Повышение эффективности технологии уборки льна-долгунца путем оптимизации комплекса технических средств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Рудецкий, Сергей Валерьевич

• Рудецкий, Сергей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рудецкий, Сергей Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние льноводства в Северо-Западном регионе РФ.

1.1.1 Современное состояние отрасли.

1.1.2 Базовая и перспективные технологии возделывания льна и их техническое обеспечение.

1.2 Природно-климатические условия Северо-Западного региона

1.3 Краткий обзор работ по оптимизации КТС.

1.4 Цели и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ УБОРКИ ВЛАЖНОГО ЛЬНОСЫРЬЯ . 47 2.1 Принципы и критерии оптимизации комплекса технических средств уборки льна-долгунца.

2.2 Определение математической модели времени сушки влажного льносырья.

2.3 Сушка льнотресты в естественных условиях.

2.3.1 Кинетика сушки.

2.3.2 Сушка и увлажнение льнотресты в различных видах формирования.

2.3.3 Динамика сушки.

2.4 Алгоритм определения времени сушки.

2.5 Алгоритм формирования рационального комплекса технических средств.

2.6 Алгоритм оптимизации комплекса технических средств уборки влажного льносырья.

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Задачи экспериментальных исследований.

3.2 Программа и методика лабораторно-полевых экспериментальных исследований.

3.2.1 Оценка метеорологических условий.

3.2.2 Методика исследования продолжительности уборки влажного льносырья в различных видах формирования.

3.2.3 Определение влагосодержания льна.

3.2.4 Методика исследования процесса естественной сушки льнотресты.

3.3 Программа и методика производственно-хозяйственной проверки оптимального КТС.

3.3.1 Условия проведения полевых опытов.

3.3.2 Методика проведения полевых экспериментальных исследований.

3.4 Методика обработки опытных данных.

4 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ УБОРКИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА 111 4.1 Разработка программного обеспечения выбора оптимального комплекса технических средств.

4.2 Исходная информация к программному обеспечению выбора оптимального комплекса технических средств.

4.3 Алгоритм работы программы.

4.4 Инструкция по работе с программой.

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ИХ АНАЛИЗ.

5.1 Анализ результатов исследования процесса естественной сушки льносырья в различных видах формирования.

5.2 Результаты выбора оптимального КТС.

5.3 Результаты производственной проверки и адекватность принятой модели.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности технологии уборки льна-долгунца путем оптимизации комплекса технических средств»

В настоящее время во многих отраслях агропромышленного комплекса положение дел очень сложное. В полной мере это относится к производству и переработке льна.

Издавна лен считается древнейшей русской культурой, возделываемой на Псковских и Новгородских землях. В 12-15 вв. Псков и Новгород были главными производителями льна. Псковские торговцы продавали лен как на внутреннем рынке, так и за границей [131].

Однако в настоящий момент обстановка в льноводстве в целом по стране оставляет желать лучшего. Одновременно с резким снижением объемов производства наблюдается снижение качества льнопродукции. Номер тресты к 1998 году снизился до 0,75, соответственно средний номер трепального льна уменьшился до 10,0, а средний номер волокна до 2,55 [118]. Прямая зависимость качества урожая от погодных условий, значительные затраты ручного труда, приходящиеся в основном (80%) на уборку, обусловили снижение производства льна-долгунца. Немаловажное значение на спад производства оказало и то, что объем производимой мешковины и веревки из льноволокна низкого качества резко снизился в связи с появлением дешевых синтетических материалов.

Одной из причин качественных и количественных потерь льнопродукции является низкий уровень механизации уборочных работ. Уборка является важным этапом производства льна-долгунца, от нее зависит не только сохранение выращенного урожая, но и качество льносырья. Неблагоприятные погодные условия Северо-западного региона России, в котором производится более 20% льна-долгунца, приводят к значительному снижению качества льносырья в период уборки, следовательно, существенно влияют на получение урожая высококачественного волокна. Влажность льносырья в период уборки колеблется от 30 до 90%, а температура воздуха от 8 до 18 °С. Используемые в регионе базовые технологии уборки влажного льносырья практически не адаптированы к резко изменяющемся погодным условиям.

Выбор рационального варианта технологии позволяет значительно уменьшить снижение качества льносырья в период уборки [111]. Но в сложных погодных условиях снижение качества остается довольно существенным. В этих условиях только одновременная оптимизация комплекса технических средств уборки льна-долгунца способна дать дополнительный эффект.

