На Главную страницу

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ОТДЕЛЕНИЕ
МЕХАНИЗАЦИИ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ
И АВТОМАТИЗАЦИИ

117218, Москва, ул. Кржижановского, 15, корп. 2, тел. 124-80-65
E-mail: agroingeneria@yandex.ru

 

Об Отделении

Структура и
 состав Отделения
 

 Научные
 организации

 Научная
 деятельность

Прикладные разработки
и инновации 

 Перспективные
 исследования

 WEB-публикации


Академия
Президиум
Отделения

Ведущие
ученые

агроинженерной
науки

Web-сайты 
и
E-mail
институтов

Отделения:
ВИМ
ГОСНИТИ
ВИЭСХ
ВНИПТИМЭСХ
СЗНИИМЭСХ
ВНИПТИМЛ
ВНИИМЖ
ДальНИПТИМЭСХ
НИКПТИЖ
ВИИТиН
ВНИМС
ВНИИЛК

 

Прикладные разработки,
представленные
на web-сайтах

институтов
Отделения:

ВИМ
ГОСНИТИ
ВИЭСХ
ВНИПТИМЭСХ
СЗНИИМЭСХ
ВНИПТИМЛ
ВНИИМЖ
ДальНИПТИМЭСХ
НИКПТИЖ
ВИИТиН
ВНИМС
ВНИИЛК

 

 

 


 

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ и РАЗРАБОТКИ
 2004 года
 

По Заданию 02

 

Задание 02. Разработать интенсивные машинные технологии и энергонасыщенную технику IV поколения для производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции выполняли 11 НИУ Отделения:
ВИМ. ВНИИМЖ, ВИЭСХ, ВНИПТИМЭСХ, СЗ НИИМЭСХ, ДальНИПТИМЭСХ, НИКПТИЖ, ВНИПТИМЛ, ВНИИЛК, ВНИМС, ВИИТиН, а также СибИМЭ и НИИСХ СВ.

В результате проведенных исследований по заданию получена следующая основная научно-техническая продукция.

В области научно-технического обеспечения производства продукции растениеводства подготовлены методические рекомендации по обоснованию и формированию перспективной системы технологий и машин для растениеводства и животноводства и ее реализации в рыночных условиях.
Продолжено изучение изменения факторов плодородия почвы в стационарном севообороте закладки 1974 г. в зоне Армавирского ветрового коридора. Выявлено влияние экстремальных условий предшествующего года на параметры исследуемых технологий. Этой разработке в 2004 г присуждена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники.
Проведен анализ эффективности использования сельскохозяйственной техники на выполнении механизированных работ в полеводстве, в результате чего установлено, что вследствие изношенности техники доля затрат на ее амортизацию и поддержание в работоспособном состоянии составляет от 30 До 50 % в общей сумме эксплуатационных затрат.
Установлено, что при применении технологий прямого посева зерновых культур (без операций лущения стерни, отвальной вспашки и трех культивации почвы) затраты труда снижаются на 40 %, расход топлива - в 3-4 раза, прямые затраты - в 2-3 раза. Однако многократное (до 5 раз за сезон) внесение гербицидов и их высокая стоимость нивелируют эту экономию. Применение ресурсосберегающих технологий на базе комплексов многооперационных машин и орудий, а также уборочной техники нового поколения обеспечивает высокий уровень доходности производства. На возделывании озимой пшеницы затраты труда снижаются на 30 %, расход топлива - в 1,4 раза, прямые эксплуатационные затраты - на 43 %. При этом потребность в тракторах и зерноуборочных комбайнах снижается на 22 %, в механизаторах • на 25 %, в сельскохозяйственных машинах - в 2,9 раза, капвложений в формирование парка машин - в 1,4 раза, себестоимость зерна - более чем в 1,5 раза (с 1520 до 1040 руб./т).

