Эксплуатация автотракторной техники. эксплотация автотракт. Курс лекций для аспирантов направления Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Лекция № 6 ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ План лекции 6.1 Понятия о технической и экологической безопасности 6.2 Экологическая безопасность при обработке почвы и применении средств химизации 6.3 Нарушение экологии от использования сельхозтехники 6.4 Экологические требования к технологическим операциям 6.1 Понятия о технической и экологической безопасности Актуальность инженерных методов и технических средств обеспечения экологической безопасности в растениеводстве обоснована Постановлениями Правительства РФ № 83 от 06.02.2002 г. «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух» и № 117 от 19.02.2002 г. «О порядке проведения государственного технического осмотра тракторов, самоходных дорожно-строительных и иных машин и прицепов к ним, зарегистрированных органами государственного надзора за техническим состоянием самоходных машин и других видов техники в РФ». В этой связи основная задача разработки – повышение безопасности самоходной техники. В данном разделе представлено применяемое оборудование и приборы для оценки технической и экологической безопасности, нормативы параметров технической и экологической безопасности, требования к квалификации исполнителя, трудоемкость выполнения работ. Техническая безопасность (ТБ) – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей технического состояния в заданных пределах, обеспечивающих его безопасную работу. Экологическая безопасность (ЭБ) – свойство объекта не превышать нормативных уровней всех видов вредных воздействий (при работе, обслуживании, ремонте и хранении) на обслуживающий персонал, население, растительный и животный мир, обеспечиваемое конструктивными и технологическими факторами, а также операциями технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) в течении периода от изготовления до списания объекта. 6.2 Экологическая безопасность при обработке почвы и применении средств химизации Система обработки почвы должна удовлетворять многоплановым критериям: сохранению и улучшению физико-математических свойств почвы и фитосанитарных условий почвенной среды, уничтожению сорной растительности, созданию благоприятных условий для размножения и деятельности почвенных микроорганизмов, прорастания семян, роста и развития растений. До недавнего времени сельскохозяйственная наука и практика связывали получение высоких урожаев с непременным использованием интенсивных технологий обработки почвы. Установлено, что интенсивная обработка почвы приводит к ряду серьезных отрицательных последствий. Чрезмерная рыхлость пахотного слоя вызывает ветровую и водную эрозию почвы, усиливает распад гумуса, увеличивает потери влаги, обуславливает переуплотнение подпахотных слоев, неблагоприятно сказывается на росте и развитии корневой системы растений, способствуя ее поражению корневыми гнилями. В связи со сложившимися условиями перехода на рыночные методы хозяйствования возникла необходимость уточнения и пересмотра основных почвообрабатывающих приемов применительно к перспективным технологиям выращивания сельскохозяйственных культур, севооборотом различной специализации, современным задачам энергосбережения и экологической безопасности земель. Возникла практическая потребность рационального чередования глубоких и мелких, с оборотом и без оборота пласта обработок почв. Сегодня эти проблемы особенно актуальны, так как сложившаяся экономическая, энергетическая и экологическая обстановка требует выполнения разноплановых задач: получения стабильных урожаев, экономии энергетических ресурсов, сохранения и преумножения плодородия почв, защиты их от эрозии и отрицательного последствия антропогенного воздействия. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур определяется во многом уровнем химизации сельского хозяйства. При этом роль пестицидов возрастает по мере роста урожайности. Например, если при урожайности пшеницы 20 ц/га отношение затрат на применение удобрений и пестицидов равно 3:1, то при урожайности 40–60 ц/га оно приблизительно 1:1. Наряду с этим увеличение использования пестицидов при несовершенстве технологий и технических средств, несоблюдение точному содержанию их в почве, что влечет за собой загрязнение водоемов и грунтовых вод, угнетение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, уничтожение полезной микрофлоры. В этих условиях возрастает актуальность проблем экологической безопасности применения в сельском хозяйстве химических средств защиты растений, разработки новых технологий и технических средств, способствующих снижению загрязнения биосферы. Основным методом внесения химических средств защиты растений является и прогнозируется на перспективу опрыскивание. Этим