ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Организация производства орудия к тракторам для выполнения работ по снегозадержанию на полях в сельском хозяйстве и расчистке дорог от снежных заносов»

Рекомендуемая область пременения

Предприятия АПК, при выполнении работ по снегозадержанию на полях, расчистке дорог и проездов от снежных заносов.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта  -  организация  производства и вывод на региональный и Российский уровень нового, высокоэффективного орудия для  предприятий АПК.

Проект направлен на решение следующих задач:

создание орудия, обеспечивающее комплексное  выполнение работ:

- по снегозадержанию и расчистке дорог от снега,

- сводке вторичной древесно-кустарниковой растительности при освоении залежных земель как в зимний, так и в летний периоды,

- а также расширение диапазона использования тракторов ДТ – 75 в сельском хозяйстве, например, на работах по тушению пожаров в припоселковых лесах;

- снижение  загрязняющих веществ от тракторов при выполнении лесохозяйственных работ.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Круглогодичное применение тракторов в агропромышленном комплексе обусловлено непре­рывностью производственного процесса сельскохозяйственных работ. К ним от­носятся следующие технологические процессы: доставка кормов на животноводческие фермы с полей (перевозка зародов сена волоком), вывозка орга­нических удобрений на поля, заготовка и транспортирование лесоматериалов из сельских лесов в хозяйство, снегозадержание на полях, очистка дорог от снега, перевозка готовой продукции и других грузов. Объем работ, выполняемых в зим­нее время, достигает 35% годового объёма загрузки техники.

Занятость и загрузка гусеничных тракто­ров общего назначения на зимних работах в агропромышленном комплексе Красно­ярского края представлена в таблице 1.

Из приведённых в таблице 1 данных следует, что:

- доля занятости тракторов ДТ-75 на снегозадержании и очистке дорог от снега составляет в сумме 20 – 30 %;

- загрузка двигателей 0,5 – 0,8 не вполне достаточна для рационального использования техники.

На расчистке дорог от снега используются также тракторы с бульдозерными отвалами, не обеспечивающие высокой производительности работ.

         Применение снегопахов, агрегатируемых к тракторам сзади, приводит к необходимости движения трактора по снежной целине.

Таблица 1

Использование гусеничных тракторов класса  тяги 30 кН

и колесных класса тяги 50 кН в зимний период

При движении трактора по снежному покрову определенной толщины и физико-механических свойств существенно ухудшается проходи­мость, а сцепные свойства снижаются в 1,5 - 3,0 раза.

  Одним из недостатков использования снегопахов СВУ – 2,6 является недостаточная жёсткость конструкции. К другим недостаткам можно отнести их сезонность использования, так как снегопах летом не используется. Третьим недостатком можно считать повышенное буксование трактора при работе по снежной целине, снижающее его КПД.

В 1980 году было начато серийное производство клина для расчистки полос КРП – 2,5 к трактору ЛХТ – 4. Клин КРП – 2,5 предназначен для полосной расчистки вырубок от порубочных остатков, валежника и пней диамет­ром до 16 см. На базе КРП – 2,5 было разработано орудие для расчистки полос ОРП – 2,6, отличающееся от прототипа введением в его конструкцию раскалывающего ножа, обеспечивающего удаление пней диаметром до 40 см.

Технические характеристики орудий для расчистки лесных площадей представлены в таблице 2

Таблица 2

 Технические характеристики орудий для расчистки лесных полос

При положительных качествах перечисленных в таблице 2 орудий, которые решают задачу комплексной механизации  работ по подготовке почвы на вырубках, они имеют и ряд недостатков. Поскольку все  названные орудия для расчистки полос КРП –2,5, ОРП – 2,6, К – 3,6 предназначены для эксплуатации на вырубках в летнее время, форма рабочих поверхностей отвалов по производственно - технологическим соображениям принята прямой (вертикальной).

