XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
История развития российского автотракторостроения
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Тракторы на данный момент занимают одно из важнейших мест среди применяемых человеком машин, так как они представляют собой основные энергетические средства, которые обеспечивают проведение сельскохозяйственных, дорожно-строительных, мелиоративных работ.
Появление паровой машины положило начало строительству «паровозок» на паровом ходу, а так же первых автомобилей и тракторов. Первые колесные тракторы были паровыми и впервые появились во Франции и Великобритании в 1833 г. Первый паровой гусеничный трактор был создан в 1888 г.
Изобретение гусеничного хода является событием почти столь же великим и фундаментальным, каким в свое время являлось изобретение колеса. Но имя человека, создавшего колесо, уже давно потеряно в глубине истории, то создатель гусеничного, который нашел широчайшее применение в тракторной технике, тракторостроении, известен. Им является обычный русский крестьянин Федор Абрамович Блинов. В 1898 г. механик Федор Абрамович Блинов соорудил конструкцию, которая в будущем положила начало гусеничным тракторам.
Актуальность темы очевидна: различные отрасли народного хозяйства нуждаются в такой технике как трактор, который может выполнять сельскохозяйственные, дорожно-строительные, землеройные, транспортные и другие работы.
Объектом изучения история тракторостроения в России..
Предметом изучения является влажность воздуха.
Цель работы – изучение темы «История развития российского автотракторостроения»
Задачи исследования:
- изучить этапы развития российского автотракторостроения;
-ознакомиться с прогнозом дальнейшего развития российского автотракторостроения.
1. История развития российского автотракторостроения
1.1. Изобретатель российского трактора на гусеничном ходу
Фото 1. Ф.А. Блинов, изобретатель российского трактора на гусеничном ходу
На Всероссийской промышленной и художественной ярмарке в июне 1896 г. состоялась первая публичная демонстрация самого первого в мире трактора на гусеничном ходу, который был оснащен двумя горизонтально расположенными паровыми двигателями, и впоследствии этот год стало принято читать годом появления тракторостроения в России.
Рис.1. Трактор на гусеничном ходу
Роль силового агрегата выполняли две паровые машины, которые устанавливались на раме длиной 5 м. Крутящий момент к ведущим звёздочкам передавался посредством отдельных шестеренных передач от каждой машины. Ведущие звёздочки, в свою очередь, были сцеплены с гусеницами. Для управления трактором было необходимо два человека. Скорость движения составляла всего порядка 3 км/ч.
1.2. Продолжатели развития дела автотракторостроения
Ученик Ф.А. Блинова, одаренный изобретатель Яков Мамин, предвидя сложности с применением на практике «не ко времени рожденного» трактора на гусеничном ходу с паровым двигателем, решил создать двигатель, имеющий меньшую массу. Такой двигатель, имевший высокую степень сжатия, и впрыск топлива в котором происходил посредством насосного распыливания, был создан в 1899 г., причем почти одновременно был создан двигатель немецкого учёного Рудольфа Дизеля (в 1897 г.). К 1911 году Яков Мамин уже создал целую серию двигателей, которые работали на нефти и имели мощность от 16 до 60 л. с. Эти двигатели в проекте «Русский трактор» были установлены Маминым на тракторах его собственной оригинальной конструкции, имевших металлические колеса (рисунок 1.1). Эти тракторы назывались "Универсал" (номинальная мощность 16 л. с.), "Посредник" (номинальная мощность 30 л. с.) и «Прогресс» (номинальная мощность 60 л. с.). Их стали производить на его собственном небольшом заводе в городе Балакове.
Рис.2. Трактор на колесном ходу
2. Этапы развития тракторостроения в России.
2.1. Первый этап. Подготовка кадров
Первый этап (1918-1929 гг.) - в этот период происходила подготовка кадров для будущего массового производства тракторов. Этот этап был характерен тем, что происходила интенсивная подготовка к производству и начало выпуска тракторов, как зарубежных, так и отечественных конструкций на части машиностроительных и паровозостроительных отечественных заводов.
