Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Ч. 1

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  
Департамент координации деятельности организаций  
в сфере сельскохозяйственных наук 
Федеральное государственное бюджетное образовательное  
учреждение высшего образования  
«Волгоградский государственный аграрный университет» 
 
Инженерно-технологический факультет 
 
Кафедра «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» 
 
 
А. И. Ряднов 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ  
ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА 
  
Учебное пособие 
для аспирантов, обучающихся по научной специальности  
4.3.1 Технологии, машины и оборудование  
для агропромышленного комплекса 
 
Часть 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Волгоград 
Волгоградский ГАУ 
2023 
 
1 

УДК  631.3 
ББК  40.7 
Р - 98 
 
 
 
Рецензент: 
доктор технических наук, заведующий кафедрой «Агроинженерия» 
Калмыцкого государственного университета В. А. Эвиев; доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация и технический 
сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ С. В. Тронев 
 
 
 
Ряднов, Алексей Иванович  
Р - 98     Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса: учебное пособие для аспирантов, обучающихся по 
научной специальности 4.3.1 Технологии, машины и оборудование для 
агропромышленного комплекса. Часть 1 / А.И. Ряднов – Волгоград: 
ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2023. – 132 с. 
 
 
Предложен материал по углубленному изучению вопросов по 
эксплуатации машинно-тракторного парка, надежности технических 
систем, технологии ремонта, диагностики и технического обслуживания машин и исследованию некоторых показателей топливосмазочных материалов. 
Предназначены для аспирантов, обучающихся по научной специальности 4.3.1 Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. 
 
 
УДК  631.3 
ББК  40.7 
 
 
 
 
 
© ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2023  
© Ряднов А.И., 2023  
 
2 

ВВЕДЕНИЕ 
 
В соответствии с программой подготовки в аспирантуре высших 
учебных заведений и научно-исследовательских институтов кадров 
высшей квалификации по научной специальности 4.3.1  - Технологии, 
машины и оборудование для  агропромышленного комплекса аспиранты в процессе обучения должны получить фундаментальные знания по современным и перспективным технологиям механизации 
сельского хозяйства, приемам и способам применения технических 
средств при производстве сельскохозяйственной продукции, диагностике и техническому обслуживанию машин, надежности технических 
систем, технологии ремонта машин, экономике и организации технического сервиса, топливу и смазочным материалам, эксплуатации машинно-тракторного парка. 
Освоение аспирантами указанных научных направлений позволит им в дальнейшей работе успешно разрабатывать методы научных 
исследований в области механизации сельского хозяйства, обосновывать технологический уровень и эффективность использования технических средств и технического сервиса отдельных агрегатов, оборудования, поточных линий; давать оценку качества топливо-смазочных 
материалов и технических жидкостей; проводить исследования 
надежности машин сельскохозяйственного назначения; обосновывать 
эксплуатационно-технологические требования к новой и отремонтированной технике и к условиям труда обслуживающего персонала; вести разработки технологий и средств восстановления, упрочнения изношенных деталей тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных и 
мелиоративных машин, оборудования перерабатывающих отраслей 
АПК,  технологий и средств выполнения отдельных операций технического обслуживания, ремонта и хранения машин; проводить исследования технологических процессов и разрабатывать вопросы организации технического сервиса на предприятиях АПК. 
В данном учебно-методическом пособии изложен материал по 
углубленному изучению вопросов по пяти модулям дисциплины 
«Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса»: эксплуатации машинно-тракторного парка, надежности технических систем, технологии ремонта, диагностики и технического 
обслуживания машин и топливо-смазочных материалов. 
Знакомство с материалами учебно-методического пособия будет 
полезным не только аспирантам, но и молодым ученым. 
 
 
 
 
3 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО 
ПАРКА 
 
1.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН  
В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ 
 
«Основной составляющей материально-технической базы сельскохозяйственного производства является машинно-тракторный парк 
хозяйств, предприятий, подразделений, объединений (МТП) – совокупность мобильных машин вместе с энергетическими средствами и 
вспомогательными устройствами. 
От того, как эффективно будут использоваться как отдельные 
МТА, так и весь МТП хозяйства зависят количество и качество производимой сельскохозяйственной продукции, затраты труда и материальных средств и в конечном счете экономическое благополучие всего 
хозяйства. В связи с этим, важнейшей задачей дисциплины «Эксплуатации технических средств» является разработка методов высокоэффективного использования как отдельных МТА, так и МТП хозяйств. 
При этом под эффективностью использования МТА и МТП в конкретных природно-производственных условиях понимается высокое 
качество выполняемых работ с высокой производительностью при 
минимальных затратах труда и материальных средств, приходящихся 
на единицу полученной продукции.  
Наука об эксплуатации машинно-тракторного парка возникла в 
период образования крупных сельскохозяйственных предприятий с 
потребностью выполнения работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур с использованием различных машин и механизмов. Эта наука последовательно развивалась по мере насыщения 
техникой хозяйств, совершенствования технологий механизированных работ, накопления и обобщения передового опыта по использованию машин и результатов научных исследований. 
Основой для разработки теоретических положений и ряда практических рекомендаций по использованию машин сельскохозяйственного назначения послужили научные работы академика Горячкина 
В.П. – основоположника научного направления по земледельческой 
механике. Сначала, в начале 20 века, это научное направление называлось «Мотокультура», а затем – «Эксплоатация машинно- тракторного парка». Первое учебное пособие по данному научному направлению было подготовлено в 1937 г. академиком, профессором Московского института механизации и электрификации сельского хозяйства 
Свирщевским Б. С. В 1940 г. вышло учебное пособие профессора 
Линтварева Б. А. «Эксплоатация машин в социалистическом земледе4 

