CC BY
33.Dogaeva, LA. Klass\fikac\ja \ МепйШасюппуе ртпак\ funkcюnal'nyh bezalkogol'nyh пар^Ю / L.A. Dogaeva, ^Т. РеМе^а //РЫо \ парШ. - 2011. - № 5. - S. 62 - 65.
4.Razvjaznaja, 1.В. Ispol'zovan\e tykvy рг\ ро1и^еп\\ пар^Ю ипксюпаГподо naznachen\ja / 1.В. Razvjaznaja, V.N. T\mofeeva, N.1. ШепШа // РЫо \ парШ\. - 2008. - № 3. - S. 22-24.
5. Ogneva О.А. Razrabotka tehnoЮg\j fruktovo-ovoshhnyh produktov s Ь^одеппут\ svojstvam\: d\s. kand. teh. паик. - М. - 2015. - 159 s.
УДК 631.3
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ И ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ
КОЛЧИН Николай Николаевич, д-р техн. наук, профессор, гл. научн. сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», ко1сЬ\ппп@та\1.ги
ТУБОЛЕВ Сергей Семенович, Генеральный директор ООО «КОЛНАГ»
ЗЕРНОВ Виталий Николаевич, канд. техн. наук, вед. научн. сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», techagromash@yandex.ru
Прирост населения Земли требует увеличения производства продовольствия в достаточном количестве для обеспечения в перспективе им почти 10 млрд человек. Требуется снизить сравнительно высокий уровень потерь продовольствия, в том числе из-за недостатка емкостей хранения на местах производства сельскохозяйственной продукции, на пути от поля до потребителя; потери составляют в настоящее время в нашей стране до 15%. Ликвидированы многие заводы, специализированные конструкторские бюро и всемирно известный головной научно-исследовательский институт отрасли - Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения. На долю Российской Федерации приходится 2% населения от общемирового, но она обладает 9-ю процентами пашни всего мира, что представляет собой уникальные возможности развития собственного сельского хозяйства. Следует отметить его специфические особенности: многозональность, ограниченный период развития сельхозкультур в северных регионах страны и недостаточное развитие инфраструктуры на местах. Для реализации имеющегося потенциала необходимо комплексное решение, в том числе развитие современного отечественного сельскохозяйственного машиностроения. Одной из важнейших продовольственных культур является картофель. Основными тенденциями создания, организации и развития производства техники для сельского хозяйства и ее эффективного использования являются: широкая номенклатура и «гибкие» технологии применения машин в сельском хозяйстве; выполнение требований экологии; применение специальных транспортных средств; наличие соответствующих кадров специалистов; экономическая заинтересованность всех участников продовольственной цепочки производства картофеля и продуктов его переработки; высокое качество машин и др. Необходим рациональный подбор составов комплексов техники для различных условий. Будущее сельского хозяйства России должно быть ориентировано на использование современной, в том числе автоматизированной и роботизированной, техники в хозяйствах разных форм и укладов, включая малые формы, на основе эффективных машинных технологий.
Ключевые слова: комплекс машин, машинная технология, технологическая операция, модификация, автоматизация производства, сельское хозяйство, междурядная обработка, семена.
Введение
При нынешних темпах прироста населения Земли через 40 лет на планете будут проживать почти 10 млрд человек. Возникает необходимость устойчивого производства продовольствия в достаточном количестве и высокого качества. Возрастает также потребность в аграрном сырье, в том числе для производства энергии.
На 66-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН были рассмотрены перспективы развития мирового сельского хозяйства и признана необходимость увеличения к 2050 г. на 70% производства продовольствия на основе инновационных технологий с
учетом местных условий и опыта.
По подсчетам ООН в производственной цепочке от поля до потребителя (производители, переработчики, продавцы и пр.) теряется до 15% продовольствия. Мы теряем не только продовольствие, а также и потраченные на его производство ресурсы, включая воду, энергию и удобрения. При общем объеме его производства в 2017 г. это принесло убытки в размере более 5 трлн руб.
В Китае, Индии, странах ЕС уже не первый год работают госпрограммы, направленные на снижение потерь в агрокомплексе. В России с 2012 г. работает госпрограмма строитель-
© Колчин Н. Н., Туболев С. С., Зернов В. Н., 2018г.