Фото 2. Я.В.Манин, директор Балаковского завода «Возрождение»
В результате, Балаковский завод был назван «Возрождение», а Яков Мамин стал его директором и вместе со своими двумя сыновьями начал работы по проектирования простых, легких и при этом дешевых трехколесных
тракторов, которые были наиболее удобными для эксплуатации в крестьянских хозяйствах в тот период. В 1919 г. появился трактор "Гном", а в 1924 г. – «Карлик», имевший мощность всего 12 л. с. развиваемую одноцилиндровым двигателем, который работал на нефти. Этот трактор впоследствии стали производить и в четырехколесном варианте. Завод выпускал машины мелкосерийно и до конца 20-х годов выпустил лишь несколько десятков партий тракторов этих моделей.
2.2. Второй этап. Становление отечественного тракторостроения.
На втором этапе развития (1930-1941 годы) происходило становление отечественного тракторостроения. В 1930 году был запущен первенец отечественного массового производства тракторов - Сталинградский тракторный завод (СТЗ), который стал выпускать колесный трактор СТЗ-1 (являвшийся аналогом 15/30), оснащенный карбюраторным четырехцилиндровым двигателем, работающим на керосине. В октябре 1931 года брат-близнец этого трактора под маркой СХТЗ стали производить на Харьковском тракторном заводе
Рис.3. Трактор «Сталинец».
Оба завода достигли на проектной мощности производства в 50 тысяч тракторов в год в рекордно короткие для того времени сроки. Это дало возможность к 1932 году полностью обеспечить потребности отечественного сельского хозяйства в тракторах и отказаться от их ввоза из-за границы. В июне 1932 года был запущен в строй Челябинский тракторный завод (ЧТЗ) - первый завод, на котором массово выпускались гусеничные тракторы. На нём было развернуто производство мощного гусеничного трактора С-60 (являвшегося аналогом модели 50/60 фирмы Катерпиллер), оснащавшегося четырехцилиндровым двигателем
Эта машина нашла широчайшее применение за пределами сельского хозяйства, став востребованной в промышленности и для нужд обороны страны.ыли созданы унифицированные между собой модификации гусеничного трактора: предназначенная для сельскохозяйственных работ СХТЗ-НАТИ и транспортная СТЗ-5. Обе модели уже с 1937 года стали производиться на этих заводах взамен выпускавшихся ранее колесных тракторов.
Рис.4. Трактор СХТЗ-НАТИ.
Базовый трактор СХТЗ-НАТИ в основе которого лежала рамная конструкция, имел четырехцилиндровый карбюраторный двигатель мощностью 52 л. с., работавший на керосине, и балансирную подвеску, которую впервые в мире применили на тракторе сельскохозяйственного назначения. Он являлся первым трактором, производящимся массово, и при этом был целиком отечественной разработкой, не имевший аналогов за рубежом. Разработка этого трактора и скорейшее внедрение в производство стали крупным успехом отечественного тракторостроения, а удачный выбор его тягового класса поспособствовал массовому применению его в отечественном народном хозяйстве. Общая компоновка машины и балансирная подвеска оказались настолько удачными, что нашли применение в будущих поколениях тракторов данного класса (ДТ-54, Т-74, ДТ-75, ДТ-175С, Т-150) и применяется до сих пор. За создание этого трактора руководитель работ по проектированию, являвшийся главным инженером НАТИ В.Я. Слонимский был удостоен Первой Государственной премии первой степени за 1939 год. С середины 30-х годов в тракторном двигателестроении стартовали работы по разработке и внедрению тракторных дизелей, а так же газогенераторных установок, которые позволяют экономить жидкое топливо - лигрон или керосин, применявшиеся в то время в тракторных двигателях. НАТИ вместе с Челябинским тракторным заводом успешно модернизировали дизельный двигатель «Катерпиллар», установленный в 1935 году на опытный образец трактора С-60 «Сталинец», и уже в июне 1937 года челябинский завод освоил выпуск более мощного гусеничного трактора модели С-65 с первым отечественным дизелем мощностью 75 лошадиных сил.
2.3. Третий этап. Восстановления и достижения предвоенного уровня развития отечественного тракторостроения.
Третий этап (1945-1949 году) являлся периодом восстановления и достижения предвоенного уровня развития отечественного тракторостроения. В кратчайшие сроки были не только восстановлены все «старые» тракторные заводы, подвергшиеся разрушению, но и началась замена устаревшей модельной линейки на более современную. Так, в 1946 году на Челябинском тракторном заводе произошла замена трактора модели С-65 на куда более мощный трактор общего назначения С-80, имевший двигатель мощностью 90 лошадиных сил. В 1949 году завершили производство трактора СХТЗ-НАТИ на СТЗ и ХТЗ и взамен него выпустили дизельный трактор отечественной разработки ДТ-54 с двигателем мощностью 54 лошадиных сил он стал самым популярным трактором 50-60 годов.
