложения на гектар пашни по сравнению с применением культиваторов КПС-4.
Заметное повышение производительности труда и снижение приведенных затрат обеспечивается также при аналогичной замене двух культиваторов КПС-4 в агрегате со сцепкой и боронами на базе трактора ДТ-75М в агрегате на широкозахватные бесцепочные культиваторы КПШ-8 и КУК-8. Аналогичные резервы снижения эксплуатационных и энергетических затрат на гектар пашни в зависимости от состава агрегатов имеются и на других видах обработки почвы и посеве зерновых.
В целом при проведении комплекса работ по обработке почвы и посеву зерновых различными агрегатами (лущение стерни на 6-8 см, вспашка зяби на 25-27 ем. двукратное снегозадержание, боронование, культивация - 6...8 см. посев и прикатывание) затраты труда на гектар пашни различались в 3,5 раза, эксплуатационные и приведенные затраты - в 1,7, расход топлива и удельные капиталовложения - в 1,6 раза.
