Размер:
AAA
Цвет: CCC
Изображения Вкл.Выкл.
Обычная версия сайта COVID-19
Сведения об образовательной организации Абитуриенту Версия для печати Версия для слабовидящих Личный кабинет в ЭИОС COVID-19 COVID-19

Развитие научной школы, основанной профессором Сергеевым М.П. «Совершенствование механизированных процессов и методов машиноиспользования»

14.03.2022 520
Развитие научной школы, основанной профессором Сергеевым М.П. «Совершенствование механизированных процессов и методов машиноиспользования»

д. т. н., профессор Окунев Г.А.

Научная школа кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка» Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства является методическим центром подготовки высококвалифицированных кадров в стране. Только под руководством М.П. Сергеева подготовлено 120 кандидатов наук, из них более 25 человек защитили докторские диссертации. Он является соавтором двух изданий учебника по курсу «Эксплуатация машинно-тракторного парка». Выдвинутые им идеи позволяли не только решать задачи научно-технического прогресса, но и на десятилетия опережали свое время. В работе «Энергетика травопольных севооборотов» в 40-е годы обосновывается идея обеспечения топливом полевых работ за счёт переработки части сельхозпродукции. Для этого достаточно выделять 3‒5% площадей под культуры, хорошо усваивающие солнечную энергию. Михаил Петрович был одним из разработчиков тяжелого трактора на Челябинском тракторном заводе, для чего был командирован в Англию и США с целью обобщения опыта машиностроения этих стран. Методические разработки по обоснованию параметров позволили создать уникальный и весьма экономичный трактор Т-100М, а также обосновать необходимость трактора среднего класса, который мог бы работать на повышенных скоростях и оснащаться двигателем мощностью 150 л. с. Этим были заложены основы дифференцированного подхода к распределению различных типов тракторов по видам полевых работ, их скоростным и нагрузочным режимам. При поступлении в аспирантуру Михаила Петровича весьма интересовало мое мнение как главного инженера крупного целинного хозяйства, о перспективах использования тракторов К-700 и Т- 4А, параметры последнего были обоснованы согласно его методике.

Существует известная концепция о том, что уровень производительности труда в земледелии определяется средней крюковой мощностью трактора, то есть выход представляется в увеличении парка мощных тракторов. В результате одно из научных направлений коллектива кафедры было связано с совершенствованием использования тракторов типа К-700 за счёт расширения диапазона их использования. Впервые в стране мною был испытан в Брединском совхозе трактор К-700 на спаренных колесах. Установлено, что за счёт снижения уплотняющего воздействия на почву более чем в два раза его можно использовать на всем комплексе весенних полевых работ без существенного нарушения агротехнических требований.

Дальнейшие исследования данного направления проводились при финансовой и материальной поддержке Кировского тракторного завода. На отделении «Этовна» Петропавловского совхоза с площадью пашни 5,6 тыс. га пашни было оборудовано 4 трактора К-700 дополнительными колесами, что позволяло засевать в день перекрестным способом поле в 400 га агрегатами из пяти сеялок СЗП-3,6. Три трактора К-701 на одинарных колесах из-за недостаточной надежности мостов в два следа проводили предпосевную обработку стандартного поля в 400 га. Для посева тринадцати полей зерновых культур требуется порядка двух недель. В результате урожайность по отделению превысила на 6‒7 ц/га относительно средней в 21‒22 ц/га по совхозу. Этому способствовала и своевременная основная обработка полей после уборки урожая. Парк гусеничных тракторов сократился на 8 единиц, а с ними перешли в другие сферы хозяйства и механизаторы.

В результате для работы 20 зерноуборочных комбайнов оказалось недостаточно механизаторов на отделении, и эту проблему пришлось закрывать за счёт студенческого отряда из ЧИМЭСХ. Это позволило сделать вывод о том, что увеличение производительной способности важно, прежде всего, для периодов наибольшей трудонапряженности, а для других периодов значимость этого направления существенно снижается.

В шестидесятые годы прошлого века промышленность существенного нарастила поставки техники сельскохозяйственному производству, что обусловило необходимость обоснования номенклатуры и количества технических средств предприятий. Для этой цели в различных научных центрах были сформированы подразделения с соответствующим финансированием. В соответствии с этой программой в ЧИМЭСХ при кафедре «Эксплуатация МТП» была создана группа «Системы машин» под научным руководством профессора Сергеева М.П. с подключением к этой проблеме вычислительного центра института. Оперативное руководство коллективом возложено на аспиранта Саклакова Владимира Даниловича, в последующем доктор технических наук, профессор.