Рис. 5. Дизельный трактор отечественной разработки ДТ-54
Впервые в отечественном тракторостроении были применены пневматические шины низкого давления. На JIT3, наряду с трактором модели КД-35 в конце 1949 года стали производить первый в мире пропашной гусеничный трактор модели КДП-35, имевший с увеличК концу 1945 года было начато строительство Минского тракторного завода и в конце 1948 года на нём стартовало производство трелевочных тракторов КТ-12, аналогичных выпускавшимся на Ленинградском Кировском заводе. Конструкторы Кировского и Минского заводов одновременно начали опытно-конструкторские работы по проектированию новых моделей трелевочных тракторов ТДТ-40 и ТДТ-60, оснащенных дизельными двигателями мощностью соответственно 40 и 60 лошадиных сил. К 1950 году тракторная промышленность нашей страны достигла довоенного уровня выпуска тракторов.
2.4. Четвертый этап. Интенсивное строительство и ввод в строй новых тракторных производств.
Четвертый этап (1950-1965 гг.) являлся периодом интенсивного строительства и ввода в строй новых тракторных производств и новых базовых моделей. В 1954 году было сошли с конвейера первые колесные универсально - пропашные тракторы Минского тракторного завода на Южном машиностроительном заводе в Днепропетровске: сначала МТЗ-2, а затем МТЗ - 5JI/5M, МТЗ-5ЛС/5МС и ЮМЗ-6АКЛ/6АКМ. На Харьковском тракторосборочном заводе (впоследствии стал называться Харьковский завод тракторных самоходных шасси) стали производить самоходные шасси ДСШ-14, а затем ДВСШ-16 и Т-16/16М. В 1956 году заработал Онежский тракторный завод, на котором освоили выпуск гусеничных трелевочных тракторов моделей ТДТ-40/40М, оснащенных двигателями мощностью 29/37 кВт (40/50 л. с.), ТДТ-55 и лесохозяйственного трактора ЛХТ-55 мощностью 45,6 кВт (62 л. с.), а затем и тракторов ТБ-1/1М, предназначенных для бесчокерной трелевки.
На АТЗ, выпускавшем сельскохозяйственные тракторы в 1957 году было налажено производство трелевочных тракторов ТДТ-60 с двигателем мощностью 80 кВт (110 л. с.), а в 1961 году - трактора ТДТ-75 мощностью 55 кВт (75 л. с.). В 1956 году была полностью закончена дизелизация отечественных тракторов. По объемам выпуска тракторов Советский Союз в 1960 году вышел на первое место в мире и сохранял лидерство вплоть до 1987 года. Развитие тракторостроения и превращение его в самостоятельную мощную отрасль машиностроения сопровождалось усилением специализации и развитием специализированного производства главных агрегатов и систем тракторов. По мере усиления специализации были построены, а затем вступили в строй следующие заводы по производству топливной аппаратуры: Ногинский (1949 год), Харьковский (1951 год), Ярославский (1962 год). Окончание разработки раздельно-агрегатных гидросистем, используемых в тракторах, послужило толчком для создания специализированных заводов, производящих аппаратуру: Московского гидроагрегатов (1957-1958 годы), который производил насосы и распределители; Кировоградского и Винницкого гидроагрегатов (1958-1959 годы), который производил насосы; Елецкого по производству гидроцилиндров (1957 год); Мелитопольского по производству цилиндров и распределителей (конец 50 - х годов). Специализированное производство двигателей стало развиваться после окончательного завершения дизелизации в отечественном тракторостроении в 1956 году. Возникла целаяподотрасль двигателестроения: Минский моторный (1962 год), Харьковские "Серп и молот" (1962 год) и тракторных двигателей (1969 год), Алтайский моторный (1966 год), Волгоградский моторный (1986 год).