К настоящему времени вопрос оптимизации комплекса технических средств уборки льна-долгунца к условиям производства Северо-Западного региона РФ практически не рассматривался, а работы по оптимизации комплексов для других культур не учитывают специфики производства льна. В связи с чем, учитывая резкий спад производства, вызванный рядом причин (в т.ч. большими затратами ручного труда) и снижение качества льносырья, очень важно выявить принципы и критерии оптимизации комплекса технических средств к условиям производства с целью снижения затрат труда и сохранения качества льносырья.

Для определения оптимального комплекса машин уборки влажного льносырья для сформированных рациональных вариантов технологии необходимо разработать алгоритм оптимизации КТС уборки влажного льносырья и программное обеспечение для выбора оптимального комплекса. Использование разрабатываемого программного обеспечения даст обоснование необходимости применения перспективных технологий и разработки новых технических средств.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Рудецкий, Сергей Валерьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Эффективность комплексов технических средств (КТС) уборки льна в значительной степени зависит от продолжительности времени, в течение которого льнотреста находится в состоянии кондиционной влажности.

2. В качестве критерия формирования КТС приинят критерий рациональности - отношение необходимого и фактического времени кондиционной влажности. Величина данного критерия не должна быть меньше 1.

3. Сформированный по принятому критерию КТС базовой машинной технологии не рационален при проведении уборки в сложных погодных условиях.

4. Разработан алгоритм оптимизации, который отражает изменение дохода и себестоимости за счет изменения качества льносырья и количества ТС.

5. Разработана модель процесса естественной сушки в различных видах формирования тресты. Адекватность модели составляет 80-84%.

6. Оптимизация КТС базовой машинной технологии в неблагоприятных погодных условиях при увеличении Ктс с 1 до 1,7 увеличивает доход в 1,2 раза и себестоимость в 1,11 раза. Прибыль при этом возрастает в 1,64 раза.

7. Использование КТС перспективных вариантов технологии позволяет изменить вид формирования для естественной сушки, что снижает время сушки и тем самым увеличивает рациональность данных КТС по сравнению с базовым.

8. Коэффициент влагопроводности при проведении естественной сушки в конусах в 6 раз больше, чем в ленте. В результате время сушки снижается в 3 раза, а фактическое время кондиционной влажности тресты увеличивается в 1,5 раза.

9. Увеличение Кхс во всех рассматриваемых комплексах более 1,7 не целесообразно, т.к. в этом случае приращение затрат превышает приращение дохода от сохранения качества тресты.

10. Проведенная оптимизация КТС позволила изменить рациональность выбранных ранее вариантов технологии.

152

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рудецкий, Сергей Валерьевич, 2004 год

1. Александров T.J1. Состояние и перспективы селекции льна-долгунца/ Льняное дело. Москва, 1994г. -№ 3 -с. 15. .18.

2. Антипин В.Г. Влияние сроков уборки на потери зерна и урожайность в зерноуборочных комбайнах. Научные труды. НИПТИМЭСХ, 1976. Т.20. С. 88-96.

3. Болотов A.C. Методические вопросы обоснования оптимальной потребности хозяйств в технике и механизаторах. Применение математических методов в исследованиях и разработке сельскохозяйственной техники. Зерноград, 1982. С. 63-70.

4. Бондаренко Н.Ф., Жуковский Е.Е., Мушкин И.Г. Автоматизированная система агрометеорологической информации для программирования урожая. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1979. № 10. С. 37-40.

5. Боярченкова М.М. Технология приготовления тресты на почвенных гребнях//Достижение науки и техники АПК. 1999г.- № 9 - С.22.26.

6. Браславец М.Е. Экономико-математические методы в организации и планировании сельскохозяйственного производства. М, 1971.

7. Булатов М.В. Льноводство Бельгии// Лен и конопля. — 1969. № 1. — С. 1921.

8. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М, Наука. 399 с.

9. Бухаркин В.И. и др. Новая льноуборочная техника в Западной Европе// Сельскохозяйственная техника за рубежом. — 1982. № 4. С. 9-14.

10. Быков H.H. Обоснование рационального варианта подбора тресты в условиях повышенного увлажнения. Сборник научных трудов ВНИИЛ, Торжок. 1983г., Вып 20, с 61-71.

11. Быков H.H., Луценко В.М., Смирнов В.И. Справочник механизатора-льновода. М.: Россельхозиздат, 1981. 238 с.

12. Важенин А.Н. Методологические основы прогноза начала уборки зерновых культур. Механизация сельскохозяйственного производства. М. 1974. С. 116-136.

13. Важенин А.Н., Горбунов Б.И., Юдинцев A.A. Выбор и обоснование модели прогнозирования использования техники на весенних полевых работах. Совершенствование методов использования и технического обслуживания МТП. Горький. 1983. С 15-23.