лии». В течение нескольких десятилетий в учебном процессе институтов и факультетов механизации сельского хозяйства СССР использовалось учебное пособие «Эксплуатация машинно-тракторного парка» 
профессоров Веденяпина Г. В. (Волгоградский сельскохозяйственный 
институт), Киртбая Ю. К. (Украинская сельскохозяйственная академия) и Сергеева М. П. (Челябинский институт механизации и электирификации сельского хозяйства).  Существенный вклад в развитие 
научного направления по эксплуатации машин в сельском хозяйстве 
внесли также профессора Иофинов С. А., Коганов А.Б., Морозов А.Х., 
Фере Н.Э. и многие другие ученые. 
Научное направление по эксплуатации машинно-тракторного 
парка развивалось поэтапно. 
На первом этапе (примерно с 1917 г. по 1935 г.) велись разработки по рациональному сочетанию тяги тракторов с сельскохозяйственными машинами того времени. Кроме того, были предложены 
способы движения агрегатов, методы расчета их производительности, 
затрат труда, топливо-смазочных материалов и материальных средств. 
На втором этапе (с 1935 г. по 1960 г.) были заложены основы 
теории, устанавливающие закономерности использования как отдельных машин, так и машинно-тракторных агрегатов и машинно- тракторного парка хозяйств. Работы того времени были направлены также 
на разработку системы машин. Определены основные положения 
науки об эксплуатации машинно-тракторного парка.  
На третьем этапе (с 1960 г. по 1985 г.) определены принципы оптимального проектирования составов машинно-тракторного парка хозяйств, широко проводились исследования энергонасыщенных тракторов, обеспечивающих повышенные скорости движения машиннотракторных агрегатов, совершенствовались формы организации использования машинно-тракторных агрегатов и машинно-тракторного 
парка, велись разработки по рациональному управлению машиннотракторных агрегатов, методам и средствам диагностики технического 
состояния узлов, систем и машин в целом. 
В настоящее время в теоретических разработках по эксплуатации машинно-тракторного парка широко применяются методы математического моделирования, теории вероятностей, оптимизации технологических процессов и эффективности технических систем с использованием комплексных критериев, а также роботизации и цифровых технологий.»[8]. 
Под эксплуатацией машины понимают стадию ее жизненного 
цикла, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается 
ее качество. 
5 

Различают производственную и техническую эксплуатацию. 
«Техническая эксплуатация как наука, определяет пути и методы наиболее эффективного управления техническим состоянием машин в целях их высокопроизводительной и надежной работы при оптимальных материальных и трудовых затратах. 
Техническая эксплуатация как область практической деятельности – это комплекс технических, экономических, организационных и 
других мероприятий, обеспечивающих поддержание машин в работоспособном, исправном состоянии, предупреждение их простоев из-за 
технических неисправностей.»[8]. 
«Техническая эксплуатация включает: обкатку, техническое обслуживание, заправку, хранение, технические осмотры, диагностирование машин, предупреждение и устранение неисправностей, т. е. неплановый ремонт машин. 
Обкатка. Под обкаткой понимается период работы машины после ее изготовления или ремонта при определенной увеличивающейся 
нагрузке в целях хорошей приработки деталей, обеспечивающей их 
длительный срок работы. 
Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности машины при ее использовании по назначению, хранении и транспортировке. 
Заправка машин включает операции заполнения ее баков, картеров и других емкостей топливом, смазочными материалами и рабочими жидкостями. 
Хранение машин – это содержание машин в местах их размещения в соответствии с установленными правилами, выполнение которых обеспечивает сохранность машин до их использования по 
назначению. 
Технический осмотр машин – это комплекс контрольных операций, проводимых перед началом напряженных полевых работ в целях 
проверки готовности машин к их использованию. 
Диагностирование машин – это процесс определения их технического состояния с определенной точностью. 
Ремонт машин – это комплекс операций по восстановлению их 
исправности или работоспособности, что сопровождается восстановлением ресурса составных частей машины. 
Таким образом, цель технической эксплуатации заключается в 
том, чтобы обеспечивать и поддерживать машины в работоспособном 
или технически исправном состоянии.»[8]. 
«Различают следующие виды технического состояния: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное. 
6 

