Мироненко Валентин Григорович. Науково-технічні основи розробки засобів механізації з керованою якістю виконання технологічних процесів у рослинництві

Короткий опис

Мироненко Валентин Григорович. Науково-технічні основи розробки засобів механізації з керованою якістю виконання технологічних процесів у рослинництві : дис... д-ра техн. наук: 05.05.11 / Національний аграрний ун-т. - К., 2006.

Мироненко В.Г. Науково-технічні основи розробки засобів механізації з керованою якістю виконання технологічних процесів у рослинництві - Рукопис
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Національний аграрний університет. - Київ, 2006 р.
Одним з перспективних напрямів підвищення ефективності рослинництва є керований локально-дозований обробіток грунту та рослин.
Автором представлені теоретичні передумови і розроблена загальна методика удосконалення технологічних процесів та машин у рослинництві шляхом використання засобів оперативного керування якістю виконання робочих операцій; запропоновані алгоритми і моделі оперативного керування та критерії оптимізації цих процесів; відпрацьовані методичні основи створення і оцінки ефективності відповідних технічних засобів; розроблені вихідні вимоги та обґрунтовані конструктивно технологічні параметри засобів оперативного керування основними механізованими процесами рослинництва. Значна частина розробок уже впроваджена у виробництво.
Таким чином, у дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми підвищення ефективності технічного забезпечення процесів вирощування сільськогосподарських культур, які відображені у запропонованих науково-технічних основах розробки перспективних засобів механізації рослинництва з керованою якістю виконання технологічних процесів й реалізовані в інтегрованих МТА, що забезпечують вагомий економічний і екологічний ефект.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми підвищення ефективності технічного забезпечення процесів вирощування сільськогосподарських культур, які відображені у запропонованих науково-технічних основах розробки перспективних засобів механізації рослинництва з керованою якістю виконання технологічних процесів й реалізовані в інтегрованих МТА, що забезпечують вагомий економічний і екологічний ефект. Основними результатами виконаних досліджень є наступні:
1. Підвищення ефективності роботи засобів механізації вирощування зернових культур потребує застосування сільськогосподарської техніки нового покоління з оперативним керуванням якістю виконання технологічних операцій, що дозволяє, за певних умов, збільшити продуктивність машин до 20%, зменшити витрату палива на базових операціях до 30%, хімічних препаратів при догляді за рослинами до 70%, зерна при його збиранні до 67% та зумовлює зростання врожайності.
2. Для технічного забезпечення новітніх технологій вирощування зернових культур необхідна розробка інтегрованих машинно-тракторних агрегатів, що здійснюють основні технологічні процеси (обробітку грунту, посіву, внесення твердих мінеральних добрив, захисту рослин, збирання врожаю) на основі оперативного керування режимами та параметрами робочих органів машин з використанням результатів моніторингу стану поля і банку агротехнологічних даних.
3. Поточні відхилення показників стану об’єктів керування від заданих та параметри керуючих дій, спрямованих на усунення цих відхилень дозволяє визначати розроблена структура нового класу механіко-технологічних систем типу „людина засоби оперативного керування - машина - поле” з керованою якістю виконання базових механізованих процесів вирощування зернових культур, що реалізовано при обґрунтуванні змінних конструктивно-технологічних параметрів і режимів роботи ґрунтообробного (Т-150К+ПЛИ-5-35-І), для внесення добрив (МВУ-5Б-І), посівних (на базі СЗ-3,6А-І, АПП-6-І) і збирального (ДОН-1500-І) агрегатів.