14. Вайнруб А.И., Гаубе В.А., Петухов Б.С. Индустриальная технология 'р производства льна. Ленинград, "Колос". 1984. - 135 с.

15. Валге А.М. Математическое моделирование технологических процессов сельскохозяйственного производства по экспериментальным данным. Методические рекомендации, Санкт Петербург — Пушкин, 1980. — 83 с.

16. Венедяпин Г.В., Кирбатая Ю.К., Сергеев М.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М. Сельхозиздат. 1963.

17. Виноградов В.И., Саклаков В.Д., Бутко В.Н. Методика обоснования оптимального состава и методов использования парка уборочных машин. Актуальные вопросы эксплуатации МТП. Челябинск. 1977. С. 16-24.

18. Горбунов Б.И., Уманский Я.Л. Возможность прогнозирования темпов полевых механизированных работ. Совершенствование методов организации использования машинно-тракторного парка. Горький. 1985. С 35-40.

19. Горячкин М.И. Экономическое обоснование способов механизации ■р сельскохозяйственного производства. М. Сельхозиздат. 1962.

20. Групповое использование машинно-тракторного парка. М.Т.Москалев, Д.П.Рябцев, В.М.Голубев, В.Г.Смирнов. Лениздат. 1979. 96 с.

21. Гусев A.A., Кульбаков В.А. Оптимизация МТП сельскохозяйственных предприятий. Оптимальное проектирование сельскохозяйственных производственных процессов. М. 1971. С. 64-76.

22. ГОСТ 24383-89 Треста льняная. Требования при заготовках.

23. ГОСТ 2975-73 Треста льняная.4 24. ГОСТ 28285-89 Солома льняная. Требования при заготовках.

24. Давитая Ф.Ф. Прогноз обеспеченности теплом и некоторые особенности сезонного развития природы. М. Гидрометеоиздат. 31 с.

25. Деревянко А.Н. Расчет сроков начала полевых работ и уборки яровых зерновых культур в Нечерноземной зоне Европейской территории РСФСР. Метеорология и гидрология. 1969. С. 74-77.

26. Драгайцев В.И. определение потребности колхозов и совхозов в сельскохозяйственной технике. М. Россельхозиздат. 1986. 68 с.

27. Еникеев В.Г. Формализация процедур оценки влияния стохастической природы условий функционирования на качество технической оснащенности сельскохозяйственного производства. Научные труды. ЛСХИ. 1981. Т.409. С. 7-13.

28. Журнал испытаний конусообразователя.

29. Жукевич К.И. Обоснование оптимальной потребности хозяйств в технике и механизаторах. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1972. № 12. С.

30. Жукович К.И. Методы экономической оценки сельскохозяйственных машин и технологий. Минск. Урожай. 1974.

31. Жуковский Е.Е. Метеорологическая информация и экономические решения. JI. Гидрометеоиздат. 1981. 301 с.

32. Завалишин Ф.С. Основы расчета механизированных процессов в растениеводстве. М. Колос. 1973. 318 с.

33. Залевский A.B. Определение потребности сельского хозяйства в технике методом норматив. М. Колос. 1971.

34. Инструкция по расчету потребности и оптимального использования сельскохозяйственной техники методами линейного программирования с применением ЭВМ. Новосибирск. 1965.

35. Иофинов С.А., Хабатов Р.Ш. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М. Колос. 1974. 480 с.

36. Иофинов С.А., Скробач В.Ф., Исаева Т.Т. Оптимальный состав МТА в технологических звеньях поточных линий. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1983. № 3. С. 33-35.

37. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М. Колос. 1984.351 с.

38. Кардаш В.А. Модели управления производственно-экономическими процессами в сельском хозяйстве. М. Экономика. 1981. 184 с.

39. Катченков С.А. Параметры и режимы работы подборщика, обеспечивающие эффективное формирование конусов льнотресты. Канд. дисс., Ленинград Пушкин., 1991.

40. Кашпура Б.И. комплексная механизация растениеводства на Дальнем Востоке. Благовещенск. 1978. 103 с.

41. Кемелев B.C. Исследование процессов комбайновой уборки зерновых культур в условиях Новосибирской области. Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск. 1979. 18 с.

42. Кильдишев Г.С., Френкель A.A. Анализ временных рядов и прогнозирование. М. Статистика. 1973. 104 с.

43. Кирбатая Ю.К. Основы теории использования машин в сельском хозяйстве. Киев. Машгиз. 1957. 278 с.

44. Кирбатая Ю.К. Организация использования машинно-тракторного парка. М. Колос. 1974. 288 с.