Недостатками таких отвалов при работе зимой на расчистке снежного покрова является повышенная энергоёмкость технологического процесса. В период создания названных выше орудий при достаточной мощности двигателя  базового трактора и крайне низкой стоимости горюче – смазочных материалов данное соображение не играло существенной роли. На первое место была поставлена возможность их серийного  изготовления в экспериментально – механических мастерских ВНИИПОМлесхоза на существующем станочном парке достаточно высокого уровня.

В настоящее время тракторы ЛХТ – 4 не выпускаются, клин изготавливается по заказам ЭММ ВНИИПОМлесхоза. В то же время опыты СибНИИГиМ по агрегатированию ДТ – 75 с клином КРП – 2,5 дали ряд положительных замечаний по эффективности данного технического решения. Клин КРП – 2,5 монтировался на ДТ – 75 в Сибирском НИИ гидротехники и мелиорации в 1979 году.

При положительном результате испытаний применение данного клина выявило следующие  его недостатки:

- большая для трактора ДТ-75 масса клина приводила к перегрузке передних опорных катков при работе агрегата с клином;

- клин, предназначенный для расчистки вырубок от валежа, не обеспечивал поворота пласта снега,  что повышало энергозатраты на выполнение технологического процесса при относительно большой глубине снежного покрова;

- клин предназначен для агрегатирования с трактором на продолжительный период, операция навески оказалась трудоёмкой и не соответствующей требованиям техники безопасности;

- силами тракториста навеска клина в полевых условиях невыполнима.

Рис. 1 – клин КРП – 2,5 на тракторе ДТ-75 Б.

Оснащение тракторного агрегата предлагаемым клином позволит:      

- проводить работы по снегозадержанию на полях в сельском хозяйстве;

- прокладывать временные подъездные пути, расчищать дороги от снежных заносов;

- обеспечивать полосную расчистку лесных площадей от валежа, подроста малоценных пород и пней диаметром до 0,1 м в лёгких лесорастительных условиях;

- прокладывать технологические коридоры для проезда людей и техники к местам лесных пожаров, а также напахивать заградительные полосы для локализации очагов горения при тушении лесных пожаров.

Масса клина должна соответствовать условиям проходимости и устойчивости базового трактора.

При выполнении работ по снегозадержанию на полях по базовой технологии трактор движется впереди снегопаха по целине, коэффициент сопротивления его движению составляет 0,3 – 0,4, то есть от 30 до 40 % мощности двигателя расходуется на перемещение трактора. В случае применения предлагаемого клина для снегозадержания движение трактора происходит по расчищенной от снега трассе с коэффициентом сопротивления движению 0,1 – 0,15, что обеспечивает экономию энергозатрат до 30 %. Учитывая объёмы работ, применение клина обеспечит значительное снижение расхода горюче – смазочных материалов на объём работ, повышение производительности труда.

Расчистка дорог от снежных заносов выполняется бульдозерами на тракторах класса 60 кН. Применение на данной операции трактора  ДТ - 75 класса 30 кН с клином позволит снизить расходы, повысить производительность труда. Ввиду сказанного выше спрос на проектируемый клин к трактору ДТ - 75 будет обеспечен во всех регионах Российской Федерации, где встречаются перечисленные выше проблемы.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

 Предлагаемое орудие для снегозадержания к трактору ДТ – 75 (клин) представлено на рисунке 2.

- снегозадержания на полях;

- расчистки дорог от снежных заносов, прокладки временных подъездных путей;

- полосной расчистки заросших мелколесьем диаметром до 0,1 м площадей;

- выполнения работ по тушению лесных пожаров с применением тракторов типа ДТ-75 на борьбе с пожарами в  припоселковых лесах и на юге Красноярского края.

Клин при выполнении перечисленных выше работ заменяет снегопах СВУ – 2,6 и бульдозеры на тракторах типа ДТ – 75 или Д-694  - П на Т-170, кусторез.

Рис. 2  Предлагаемый клин к трактору ДТ – 75, где:

1 – трактор ДТ – 75; 2 – верхний кронштейн передней навески;

3 – клин; 4 – нижняя рамка передней навески; 5 - автосцепка

Эффективность использования трактора возрастает за счёт снижения буксования до допустимых характеристиками трактора пределов, так как движение трактора происходит по расчищенной от снега полосе.