Разработанные нормативы потребности в технике на примере типичных хозяйств по специализации и природно-климатическим условиям показали, что для своевременного выполнения полевых работ количество машин должно быть увеличено в 1,5‒1,7 раза. При поддержке советских и партийных органов Челябинской области пяти хозяйствам в разовом порядке было выделено недостающее количество техники. Однако в течение двух лет количество машин в этих предприятиях сократилось до прежнего уровня из-за ограниченного наличия механизаторов. Следует отметить, что в этот период ежегодно в области готовилось около 5 тыс. механизаторов, а общее их количество в течение ряда лет оставалось на уровне 27 тыс.

Расчёты показывают, что при сложившейся в то время нагрузке на механизатора в 100 га пашни при типичной структуре посевных площадей и технике требуется примерно 350 часов, но для этого он должен иметь гусеничный и пропашной тракторы, силосоуборочный и зерновой комбайны. Проблема заключается в том, что существует недостаточное количество техники, а не дефицит механизаторов. Сложилось противоречие между целесообразным техническим оснащением и невозможностью его реализации при сложившихся организационных принципах использования машин. Мне как производственнику была поставлена задача: разработать методику внедрения рационального состава парка машин.

Выход был найден в изменении порядка закрепления техники за механизаторами, т. е. каждый из них должен иметь такое количество технических средств, которое обеспечивало бы наиболее полное использование их фонда рабочего времени в течение сезона полевых работ. При этом все работы по степени их важности ранжируются в определенной последовательности с концентрацией на каждой из них необходимых ресурсов после их завершения и переходом на выполнение следующего цикла работ. Наиболее эффективный результат достигается при двухсменной работе в наиболее напряженных циклах работ, что обусловливает регламентированный режим труда и отдыха механизаторов.

Этот вариант машиноиспользования, получивший название «Поточно-цикловой метод» (ПЦМ), прошел широкую апробацию в хозяйствах Челябинской области и в 80-е годы прошлого века был принят на вооружение во многих регионах страны. Совет Министров СССР в 1982 г. своим постановлением рекомендовал этот метод к внедрению во всех зонах союза, а Саклаков В.Д. на основе этих работ защитил докторскую диссертацию.

Опыт внедрения этого метода показал необходимость повышения уровня поточности при организации механизированных процессов, а также более высокую эффективность применения универсальных и комбинированных агрегатов. К тому же было установлено, что планирование и успешная реализация поточно-циклового метода организации полевых работ существенно зависит от структуры посевных площадей, определяющей динамику полевых работ при формировании последовательных циклов их выполнения. Эта программа хорошо согласуется с задачей рациональной плодосмены возделываемых культур с целью снижения засоренности и борьбы с болезнями и вредителями растений. Следует отметить, что рассмотренный подход к организации полевых работ служит методической основой реализации ресурсосберегающих технологий в земледелии.

Наиболее напряженный период в цикле полевых работ ‒ это уборка урожая, а основной машиной является зерноуборочный комбайн. Это узкоспециализированная машина с весьма короткой длительностью использования, что существенно удорожает стоимость продукции. К тому же на работу комбайнов значительное влияние оказывают погодные условия, а уборочный период сопровождается зачастую затяжными дождями. Анализ показал, что технологии до комбайновой уборки использовали прием досушивания хлебной массы в снопах или стогах, что позволяет не только сохранить урожай, но и повысить качество продукта.

Одним из эффективных вариантов заготовки сена является стоговая технология, при которой стогообразователем формируется скирда и транспортируется стоговозом. Использование этого комплекса машин на подборе валков хлебной массы с обмолотом стогов после окончания уборочных работ позволяет существенно уменьшить потребность в зерноуборочных комбайнах. Учитывая, что в стога можно закладывать хлебную массу влажностью до 20%, сезонная и суточная длительность их работы существенно увеличивается. Реализация этого направления послужила основой моей докторской диссертации. В зависимости от природно-производственных условий должно формироваться рациональное соотношение комбайновой и стоговой технологий. При использовании комбайнов на обмолоте стогов увеличивается и длительность их использования.

В условиях ограниченной обеспеченности механизаторами в условиях степной зоны проблема универсализации машинных комплексов получила развитие в технологии возделывания пропашных культур агрегатами на базе гусеничных тракторов. Комплекс исследований, выполненных Астафьевым Владимиров Леонидовичем, позволил получить увеличение производительности труда в 2,5 раза при снижении стоимости работ в два раза и сокращении потребности в пропашных тракторах на 30%. Технологический процесс осуществляется по постоянной технологической колее, что повышает урожайность кукурузы на силос на 7‒10%. Обоснована целесообразность существенного увеличения и производительной способности силосоуборочных агрегатов. Комплекс выполненных исследований позволил защитить ему диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук, а мне приобрести опыт консультанта работы такого уровня.

Развитие нашей методологии универсализации технических средств нашли отражение при обосновании параметров трактора двойного назначения Т-170 на ЧТЗ, выполненных с участием Валеева Азата Салемьяновича, ныне доктора педагогических наук.