4. Визначення поточних параметрів і режимів керування напрямом руху агрегатів та положенням робочих органів машин з обробітку грунту і внесення твердих мінеральних добрив для досягнення заданої якості виконання технологічних процесів забезпечується запропонованими математичними моделями перехідних процесів роботи цих агрегатів. Зокрема, при виконанні основного обробітку грунту без розриву технологічного процесу („за спіраллю”) інтегральним машинно-тракторним агрегатом Т-150К+ПЛИ-5-35-І відхилення криволінійних траєкторій суміжних проходів не перевищує 10%.
5. Для визначення доцільності застосування тих чи інших технічних засобів і ефективності альтернативних варіантів реалізації сучасних технологічних процесів запропонований комплексний метод формалізації, синтезу й інтегральної оцінки сільськогосподарської техніки з керованою якістю виконання технологічних операцій на різних етапах її створення. За розробленою „матрицею якості” технологічного процесу висіву зерна визначено раціональну структурно-функціональну схему інтегрованого посівного агрегату, що реалізована на базі сівалок СЗ-3,6А-І, АПП-6-І.
6. Експериментальними дослідженнями встановлено закономірності зміни агротехнічних і енергетичних показників роботи ґрунтообробних, посівних і збиральних агрегатів від їх конструктивно-технологічних параметрів і режимів із застосуванням розробленого універсального інформаційно-вимірювального обладнання (УПТВ-1), що забезпечує введення, обробку й безперервну реєстрацію поточної інформації під час лабораторно-польових досліджень від оператора, шести органів керування та 55 датчиків контролю робочих процесів інтегрального машинно-тракторного агрегату, параметрів технологічних матеріалів й стану середовища.
7. Розроблено вихідні вимоги й проведено науково-виробничу перевірку в сільськогосподарському виробництві інтегрованих машинно-тракторних агрегатів з керованою якістю виконання технологічних операцій:
обробітку грунту за криволінійною траєкторією без розриву технологічного процесу агрегатом Т-150К+ПЛИ-5-35-І,що дозволяє зменшити небезпеку ерозії грунту на додаткових 8-10% ріллі, яка знаходиться на схилових землях до 30, підвищити продуктивність на 16,2% та зменшити витрати пального до 10%;
посіву зернових культурагрегатомна базі сівалки СЗ-3,6А-І, завдяки якому довжина просівів зменшується майже в 20 разів і складає не більше 5,9 м, а продуктивність зростає до 4%;
внесення мінеральних добрив агрегатом на базі МВУ-5Б-І,що зменшує нерівномірність внесення технологічних матеріалів до 7%, витрати пального та технологічних матеріалів - на 15-20%, а також підвищує продуктивність до 25%;
збирання урожаю на основі комбайну ДОН-1500-І за рахунок якого втрати зерна не перевищують 0,5%, а також забезпечується побудова картограм поточної урожайності.
8. За результатами проведених досліджень впроваджені у сільськогосподарське виробництво інтегровані машинно-тракторні агрегати з оперативним керуванням процесу висіву насіння зернових культур на базі сівалки СЗ-3,6А-І з річним економічним ефектом 880-1100 грн на один агрегат та індикатори вологості зерна з економічним ефектом 980 1200 грн на один індикатор у рік. Використання механізованої технології внесення твердих мінеральних добрив з використанням інтегрованого машинно-тракторного агрегату на базі МВУ-5-І при вирощуванні зернових культур на дослідному полі забезпечило скорочення на 11% витратних матеріалів на при річному економічному ефекті понад 70 грн./га.
9. Розроблено механіко-технологічні основи технічного забезпечення новітніх технологій землеробства, в основу яких покладено локально-дозований обробіток характерних ділянок поля комплексом інтегрованих машин з керованою якістю виконання технологічних операцій з використанням відповідних картограм стану полів і рекомендованих норм внесення витратних матеріалів, що забезпечують при вирощуванні зернових культур річний економічний ефект на рівні 170 650 грн. на один гектар.
10. Очікуваний річний економічний ефект від комплексного впровадження інтегрованих машинно-тракторних агрегатів з керованою якістю виконання технологічних процесів при вирощуванні зернових культур за новітніми механізованими технологіями на 10% від загальної посівної площі в Україні становить близько 120 млн. грн.