ства современных овощехранилищ. Ее реализация к 2020 г. позволит увеличить мощности хранения с 9,2 до 18 млн тонн. При этом индикаторами программы предусматривается снижение потерь продукции с 15-18% до 5-7% [1].
Анализ состояния производства картофеля в сельском хозяйстве России
Сельское хозяйство нашей страны имеет многозональную структуру с широким диапазоном условий его ведения со сравнительно суровыми климатическими условиями, в том числе с зонами рискованного земледелия [2]. Вместе с тем, Россия обладает уникальным аграрным потенциалом. При 2-х процентах от численности населения земного шара она имеет 9% мировой пашни, 55% черноземных почв, 20% запасов пресной воды и является одним из крупнейших производителей сельскохозяйственной продукции в мире. Ключевыми факторами повышения эффективности производства продукции сельского хозяйства являются современная и надежная сельскохозяйственная техника и инновационные машинные технологии ее применения при строгом и бережном обращении с имеющимися природными ресурсами и с окружающей средой.
Однако в нашей стране практически перестали существовать активно работавшая отрасль сельскохозяйственного машиностроения и система создания и массового производства новой техники. Ликвидированы многие заводы, специализированные ГСКБ и всемирно известный головной научно- исследовательский институт отрасли -ВИСХОМ, выпускавшие и создававшие современные машины для комплексной механизации работ в сельском хозяйстве страны [3].
На сохранившихся отдельных заводах отрасли сельхозмашиностроения сегодня по заявкам изготавливаются, подчас по устаревшей технической документации, малые серии и единичные образцы машин. Возник недостаточно организованный импорт техники без должных ее испытаний из Германии, Нидерландов, Бельгии, Белоруссии, Польши и других стран [4].
Одной из важнейших для питания человека сельскохозяйственных культур является картофель. Он выращивается более чем в 100 странах мира. Несмотря на неблагоприятные экономические условия в аграрном секторе России, производство картофеля по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами за прошедший период снизилось незначительно. За последнее время ежегодно в нашей стране производится порядка 30 млн тонн картофеля и 12 млн тонн овощей [5].
Теоретические предпосылки и основные тенденции развития современной сельскохозяйственной техники
Следует отметить основные тенденции развития машин для возделывания, уборки, послеуборочной доработки, механизации хранилищ и подготовки к реализации картофеля и овощей, и особенности их конструкции.
• Наблюдается рост количества и номенклатуры машин, применяемых в производстве картофе-
ля и овощей, в том числе однотипных. Это вызвано экономической целесообразностью замены ручного труда, подчас тяжелого, цена которого высока. В овощеводстве рост номенклатуры техники в значительной степени объясняется большим разнообразием культур, что определяют специфику и набор технологических операций производства продукции, включая ее выращивание в хозяйствах малых форм собственности. При этом убранная продукция доводится до товарного вида в процессе уборки и отправляется сразу на реализацию в различной таре, поставляемой на места уборки. Это обеспечивает высокую сохранность товарных качеств продукции.
• Расширяются возможности применения техники в различных условиях на основе «гибких» технологий за счет использования модификаций машин, сменных приспособлений и регулирования их рабочих органов. В машинах, в том числе и стационарном оборудовании, широко используются гидропривод и электропривод с современными средствами автоматики, обеспечивающими требуемые параметры процессов, диапазоны их регулирования и высокую маневренность мобильных агрегатов.
• Наблюдается развитие конструкций сравнительно больших и высокопроизводительных машин в модификациях с различной вместимостью бункеров-накопителей. С целью повышения сепарирующей способности уборочных машин увеличиваются площади их элеваторов и конвейеров, расширяется применение рабочих органов с выносной сепарацией почвенных и растительных примесей. Используются дополнительные пульты управления на рабочих местах, например, на переборочных столах. В овощеуборочных машинах повышение производительности достигается также путем увеличения их рядности и количества модификаций.