45. Кирбатая Ю.К. Резервы в использовании машинно-тракторного парка. М. Колос. 1982. 319 с.

46. Кононенко А.Ф., Каменский A.C. Автоматизированное управление уборкой сельскохозяйственных культур. М. Россельхозиздат. 1984. 120 с.

47. Копенкин Ю.И. Стохастические модели оптимального планирования сельскохозяйственного производства. M. ТСХА. 1981. 31 с.

48. Коренев Г.В., Тарасенко А.П. Прогрессивные способы уборки и борьба с потерями урожая. М. Колос. 1977. 175 с.

49. Корнев В.Г. Количество влаги от почвы. // Подпочвенное орошение. М. -Л. 1953. 80 с.

50. Косачев Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники. М. Колос. 1978.240 с.

51. Кравченко Р.Г. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве. М. Колос. 1978. 423 с.

52. Курносов А.П., Сысоев И.А. Вычислительная техника и экономико-математические методы в сельском хозяйстве. М. Финансы и статистика. 1982. 304 с.

53. Лапоть А.Ю. Действие удобрений на урожай и качество льна / льняное дело. М., 1994.-№1 с. 14. 16.

54. Липкович Э.И., Шабанов Н.И., Лаврухин A.A. Поточная уборка зерновых. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1983. № 8. С. 6-10.

55. Лисичкин В.А. Отраслевое научно-техническое прогнозирование. М. Экономика. 1971.231 с.

56. Лисунов Е.А. Оптимизация продолжительности уборки зерновых культур. Вестник сельскохозяйственной науки. 1985. № 10. С. 147-151.

57. Лубнин М.Г. Влияние агрометеорологических условий на работу сельскохозяйственных машин и орудий. Л. Гидрометеоиздат. 1983. 117 с.

58. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. Л. Кос. 1970. 375 с.

59. Лыков A.B. Теория сушки. М., 1968. 472с.

60. Мандрица В.М., Краев В.Н. Прогнозирование перевозок грузов в автомобильном транспорте. М., Транспорт. 1981. 151 с.

61. Можаров Б.П., Брауман А.И., Уборка льна в Западной Европе// Лен и конопля. 1985. - № 1. С. 37-39.Ф

62. Мухамеджанов Р.М. Повышение эффективности технологических систем в растениеводстве на основе учета сезонных условий. Автореферат канд. дисс. Н. Новгород., 2001.

63. Мухин С.П. Механизация уборки льна в странах Западной Европы// Достижение науки и техники АПК. 1998. - № 2. - с. 22-24.

64. Нефедов Б.Б., Остапко А.Т. Анализ и определение потерь от простоев Ф сельскохозяйственных агрегатов. Механизация и электрификациясоциалистического сельского хозяйства. 1966. № 3. С. 16-20.

65. Оптимальное планирование средств механизации сельского хозяйства. М.И.Семенов, В.И.Яловнаров, Ж.С.Карибжанов, А.А.Даниелян. М. Россельхозиздат. 1982. 118 с.

66. Осадчий В.К. Оптимальное планирование сельскохозяйственной техники. Кишинев. Штинца. 1983. 122 с.

67. Павлов Б.В., Пушкарева П.В., Щеглов П.С. Проектирование комплексной механизации сельскохозяйственных предприятий. М. Колос. 1982. 288 с.

68. Петухов Б.С., Катченков С. А. Исследование процесса естественной сушки льносырья в конусах увеличенной массы. Труды НИПТИМЭСХ НЗ, 1989г.1. Вып. 54, с. 89.90.

69. Петухов B.C., Лазарев H.B. Математическая модель процесса естественной сушки льносырья в шатрах. Труды НИПТИМЭСХ НЗ, 1993г., Вып. 63, с. 48.63.

70. Платонов В.А. Автоматизированное проектирование технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. № 5. С. 52-56.

71. Платонова Т.Ф. Прогнозирование динамики урожайности сельскохозяйственных культур. Кишинев. Штиинца. 1983. 88 с.

72. Подольский A.C. Фенологический прогноз. 2-е изд., перераб. М. Колос. 1974. 287 с.

73. Полканов И.П. Научные основы учета и оценки работы сельскохозяйственных предприятий. Ульяновск. 1973. 332 с.

74. Попов В.Д. Проектирование адаптивных технологий заготовки кормов из трав. СПб: НИПТИМЭСХ НЗ РФ, 1998г. - 1 Юс.

75. Попов Ю.Н. Повышение эффективности использования техники в земледелии. М. Россельхозиздат. 1974. 176 с.

76. Процеров A.B. Погода и уборка комбайном зерновых культур. JI. гидрометеоиздатю 1962. 68 с.