В последние годы это направление разрабатывается Кузнецовым Николаем Александровичем на примере тракторов среднего класса тяги типа РТ-М-160. Проблема рассматривается с позиций не только увеличения занятости, но и снижения уплотняющего воздействия при реализации ресурсосберегающих технологий в земледелии.

В период моей работы в ЦелинНИИМЭСХ, г. Кустанай РК, в качестве заместителя директора по науке были продолжены в сотрудничестве с ЧИМЭСХ исследования по совершенствованию и развитию системы машин для условий целинного земледелия. В результате испытаний различных типов тракторов тягового класса от 3 до 15 было установлено, что наиболее эффективным по технико-экономическим показателям является гусеничный трактор ХТЗ-181 с тяговым усилием 4,5 т. Доля тракторов типа К-744Р1-Р2 должна быть существенно сокращена до уровня потребности в них на транспортных работах. Для выполнения энергоемких работ в ограниченном количестве эффективен трактор класса 8 и 12-15. По результатам исследования типажа парка тракторов Гридиным Николаем Федотовичем была подготовлена диссертация доктора технических наук.

Известно, что поточное производство позволяет получить боле высокий уровень производительности труда. Однако в отличие от промышленности, в земледелии в связи с цикличностью выполнения технологических операций по возделыванию и уборке культур возникает необходимость поточного выполнения работ не только в отдельных циклах, но и согласование ресурсного обеспечения в течение всего периода полевых работ. Реализация этого направления была выполнена Шепелевым Сергеем Дмитриевичем на примере согласования процессов функционирования уборочных и зерноочистительно-сушильных комплексов, в т. ч. и с использованием резервных и компенсирующих элементов. На основе подбора культур и сортов, маневрирования сроками их посева и уборки обеспечиваются принципы поточности в земледелии, что и послужило основой методологии его докторской диссертации.

Методические положения диверсификации и поточности при построении механизированных процессов нашей кафедры и технологические принципы зерноочистки были использованы Чумаковым Владимиром Геннадьевичем при выполнении комплекса работ при формировании технологических линий зерноочистительно-сушильных комплексов на основе деления вороха на потоки, что увеличивает производительность и качество продукта. Комплекс выполненных исследований позволил ему защитить диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук.

В свое время совхоз «Брединский» был базовым хозяйством по освоению целинных земель в районе, от которого отпочковалось несколько хозяйств. Вполне естественно, что новая техника передавалась в эти предприятия. На период моего назначения главным инженером хозяйства весной 1969 г. в совхозе эксплуатировалось около 25 тракторов ДТ-54 выпуска 1951 г., которые до целины по три года отработали на строительстве Волго-Донского канала. Поэтому встал вопрос об их замене на новую технику. С поступлением тракторов К-700 и Т-4А потребовалось укрупнение бригад с 3 тыс. га до 6 тыс. га. Вместо 9 подразделений стало пять. Высвободилось восемь квалифицированных механизаторов из числа бригадиров и мастеров-наладчиков. Возросшая нагрузка на оставшихся специалистов обусловила необходимость привлечения к техническому сервису специалистов центральной ремонтной мастерской. Попытка развивать это направление в качестве соискателя показала, что совмещать научную и производственную деятельность довольно сложно и мотивировало поступление в очную аспирантуру.

В последующем эту проблему удалось развить с Редреевым Григорием Васильевичем. Для организации качественного технического сервиса нужно соответствующее оборудование, которое всегда ограничено. Известно, что для проведения сложного технического сервиса лучшим вариантом служат ремонтные мастерские, обладающие штатом квалифицированных специалистов и оборудованием. Учитывая, что в период полевых работ текущие операции технического сервиса целесообразно выполнять в поле, то группа специалистов ремонтной мастерской с использованием ограниченного количества специальных мобильных агрегатов по определенному графику может их выполнить качественно и без длительных простоев технологических агрегатов. Рассмотрение и реализация этой системы позволили разработать методологические основы решения задач технического сервиса в современных условиях разнородного парка машин в производственных формированиях различного типа и защитить ему докторскую диссертацию.

Таким образом, разработанные Михаилом Петровичем и развитые коллективом кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка» нашего вуза на основе диверсификации, поточности, последовательной цикличности и согласованности ресурсного обеспечения в различные периоды полевых работ методологические основы рационального машиноиспользования позволяют увеличивать конкурентоспособность сельских товаропроизводителей.

По результатам выполненных исследований совместно с профессором Саклаковым В.Д. разработан оригинальный курс для студентов агроинженерных специальностей «Проектирование и использование машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий». После его ухода из жизни кураторство научным направлением перешло ко мне, и по прошествии двадцати лет можно подвести некоторые итоги. Под моим руководством подготовлено 5 докторов и 16 кандидатов технических наук, опубликовано 9 монографий и учебных пособий, более 200 статей в различных изданиях, получено 32 авторских свидетельства и патента на изобретения. Подходит время передавать эстафету следующему поколению ученых.