CC BY
4
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Научная статья
УДК 631.3
doi: 10.37670/2073-0853-2022-97-5-108-111
Методика принятия решения при выборе лучшей конструкции мини-трактора
Геннадий Георгиевич Маслов, Николай Анатольевич Ринас
Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
Аннотация. Предложена методика принятия решения при выборе лучшей конструкции мини-трактора, разработаны сравнительные показатели оцениваемой конструкции, построены шкалы их варьирования и определены границы, в пределах которых произведены расчёты обобщённого показателя комплексной оценки каждой сравниваемой конструкции. Качество конструкции оценивалось с использованием функции желательности Харрингтона. Расчёты выполнены в двух вариантах: с учётом значимости каждого сравниваемого показателя и без их учёта, чтобы получить объективную оценку лучшего варианта. В результате расчётов обобщённого показателя комплексной оценки как среднего геометрического всех принятых частных показателей обоснована лучшая конструкция мини-трактора при значении обобщённого, стремящегося к единице. Предложена лучшая конструкция мини-трактора Беларус 06 МКР, способствующего устойчивости земледелия при сохранении окружающей среды и в первую очередь почвенного плодородия.
Ключевые слова: мини-трактор, почвенное плодородие, конструкция, показатели, оценка, шкала, функция.
Для цитирования: Маслов Г.Г., Ринас Н.А. Методика принятия решения при выборе лучшей конструкции мини-трактора // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 5 (97). С. 108 - 111. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-97-5-108-111.
Original article
Decision-making methodology when choosing a minitractor design
Gennady G. Maslov, Nikolay A. Rinas
Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
Abstract. A decision-making technique is proposed when choosing the best design of a minitractor, comparative indicators of the evaluated design are developed, scales of their variation are constructed, and boundaries are determined within which the calculations of the generalized indicator of a comprehensive assessment of each compared design are made. The quality of the design was assessed using the Harrington desirability function. Calculations were made in two versions: taking into account the significance of each compared indicator and without them, in order to obtain an objective assessment of the best option. As a result of calculations of the generalized indicator of the complex assessment as the geometric mean of all accepted partial indicators, the best design of the minitractor is substantiated with the value of the generalized tending to unity. The best design of the Belarus 06 MKR minitractor is proposed, which contributes to the sustainability of agriculture while preserving the environment and, first of all, soil fertility.
Keywords: minitractor, soil fertility, construction, indicators, assessment, scale, function.
For citation: Maslov G.G., Rinas N.A. Decision-making methodology when choosing a minitractor design. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 97(5): 108-111. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-97-5-108-111.
Успешное возделывание сельскохозяйственных культур возможно при точном соблюдении технологии, правильном их техническом обеспечении и соблюдении требований охраны окружающей среды. В техническом обеспечении главная роль принадлежит мобильной энергетике, а именно обоснованию парка тракторов для каждого сельскохозяйственного предприятия. Тракторная энергетика вместе с научно обоснованным парком сельскохозяйственных машин должна обеспечить рост производства продукции растениеводства, устойчивость земледелия при сохранении окружающей среды и в первую очередь плодородия почвы [1 - 3]. Снижение плодородия не только сдерживает рост производства
сельскохозяйственной продукции, но и приводит к другим нежелательным последствиям в земледелии, таким, как снижение производительности труда и других показателей эффективности производства. В этой связи правильный выбор тракторной энергетики является актуальной задачей, решение которой направлено на повышение конкурентоспособности сельскохозяйственных предприятий [4 - 6].
Обоснование мобильной энергетики для фермерских (крестьянских) хозяйств имеет свои особенности, в отличие от крупных сельскохозяйственных предприятий и холдингов: малые объёмы производственных площадей, специфический севооборот, слабый технический сервис.
Начиная с 1990 г. в Краснодарском крае было создано 21 фермерское (крестьянское) хозяйство, а уже на 1 января 1992 г. их количество увеличилось до 5,5 тыс. В 2021 г. в крае насчитывалось 7,37 тыс. фермерских (крестьянских) хозяйств, деятельность которых охватывала 1157,9 тыс. га пашни, или 29,68 % общей площади пашни в крае [7].