методом вносится около 75 % используемых в сельском хозяйстве препаратов, в том числе при полнообъемном опрыскивании 30 %, малообъемном – 45 %, ультрамалообъемном – 0,5 %. Остальные химические средства защиты расходуются при протравливании посевного и посадочного материала (18,5 %), аэрозольной обработке (2 %), внесении гранулированных препаратов (1 %) и опыливании (2 %). Разрабатывают новые технологии, позволяющие сократить нормы расхода пестицидов, снизить их негативное воздействие на окружающую среду: опрыскивание с контролируемым размером капель, электроаэрозоль, с использованием пестицидно-полимерных нитей. Анализируя тенденции развития зарубежных средств автоматики в машинах для защиты растений, можно отметить, что каче- ство обработки жидкими пестицидами повышается при максимальной автоматизации процесса. Средства автоматики используют для регулирования расхода жидкости при изменении скорости движения агрегата. Применение современных средств автоматики и компьютеризации позволяет рационально управлять процессами обработки растений, снижать затраты труда, количество вносимых пестицидов, используемой воды, топлива. Разработанные автоматические системы и устройства позволяют значительно облегчить труд, повысить качество выполняемых работ и получить информацию о процессе обработки. Фирмы, производящие машины для зашиты растений, уделяют внимание повышению надежности элементов штанг и трубопроводов, снижению удельного давления на почву и уменьшению повреждений растений при обработке, охране окружающей среды. Анализ зарубежного опыта показывает, что наряду с традиционными и ресурсосберегающими технологиями, получившими развитие в России, за рубежом внедряются принципиально новые, среди которых рециркуляционная, предусматривающая повторное использование рабочего раствора, стекающего с растений, и инжекторная, при которой осуществляется раздельная подача воды и ядохимикатов, причем последние подаются непосредственно в штангу опрыскивателя во время его работы. Для этих технологий разработаны и серийно выпускаются соответствующие технические средства. Сравнительный анализ отечественных и зарубежных машин для наиболее распространенной как и в нашей стране, так и за рубежом технологии опрыскивания показывает, что отечественная техника отличается довольно высоким техническим уровнем, в ее конструкциях используются современные технические решения, отражающие основные мировые тенденции улучшения качества машин для защиты растений. Наряду с этим наблюдается существенное отставание отечественной техники по оснащенности ее средствами автоматизации. За рубежом ни одна фирма не выпускает опрыскиватели без систем автоматического управления, которые являются или серийной оснасткой, или поставляются по дополнительному заказу. Разработаны автоматические системы регулирования положения штанги (Mount-Control фирмы «ВВТ», Германия; Distance-Control-System фирмы «Мьller Electronik», Германии и др.). Широкое распространение получили различные полуавтоматические и автоматические устройства контроля и регулировании расхода рабочей жидкости, в том числе на базе компьютеров. Последней разработкой в этой области является многофункциональная компьютерная система LHS-Control фирмы «Мьller Electronik» (Германия), которая при наличии соответствующего оборудования может подключаться к глобальной навигационной спутниковой системе GPS. Оснащение отечественной техники системами автоматического контроля позволит повысить ее конкурентоспособность на мировом рынке, экологическую безопасность работы опрыскивателей, качество выполнения работ по химической защите растений. Для обеспечения оптимальных показателей работы сеялок наряду с прогрессивными конструктивными элементами разработаны и широко применяются электронные и оптико-электронные системы контроля и управления процессом высева семян и внесения удобрений. Почти все выпускаемые за рубежом современные сеялки оснащены электронными системами различной степени сложности, начиная с приборов контроля за работой высевающих аппаратов и заканчивая комплексными устройствами, выполняющими учет засеянной площади и пройденного пути, информирующими о скорости движения агрегата и производительности, осуществляющими программирование разметки технологической колеи и управление маркерами, контроль режима работы вентилятора пневмосистемы, контроль режима работы высевающих аппаратов семян и удобрений, уровня семян и удобрений в соответствующих емкостях, подачи семян в каждый сошник. Применяется система, автоматически прекращающая высев в конце гона. Эта система при подъеме маркеров в конце гона автоматически отключает высекающие аппараты в механических сеялках и перекрывает с помощью электромагнитных заслонок семяпроводы в пневматических сеялках. Контроль за подачей семян в сошники производится