 |
1.2.1. Общая характеристика энергетической базы животноводства
|
|
|
|
Энергетическая база животноводства основывается на использовании тра- диционных и возобновляемых источников различных видов энергии: механиче- ской, электрической, тепловой, световой и др.
Современный животноводческий комплекс по энергонасыщенности, оби- лию электрифицированных машин и аппаратов, а также использованию элек- тротехнологий занимает ведущее место в сельскохозяйственном производстве.
Энергия расходуется на производство, подготовку к хранению, хранение и приготовление кормов; создание микроклимата в животноводческих помеще-
ниях и водоснабжение; приведение в действие рабочих органов аппаратов, ма- шин и оборудования.
Особенностями сельскохозяйственного энергоснабжения являются:
- малая мощность энергосиловых установок, что требует создания специ- ального оборудования, отличающегося от оборудования, применяемого в большой стационарной энергетике;
- рассредоточенность потребителей энергии, что приводит к значительной протяженности линий электропередачи, затрудняет доставку топлива и обу- словливает целесообразность применения в ряде случаев альтернативных видов энергии (энергия, вырабатываемая биогазовыми установками, энергия Солнца, ветра, воды, геотермальных вод и т. д. ).
Основные потребители энергии - это животноводческие машины, агрегаты и оборудование. На фермах и в комплексах эксплуатируются разнообразное те- пловое оборудование, множество различных машин, энергетических установок, аппаратов, устройств и средств автоматизации; при заготовке кормов - значи- тельное число тракторов, силосоуборочных и кормоуборочных комбайнов.
Животноводческий комплекс является потребителем большого количества электрической энергии как для производственных (более 40 %), так и для быто- вых нужд.
|
|
|
Различают первичные (природные) и вторичные энергетические ресурсы.
Первичные образовались в результате геологического развития Земли.
К вторичным энергетическим ресурсам относится теплота, которая не ис- пользуется в самой установке и не может быть применена для энергоснабжения других объектов и установок. Вторичные тепловые энергоресурсы — это отра- ботавшие газы, теплая вода, выбросной пар от установок и оборудования, вен- тиляционный воздух от ферм и др.
Наметившееся в последнее время наращивание темпов производства жи- вотноводческой продукции предполагает использование в этой отрасли новых, более современных технологий, машин и оборудования, что неизменно приве- дет к увеличению энерговооруженности труда в животноводстве. Более рацио- нальное использование энергоресурсов в животноводстве и их экономия воз- можны за счет применения возобновляемых источников энергии, сбросной теп- лоты ферм, эффективной тепловой защиты животноводческих помещений и т. д.
1. 2. 2. Энергоносители
Энергия традиционных и возобновляемых источников преобразуется в те- пловую или электрическую энергию, которая используется для выполнения ме- ханической работы.
К традиционным источникам энергии относятся газ, нефть, уголь и т. д. Газообразное топливо широко применяют в котельных установках, теплогене- раторах, водонагревателях, газовых отопительных приборах и двигателях внут- реннего сгорания. Жидкие виды топлива в основном являются продуктами пе- регонки нефти. В сельскохозяйственном производстве используют нефтепро- дукты (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут) и твердое топливо (иско- паемые угли, торф, древесина, отходы производства).
Возобновляемые источники энергии - это Солнце, ветер, геотермальные воды, органические отходы. В настоящее время им придается большое значе- ние. Это обусловлено ростом потребности сельскохозяйственного производства в теплоте и электроэнергии, удаленностью многих хозяйств от основных линий электропередачи, рассредоточенностью отдельных объектов, необходимостью утилизации отходов растениеводства и животноводства.
|
|
|
Одно из перспективных направлений использования возобновляемых ис- точников энергии представлено биоэнергетикой. Для производства топлива применяется биомасса, главным образом отходы животноводства. Существуют два способа получения биоэнергетического топлива: термическая газификация и биоконверсия отходов. Для производства биогаза чаще всего используют ме- тод анаэробной ферментации отходов. За сутки из навоза одного животного можно получить следующее количество биогаза, м3: крупный рогатый скот - 1, 5; свиньи - 0, 2. В среднем 1м3 газа может дать 20... 24 МДж энергии.