Материал, методы, результаты и обсуждение. Авторами предпринята попытка обосновать лучший мини-трактор из альтернативных вариантов, представленных на всероссийской выставке сельскохозяйственной техники «Юг-Агро» в мае 2022 г. Для подготовки информации по представленным маркам тракторов выбраны частные оценочные показатели (табл. 1).
Используя справочную литературу, для анализа качества мини-тракторов, приняли пять частных оценочных показателей [8, 9].
Исследуемые тракторы сравнивались по мощности двигателя, цене, массе, наличию пнев-мокомплектаций и полного привода. Каждый из этих показателей важен для оценки конструкции, но большой их разброс по величине затрудняет принятие решения, поэтому приоритетным является только обобщённый показатель комплексной оценки Di (табл. 1). Находится он по функции Харрингтона [10] как частное геометрическое по всем пяти оценочным показателям. При этом расчёты следует выполнять в двух вариантах: с учётом весомости каждого оценочного показателя и без учёта весомости.
На рисунке 1 представлены шкалы желательности пяти оценочных показателей. Например, чем меньше цена С трактора, тем предпочтительнее частный ]-й оценочный показатель,
1. Частные оценочные показатели сравниваемых марок тракторов
Марка трактора Частный г'-й оценочный показатель Обобщённый показатель комплексной оценки Б,
мощность, кВт цена, тыс. РУб. масса, кг пневмо полный привод
да нет да нет
Беларус 06 МКР 6,6 148 95 +(0,6) +(0,8) 0,7285
Беларус 09Н 6,6 157 176 +(0,6) +(0,8) 0,7285
Беларус 112Н 8,2 550 532 +(0,6) +(0,8) 0,7111
Беларус 132Н 9,6 555 532 +(0,6) +(0,8) 0,7360
Беларус 152 9,6 665 615 +(0,6) +(0,8) 0,6742
Беларус 311М 26 970 1500 +(0,6) +(0,8) 0,6142
2. Сравнительные варианты мини-тракторов и обобщённые показатели их комплексной оценки с учётом и без учёта весомости частных оценочных показателей
Марка трактора Обобщённые показатели Б, комплексной оценки
с учётом весомости без весомости показателей
Беларус 06 МКР 0,940 0,7285
Беларус 09Н 0,941 0,7285
Беларус 112Н 0,934 0,7111
Беларус 132Н 0,842 0,7360
Беларус 152 0,923 0,6742
Беларус 311М 0,904 0,6142
Ч
Оттнно
па (
Хорошо ШШ
Шул/У/ ///
''/уУ/Уу
/Д6 4/У/у oV/ZL
Удобл.
0.5 1
/
Не ifiub/i. /
/ 0.3
/ 0.2
j 0,1
-4 -3 -2 -1
О 1 б в I—н
3 4 26 28 —I-1 N, кВт
970 700 Ш 200 ЮО
I—I--1---1-1 С Pfi
Ш 600 500 300 90 I-1-1-1-1 щ кг
т 0,6 i}6 об 0.6 п
I—[-1-:- //
üb т as 0.8 as
V
Пп
Рис. 1 - Функция Харрингтона и шкалы
желательности частных показателей
Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 5 (97)
Технические науки
который получает оценку D. И наоборот, чем выше металлоёмкость трактора М, тем меньшее предпочтение он получает и соответственно меньшее значение показателя Dt.
Привод частных j-х оценочных показателей на безразмерную шкалу оценки y' и дальнейший перерасчёт их на желательность Dt проводится по функции Харрингтона. После расчёта всех оценочных показателей для каждой марки трактора находят обобщённый показатель комплексной оценки Db который должен стремиться к единице. Чем выше его абсолютная величина, тем большее предпочтение получает данная марка мини-трактора.
Анализ полученных результатов проведём, используя данные таблицы 2. В таблице приведены значения обобщённого показателя комплексной оценки Dt каждого мини-трактора с учётом весомости каждого оценочного показателя и без учёта весомости.