• На сортировальных пунктах для картофеля и овощей рост их производительности достигается путем перехода на «минимальную» послеуборочную доработку убранного продукта. При этом из поступающего от уборочных машин вороха выделяются примеси и некондиция и, в отдельных случаях, мелкие клубни. При этом снижаются механические повреждения клубней. Наблюдается увеличение рабочей ширины полотна приемных бункеров до 2,0-2,4 м. Все большее распространение получают фотоэлектронные отделители примесей и некондиционной продукции, заменяющие ручной труд на доработке картофеля и ряда овощей и фруктов, в том числе их модели для применения в полевых условиях, включая предпосадочную подготовку семенного материала [б].
• Эффективное использование высокопроизводительной техники на сравнительно небольших по размерам полях европейских стран достигается за счет создания экономической заинтересованности всех исполнителей технологической цепочки производства продукции от поля до потребителя, высокой организации работ по разнообразным технологиям, в том числе с широким применением различных контейнеров и тары. Все большее
применение находит технология с использованием контейнеров для транспортировки и хранения убранной продукции, единичная вместимость которых повышается до 3-5 тонн.
• Шире используются электронные системы управления машинами, в т.ч. дистанционные, с автоматизацией многих их функций и с показом операторам состояния рабочего процесса машин и его контролем, показателей отдельных параметров и результатов работы.
• В целях снижения повреждений продукции в процессе уборки и доработки обеспечиваются минимальные высоты перепадов в местах ее передачи и перегрузки при помощи различных скатов, амортизаторов гасителей скоростей, амортизирующих экранов и др.
• Для перевозки убранной продукции с полей получают распространение специальные транспортные средства, в том числе большегрузные с кузовами с подвижным дном вместимостью до 40 т. Они имеют многоосные ходовые системы с широкопрофильными шинами для снижения давления на почву. В последнее время в них стали устанавливаться различные рабочие органы для сепарации при разгрузке оставшихся в продукции примесей.
• В машинах используется широкая гамма высококачественных комплектующих изделий. Большое их разнообразие по номенклатуре и типоразмерам, оперативная поставка их изготовителям и потребителям, применение современных конструкционных материалов, в том числе неметаллических, - все это повышает надежность и качество их работы, расширяет технологические возможности.
• Обеспечиваются высокое качество изготовления и современный дизайн машин и оборудования, улучшаются условия труда работающего персонала.
Результаты экспериментальных работ и их значимость для отечественного сельскохозяйственного машиностроения
Ранее в нашей стране существовало развитое производство техники для возделывания картофеля в Рязани. Там же было и известное специализированное конструкторское бюро. К сожалению, их постигла тяжёлая учесть - прекратили свое существование. Но, надо отметить, сейчас ряд Российских предприятий совместно с зарубежными партнёрами пытаются возродить это производство уже на новом уровне. Так, перечисленные выше тенденции развития современной сельскохозяйственной техники в полной мере характеризуют комплексы машин для механизации работ в картофелеводстве и овощеводстве, выпускаемые в настоящее время фирмами Amazone Euronechnika (Россия г. Самара), Колнаг (Россия г. Коломна), и рядом Белорусских производителей. Производимые ими машины и оборудование хорошо зарекомендовали себя в хозяйствах различных субъектов Российской Федерации (рис. 1-3).
Передовые Российские производители машин отслеживают тенденции развития рынка, постоянно получают отзывы о работе на полях выпускаемой их предприятиями техники, развивают дилер-
-Э
скую сеть, создают сервисную службу; сотрудники коммерческих отделов закрепляются за регионами. Постоянное участие в государственных приёмочных и периодических испытаниях своей техники, выставочных мероприятиях, обучающих семинарах для специалистов хозяйств - всё это способствует укреплению связей с сельхозпроизводителями, своевременному реагированию на изменения потребности рынка машин и их совершенствованию.
Сравнение материалов государственных испытаний выпускаемых в разные годы машин показывает, что основные рабочие параметры этих машин за прошедшее время значительно улучшились. Так, например, вместимость бункера на прицепных комбайнах повышена до 8 т, на самоходных - до 15т. Комбайны, как правило, выпускаются в разных модификациях, отличающихся параметрами отдельных рабочих органов или их компоновкой.