По мобильной энергетике разработан проект технологии мониторинга машинно-тракторного парка для растениеводства, в основе которой положены принципы концепции непрерывной информационной поддержки жизненного цикла (CALS-технологии) сельскохозяйственных мобильных энергетических средств. Издана книга «Концепция непрерывной информационной поддержки жизненного цикла сельскохозяйственных мобильных энергетических средств».
Создан и передан на государственные испытания опытный образец универсального энергосредства на резиноармированных гусеницах УЭС-150РГ с комплектом сменных технологических адаптеров, агрегатируемых с энергомодулем в составе: жатка валковая, кузов-самосвал и кузов-перегрузчик. Экономическая оценка УЭС-150РГ только в качестве кузова-перегрузчика обеспечивает сокращение числа автомобилей на вывозке урожая с поля на 40%, зерноуборочных комбайнов - на 19,2%. В результате эксплуатационные затраты сокращаются на 37,5%, что обеспечивает годовой экономический эффект на 1000 га посевов в размере 331,9 тыс. руб. и увеличение рентабельности растениеводства на 6,1%.

По обработке почвы и посеву разработано 17 перспективных технологических процессов для Нечерноземной зоны и 18 технологических процессов для зоны Северного Кавказа основной и предпосевной обработки почвы. На их базе сформировано 5 вариантов возделывания яровых, 4 варианта озимых культур и 2 варианта возделывания промежуточных культур. Для всех технологических процессов обоснованы комплексы технических средств, в которые входят машины и орудия уже освоенные производством, так и перспективные, находящиеся в стадии разработки и испытаний. Базовые способы обработки почвы и созданные машины обеспечивают сбережение влаги, повышение качества обработки, снижение затрат энергии и средств.
Проведена агротехническая и энергетическая оценка рабочих органов прикатывающих устройств многофункциональных полевых агрегатов моноблочной структуры для мелкой и поверхностной обработки почвы к МЭС класса 3 и 5, откорректирована документация на создание опытнопромышленных образцов и агрегатов. По результатам производственной проверки экспериментального образца почвообрабатывающего агрегата для основной безотвальной послойной обработки почвы к МЭС класса 3 с наборами рабочих органов для различных почвенноклиматических условий доработана конструкторская документация на опытнопромышленный образец;
разработана конструкторская документация на создание промышленного образца агрегата к МЭС класса 5.

По применению удобрений и химических средств защиты растений проведены исследования по уточнению агротехнических, энергетических и технико-экономических показателей различных технологий внесения минеральных удобрений: технология на базе комбинированного удобрительного агрегата для внесения сыпучих и жидких удобрений при подкормке посевов озимых культур; технология с использованием зерновой сеялки СЗТ-3,6 в агрегате с трактором класса 3 т и сцепкой СПУ-10Б; технология раздельного внесения удобрений с использованием МВУ-0,5А и трактора ЮМЗ. Наиболее эффективна технология с использованием комбинированного агрегата шириной захвата 15 м с техническим средством для разбросного внесения удобрений и последующей заделкой бороной-мотыгой БМШ-15, агрегатируемых с трактором класса 3 т. Применение такого агрегата обеспечивает прикорневую подкормку озимых с меньшими в 1,7 раза энергозатратами, чем у агрегатов на базе СЗС-3,6, и снижение в 2 раза повреждаемости растений по сравнению с заделкой зубовой бороной.
Разработан комплекс программ по расчету доз удобрений для элементарных участков с заданным шагом квантования, в зависимости от ширины захвата машины-удобрителя для дифференцированного внесения основной дозы 3-х видов твердых минеральных удобрений внутрипочвенным способом. Разработана система электронно-механического управления дозированием в системе координат поля с применением бортового компьютера, работающего по электронным картограммам поля и управляющего процессом дозирования. Проведенные полевые испытания в СПК «Садовод» Рязанской области показали повышение урожайности зерновых при использовании данной машины на 9,3%.
Разработана операционная технология дифференцированного внесения жидких азотных удобрений под зерновые культуры, включающая блоки подготовки информации, агротехнических требований и технологических операций. В операционную технологию введена новая операция позиционирования машины-удобрителя и управления технологическим процессом дифференцированного внесения удобрений, как в автономном режиме, так и посредством Глобальной спутниковой системы позиционирования ОР8. Проверен в производственных условиях (колхоз «Клинский» Московской обл.) технологический регламент дифференцированного внесения гербицидов. Дифференцированная обработка посевов овса гербицидами обеспечила 98-100% гибель сорняков, сокращение расхода лонтрела на 38% и дифезана на 62%, что в денежном выражении составило 620 руб./га.