В сравнении с традиционными возобновляемые источники энергии обла- дают рядом преимуществ, к которым относятся их практическая неисчерпае- мость, отсутствие необходимости добычи и экологическая чистота. Однако большинство из них представляют собой низкопотенциальные энергоресурсы. Поэтому основой роста энергетической базы агропромышленного производства является широкое использование традиционных источников энергии наряду с совершенствованием и дальнейшим развитием альтернативных методов преоб- разования энергии.
Контрольные вопросы
1. Каковы особенности сельскохозяйственного энергоснабжения?
2. Какие способы экономии энергоресурсов в животноводстве вы знаете?
3. В каких установках используют газообразное топливо?
4. Каковы основные особенности биоэнергетики и способы получения биоэнергетического топлива?
5. В чем заключается преимущество возобновляемых источников энергии и чем вызвано их ограниченное использование?
Кроме тракторов и автомобилей в сельском хозяйстве применяют само- ходные шасси - разновидность колесного трактора с иной компоновкой основ- ных механизмов.
Тракторы классифицируют по следующим признакам. По назначению их подразделяют на три группы: общего назначения, универсально-пропашные и специальные.
|
|
|
Тракторы общего назначения применяют для выполнения основных сель- скохозяйственных работ. Эти тракторы отличаются малым дорожным просве- том и повышенной мощностью двигателя.
Универсально-пропашные тракторы используют при уходе за пропашными культурами и при выполнении других сельскохозяйственных работ. У некото- рых моделей универсально-пропашных тракторов предусмотрены сменные ве- дущие колеса с широкими шинами для выполнения работ общего назначения и с узкими - для работ в междурядьях.
Специальные тракторы - это модификации какого-либо трактора общего назначения или универсально-пропашного, предназначенные для выполнения определенного вида работ или разных работ, но в строго определенных услови- ях.
По конструкции ходовой части тракторы бывают гусеничные и колесные.
Гусеничные тракторы имеют две гусеницы, представляющие собой цепи из отдельных звеньев (траков). Гусеничные тракторы оказывают малое давле- ние на почву (5... 35 кПа), что повышает их проходимость и позволяет развивать большее тяговое усилие. Колесные тракторы более универсальны по сравнению с гусеничными, их использование возможно как на полевых, так и на транс- портных работах. Тракторы этого типа обычно оборудуют колесами с пневма- тическими шинами. Важной характеристикой таких тракторов является колес- ная формула, в которой первая цифра показывает, каково общее число колес, а вторая - сколько из них ведущих. Тракторы, предназначенные для выполнения некоторых специальных работ, имеют колесную формулу 3К2, универсальные - 4К2, повышенной проходимости - 4К4.
По типу остова тракторы подразделяют на рамные, полурамные и безрам-
ЗАНЯТИЕ 4
Тема 1. 3. Тракторы и автомобили
ные.
У рамных тракторов остов представляет собой клепаную или сварную ра-
1. 3. 1. Классификация и общее устройство тракторов и автомобилей
Основой механизированного животноводства и кормопроизводства явля- ются тракторы, автомобили, самоходные шасси и электроприводы.
Трактор - это самоходная машина, предназначенная для передвижения и приведения в действие сельскохозяйственных и других машин, а также для буксирования прицепов. Двигатель трактора может приводить в действие рабо- чие органы стационарных сельскохозяйственных машин через вал отбора мощ- ности (ВОМ) или с помощью шкивного приспособления.
|
|
|
Автомобиль - это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов, людей или специального оборудования.
му, на которой размещаются основные механизмы и части трактора. Остов по- лурамных тракторов образован двумя продольными балками, привернутыми или приваренными к корпусу заднего моста или трансмиссии, и поперечиной, связывающей продольные балки в передней части. Остов некоторых тракторов представляет собой две отдельные полурамы, соединенные шарниром. У без- рамных тракторов остов состоит из соединенных между собой отдельных час- тей и механизмов.
По номинальному тяговому усилию тракторы подразделяют на девять классов машин, различающихся по конструкции. Номинальным считают тяго- вое усилие, которое способен развить трактор, работая с наибольшей произво- дительностью на стерне средней влажности и твердости.
Девять тяговых классов составляют типаж сельскохозяйственных тракто- ров. Типаж - это технически и экономически обоснованная совокупность всех моделей тракторов, рекомендуемых для производства.
В каждом тяговом классе имеются базовые модели (т. е. основные, наибо- лее широко распространенные тракторы) и модификации, на которых установ- лены унифицированные (единообразные) двигатели (применяемые и в базовых моделях), а также ряд составных частей. Унификация составных частей облег- чает изготовление и эксплуатацию тракторов.