В настоящее время отечественные производители по лицензии фирмы AVR (Бельгия) освоили ещё одну современную модель - двухрядный прицепной комбайн Spirit 6200 (рис.2). В отличие от двухъярусной прямоточной схемы этот комбайн имеет поворотную одноярусную схему, в которой используется более ёмкий бункер и рабочие органы выносной сепарации почвы. Работает комбайн в режиме бокового подкопа. Производственные испытания комбайна на полях ООО «Правда» Истринского района Московской области показали его превосходство по ряду качественных показателей и производительности над немецкими комбайнами фирмы Grimme. Транспортеры комбайна установлены под меньшим углом наклона, высота перепадов уменьшена, следовательно, процент повреждённых клубней минимален. За месяц комбайном Spirit 6200 было убрано 180 гектаров картофеля.
Современный послеуборочный этап машинных технологий производства картофеля характеризуется совмещением в едином стационарном комплексе доработки клубней после машинной уборки с их хранением и реализацией. В этот комплекс, располагающийся в зоне выращивания картофеля, при необходимости может быть включено и оборудование для переработки картофеля в различные продукты и полуфабрикаты. В ряде хозяйств уже работают опытные стационарные комплексы разных типов.
Рациональный подбор состава комплексов, наборов и отдельных машин по конкретным условиям хозяйств обеспечивается за счет различных их модификаций, применения имеющихся приспособлений и предусмотренных регулировок основных параметров машин.
Успешная и эффективная реализация машинных технологий производства картофеля и овощей с получением продукции высокого качества в необходимом количестве достигается выполнением производителем сельскохозяйственной продукции всех предусмотренных технологическим циклом работ в оптимальные агротехнические сроки.
Рис. 1 - Культиватор для междурядных обработок Рис. 2 - Прицепной двухрядный картофелеубо-посадок картофеля КГП-4 рочный комбайн бункерного типа Spirit 6200
Рис.3 - Загрузчик хранилищ навального типа серии ML
Заключение
Будущее сельского хозяйства России - в преимущественном использовании современной техники в хозяйствах разных форм и укладов на основе эффективных машинных технологий с соответствующим ее набором, как средств обеспечения продовольственной безопасности и повышения жизненного уровня населения страны, роста конкурентоспособности российского продовольствия на внутреннем и мировом рынках.
Список литературы
1. Около трети продуктов теряют при хранении // Газета «Аргументы недели», 2018. № 5 (598), с. 24.
2. Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Система машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного про-
изводства на период до 2020 года. Сельскохозяйственные машины и технологии, 2013. №6. С. 6-10.
3. Туболев С.С. Инновационные машинные технологии в картофелеводстве России/С.С. Туболев, Н.Н. Колчин, Н.В. Бышов, И.А. Успенский, Г.К. Рембалович// Тракторы и сельхозмашины.-2012.-№10.-С.3-5
4. Туболев С.С., Колчин Н.Н. Развитие отечественного сельскохозяйственного машиностроения на примере производства специальной техники для картофелеводства и овощеводства - М. ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. - С.68.
5. Колчин Н.Н., Елизаров В.П., Михеев В.В., Пономарев А.Г. Современные технологии и техника для подготовки семенного материала. Картофель и овощи, - 2014. - № 5. С. 27-29.