По технике для уборки и первичной обработки урожая на основе результатов сравнительного анализа различных технологий (4 варианта) идентифицированы однотипные операции процессов, на основе которых синтезирована унифицированная технология уборки кукурузы на зерно и кормовые цели с использованием разрабатываемого кукурузоуборочного комбайна двойного назначения. Применение такой технологии позволит существенно снизить затраты труда и средств, сократить потери продукции при уборке и хранении урожая и получить годовой экономический эффект в расчете на модельное хозяйство в сумме около 1 млн. руб.
Проведены экспериментальные исследования технологии уборки зерновых колосовых методом очеса с использованием зерноуборочного комбайна СК-5 «Нива» и очесывающей жатки ОЗОН-4 Пензенского машиностроительного завода. Уборка очесом в пределах установленных агросроков по сравнению с традиционной технологией позволяет повысить производительность комбайна в 1,5-1,8 раза, сократить эксплуатационные затраты на 20-25 %.
Разработаны типажи машин: предварительной очистки семян, включающей машины производительностью 10-15; 20-30 и 40-50 т/ч; основной и окончательной очисток, включающих машины производительностью 2,5; 5 и 10 т/ч. Основу этих типажей составляют созданные машины нового поколения, выпуск которых освоен отечественной промышленностью.

По механизации производства льна-долгунца и первичной переработки лубяных культур установлено, что эффективность инноваций при повышении технологического уровня льняного подкомплекса АПК следует рассчитывать исходя из прироста стоимости льноволокна, обусловленного увеличением его количества и повышения качества. Использование при этом прироста стоимости промежуточных видов продукции (льносоломы и льнотресты) приводит к необоснованному занижению экономического эффекта.
Научно обоснованы технологические схемы, параметры и режимы работы адаптеров к мобильным машинам для подбора и оборачивания лент льна, уменьшения растянутости стеблей в ленте при её оборачивании, а также расстила лент льна. Применение их в производстве обеспечивает повышение производительности подборщиков-очесывателей лент льна в 1,4-1,6 раза, увеличение выхода длинного волокна на 3-5% (абсолютных). Калининской МИС проведены предварительные испытания созданного подборщика-очесывателя лент льна ПОЛ-1,5 для технологии раздельной уборки льна-долгунца.
Научно обоснованы параметры и режимы работы высокоэффективной многозонной паровой конвейерной машины непрерывного действия для сушки льняной тресты в вертикальном слое. Исследования показали, что применение такой сушильной машины в сравнении с применяемыми в настоящее время на льнозаводах обеспечивает уменьшение потребления электроэнергии в 3 раза, расхода тепла на 1 кг испарённой влаги в 1,7 раза, металла в 1,5 раза.
Разработана принципиально новая инструментальная система оценки качества трёпаного льняного волокна. Система адаптирована к требованиям международной стандартизации, исключает использование органолептики и востребована участниками экспортно-импортных отношений. Для реализации новой системы разработаны и изготовлены два новых автоматизированных измерительных комплекса.
Проведён мониторинг технико-экономического состояния льноперерабатывающей отрасли. По его результатам разработана перспективная система машин для переработки льна, учитывающая передовой зарубежный опыт и особенности развития отечественного льняного подкомплекса. Реализация новой системы машин для производства длинного льняного волокна с доведением его до чесаного позволит получить экономический эффект в сумме около 2,6 млн. руб. на одну линию. Выработка и углубленная переработка короткого волокна по предлагаемой технологии позволит получить экономический эффект в сумме около 1,7 млн. руб. на одну линию.
Завершена разработка подсистемы АСУ работой мяльнотрёпального агрегата (МТА). Эта разработка устанавливает отечественный приоритет в создании АСУ такого назначения. Апробация созданных стендов подтвердила высокую эффективность упомянутой подсистемы. При внедрении её на льнозаводах возможно получение годовой прибыли 0,8-0,9 млн. рублей. Срок окупаемости затрат на реализацию новой разработки составляет 0,5 года.