  Агрегат включает трактор ДТ-75Б, в передней части которого на специальной навесной системе которого установлен клин. Основными рабочими органами клина являются лемеха и отвалы. Отвалы с цилиндрической рабочей поверхностью с тыльной стороны усилены рёбрами жёсткости. Угол между отвалами в плане 80⁰.

Для присоединения клина к нижней рамке переднего навесного механизма в нижней части клина предусмотрен  толкающий брус, на котором смонтирован механизм автосцепки. Передняя часть клина усилена наконечником, под которым установлена лыжа.

  Клин навешивается на монтируемую к трактору оригинальную переднюю навесную систему, представляющую собой шарнирно - рамочный четырёхзвенник, состоящий из гидроуправляемой нижней рамки и центральной тяги, которая снабжена амортизатором и механизмом изменения длины, что позволяет регулировать угол заглубления клина.

  Клин работает следующим образом:

- в летнее время трактор ДТ-75Б толкает орудие по трассе, лемеха срезают кочки, кустарник и мелколесье, расчищая полосу для последующей вспашки;

- в зимнее время при толщине снежного покрова менее 0,4 м трактор толкает орудие, расчищая трассу и, при необходимости, одновременно буксирует сцепку с двумя снегопахами СВУ – 2,6 -1;

- в зимнее время при толщине снежного покрова более 0,8 м трактор толкает орудие, расчищая трассу проезда или дороги. Расчистка трассы позволяет снизить буксование гусениц и повысить рабочую скорость, снизить энергозатраты на выполнение технологического процесса.

Ширина расчищаемой полосы, м                                                  2,5

Максимальный диаметр срезаемого мелколесья, м              до 0,1

Глубина расчищаемого снежного покрова, м                            до 0,8

Габаритные размеры, мм (длина х ширина х высота)           1455 х 2440 х 1210

Масса без навесной системы, кг                                                  500

Масса с навесной системой, кг                                                     650

Управление                                                                                    гидравлическое

Рабочая скорость движения при расчистке снега, км/ч          5 - 8

Транспортная скорость                                                               до 11 км/ч

Производительность за час чистой работы, км:

- на расчистке трасс в поле от снега толщиной более 0,8 м    5 - 6

- на снегозадержании                                                                        6- 8

- на расчистке дорог от снега толщиной 0,5 - 0,8 м                     6 - 7

Возможно применение орудия для решения задач  лесного хозяйства, а также гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, а именно спасения лесных посёлков от пожаров.

Расчет стоимости материалов необходимых для изготовления проектного оборудования, приведен в таблице 3.

Таблица 3

 Расчет стоимости материалов

Цена на основные материалы принята по данным ЭММ ВНИИПОМлесхоза на 01.04.2006 года, а на вспомогательные материалы и комплектующие изделия цены рыночные на 01.04.2006 года.

Расчёт общей стоимости орудия представлен в таблице 4

Таблица 4

Расчет общей стоимости орудия

Для базового варианта цена трактора ДТ-75 по данным ООО «Красноярск - Агротехснаба» составляет 730000 руб. Цена снегопаха СВУ – 2,6-1 по тем – же данным 80000 рублей. Капиталовложения составят 781000 руб.

         Для проектного варианта капитальные вложения 775354 руб.

Возможное число часов работы базового агрегата в  составе ДТ – 75 и СВУ – 2,6 составит из расчёта годовой загрузки 1980 часов для годового объёма  из расчета его работы в зимний период согласно доле занятости от общего объёма работ в размере 10 %  или 297 часов. Расчистку дорог от снега и транспортные работы (доставку кормов по снежной целине) зимой ДТ – 75 с СВУ – 2,6-1 выполнять не может. Объём работ за сезон  = 1069 км

         Возможное число часов работы проектного агрегата в  составе ДТ – 75 и клина определится из расчёта годовой загрузки 1980 часов для годового объёма  работы в зимний период. Загрузка трактора 15 % на снегозадержании, 25 % на транспортных  работах, связанных с движением по снежной целине, где требуется расчистка пути и 10 % на очистке дорог от снега.