DEVELOPMENT TRENDS AND MAIN FEATURES OF MACHINES FOR INDUSTRIAL PRODUCTION OF
POTATOES AND VEGETABLES
Kolchin Nikolaj N., glavnyj nauchnyj sotrudnik Federal'nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo nauchnogo uchrezhdeniya «Federal'nyj nauchnyj agroinzhenernyj tsentr VIM» g. Moskva, doktor tekhnicheskikh nauk, professor, kolchinnn@mail.ru
Tubolev Sergej S., general'nyj direktor OOO «Kolnag», info@kolnag.ru
Zernov Vitalij N., vedushhij nauchnyj sotrudnik Federal'nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo nauchnogo uchrezhdeniya «Federal'nyj nauchnyj agroinzhenernyj tsentr VIM», g. Moskva, kandidat tekhnicheskikh nauk, techagromash@yandex.ru
The growth of the World's population requires an increase in food production in sufficient numbers to provide for almost 10 billion people in the future. It is necessary to reduce the relatively high level of food losses, including due to the lack of storage capacity in the field of agricultural production on the way from the field to
the consumer, which is currently in our country to 15%. Many factories, specialized design companies and world-famous head scientifically - research institute of industry - All-Russian research Institute of agricultural machinery are liquidated. The Russian Federation accounts for 2% of the world's population, but it has 9% of the world's arable land, which is a unique opportunity to develop its own agriculture. It should be noted its specific features: multi-zone, limited period of development of crops in the Northern position of the country and the lack of infrastructure development in the field. For realization of available potential the complex decision is necessary, including to have the developed modern domestic agricultural mechanical engineering. One of the major cultures for the person is the potato. The basic tendencies of creation, the organization and development of production of technique for agriculture and its effective utilization are: its wide nomenclature and "flexible" technologies of application of machines, in our agriculture with performance of requirements of ecology with application of special vehicles, presence of corresponding shots of experts, economic interest of all participants of a food chain of production of a potato and products of its processing; high quality of machines, etc. rational selection of structures of complexes of technique is necessary for various conditions. he future of agriculture in Russia should be focused on the use of modern, including automated and robotic equipment in farms of different forms and structures, including their small forms, based on effective machine technologies.
Key words: Machinery complex, machine technology, technological operation, modification, production automation, agriculture, inter-row cultivation, seeds.
1. Okolo treti produktov terjajut pri hranenii // Gazeta «Argumenty nedeli», 2018. № 5 (598), s. 24.
2. Izmajlov A.JU., Lobachevskij JA.P. Sistema mashin i tehnologij dlja kompleksnoj mehanizacii i avtomatizacii sel'skohozjajstvennogo proizvodstva na period do 2020 goda. Sel'skohozjajstvennye mashiny i tehnologii, 2013. №6. S. 6-10.
3. Kolchin N.N., Zvolinskij V.N. I vnov' o dele chrezvychajnoj gosudarstvennoj vazhnosti // Traktory i sel'hozmashiny, 2017. № 8. - S.13-16.
4. TubolevS.S., Kolchin N.N. Razvitie otechestvennogo sel'skohozjajstvennogomashinostroenija naprimere proizvodstva special'noj tehniki dlja kartofelevodstva i ovoshhevodstva - M. FGBNU «Rosinformagroteh», 2011. - S.68.
Tubolev S.S. Innovatsionnyye mashinnyye tekhnologii vkartofelevodstve Rossii/S.S. Tubolev. N.N. Kolchin. N.V. Byshov. I.A. Uspenskiy. G.K. Rembalovich// Traktory i selkhozmashiny.-2012.-№10.-S.3-5
УДК 631.348.4
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЕМЯН С РАСПРЕДЕЛЯЮЩИМ И ОТРАЖАЮЩИМ УСТРОЙСТВАМИ
МАЧНЕВА Оксана Юрьевна, аспирант кафедры «Механизация технологических процессов в
КАБЛУКОВ Василий Сергеевич, аспирант кафедры «Механизация технологических процессов в АПК»
КУХАРЕВ Олег Николаевич, д-р техн. наук, профессор, ректор ФГБОУО ВО Пензенский ГАУ МАЧНЕВ Алексей Валентинович, д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры «Механизация технологических процессов в АПК», mav700@mail.ru
МАЧНЕВ Валентин Андреевич, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Основы конструирования механизмов и машин»
Пензенский государственный аграрный университет
Цель исследований - теоретическое обоснование параметров движения семян от дозатора до распределяющего устройства и реализация применения протравливателя семян, оснащенного лепестковым дозатором, двухдисковым распределяющим устройством и ступенчатым отражателем. Теоретические исследования базировались на законах классической механики, а лабораторные исследования - на изучении подачи семян, их дробления и неравномерности подачи. Обработка экспериментальных данных выполнялась с применением прикладной программы Microsoft Exel. Установлены основные типы серийных протравливателей семян и их характеристики. Это позволило выявить недостатки в их работе и предложить экспериментальный протравливатель с лепестковым дозатором, двухдисковым распределяющим устройством и отражающим экраном.
Literatura
АПК»
© Мачнева О. Ю., Каблуков В. С., Кухарев О. Н., Мачнев А. В., Мачнев В. А., 2G18r.
