В настоящее время Республика Беларусь испытывает острую потребность в сельскохозяйственном производстве масличных и зернобобовых культур для обеспечения потребности людей. Условие произрастания подсолнечника в регионе не совсем соответствуют требованиям метеорологических условий, поэтому целесообразно в качестве масличной культуры использовать рапс. В настоящее время площади засеваемые рапсом неуклонно растут. Применяемые на уборке рапса зерноуборочные машины не обеспечивают минимум потерь, поэтому возникает проблема разработки таких приспособлений к зерноуборочным комбайнам, которые позволят снизить эти потери.

Сельхозмашиностроение имеет первостепенное значение для технического перевооружения всего народного хозяйства в целом. В связи с оттоком рабочей силы из сельской местности в города важное значение имеет комплексная механизация и автоматизация сельского хозяйства. Очень важна при проектировании сельскохозяйственных машин их надежность, долговечность, низкая себестоимость. На эти стороны производства в настоящее время обращается особое внимание.

На современном этапе развития сельскохозяйственного машиностроения перед конструкторами сельскохозяйственной техники стоит задача разработки и выпуска машин позволяющих обеспечить максимальное сбережение сырьевых, топливных и энергетических ресурсов на этапах производства, переработки и использования сельскохозяйственной продукции.

Очень остро стоит вопрос о замене сельскохозяйственной техники новой, особенно машин, которые долгое время поставлялись в республику Беларусь из Германии. Такими машинами в настоящее время являются комбайн Е-281, самоходная косилка-плющилка Е-302, которые находятся в эксплуатации, но ресурс их исчерпан.

Поэтому разработка новой сельскохозяйственной техники для Беларуси является актуальной проблемой, решение которой позволит насытить парк отсутствующих машин и поддержать на должном уровне основу сельскохозяйственного производства - животноводства республики.

Создание новых машин - задача как техническая, так и экономическая, поскольку разрабатываемые машины должны не только быть совершенными по техническим характеристикам, но и обеспечивать более высокие экономические показатели на всех видах работ в различных почвенно-климатических зонах. Задача конструктора - создать машины, обеспечивающие заданное повышение производительности при достижении высшего технического уровня, качества и надежности.

При обосновании параметров проектируемых машин, масштабов их производства необходимо учитывать, что проектируемый объект входит в упорядоченную иерархию объектов и, с одной стороны, является частью системы более высокого уровня, а с другой - системой для объектов более низкого уровня. В результате процесс проектирования разделяется на два этапа: внешнее (объект - часть системы более высокого ранга) и внутреннее (объект - совокупность компонентов) проектирование, а это предопределяет использование системного анализа новой техники.

Конечную задачу можно сформулировать так: найти значение параметров новой техники, необходимых для достижения поставленной цели с наименьшими затратами. При этом надо обеспечить совместимость техники с экологической средой. Сокращение сроков разработки и освоения новой техники, повышение ее производительности и надежности требует разработки систем автоматизированного проектирования, применения методов проектирования на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций, комплексной автоматизации машин с использованием встроенных микропроцессоров.

1. Техническо-экономическое обоснование и выбор базы для сравнения

1.1 Базовый вариант: комбайн полунавесной кормоуборочный «Полесье-3000»

Комбайн предназначен для скашивания кукурузы, в том числе в фазе восковой спелости и полной спелости зерна, сорго, подсолнечника и других высокостебельных культур, скашивания зелёных и подбора из валков подвяленных сеяных и естественных трав с последующим измельчением и погрузкой в транспортные средства.

Данный комбайн агрегатируется с универсальным энергетическим средством УЭС-2-250А.

Комбайн включает в себя измельчитель, оснащённый МД - системой защиты рабочих органов от попадания посторонних металлических предметов, и сменные рабочие органы: жатку для грубостебельных культур сплошного среза, подборщик, жатку для трав платформенного типа с транспортными тележками.

При движении комбайна режущий аппарат жатки для грубостебельных культур срезает растительную массу, а подающие барабаны направляют её к вальцам питающего аппарата, где масса подпрессовывается и поступает в измельчающий аппарат. Измельчённая масса по силосопроводу подаётся в транспортное средство. Вместо жатки для грубостебельных культур можно навесить на измельчитель жатку для трав или подборщик.

Основные параметры и технические данные приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Технические данные