По научно-техническому обеспечению производства продукции животноводства: для молочного скотоводства разработаны приоритеты и рекомендации по реализации стратегии поэтапного обновления и модернизации машинно-технологического обеспечения производства молока в России. Подготовлены в рамках Российско-белорусской подпрограммы рекомендации по проектированию нового доильного оборудования (типа «Тандем», «Елочка» и «Параллель» для технологий производства молока при беспривязном и комбинированном содержании коров и их доении в доильных залах) на основе элементно-агрегатной базы нового поколения. Изготовлены макетные образцы нового оборудования и проведена их функциональная проверка. При формировании регистра создаваемой элементно-агрегатной базы использован метод функционального анализа и синтеза машин для животноводства, основанный на теории процессов и явлений академика Горячкина В.П. В 2004 г. изготовлено более 50 доильных установок типа УДМ с доением коров в молокопровод на уровне и превосходящих лучшие зарубежные образцы. Установка удостоена Золотой медали и диплома выставки «Золотая осень-2004». Созданы технические центры по монтажу и гарантийному обслуживанию установок УДМ в 7 регионах России.
Определены основные принципы и методы реализации точных компьютерных технологий производства основных видов продукции животноводства путем разработки и создания биокибернетических систем, выявлены точки информационного обмена и контроля основных энергетических потоков системы в кибернетических моделях. На основе блок-схемы биосистемы разработана кибернетическая модель биотехнической лактирующей системы, включающая биологическую и техническую подсистемы в передаточных функциях как система автоматического регулирования. Биотехнологическая часть модели может реализовываться как компьютерная технология на основе теории информации и алгоритмов.
Разработана функционально-структурная схема системы для транспортировки и учета молока в трубопроводах, созданы опытные образцы устройства для учета молока при раздельном по долям вымени контрольном доении коров. Образцы проходят приемочные испытания на Подольской МИС.
На основе метода водяных эквивалентов определены параметры пластинчатого охладителя молока для доильных установок при импульсной подаче молока. Разработаны: опытный образец установки для охлаждения молока в потоке с аккумулятором льда; алгоритм управления процессом мойки доильных установок и изготовлен опытный образец программируемого автомата промывки; алгоритм управления работой доильного аппарата манипулятором и опытный образец манипулятора, включая новый запатентованный счетчик-датчик молока.
Разработаны рекомендации и проект пункта для заготовки сена при автоматизированном управлении процессом досушки с активным вентилированием и система оперативного контроля влажности и температуры кормов при их хранении, способствующая сокращению периода досушки сена в 1,2-1,3 раза и энергозатрат - с 200 до 80-120 кВт/т.
Доработана конструкторская документация, проведена модернизация многофункциональной машины АКМ-9, измельчителя рулонированных кормов, измельчителя-раздатчика и приспособления к фронтальным погрузчикам для отрезания и погрузки силосованных и рулонированных кормов.
Разработаны алгоритм и компьютерная программа для автоматизированной информационной системы управления воспроизводством стада КРС;
рекомендации по проектированию информационно-управляющих систем для молочного животноводства на примере фермы 400 коров и 800 голов молодняка. Разработан и изготовлен прибор для диагностирования электронных датчиков номеров животных, проведены его испытания.
Разработаны рекомендации по модернизации технологии производства молока на типовых фермах, обеспечивающие снижение удельных трудозатрат на производство молока до уровня стран Евросоюза. Результаты исследований использованы при реконструкции молочных ферм в хозяйствах Московской, Ленинградской, Сахалинской, Тюменской, Ярославской, Воронежской, Калининградской, Владимирской, Вологодской, Самарской и др. областях, Красноярского и Краснодарского краев, Ямало-Ненецкого национального округа и Республики Беларусь. Как показал опыт, модернизация ферм позволяет сократить количество обслуживающего персонала в 1,7-2,5 раза, улучшить условия его труда, повысить качество получаемой продукции, повысить рентабельность производства и уменьшить опасность загрязнения окружающей среды отходами животноводства.