Современные автомобили классифицируют по назначению, типу шасси, приспособляемости к дорожным условиям и типу двигателя. По назначению различают грузовые, пассажирские и специальные автомобили.
Грузовые автомобили предназначены для перевозки грузов. Они могут быть снабжены платформой, что позволяет использовать их как универсальное транспортное средство, или оборудованы для перевозки определенных грузов (самосвалы - для вязких и сыпучих, цистерны - для жидких и др. ). Автомобили подразделяют по грузоподъемности, т. е. по массе груза, который можно пере- везти в кузове, на следующие классы: особо малый (0, 3... 1, 0 т), малый (1, 0... 3, 0 т), средний (3, 0... 5, 0 т), большой (5, 0... 8, 0 т) и особо большой (свыше 8 т).
Среди грузовых можно выделить специализированные автомобили: раз- брасыватели органических и минеральных удобрений, топливозаправщики, комбикормовозы, скотовозы и др.
|
|
|
Пассажирские автомобили подразделяют на легковые - для перевозки не- большой группы пассажиров (до 8 человек) и автобусы - для массовых перево- зок. Автобусы в зависимости от назначения бывают городскими и междугород- ными.
Специальные автомобили служат для выполнения определенных, преиму- щественно нетранспортных, работ, для чего их оборудуют соответствующими приспособлениями. К специальным автомобилям относятся автокраны, пожар- ные и уборочные (для очистки и поливки улиц) автомобили, ремонтные мас- терские, автовышки и др. Эти автомобили представляют собой видоизмененные модели (модификации) грузовых автомобилей.
По типу шасси автомобили подразделяют на рамные и безрамные. Рамные автомобили имеют в качестве остова раму, к которой крепят составные части и механизмы. У безрамных автомобилей их крепят к кузову. В этом случае кузов называют несущим. По приспособляемости к дорожным условиям различают автомобили нормальной (обычной) и повышенной проходимости. У первых привод передает крутящий момент на заднюю ось (осевая формула 2x1) либо передние колеса, а у вторых — на все оси, т. е. на две или три оси (осевая фор- мула 2x2, 3x3), что позволяет им преодолевать бездорожье и участки с плохим дорожным покрытием.
Автомобили могут иметь карбюраторный, электрический или дизельный двигатель. Карбюраторные двигатели работают главным образом на бензине, дизели - на дизельном топливе, а электродвигатели - от аккумуляторных бата- рей.
1. 3. 2. Основные части тракторов и автомобилей
Основные механизмы тракторов и автомобилей могут отличаться по кон- струкции и расположению, но они, как правило, идентичны по принципу дей- ствия.
Трактор состоит из следующих основных частей (1, рис. 3. 2): двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизма управления, рабочего и вспомогатель- ного оборудования.
Двигатель предназначен для преобразования химической энергии сгорания топлива в тепловую энергию, а затем в механическую.
Трансмиссия (силовая передача) трактора обеспечивает передачу крутяще- го момента от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам и ведущим звез- дочкам гусениц. В трансмиссию входят сцепление, соединительная муфта, ко- робка передач (КП) и задний мост.
Сцепление необходимо для кратковременного разъединения вала двигате- ля и КП при переключении передач и для плавного их соединения при начале движения. Соединительная муфта включает в себя упругие элементы и служит для соединения валов, сцепления и КП. Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения за счет ввода в зацепление различных пар шестерен. КП обеспечивает также движение трактора задним ходом. Задний мост состоит из механизмов, с помощью кото- рых увеличивается крутящий момент и передается вращение валов к ведущим колесам под прямым углом. У большинства тракторов в состав заднего моста входят тормоза.
У колесного трактора в отличие от гусеничного в трансмиссию включен дифференциал, обеспечивающий разные скорости вращения ведущих колес при поворотах и движении по неровной местности, когда длина пути левого и пра- вого колес неодинакова.
Ходовая часть служит для передвижения трактора. Вращательное движе- ние колес (или гусениц) при их сцеплении с поверхностью почвы преобразует- ся в поступательное движение трактора.
В механизм управления входят рулевое управление для изменения направ- ления движения трактора и тормозная система для снижения скорости его дви- жения или остановки.
Трансмиссию, ходовую часть и механизм управления в сборе называют шасси.