Наименование	Параметры
1. Тип комбайна	Полунавесной
2. Марка	КПК - 3000
3. Условное обозначение	«Полесье – 3000»
4. Пропускная способность, кг/с, не менее: - при уборке кукурузы влажностью 80% и при урожайности не менее 45 т/га - при уборке кукурузы восковой спелости и зерна при урожайности початков не менее 10 т/га - при подборе подвяленных трав влажностью 45%, массе валка не менее 6 кг на метр длины - при уборке трав влажностью 75% и при урожайности не менее 20 т/га	25 10 8-14 8
5. Содержание частиц заданной длины от общей массы измельченного продукта, % не менее: - при уборке кукурузы влажностью 80%, частиц длиной не более 30 мм - при уборке кукурузы восковой спелости зерна-частиц длиной не более 10 мм - при подборе подвяленных трав-частиц длиной не более 30 мм - при уборке трав-частиц длиной не более 30 мм	75 85 80 80
6. Степень разрушения зёрен кукурузы в зависимости от спелости, %	96-99
7. Минимальная установочная высота режущего аппарата, мм - жатки для грубостебельных культур - жатки для трав, не более	100-140 60
8. Полнота сбора урожая, % не менее	99
9. Рабочая скорость движения, км/ч не более	12
10. Транспортная скорость, км/ч не более	20
11. Масса конструкционная с комплектом адаптеров, кг не более: в том числе: - измельчителя - жатки для грубостебельных культур - подборщика - жатки для трав - транспортной тележки	5050 1500 1250 630 1200 315
12. Ширина захвата, м - жатки для грубостебельных культур - подборщика - жатки для трав	3,0±0,2 2,2±0,1 3,4±0,1
13. Шины колёс	8,25-15 ГОСТ 7463-80
14. Давление воздуха в шинах, МПа (кг/см2)	0,323±0,2 (3,3±0,2)
15. Высота подачи измельчённой массы в транспортные средства, м не менее	4
16. Габаритные размеры в рабочем положении (силосопровод повернут вправо), мм не более - с навешенной жаткой для грубостебельны культур: длина ширина высота - с навешенным подборщиком: длина ширина высота - с навешенной жаткой для трав: длина ширина высота	2880 6380 4140 2620 6040 4140 2740 6750 4140

1.2 Универсальное энергетическое средство УЭС-2-250А

Энергосредство УЭС-2-250А «Полесье» предназначено для выполнения различных сельскохозяйственных и транспортных работ, выполняемых в агрегате с полунавесными и прицепными машинами и орудиями.

Энергосредство УЭС-2-250А агрегатируется с полунавесным кормоуборочным комбайном «Полесье-3000»; комбайнами навесными свеклоуборочными КСН-6, КСН-6-2; косилкой-плющилкой ротационной КПР-6 и другими сельскохозяйственными машинами, агрегатирование которых с УЭС согласовано с разработчиком в установленном порядке. УЭС имеет рамную конструкцию.

Универсальное энергетическое средство УЭС-2-250А «Полесье» является самоходной сельскохозяйственной машиной, которая оборудована навесным устройством для агрегатирования с различными машинами и двумя ведущими мостами для обеспечения повышенной проходимости и тяговой способности.

В зависимости от необходимости двигаться двигателем вперед или назад рабочее место оператора может реверсироваться.

Для улучшения сцепных качеств и управляемости на переднюю часть УЭС устанавливаются дополнительные грузы (противовесы).

Основные параметры и технические данные приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Технические данные

Наименование параметров	Значение
1. Тип	Самоходная
2. Марка	УЭС-2-250А
3. Максимальные скорости движения по передачам при прямом и обратном движении, км/ч - первая - вторая - третья - четвертая	5,9 4,5* 9,6 6,3* 13,9 8,0* 22,5 14,4*
4. Транспортная скорость, км/ч не более	20
5. Номинальное тяговое усилие при коэффициенте сцепления с почвой - 0,8 и буксовании не более 30 %, кН - первая скорость - вторая скорость	30 30
6. Грузоподъемность навесного устройства на оси подвеса, кг не менее - с жестким навесным устройством - с шарнирным навесным устройством	7000 5200
7. Масса конструкционная (сухая) в основной рабочей комплектации (без противовесов, ЗИП), кг не более	7830
8. Колея, мм - ведущих колес - управляемых колес	2140+50 2235-100
9. Дорожный просвет, мм не менее	300
10. База, мм	2535±25
11. Минимальный радиус окружности поворота, м, не более	7,5
12. Давление настройки предохранительного клапана в гидросистеме управления рабочими органами, МПа (кгс/см2)	16+1 (160+10)
13. Давление в пневмосистеме, МПа (кгс/см2)	от 0,59 до 0,78 (от 5,9 до 7,8)
14. Транспортные габаритные размеры , мм не более: - длина - ширина - высота	5650 2900 4000
15. Мощность двигателя (номинальная) кВт (л.с.) не менее	198(265)
16. Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, с-1(об/мин.)	33,3(2000)
17. Номинальное напряжение системы электрооборудования, В	24
Примечание: * С включенным УВМ (допускается отклонение ±10 % от приведенных значений).

1.3 Проектный вариант: комбайн навесной кормоуборочный «Полесье-4500»

Комбайн предназначен для скашивания зерносенажных культур, кукурузы любой спелости зерна, сорго, подсолнечника и других высокостебельных культур, скашивания трав и подбора из валков подвяленных сеяных и естественных трав с одновременным измельчением и погрузкой в транспортные средства.

Данный комбайн агрегатируется с универсальным энергетическим средством УЭС-350.

Комплектуется жаткой для грубостебельных культур (4,5 м), подборщиком (3 или 4,2 м), жаткой для уборки зерносенажа (6 м) и жаткой для трав (5 м).