Для производства свинины разработаны приоритетные направления совершенствования машинно-технологического обеспечения свиноводческих предприятий различных типоразмеров и способов кормления животных; в хозяйствах Краснодарского края проводятся производственные испытания экспериментальных образцов станочного оборудования из унифицированных элементов; созданы экспериментальные образцы автоматизированного раздатчика сухих кормов для свиноводческих ферм и универсального электромобильного раздатчика-смесителя кормов, проведены лабораторные испытания этих раздатчиков.
Разработаны проектные предложения по реконструкции типовых откормочных свиноферм мощностью 6 тыс. голов в год, обеспечивающие расчетную рентабельность производства 21,8%. Подготовлены «Методические рекомендации по механизированным системам кормления свиней».
Разработана методика научного обоснования рациональных технологических планировочных решений основных производственных зданий реконструируемых и вновь проектируемых свиноводческих предприятий малых и средних размеров. Практическая реализация этих решений позволит увеличить вместимость реконструируемых предприятий до 30% и сократить стоимость строительства новых на 20-25%. Разработаны проектные предложения по реконструкции зданий свиноферм трех хозяйств Ленинградской области.

Для овцеводства проведены испытания экспериментального образца стригального агрегата для овец с подвесным коллекторным электродвигателем, который эффективнее по сравнению с серийным агрегатом ЭСА-1/200 при стрижке поголовья 10-200 овец. Проведен анализ технологий производства ланолина и его физико-механических свойств, предложен термомеханический способ извлечения ланолина из рун шерсти овец непосредственно в хозяйствах и определены основные параметры процесса. Разработаны рекомендации по использованию электрических изгородей в овцеводстве и мясном скотоводстве при пастбищном содержании животных.

Для приготовления кормов и производства комбикормов в хозяйствах проведено научное обоснование параметров технических средств компоновки комбикормовых цехов; определены технические параметры блоков для приготовления рассыпных комбикормов в хозяйствах; подготовлены предложения по технологии хранения, консервирования и плющения высоковлажного зерна с применением высокотехнологичного оборудования. Проведено технико-экономическое обоснование технологий и технических средств для межхозяйственных и фермерских предприятий кормопроизводства, предложены человеко-машинные (интерактивные) процедуры решения с помощью ПЭВМ поставленной задачи.
Проведены экспериментальные исследования по уточнению режимных параметров и синтезу конструктивно-технологической схемы установки для комбинированной сушки зеленой растительной массы при производстве высоковитаминной травяной муки. Уточнены параметры тепловой обработки сои в линии производства кормовых добавок с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ).
Проведены экспериментальные исследования по уточнению параметров и режимов работы технологической линии многоступенчатой подготовки обогащающих и лекарственных добавок в комбикорма. Разработана конструкторская документация и создан опытный образец технологической линии, проведена ее производственная проверка и испытания. По результатам испытаний откорректирована конструкторская документация на опытно-промышленный образец линии подготовки обогащающих и лекарственных добавок.
Проведено обоснование эффективности инвестиций в создание внутрихозяйственного комбикормового производства. При этом определено, что внутренняя норма доходности инвестиционных проектов составляет около 400%, а срок их окупаемости от 0,6 до 0,1 года.

Для уборки и подготовки навоза к использованию разработаны «Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных условий и климатических зон».
Проведены исследования технологии уборки навоза мобильным навозоуборщиком. Установлено, что затраты времени на уборку навоза этим агрегатом в одном навозном проходе коровника составляют 2,6-3,0 мин., в кормонавозном проходе 3,2-3,5 мин. Количество навоза, оставшегося после прохода агрегата колеблется от 0,054 до 0,088 кг/кв. м, в то время как после уборки серийной скреперной установкой остается от 1,118 до 2,111 кг/кв. м навоза, что в 20,7-24,0 раза больше, чем после мобильного агрегата. Разработаны ТЗ и КД на новое оборудование для уборки навоза и рекомендации по модернизации технологий и технических средств для этого процесса. Реализация этих рекомендаций позволит снизить удельную металлоемкость технологического оборудования на 24%, а энергоемкость - на 44,7%.