Число часов работы клина 990 ч. объём работ за зимний сезон 4752 км.

Расходы на содержание орудия представлены в таблице 5.

Таблица 5 Расчет затрат на эксплуатацию техники

Экономия текущих затрат составляет 175 тыс. руб.

Прирост чистой прибыли от использования проектного клина 120 тыс. руб., срок  окупаемости 0,4 года.

Технико-экономические показатели эффективности проекта представлены в таблице  6.

Таблица 6.

 Технико-экономические показатели эффективности

проекта  агрегата для снегозадержания и расчистки дорог

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

В проекте предлагается клин  для оснащения им сельскохозяйственного трактора ДТ - 75 для расширения диапазона его применения в зимнее время. Клин обеспечивает выполнение работ по снегозадержанию, расчистке дорог от снега,  полей в залежном состоянии от подроста, выполнение работ по тушению лесных пожаров.

Разработанный клин при выполнении перечисленных выше работ заменяет снегопах СВУ – 2,6, бульдозер Д - 694 П на тракторе Т - 170, кусторезы различных типов.

            Технико-экономический расчет показал целесообразность внедрения проектируемого орудия. Стоимость эксплуатации агрегата снизилась за счёт повышения скорости движения и расширения диапазона применения, то есть годовой загрузки.

При этом эффективность использования трактора возрастает за счёт снижения буксования до допустимых характеристиками трактора пределов, так как движение трактора происходит по расчищенной от снега полосе.

Применение проектного орудия снижает себестоимость работ в 1,8 раза  за счет снижения стоимости техники в 1, 6 раза. 

Затраты на 1 км работы сокращаются в 1,4 раза, при этом объём работ возрастает в 16 раз, стоимость орудия сокращается в 1,77 раза, а производительность использования тракторного агрегата возрастает в 1,33 раза. Масса орудия снижается в 1,3 раза. 

Оснащение трактора предлагаемым клиновым рабочим органом повышает скорость движения с 0,8 км/ч до 2,0  км/ч за счёт того, что агрегат сам прокладывает технологический коридор, зачастую не валя деревья на себя, а отталкивая их в стороны, что увеличивает производительность работы и безопасность условий труда.

Это даёт прирост прибыли в размере 120 тыс. руб., а также снижение удельных расходов на эксплуатацию агрегата.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

-  снижение трудоемкости в 1, 4 раза;

-  повышение производительности труда в 1, 5 раза;

-  снижение выбросов отработанных газов в 2, 5 раза;

-  увеличение объема работ в зимний сезон в 16 раз;

-  экономия топлива до 7%.

Новые потребительские свойства продукции

- высокая эффективность технологического процесса;
- повышение безопасности при эксплуатации;
- снижение металлоёмкости и стоимости;
- повышение удобства эксплуатации;
- расширение сферы применения.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам

Стадия и уровень разработки

Данное оборудование по одному функциональному назначению прошло этап экспериментального освоения и отработку технологии в сельском хозяйстве и на строительстве объектов мелиорации в Красноярском крае.
Коммерческий анализ выполненных работ и успешный опыт эксплуатации оборудования подтверждает конкурентные преимущества технологии примене-ния клина фронтальной навески на тракторе ДТ – 75.
Трудности в освоении технологии отсутствуют, так как сельское хозяйство имеет опыт применения снегопахов СВУ – 2.6 на тракторах ДТ – 75.
В настоящее время имеется комплект технической документации. Данному оборудованию не требуются усилия для сопровождения, кроме соблюдения пра-вил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

2,3 млн. руб.
2,8 мес. – 1,3 млн. руб.
2 месяца – 1 млн. руб.

Рынки сбыта

Оборудование может применяться в сельском хозяйстве на всей территории РФ.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

5

Дата поступления материала

09.04.2007