Рабочее оборудование применяется для выполнения различных работ с ис- пользованием мощности двигателя. К рабочему оборудованию относятся ВОМ, прицепное устройство, навесная система и приводной шкив. Вспомогательное оборудование - это кабина с сиденьем, приборами освещения и сигнализации, системы отопления и вентиляции, капот, обшивка, компрессор, лебедка, тягово- сцепное устройство и т. д.
Принципиальная схема расположения и назначение основных частей авто- мобиля такие же, как у колесного трактора. Одна из основных и специфических частей автомобиля это кузов.
ЗАНЯТИЕ 5
Тема 1. 3. Тракторы и автомобили (продолжение)
1. 3. 3. Техническая характеристика тракторов и автомобилей
Марка - это условное кодовое название модели трактора или автомобиля определенной конструкции. В обозначение марки трактора включают буквы, представляющие собой либо сокращенное название завода-изготовителя, либо характерное для трактора слово и число, указывающее мощность двигателя в лошадиных силах или номер модели. Буквы, следующие за этим числом, обо- значают модификацию базовой модели.
Тракторы тягового класса 0, 2 (Т-10, АМЖК-8, МТЗ-12К, «Кутаиси-718» и др. ) предназначены для работы на мелкоконтурных селекционных полях и в небольших фермерских хозяйствах. Эти тракторы могут иметь двух-, трех- или четырехколесное исполнение. Их можно агрегатировать с прицепной тележкой, плугом, косилкой, культиватором и другими машинами, специально изготов- ленными для них, использовать для механизации работ по уходу за домашним скотом, когда применение больших тракторов нецелесообразно или невозмож- но.
Тракторы тягового класса 0, 6 (к ним относятся Т-25А, Т-ЗОА80, СШ-28, Т- 16МГ) используют при междурядной обработке овощных культур и садов, предпосевной обработке почвы, посеве и посадке овощей, уходе за посевами, уборке сена и выполнении транспортных работ. Кроме того, они могут приво- дить в действие стационарные машины.
Благодаря особенностям конструкции таких тракторов можно изменять продольную базу и агротехнический просвет (расстояние от нижней точки трактора до почвы).
Самоходные шасси Т-16МГ и СШ-28 в агрегате с навесными машинами применяют при проведении различных работ в животноводстве.
Тракторы тягового класса 0, 9 (ЛТЗ-55, ЛТЗ-55А, Т-40М) благодаря широ- кому диапазону передач, реверсному ходу на всех передачах и регулируемой колее передних и задних колес выполняют все виды сельскохозяйственных ра- бот, в том числе в кормопроизводстве. Помимо этого их широко применяют на транспортных работах и для приведения в действие стационарных машин. Тракторы тягового класса 1, 4 (МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-100, ЮМЗ-6АКЛ, ЮМЗ- 6АКМ) эффективно используют при возделывании и уборке технических и овощных культур. В агрегате с навесными, полунавесными и прицепными сельскохозяйственными машинами и орудиями они позволяют выполнять вспашку, культивацию, боронование, посев, посадку и заготовку кормов, по- грузку и выгрузку различных грузов, а также разбрасывать удобрения. С их по- мощью приводят в действие стационарные машины. В агрегате с прицепами их применяют на транспортных работах. Промышленностью начат выпуск новых тракторов этого класса: МТЗ-102, МТЗ-82Р и МТЗ-82Н.
Все базовые модели в классах 0, 6; 0, 9 и 1, 4 - это колесные универсально- пропашные тракторы. Их модификациями являются тракторы повышенной проходимости (со всеми ведущими колесами), пропашные тракторы с высоким
агротехническим просветом для возделывания высокостебельных культур и горные тракторы для работы на склонах.
Тракторы тягового класса 2 (Т-70СМ и Т-70В) относятся к гусеничным специального назначения. Их двигатели взаимозаменяемы с двигателями ко- лесных моделей тракторов тягового класса 1, 4. Готовятся к производству гусе- ничный трактор Т-90С, а также колесные тракторы МТЗ-142 и ЛТЗ-155.
Тракторы тягового класса 3 (гусеничные - ДТ-75МВ, ДТ-75Н, ДТ-175С, Т- 150 и колесный - Т-150К) используют для основной обработки почвы, посева, уборки урожая и транспортных работ. Тяговый класс 4 представлен гусенич- ным трактором Т-4А, предназначенным для энергоемких работ. На смену Т-4А готовится к выпуску специальный трактор для степных районов.