с помощью фотоэлектрических датчиков, отслеживающих прохождение семян по семяпроводу. При отсутствии подачи семян или забивании сош- ников подается световой и (или) звуковой сигнал, а в более сложных системах, связанных с бортовым компьютером трактора, – команда на остановку агрегата. На некоторых сеялках устанавливают ультразвуковые приборы, контролирующие величину заглубления сошников, состоящие из излучателя и высокочувствительного приемника. Данные выводятся на приборный щиток в кабине тракториста или на экран бортового компьютера. Подобная система электронного контроля «ЕСА» устанавливается на сеялки «Аккорд» компании «Квернеланд». Одни микропроцессор контролирует всю машину. При помощи функциональной клавиатуры возможно управление, контроль, получение информации. При оборудовании дозирующего аппарата приводом от электромотора норма высева может регулироваться через бортовую ЭВМ, а в спутниковой глобальной позиционной системе ГПС электронное оборудование «ЕСА» может самостоятельно менять норму высева в зависимости от плодородия того или иного участка поля. Сеялки делят на зерновые (для посева зерновых и травяных культур) и пропашные (для посева кукурузы, подсолнечника, овощей). В зависимости от ширины захвата сеялки бывают жесткими или складывающимися в транспортное положение вручную или с помощью гидроцилиндров. Складывание может производиться вперед, назад или вверх до габаритов, приемлемых для транспортировки по дорогам общего пользования. Двухдисковые навесные центробежного типа машины ЗА-М «Компакт» оборудованы системой внесения удобрения «Вариодиск», диски которой вращаются в горизонтальном положении при постоянной скорости 720 об/мин независимо от ширины захвата, которая достигает 36 м при постоянной высоте внесения удобрений 80 см. Ширина внесения удобрений постоянна при различных дозах удобрений на гектар. Машины этой фирмы имеют: управление с градуированным сектором (градуирование для всех видов удобрений: доза на 1 га и ширина разбрасывания); возможность раздельного внесения удобрений в правую и левую стороны; защитный отражатель, препятствующий разбрасыванию удобрении в направлении трактора; ав- томатический контроль, позволяющий оператору следить за равномерным опусканием удобрения к выходному отверстию бункера. Фирма «Викон» поставляет машины для внесения удобрений с рабочим органом маятниковою типа «Ротафлоу» с шириной захвата от 0,75 до 16 м и бункером емкостью от 175 до 1650 л; с рабочим органом дискового типа (как у машин ЗА) с шириной захвата до 40 метров и бункером емкостью от 650 до 3000 л. При движении по границе поля начинает функционировать приспособление, которое направляет удобрение только в сторону поля. На машинах последних серий установлено электронное дозирование «Фертиконтроль П», которое с помощью 4 датчиков определяет массу удобрения в бункере и фиксирует расход вносимых удобрений. Преимущества маятниковой системы «Ротафлоу» заключаются в том, что применены 8 лопаток специальной формы, не нарушающие гранулы удобрений, уменьшена чувствительность к ветру при внесении удобрения; достигнуто более равномерное распределение удобрений на поверхности почвы, проста регулировка, исключающая возможные ошибки; применена система дозировки и диски из нержавеющей стали. Насчитывается в настоящее время 24 модели навесных машин для внесения минеральных удобрений, выпускаемых фирмой «Сулки», среди них: 5 моделей однодисковых, 3 модели двухдисковых серии ДП, 7 моделей серии ДПИкс, 4 модели серии ГЛИкс, 4 модели серии ДПАИксЛ. Фирма оборудует машины серии ГЛИкс электронным пультом, устанавливаемым в кабине, с его помощью, а так же с помощью гидроцилиндров оператор легко регулирует дозу внесения. Благодаря экрану оператор получает информацию о рабочей скорости, загрузке бункера, обработанной площади, скорости вращения вала отбора мощности, об опустошении бункера, выборе вида удобрения, закрытии люков бункера, дозе внесения, скорректированной с реальным расходом удобрений. Фирма «Кюне» выпустила гамму машин МЛС1131-1141 с бункерами емкостью от 1100 до 3200 л (емкость может изменяться за счет дополнительных приспособлений), с шириной внесения от 28 до 36 м. Эта фирма также выпускает машину с пневматическим рабочим органом – 24-метровой штангой. Работая с машинами этой серии, оператор из кабины трактора может изменять с помощью электронного блока управления скорости левого и правого дисков, а также быстро обеспечивать внесение удобрения по краю поля. Фирма «Панин» предлагает на рынок полуприцепные машины для внесения минеральных удобрений и мелиорантов: двухосные (типа «тандем»), грузоподъемностью 10-24 т; одноосные, грузоподъемностью 7,5–10 т; одноосные, грузоподъемностью 2, 3, 4, 5 и 6 т. Машины комплектуются дисковыми или штанговыми рабочими органами. Доза устанавливается в