Исходя из полученных результатов, мы пришли к выводу, что самой оптимальной конструкцией является мини-трактор Беларус 06 МКР, способствующий устойчивости земледелия при сохранении окружающей среды и сохранению почвенного плодородия. С экономической точки зрения данный трактор является также выгодным как при его приобретении, так и в процессе эксплуатации. В сравнении с другими рассматриваемыми марками мини-тракторов модель 06 МКР меньше уплотняет почву, а, следовательно, это скажется на урожае будущего года.
Вывод. Проверена методика принятия решения по выбору лучшего мини-трактора завода Беларус из шести альтернативных марок. Обоснованы пять частных оценочных показателей каждой конструкции, построены их шкалы желательности. По обобщённому показателю комплексной оценки сравниваемых моделей выбрана лучшая конструкция мини-трактора.
Список источников
1. Пособие для крестьянских (фермерских) хозяйств по возделыванию сельскохозяйственных культур на Кубани. Краснодар: КубГАУ, 1993. 384 с.
2. Юдина Е.М., Сергунцов А.С. Комплектование энергосберегающих машинно-тракторных агрегатов. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2021. 111 с.
3. Modernization of engineering support of crop cultivation / G.G. Maslov, E.M. Yudina, D.A. Ushakov et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Omsk City, Western Siberia, 04 - 05 июля 2020 года. -Omsk City, Western Siberia, 2021. P. 012107. https://doi. org/10.1088/1755-1315/624/1/012107.
4. Маслов Г.Г., Трубилин Е.И. Инновационная система механизации полеводства: монография. Краснодар: КубГАУ, 2019. 172 с.
5. Инновационно-технологические предпосылки повышения конкурентоспособности зерна / Г.Г. Маслов, Е.М. Юдина, А.А. Палагута и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 132.
C. 249 -264. https://doi.org/10.21515/1990-4665-132-020. EDN ZTSZVB.
6. Юдина Е.М. Современные ресурсосберегающие технологии в растениеводстве // «Зелёная экономика» в агропромышленном комплексе: вызовы и перспективы развития: матер. всерос. науч. конф., Краснодар, 18 октября 2018 года. Краснодар, 2018. С. 473 - 478.
7. Предварительные итоги по крестьянским (фермерским) хозяйствам и индивидуальным предпринимателям / Федеральная служба государственной статистики. М., 2022.
8. Автоматизированная справочная система «Сельхозтехника» [Электронный ресурс]. URL https://partner-ufo. ru/files/sht-booklet.pdf?ysclid=l7ygnakwlt837694499
9. Маслов Г.Г., Юдина Е.М., Вовк В.В. Эффективность оборотных плугов без полевой доски // Сельский механизатор. 2018. № 10. С. 14-15.
10. Harrington E.C. The desirable function. Industrial Quality Control. 1965; 21(1).
References
1. A manual for peasant (farmer) farms for the cultivation of agricultural crops in the Kuban. Krasnodar: KubGAU, 1993. 384 p.
2. Yudina E.M. Serguntsov A.S. Acquisition of energy-saving machine-tractor units. Krasnodar : Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin, 2021. 111 p.
3. Modernization of engineering support for cultivation of agricultural crops / G.G. Maslov, E.M. Yudina,
D.A. Ushakov et al. // IOP conference series: Earth and Environment Science, Omsk, Western Siberia, 04-05-2020. Omsk City, Western Siberia, 2021. P. 012107. https://doi. org/10.1088/1755-1315/624/1/012107.
4. Maslov G.G., Trubilin E.I. Innovative system of mechanization of field husbandry: monograph. Krasnodar: KubGAU, 2019. 172 p.
5. Innovative and technological prerequisites for improving the competitiveness of grain / G.G. Maslov, E.M. Yudina, A.A. Palaguta et al. Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2017; 132: 249-264. https://doi.org/10.21515/1990-4665-132-020.
6. Yudina E.M. Modern resource-saving technologies in crop production // "Green economy" in the agro-industrial complex: challenges and prospects for development : Materials of the All-Russian Scientific Conference, Krasnodar, October 18, 2018. Krasnodar, 2018. P. 473-478.
7. Preliminary results on peasant (farmer) farms and individual entrepreneurs / Federal State Statistics Service. M., 2022.