Технологический процесс уборки культур аналогичен базовому варианту (КПК-3000 «Полесье»).

Основные параметры и технические данные приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Технические данные

Наименование параметров	Значение
1. Тип комбайна	Навесной
2. Марка	КНК-4500
3. Условное название	«Полесье-4500»
4. Полнота сбора урожая, % не менее	99
5. Рабочая скорость движения, км/ч не более	12
6. Транспортная скорость, км/ч не более	20
7. Производительность за час основного времени, т/ч - на подборе трав на сенаж - на уборке трав на силос - на уборке кукурузы молочно-восковой спелости - на уборке кукурузы восковой спелости	до 90 до 100 до 150 до 100

1.4 Универсальное энергетическое средство УЭС-350

Энергосредство модели УЭС-350 «Полесье» предназначено для работы с уборочными сельскохозяйственными машинами и комбинированными агрегатами различного класса энергопотребления.

Данное энергосредство оснащено двигателем мощностью 350 л.с. или 428 л.с. фирмы Даймлер Крайслер, обеспечивающим удельный расход топлива во всём рабочем диапазоне эксплуатации, комфортабельной кабиной с панорамным стеклом, кондиционером-отопителем, бортовой информационно-управляющей системой на базе промышленного компьютера, повышенным до 650 мм дорожным просветом для пропуска под машиной технологического продукта или размещения различных рабочих органов комбинированных агрегатов дополнительным гидроотбором мощности.

С новым энергостредством могут агрегатироваться как серийно выпускаемые ПО «Гомсельмаш» адаптеры для уборки кормов, зерна, сахарной свеклы, так и предлагаемые к разработке новые адаптеры для уборки кормов, картофеля, зерна, сахарной свеклы и комбинированные агрегаты.

Основные параметры и технические данные приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Технические данные

Наименование параметров	Значение
1. Тип	Колесный, общего назначения
2. Марка	УЭС-350
3. Колёсная формула	4×4
4. Двигатель	ОМ 457 LA
5. Номинальная частота вращения ВОМ, об/мин	1000
6. Мощность, л.с.	350; 428
7. Система контроля и диагностики	бортовой компьютер
8. Грузоподъёмность навесных устройств на оси подвеса, кг - со стороны кабины - со стороны двигателя	6000 2500
9. Ёмкость топливного бака, л	500
10. Транспортная скорость, км/ч	до 30
11. Рабочие скорости, км/ч	0-12

1.5 Сравнительный анализ представленной сельскохозяйственной техники

Исходя из данных приведенных в подразделах 1.1-1.4 можно произвести сравнительный анализ двух вариантов.

В целом машины идентичны по условиям работы, по характеру выполнения технологического процесса. Различия существуют лишь в устройстве и техническом оснащении двух видов техники.

Базовый вариант отличается сравнительно высокой надёжностью и дешевизной техники. Единственным и наиболее важным недостатком, по сравнению с проектным вариантом, является невысокая производительность. Она обусловлена низкой мощностью (250 л.с. у базового и 350 л.с. у проектного) двигателя и шириной захвата жатки, которая у КНК-4500 на 1,5 м больше, чем у КПК-3000. Отличительной особенностью модернизированной техники является наличие бортового компьютера, что облегчает работу оператора.

Для более подробного анализа двух видов техники необходимо провести технико-экономический анализ. Его мы будем проводить на основании исходных данных, представленных в таблице 1.5.

Таблица 1.5

Исходные данные

№ п/п	Наименование показателя	Единицы измерения	Базовый вариант	Проектный вариант
Технологический процесс		Кормоуборка (кукуруза восковой спелости)
	Марка машины		КПК-3000	КНК-4500
	Марка энергосредства		УЭС-2-250А	УЭС-350
1.	Цена:
1.1	Адаптера	долл. США	5390	9482
1.2	Машины (измельчителя)	долл. США	12900	13020
1.3	Энергосредства	долл. США	71890	60480
2.	Срок службы:
2.1	Адаптера	лет	10	10
2.2	Машины (измельчителя)	лет	10	10
2.3	Энергосредства	лет	11	11
3.	Производительность за час основного времени	тонн	68	90
4.	Удельный расход топлива	кг/га	1.08	1.03
5.	Норматив годовой загрузки:
5.1	Адаптера	час	50	50
5.2	Машины (измельчителя)	час	280	280
5.3	Энергосредства	час	590	590
6.	Нормативный коэффициент отчисления:
6.1	На текущий ремонт и ПТО:
6.1.1	Адаптера		0,12	0,12
6.1.2	Машины (измельчителя)		0,12	0,12
6.1.3	Энергосредства		0,099	0,099
7.	Коэффициент перевода цены в балансовую стоимость		1,01	1,01
8.	Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений		0,15	0,15
9.	Количество обслуживающего персонала	чел.	1	1
10.	Разряд выполняемых работ		6	6

2. Расчёт экономических показателей эксплуатации сельскохозяйственной техники

Страницы: 1, 2