С 1960 году на тракторосборочном заводе в Узбекистане (впоследствии сменил название на Ташкентский тракторный завод) начали выпуск (в кооперации с ВТЗ) хлопководческих тракторов моделей Т-28ХЗ и Т-28Х4, оснащенных двигателями мощностью соответственно 40 и 50 лошадиных сил. В 1962 году был запущен Кишиневский тракторный завод, на котором освоили производство гусеничных специализированных пропашных тракторов Т-50В и виноградниковых Т-54В, а с 1969 года еще и свекловодческих Т-54С. Тракторы Т-54В и Т-54С имели высокую степень унификации с колесными тракторами, выпускаемыми на Минском тракторном заводе. В 1963 году Ленинградском Кировском заводе стартовало производство первого в истории отечественного тракторостроения сельскохозяйственного трактора, имевшего все ведущие колеса одинакового размера модели К-700, оснащенного двигателем мощностью 154 кВт (203 л. с.)
2.5. Пятый этап. Развитие специализированных производств
В период после 1965 года стали развиваться следующие специализированные производства: узлов и деталей двигателей, шестерен, элементов ходовых систем, и даже тракторных сидений. В 1968 году Павлодарский тракторный завод (ПТЗ) в Казахстане освоил производство гусеничных пахотных тракторов модели ДТ-75М, оснащенных двигателем мощностью 66 кВт (90 л. с.), разработанного Волгоградским тракторным заводом (ВгТЗ). Вместе с развитием производства тракторов сельскохозяйственного назначения, происходило строительство заводов, на которых планировалось выпускать промышленные, лесопромышленные и лесохозяйственные тракторы. Производство трелевочных модификаций на базе сельскохозяйственных тракторов модели Т-157 начато в 1974 году на ХТЗ.
В 1975 году наступил важный этап в развитии производства отечественных промышленных тракторов. Было начато производство гусеничных промышленных тракторов Т-330 (мощностью 330 л. с.) на новом заводе в Чебоксарах. Самым крупным производителем промышленных тракторов оставался ЧТЗ, на котором выпускались и продолжают выпускаться несколько поколений моделей промышленных тракторов С-60/65; С-80; Т-100/100М; Т-130/130М; Т-170; ДЭТ-250/250М. С 1958 по 1980 годы промышленные тракторы общего назначения (Т-140, а затем Т-180Г) мощностью 129 кВт (175 л. с.) и трубоукладчики (Д-804М) мощностью 129 кВт (175 л. с.) выпускал Брянский автомобильный завод (БАЗ) [1] В 1983 году на Челябинском тракторном заводе был изготовлен первый трактор Т-800 тягового класса 75, а в 1985 году на заводе в Чебоксарах организован участок сборкитракторов Т-500 тягового класса 50 кН. В конце 1990-х годов стартовало массовое производство малогабаритных колесных тракторов на Челябинском (Т-0,2.03), Харьковском (ХТЗ-012, ХТЗ-1410), Минском (МТЗ-0,82, МТЗ-1,02) тракторных заводах и на Курганском маш В это же время был расширен модельный ряд выпускаемых тракторов. На ВТЗ первыми в мире разработали две новые специализированные модификации пропашных тракторов «Универсал»: У-3, предназначавшаяся для междурядной обработки богарного хлопка и У-4, предназначавшийся для установки на нем машин для уборки хлопка. Причем, в последней модификации впервые в строительном заводе (КМЗ-012).
3.Приоритеты государственной политики в сфере развития сельского хозяйства
Приоритеты государственной политики в сфере развития сельского хозяйства определены исходя из Постановления Правительства РФ от 19 декабря 2014 г. № 1421 «О внесении изменений в Государственную программу развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2020 годы», а также подпрограммы «Обеспечение реализации Государственной программы Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017–2025 годы». Эти документы предусматривают комплексное развитие всех отраслей и подотраслей, а также сферы деятельности агропромышленных холдингов.
Автоматизация и замена людского труда роботами - распространенная тенденция во многих отраслях, и сельское хозяйство не исключение. Фермерство - трудоемкое занятие, с большим числом однообразных, часто повторяющихся действий, а значит - это идеальная сфера для робототехники и автоматизации.
Фермерские хозяйства уже применяют сельскохозяйственных роботов для различных задач - посева, полива, сбора и сортировки урожая. "Умная" техника продолжает совершенствоваться и в будущем позволит увеличить объемы сельхозпродукции и повысить ее качество при меньшем использовании человеческих ресурсов.