пределах от 100 до 20000 кг/га и не зависит от скорости движения машины. Привод рабочих органов осуществляется от ВОМ трактора. Для транспортировки удобрении на раме большегрузных машин устанавливают самосвальный кузов, который с помощью двух гидроцилиндров осуществляет выгрузку назад. При этом задний борт при помощи двух гидроцилиндров поднимается вверх. Грузоподъемность машин серии ПР-Д от 10 до 24 т. Для распределения сапропеля и других подобных удобрений наращивают борта кузова, а над каждым разбрасывающим диском устанавливают по одному шнеку с вертикальной осью вращения. Удобрения подаются транспортером-питателем на шнеки, которые измельчают их и направляют на туконаправители. Сходящие с туконаправители удобрения попадают на центробежные диски и рассеиваются по полю. Для рассева гранулированных удобрений фирме можно заказывать пневматические многоканальные системы, а для рассева порошковидных (пылевидных) удобрений – пневматические штанги, которые оснащены партубками для подачи материала на поверхность поля и ветрозащитными кожухами. Складывание штанг и пневмораспределительных систем при транспортировке осуществляется вдоль бортов, вперед по ходу машины. Все машины для пневматического внесения удобрения оснащены тентами с целью исключения выдувания материала ветром при движении и попадании влаги в бункер. Штанги оснащены тросовыми растяжками и устройствами для установки в нужное положение. Предусмотрены также два барабана и один битер с горизонтальной осью вращения для разбрасывания органических удобрений. Равномерность внесения удобрений достигается в результате применения штанговых рабочих органов и расширения возможности регулировки дисковых рабочих органов. Для контроля равномерности внесения удобрений фирма рекомендует применять электронное оборудование. Фирма «Панин» выпускает в небольшом количестве самоходные машины для внесения минеральных удобрений. В них используется двигатель мощностью 300 л. с., трансмиссия «Пауершифт» (6 скоростей вперед и 3 скорости назад), бункер емкостью 12 м3, масса машины 11,5 т. Дисковые разбрасывающие рабочие органы обеспечивают внесение удобрений на ширину 12-14 м, применение штанги увеличивает рабочую зону до 24-26 м. В заключении следует отметить, что производители машин для внесения минеральных удобрений уделяют большое внимание совершенствованию рабочих органов, применению антикоррозийных материалов и электроники, позволяющих обеспечивать постоянный и эффективный контроль над расходом вносимых удобрений. Производители зарубежных машин для внесения минеральных удобрений стремятся к тому, чтобы обеспечивалась механизация допосевного (основного) внесения минеральных удобрений, припосевное их внесение и подкормка растений. Основной тенденцией совершенствования этих машин является улучшение качества внесения удобрений при одновременном увеличении рабочей ширины захвата. Фирмы выпускают машины, оборудованные устройствами для определения качества внесения удобрений, автоматизированными системами по замеру массы удобрений с компьютерной обработкой данных. Конструкторы отрабатывают оптимальные параметры рассекающих и дозирующих устройств для различных режимов работы и всех видов удобрений. Многие фирмы довели рабочую ширину захвата до 36 м, а фирма «Викон» представила модель машины с шириной разбрасывания 40 м. Объемы бункеров у навесных моделей достигают 3 тыс. литров, а у самоходных – 12 тыс. литров. Машины выпускают с центробежными дисковыми, маятниковыми, пневматическими и шнековыми штанговыми рабочими органами. Резко сократился выпуск машин с пневматическими рабочими органами, так как машины с дисковыми центробежными рабочими органами успешно конкурируют с пневматическими по качеству и ширине внесения, оставаясь вне конкуренции по простоте конструкции, надежности и стоимости. Широко практикуется производство машин для внесения минеральных удобрений с электронным приспособлением для регулировки дозы удобрений. Фирма «Амазоне» представляет на рынок широкую гамму машин для внесения минеральных удобрений: модели ЗА-Ф навесные, с бункером емкостью от 400 до 800 л и рабочей шириной внесения удобрений 15 м, модели ЗА-М с шириной внесения удобрений от 10 до 18 м и от 20 до 28 м Расширена гамма машин по грузоподъемности 1000, 1250, 1500. 1800, 2000, 2300 и 3000 кг. Все машины фирмы «Амазоне» имеют дисковые рассеивающие органы с регулируемыми лопатками. Диски изготовлены из нержавеющей стали. Лопатки могут быть изготовлены из стали или пластмассы. Особенностью рассеивающего аппарата является то, что он снабжен только двумя регулирующими лопатками, причем различной длины, что позволяет регулировать ширину внесения в больших пределах – от 10 до 28 м. Управление заслонкой в бункере обеспечивается гидравликой и помогает оператору контролировать дозу вносимого удобрения. |