Исправное состояние – это состояние машины, при котором она 
соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. 
Работоспособное – это состояние, при котором машина может 
выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных требованиями нормативно- технической документации. 
Понятие «исправность» более полное, чем «работоспособность». Т. е. машина может быть неисправной, но сохранять работоспособность. Например, ослабло крепление кабины трактора, облицовки, бортов кузова автомобиля, помят бункер комбайна, разбиты 
фары. Машина неисправна т. к. не удовлетворяет всем требованиям 
технической документации, но она сохраняет работоспособность и 
может эксплуатироваться.» [8]. 
Обеспечение работоспособности машин при их технической 
эксплуатации достигается применением оптимальных допускаемых 
значений параметров и периодичности технического обслуживания 
(ТО), своевременным и качественным выполнением всех операций ТО 
и ремонта (Р), предупредительной заменой деталей, которые могут 
отказать в предстоящий период работы. В результате увеличивается 
наработка между отказами, уменьшается средняя скорость изменения 
параметров состояния машины. 
Эффективность соблюдения правил ТО и Р, хранения и заправки машин проявляется как в сфере технической, так и в сфере производственной эксплуатации. 
 
1.2 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА САМОХОДНЫХ 
МАШИН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ 
 
«Эксплуатационные свойства самоходных машин, используемых в сельскохозяйственном производстве при выполнении различных технологических операций, оказывают существенное влияние как 
на показатели качества выполняемых технологических операций, так 
и на эффективность их использования. Знания этих свойств, закономерностей их изменения, технологических возможностей машин позволяет выявлять и использовать все наличные резервы повышения 
производительности и экономичности.  
Различают пять групп показателей эксплуатационных свойств 
машинно-тракторных агрегатов: агротехнологические, энергетические, технико-экономические, технико-эксплуатационные и эстетикоэргономические.  
Агротехнологические свойства агрегатов, прежде всего, определяют всю совокупность показателей, характеризующих качество выполнения технологических операций. Это технологические возможно7 

сти режимов работы агрегата и различные внешние условия, при которых качественно осуществляется технологическая операция (скорость движения, влажность почвы, урожайность, пропускная способность, норма внесения, полеглость хлебов).  
Энергетические показатели эксплуатационных свойств агрегатов характеризуются величиной энергетических затрат на работу 
сельскохозяйственной машины и соответствием энергоемкости последней тяговым и мощностным показателям энергетического средства в диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, установленных 
агротехническими требованиями.  
Технико-эксплуатационные свойства агрегатов оценивают следующими показателями: производительностью за 1 час (основного, 
технологического, сменного времени), коэффициентами рабочих ходов и использование времени, оценками надежности, (например, 
наработкой на технический и технологический отказ), универсальностью, возможностями работы агрегата в комплексе с другими агрегатами, маневренностью и управляемостью.  
Технико-экономические показатели свойств агрегатов включают 
в себя: затраты труда на единицу выполненной работы, прямые и приведенные затраты денежных средств, топливную экономичность. 
Эстетико-эргономические показатели свойств агрегатов – микроклимат, запыленность воздуха, загазованность, шум и вибрации на рабочем месте механизатора, освещенность и обзорность рабочей зоны, 
удобства и безопасность обслуживания, продольная и поперечная 
устойчивость, прочность кабин, тормозные качества. Совершенство машины в современном понимании подразумевает и соответствие ее определенным эстетическим требованиям. При этом возникает соответствующее эстетико-технологическое отношение механизатора к машине и 
тем самым создаются условия для получения максимального эффекта.  
Все указанные показатели в той или иной степени оказывают 
влияние на эффективность использования машинно-тракторных агрегатов – производительность труда, эксплуатационные затраты и качество технологических операций, а в конечном итоге определяют количество, качество и стоимость производимых продуктов растениеводства.» [8]. 
 