8. Automated reference system "Agricultural machinery. URL https://partner-ufo.ru/files/sht-booklet. pdf?ysclid=l7ygnakwlt837694499
9. Maslov G.G., Yudina E.M., Vovk V.V. Efficiency of revolving plows without a field board. Rural mechanizer. 2018; 10: 14-15.
10. Harrington E.S. Desired function. Industrial quality control. 1965; 21(1).
Геннадий Гэоргиевич Маслов, доктор технических наук, профессор. maslov-38@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8896-8993
Николай Анатольевич Ринас, кандидат технических наук, Mr.rinas@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-6948-6342
Gennady G. Maslov, Doctor of Technical Sciences. Professor, maslov-38@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8896-8993
Nikolay A. Rinas, Candidate of Technical Sciences, Mr.rinas@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-6948-6342
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 16.08.2022; одобрена после рецензирования 05.09.2022; принята к публикации 05.09.2022.
The article was submitted 16.08.2022; approved after reviewing 05.09.2022; accepted for publication 05.09.2022. -♦-
Научная статья УДК 631.372:629.114.2
Теоретические исследования силовых реакций и устойчивости движения системы при выравнивании вертикальной нагрузки тяжёлой рамной дисковой бороны в условиях внешнего догружения
Денис Владимирович Ермаков, Владимир Викторович Леонов, Сергей Васильевич Щитов,
Евгений Евгеньевич Кузнецов, Елена Владимировна Панова
Дальневосточный государственный аграрный университет, Благовещенск, Россия
Аннотация. Качество почвенной обработки дисковой бороной и её глубина зависят от большого количества взаимодействующих факторов. Сельхозтоваропроизводители, в том числе небольшие крестьянско-фермерские хозяйства с невысоким количеством пахотных земель, наиболее часто применяют колёсный трактор класса 1,4-2. Он используется также для комплектования бороновального машинно-тракторного агрегата, поэтому возникает необходимость поиска способов расширения его функциональности при использовании, в частности, с тяжёлыми дисковыми боронами. Работа выполнена с целью поиска технического решения, обоснования конструкции предложенного устройства, теоретического исследования силовых реакций и устойчивости движения системы при выравнивании вертикальной нагрузки тяжёлой рамной дисковой бороны в условиях внешнего догружения. В работе применены способы патентного поиска, для исследования конструкции использованы методы теоретической механики, теории механизмов и машин. Результаты исследования подтверждают, что применение устройства в категории предлагаемых зависимостей теоретически позволяет повысить функциональность и производительность машинно-тракторного агрегата в составе трактора и дисковой бороны при обработке высоковлажных и суглинистых почв.
Ключевые слова: колёсный трактор, машинно-тракторный агрегат, сцепной вес, рамная борона, перераспределение, догружение, эффективность.
Для цитирования: Теоретические исследования силовых реакций и устойчивости движения системы при выравнивании вертикальной нагрузки тяжёлой рамной дисковой бороны в условиях внешнего догружения / Д.В. Ермаков, В.В. Леонов, С.В. Щитов и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 5 (97). С. 111 - 118.
Original article
Theoretical studies of force reactions and stability of the system movement when leveling the vertical load of a heavy frame disc harrow under conditions of external loading
Denis V. Ermakov, Vladimir V. Leonov, Sergey V. Shitov,
Evgeny E. Kuznetsov, Elena V. Panova
Far Eastern State Agrarian University, Blagoveshchensk, Russia
Abstract. The quality of tillage with a disc harrow and its depth depend on a large number of interacting factors. Agricultural producers, including small peasant farms with a low amount of arable land, most often use a class 1.4-2 wheeled tractor. It is also used to complete the harrowing machine-tractor unit, so there is a need to find ways to expand its functionality when used, in particular, with heavy disc harrows. The work was carried out in order to find a technical solution, substantiate the design of the proposed device, theoretical study of force reactions and the stability of the movement of the system when leveling the vertical load of a heavy frame disc harrow under external additional loading. The methods of patent search are applied in the work, the methods of theoretical mechanics, the theory of mechanisms and machines are used to study the design. The