77. Пугачев А.Н. Контроль качества уборки зерновых культур. М. Колос. 1980. 225 с.

78. Рабочая книга по прогнозированию. Под ред. И.В. Бестужева-Лада. М. Мысль. 1982. 430 с.

79. Родионов Л.В. Проблемы механизации уборочных работ в льноводстве // Тракторы и с.-х. машины. — 1990. № 6. - с. 27-28.

80. Романенко Т.В., Комов М.В., Тютюников А.И. Земельные ресурсы России, Эффективность их использования. М., 1996. — 306 с.

81. Рунчев М.С., Липкович Э.И., Жуков В.Я. Организация уборочных работ специализированными комплексами. М. Колос. 1980. 223 с.

82. Ряцкас Р.Л. Система моделей планирования и прогнозирования. М. Экономика. 1976. 286 с.

83. Саклаков В.Д. Технико-экономические проблемы комплектования и использования МТП. Научные труды. ЧИМЭСХ. 1975. Т. 124.

84. Свирищевский Б.С. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М. Сельхозиздат. 1958. 660 с.

85. Севернев М.М. Энергосберегающие технологии в сельскомхозяйственном производстве. М: Колос, 1992.- 190 с.

86. Сезонное проектированя использования техники. А.Н. Важенин, Б.И. Горбунов, А.А. Юдинцев и др. Тезисы докладов научно-технической конференции. Тамбов. 1985. С. 38-39.

87. Синюков М.И. Планирование и организация использования техники в сельском хозяйстве. М. Колос. 1982. 207 с.

88. Скробач В.Ф., Дмитриев А.С. Расчет оптимального состава и режимов работы машинно-тракторных агрегатов в механизированных поточных линиях. Петрозаводск. 1984. 210 с.

89. Федосеев А.П. Агротехника и погода. Л. Гидрометеоиздат. 1979. 240 с.

90. Федосеев П.Н. Уборка зерновых культур в районах повышенной влажности. М. Колос. 1969. 175 с.

91. Финн Э.А., Шкурба В.В. Расчет оптимального состава МТП сельскохозяйственных предприятий. М. Экономика. 1964.

92. Финн Э.А. Обоснование состава МТП в хозяйстве. М. Агропромиздат. 1985. 159 с.

93. Фраер C.B. Экономика машиноиспользования в колхозах и совхозах. М. Колос. 1968.

94. Хабатов Р.Ш. Модель и алгоритмы определения состава машинно-тракторного парка и продолжительности технологических операций в растениеводстве. Киев. 1967. 32 с.

95. Хабатов Р.Ш. Экономико-математическая модель определения оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных агрегатов. Киев. 1968.36 с.

96. Хабатов Р.Ш. Прогнозирование оптимальных параметров агрегатов и состава машинно-тракторного парка. Киев. 1969. 74 с.

97. Хабатов Р.Ш. Методика определения оптимальной структуры и рациональной организации использования МТП. Киев. 1966. 68 с.

98. Хабатов Р.Ш. Методика обоснования количественной структуры системы машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Оптимизация машинно-тракторного парка. М. 1985. С. 5-7.

99. Черненко Е.Е. Разработка методов оптимизации состава и ситуационного использования зерноуборочных комбайнов. Автореферат канд. дисс. Н. Новгород., 2002.

100. Черников В. Г. Технологии и технические средства комбайнового и раздельного способов уборки льна: Автореф. дисс. .докт. техн. наук. —Тверь. 1999г.-85с.

101. Черников В.Г. Машины для уборки льна (конструкция, теория и расчет). -М.: ИНФРА-М, 1999.

102. Чуркин H.H. Обоснование рационального ведения механизированных работ при возделывании зерновых культур. Автореф. Дис.канд.техн.наук. Челябинск. 1979. 26 с.

103. Шаров H.B. Основы проектирования оптимальной организации сельскохозяйственных производственных процессов. М. МИИСП. 1971. 193 с.

104. Шатров А.Е. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

105. Щербаков B.C. Комплекс машин для рулонной технологии// Технические культуры. 1989. - №1. с. 5-7.

106. Mutz W. Im festen griff der Schwinger. DLG-Mitt. 1986. - № 24. - s. 13101313.

107. Hellemann N. Spindhormaske en alternative afgrode in den danske planteproduktionn. Godningen. 1987. - № 4. — s. 10-11.

108. Le lin fibre. Agriculture. 1986. - № 509. - p. 13-16.

109. Henderson S.M. A basic concept of equilibrium moisture. Agr. Eng. 1952. -№ 1. - p. 43-47.