1.3 ОЦЕНКА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ 
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ 
 
Оценку топливно-энергетический затрат необходимо применять, в первую очередь, при сравнении технологий возделывания и 
уборки сельскохозяйственных культур, которые возможно использовать в данном хозяйстве. 
8 

В соответствии с технологическими картами энергетическая оценка выбранной для использования технологии включает прямые энергозатраты, выраженные энергосодержанием нефтепродуктов, электроэнергией, теплотой и энергией на их производство, а также косвенные энергозатраты (на производство средств механизации, удобрений, ядохимикатов, гербицидов). В связи с этим, для полной оценки энергетических 
затрат необходимо знание энергетических эквивалентов единицы массы 
сельскохозяйственных машин, удобрений и др. 
«Энергетический анализ позволяет также оценивать существующие и планируемые технологии, их перспективность с точки зрения 
энергетической эффективности по сравнению с применяемыми.»[16]. 
В то же время этот показатель не заменяет, а дополняет оценку технологий по другим показателям, например, затратам труда, экономической эффективности и др. 
«По мнению многих авторов, за основной критерий энергетической оценки технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур принимают показатель энергетической эффективности. 
Он учитывает затраты энергии как прямой, так и косвенной (овеществленной), необходимой для производства продукции, а также 
энергию, которая содержится в конечном продукте. Затраты энергии и 
ее выход должны быть выражены в сопоставимых единицах. При этом 
принимают во внимание теплосодержание используемых нефтепродуктов, энергозатраты на их производство, энергоемкость машин, 
удобрений и энергосодержание сельскохозяйственной продукции (в 
МДж/кг или ккал/кг).»[3]. 
«Отношение энергии П, содержащейся в конечном сельскохозяйственном продукте, к энергии Е, затраченной на его производство, 
дает энергетическую эффективность R данной технологии:»[17]. 
 
                                                     R = П/Е .                                             (1.1) 
 
«Применительно к производству сельскохозяйственной продукции энергетическую эффективность технологии можно представить в 
виде зависимости: 
 
                                                  R = αп Ну /Е ,                                         (1.2) 
 
где: αп – энергетический эквивалент основной продукции, МДж/т;  Ну – урожайность основной продукции, т/га. 
 
Полные затраты на входе в систему равны: 
 
                                                    Е = ∑
  
 
   
 .                                        (1.3) 
 
Следует указать, что показатель «энергетическая эффективность» технологий не универсален и применим лишь при производстве энергоносителей (угля, нефти, газа и т.д.), а также продуктов пи9 

тания человека, оцениваемых пищевыми калориями (зерновые, зернобобовые, подсолнечник, кукуруза, сахарная свекла, картофель, корнеплоды, овощи, фрукты, ягоды и др.). 
Энергия выхода при производстве кормов должна рассчитываться с учетом их конверсии в продукты животноводства. Животные 
в данном случае выступают в качестве биотрансформаторов энергии 
кормов в пищевые калории (мясо, молоко, яйца и др.). 
Топливно-энергетическая оценка технологий производства технических культур, например, хлопка, льна, кенафа, клещевины, конопли, табака и т.п., должна заканчиваться на этапе определения 
удельных энергозатрат, приходящихся на единицу продукции (в 
МДж/ц или МДж/кг).»[3]. 
«Энергетические затраты Е на выполнение технологического 
процесса на единицу площади определяют по формуле: 
 
с
м
т
ж
Е
Е
E
E
E
E
E






0
n
W
                                   
э
,                        (1.4) 
 
где: Еп – прямые затраты энергии, выраженные расходом топлива, МДж/га;          
Ео – затраты энергии на производство удобрений, ядохимикатов, семян, гербицидов, МДж/га; Еж – энергетические затраты живого труда, МДж/ч; Wэ – эксплуатационная производительность агрегата, га/ч.»[17]. 
 
«Прямые затраты энергии Еп определяют по формуле:  
 
                         






к
к
к
э
э
э
т
т
т
п
f
К
Н
f
К
Н
f
Н
Е







,              (1.5) 
 
где: Нт, Нэ, Нк – расход топлива, кг/га, электроэнергии, кВт ч/га и тепла, ккал/га; 
αт – теплосодержание топлива, МДж/кг; Кэ, Кк – коэффициенты перевода 1 кВт·ч  
в 1 МДж (Кэ =3,6) и 1 ккал в 1 МДж  (Кк =0,00419); fт,  fэ,  fк – коэффициенты, учитывающие дополнительные затраты энергии на производство топлива, МДж/кг, 
электроэнергии, МДж/ кВт·ч, и тепла, МДж/ккал.»[17]. 
 
«Электрическая и тепловая энергии в основном используются на 
стационаре, например, при последующей обработке урожая. Они 
определяются расходом энергии на единицу продукции. 
Чтобы получить затраты электрической энергии Нэ  на единицу 
площади, учитывают урожайность данной культуры Ну (т/га): 
 
                                                 Нэ = nэ Ну ,                                              (1.6) 
 
где: nэ – затраты электрической энергии на переработку продукта, кВт·ч /т.»[17]. 
 
«Аналогичным образом рассчитывают затраты тепловой энергии, отнесенные к единице площади: 
 
                                                 Нк = nк Ну ,                                              (1.7) 
 
где: nк – затраты тепловой энергии на переработку продукта, ккал/т. 
 
10