Максимальная цифровизация и автоматизация всех процессов в сельском хозяйстве на правах осознанной необходимости входит в стратегии развития крупнейших агропромышленных и машиностроительных компаний в мире. Ускорить рост продуктивности сельского хозяйства, обеспечить стабильный результат внедрения инноваций и повысить конкурентоспособность предприятий в локальном и мировом масштабе позволяют в первую очередь огромные объемы собранной информации и продвинутые системы управления данными (data science и data management). Кроме того, с помощью систем автоматизированного управления сельским хозяйством можно контролировать 2/3 факторов, приводящих к потерям урожая.
Таким образом, в ближайшие несколько лет сельхозпредприятия могут стать одними из основных потребителей IoT-решений в России, поскольку им необходимо повысить производительность. Для этого требуется сделать почвы более плодородными, увеличить энерго- и ресурсоэффективность, автоматизировать основные процессы, а также обновить и модернизировать парк техники. Тракторная техника - основа любого фермерского хозяйства. Она используется для самых различных задач, в зависимости от типа фермы и имеющегося вспомогательного оборудования. Технологии беспилотного транспорта стремительно развиваются, и тракторы, по всей видимости, одними из первых превратятся в автономные.
Заключение
Тракторы на данный момент занимали и до сих пор занимают одно из важнейших мест среди применяемых человеком машин не только в сельском хозяйстве, но во многих других отраслях народного хозяйства нашей страны. Тракторы представляют собой основные энергетические средства, которые обеспечивают проведение работ различной сложности.
Мощный толчок в развитии получили научно-исследовательские и конструкторские организации, конструкторские бюро при тракторных заводах, ВТУЗы, которые в содружестве с промышленностью вели исследовательские и опытно-конструкторские работы в области тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. В течение многих лет НАТИ выполнял и продолжает выполнять функции головного института тракторостроения. Принимает непосредственное участие в поисковых исследованиях и создании опытных образцов тракторов нового поколения, в совершенствовании агрегатов двигателей, трансмиссий, ходовых систем, гидроагрегатов, а также в проведении работ по улучшению безопасности и условий труда тракториста. НАТИ является ведущей организацией в отрасли по стандартизации, а также сертификации новых моделей тракторов и их агрегатов.
Достижения технического прогресса могут пригодиться практически на всех этапах земледелия: от посадки сельхозкультур и их полива до поддержания здоровья всходов и сбора урожая. Уже внедряемые и грядущие сельскохозяйственные технологии можно разделить на три основные категории, которые и станут основой «умного» фермерства - это автономные роботы, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны, и различные IoT-датчики.
Список использованных источников
1. https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=727000
2.https://yandex.ru/images/search?from=tabbar&text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%D0%BC%D1%82%D0%B7%202&pos=1&img_url=https%3A%2F%2Favatars.mds.yandex.net%2Fget-zen_doc%2F35845%2Fpub_5b0fa59a4b16da00aaa45e4a_5b0fa59c8c8be33a7124d78c%2Fscale_1200&rpt=simage
3.https://www.ekonow.ru/tekhnologii/uvlazhnenie/vlazhnost-vozdukha-osnovnye-ponyatiya.html
4.https://ru.wikipedia.org/wiki/Caterpillar
5.https://vikond65.livejournal.com/121022.html
6.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%20%D1%82%D0%B4%D1%82-40&from=tabbar&pos=20&img_url=https%3A%2F%2Fuk.ilovevaquero.com%2Fimages%2Fbiznes%2Ftdt-40-praded-sovremennih-lesopovalnih-mashin.jpg&rpt=simage
7.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%20%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B5%20%D1%8E%D0%9C%D0%B7-6%D0%90%D0%9A%D0%9B%20&from=tabbar&pos=24&img_url=http%3A%2F%2Fkargoteka.info%2Ffoto%2F2015_11_16%2F2015_11_16_19_43_04_11259.jpg&rpt=simage
8.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%D1%82330%20%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80&from=tabbar&pos=6&img_url=https%3A%2F%2Ftechstory.ru%2Ffoto21%2F03%2Ft330_bo223.jpg&rpt=simage
9.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%D0%B4%D1%8D%D1%82250%20%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80&from=tabbar&pos=18&img_url=https%3A%2F%2Fwww.irkutskenergo.ru%2Ff%2Faovsu%2F(114)F-IMG_2088.jpg&rpt=simage
10.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8%20%D0%B4804%D0%BC%20%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80&from=tabbar&pos=1&img_url=https%3A%2F%2Fa.d-cd.net%2F345bcd6s-1920.jpg&rpt=simage