Для обеспечения микроклимата, тепло- и водоснабжения ферм разработана оригинальная методика энергетического расчета и ТЗ на энергосберегающую систему микроклимата для животноводческих помещений. Ее использование позволит определить наиболее перспективные направления разработки нового специального оборудования, а энергетический расчет предлагаемой системы показал снижение расхода энергии до 50% по сравнению с традиционной системой микроклимата. Новая система базируется на использовании электротеплоутилизатора полимерного типа.
Разработан экспериментальный образец радиационноконвективного электроотопительного прибора для энергосберегающих систем отопления сельскохозяйственных производственных помещений, использование которого в системах отопления животноводческих помещений позволяет получить годовой экономический эффект в размере 2,3 тыс. рублей на один прибор.
Выполнено ТЭО применения установки лучистого обогрева сельскохозяйственных помещений УЛЭО-4,5 на примере телятника на 150 голов. Проведены приемочные испытаний установки на Подольской МИС. Установка рекомендована к производству.
Разработаны: технологическая схема и математическая модель комплексного теплохолодоснабжения свиноводческих ферм на базе теплового насоса; способ и комплект оборудования локального обогрева животных и птицы на базе газовых ИК горелок. Создан экспериментальный образец установки локального газового ИК обогрева и утилизации тепла продуктов сгорания, обеспечивающей энергоэффективность, экологическую безопасность;
экономия энергозатрат составляет до 25%.
Исследованы различные системы и оборудование для освещения животноводческих помещений. На примере фермы КРС на 200 голов определена экономическая эффективность этих систем и оборудования.
Проведены исследования, разработаны ТЭО, технические требования и экспериментальный образец установки для водоснабжения фермерских хозяйств с устройствами очистки и обеззараживания. Предварительная оценка показала снижение стоимости подачи кубометра воды на 15-20% при сокращении эксплуатационных расходов в 1,2-1,3 раза

В целом по Заданию 02 получена следующая научно-техническая продукция: высокие технологии и технологические процессы - 51 наименование; новые машины, оборудование и приборы - 82 наименования; изделия, прошедшие государственные испытания, - 39 наименований; изделия, внедренные в производство, - 69 наименований; патенты на изобретения - 76;
опубликованные научные труды - 317; выполненные договора с зарубежными странами о научно-техническом сотрудничестве и поставках продукции -16.
 

 
Академик-
секретарь

Отделения

Бюро

Члены
Отделения

Научно-
методические
Советы


АДРЕСА
и  телефоны
институтов:

ВИМ
ГОСНИТИ
ВИЭСХ
ВНИПТИМЭСХ
СЗНИИМЭСХ
ВНИПТИМЛ
ВНИИМЖ
ДальНИПТИМЭСХ
НИКПТИЖ
ВИИТиН
ВНИМС
ВНИИЛК



ТЕМАТИЧЕСКИЕ
разработки

институтов


ПЕРЕЧНИ
прикладных
разработок

институтов:

ВИМ
ГОСНИТИ
ВИЭСХ
ВНИПТИМЭСХ
СЗНИИМЭСХ
ВНИПТИМЛ
ВНИИМЖ
ДальНИПТИМЭСХ
НИКПТИЖ
ВИИТиН
ВНИМС
ВНИИЛК


Участие

институтов

в  научной
ПРОГРАММЕ

Академии:

ВИМ
ГОСНИТИ
ВИЭСХ
ВНИПТИМЭСХ
СЗНИИМЭСХ
ВНИПТИМЛ
ВНИИМЖ
ДальНИПТИМЭСХ
НИКПТИЖ
ВИИТиН
ВНИМС
ВНИИЛК

 


   

 
Хостинг от uCoz