Тракторы тягового класса 5 (К-701) применяют в сельском хозяйстве при проведении работ общего назначения, для снегозадержания и в качестве транс- портного тягача. В хозяйствах работает и трактор К-700 А с дизелем мощно- стью 147, 1 кВт.
Тракторы тягового класса 6 (промышленный гусеничный трактор Т-170) используют на полях большой площади при выполнении энергоемких сельско- хозяйственных и мелиоративных работ.
В обозначение марки отечественных автомобилей включают сокращенное название завода-изготовителя (ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ) и число, указывающее номер модели. Технические характеристики основных марок отечественных автомо- билей свидетельствуют о широких возможностях их применения в сельском хо- зяйстве.
Новое цифровое обозначение базовых моделей состоит из четырех симво- лов. Первая цифра соответствует классу, вторая - виду автомобиля, а две после- дующие - номеру модели. Номер модификации базовой модели обозначают пя- той цифрой. Шестая цифра - это номер экспортного варианта. Например, марка грузового автомобиля ГАЗ-3307 означает, что это автомобиль 3-го класса (име- ет полную массу 7, 7 т) с бортовой платформой, номер модели серийного вы- пуска - 07.
1. 3. 4. Основные направления дальнейшего совершенствования конст- рукций сельскохозяйственных тракторов и автомобилей
В животноводстве используют тракторы и автомобили общего и специаль- ного назначения. Специальные тракторы и автомобили оборудуют особыми средствами, кузовами для перевозки специальных грузов, животноводческой продукции и животных. Для приема кормов из кормоцехов и хранилищ, дос- тавки их на животноводческие фермы, загрузки в бункера-накопители или до- зированной раздачи животным используют специальные автомобили - кормо- возы с торцевой выгрузкой (КТВ-Ф-15) и пневмовыгрузкой (АСП-Ф-25А), ко- торые оборудованы цистернами, компрессорными установками и механизмами подъема, смонтированными на шасси автомобилей КамАЗ; загрузчики сухих кормов ЗСК-Ф-ЮА (на шасси автомобиля ЗИЛ) и ЗСК-Ф-15А (на шасси авто- мобиля КамАЗ); загрузчики влажных кормов ЗВК-Ф-4, 0 (на шасси автомобиля ГАЗ); раздатчики-смесители кормов АРС-10 (на шасси автомобиля ЗИЛ).
Санитарно-ветеринарную обработку животных и дезинфекцию животно- водческих помещений проводят с помощью специального оборудования, смон- тированного на шасси автомобилей ГАЗ, УАЗ и др. Для этих целей применяют дезинфекционные машины ВДМ-2 и МДВ-Ф-1, дезинфекционные агрегаты АД- Ф-1 и АДА-Ф-1, а также другие машины.
Промышленностью выпускаются специальные автомобили для перевозки скота и птицы, животноводческой продукции и т. д.
Развитие тракторо- и автомобилестроения планируется с учетом полного удовлетворения потребности животноводства в высоко производительной тех- нике. В качестве главного направления работ по развитию техники для живот- новодства выбрано внедрение высокопроизводительных промышленных техно- логий, обеспечивающих снижение трудовых затрат. При разработке и выпуске тракторов и других самоходных машин значительное внимание уделяется при- менению форсированных и экономичных дизелей, трансмиссий, совершенство- ванию гидропривода, средств электроники и автоматизации, значительному улучшению условий труда механизаторов.
При создании сельскохозяйственных тракторов будущего необходимо ис- ходить из того, что их конструкции должны отвечать:
- особенностям производства сельскохозяйственных работ;
- требованиям агротехники и агроэкологии;
- тенденциям развития тракторной техники и агрегатируемых сельскохо- зяйственных машин;
- технико-экономическим предпосылкам.
Контрольные вопросы
1. По каким признакам классифицируют тракторы и автомобили?
2. Чем отличается модификация трактора от его базовой модели?
3. Из каких основных частей состоит трактор?
4. Назовите основные части автомобиля.
5. Из каких механизмов состоит шасси трактора?
6. Охарактеризуйте две любые базовые модели тракторов разных тяговых классов.
ЗАНЯТИЕ 6
Тема 1. 4. Двигатели внутреннего сгорания
|
|
|
