авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ...»

-- [ Страница 2 ] --

ка СЗРС-2,1 364 63,3 202 55,5 506 2, TD 50 Пар без Тризо 700 Semeata420 323 56,1 195 60,3 501 2, JD730 378 70,2 257 68,0 386 1, TD- А 145 Донник без 700 Rapid 400 440 81,7 205 46,6 394 1, КТС-10 СЗП-3,6А 369 68,4 192 52,0 324 1, TD- А 93 Горох 700 без Rapid 400 482 89,4 249 51,6 381 1, Примечание. Квыс — среднее количество высеянных семян, шт/м2;

Квсх — среднее количество всходов, шт/м2;

Пв = (Квсх/Квыс) 100 - полевая всхожесть семян, %;

Кк — среднее количество растений сохранившихся к уборке, шт/м 2;

Ср = (Кк/Квсх) 100 - средняя сохранность растений к уборке, %;

Кст — среднее количество продуктивных стеблей к уборке, шт/м2;

Пк = Кст/Кк, - средняя продуктивная кустистость растений.

Исследование показателей развития растений за вегетацию позволяет заключить, что в ус ловиях года посевы имели значимое различие полевой всхожести пшеницы: от 56,1 % (Semea ta 420 по пару) до 89,4 % (Rapid 400 по гороху).

Сохранность растений к уборке по полям также значимо различалась — от 46,6 % (Rapid 400 по доннику) до 68,0 % (JD730 по доннику).

Продуктивная кустистость растений получена максимальной на посеве Semeata 420 по пару (2,58), а минимальная — на посеве JD730 по доннику (1,50).

В итоге, наибольшее количество продуктивных стеблей имели по пару на посевах СЗРС 2,1и Semeata 420 (506 и 501шт./м2 соответственно). На базовой технологии возделывания пшеницы по гороху с посевом СЗП-3,6А их количество было минимальным из всех сравни ваемых вариантов (324шт./м2).

Режим влажности почвы и развития растений. Изменение средних запасов влаги в метро вом слое почвы за периоды замеров и их статистики приведены в таблице 8.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Таблица Изменение запасов влаги в почве (мм) за периоды наблюдений по сравниваемым вариантам посевов W, 24.04, W, 13.08, Wо/Упр, W, 5.06, Wо, мм W1, мм W2, мм S Предше мм/ц № Об Мм мм мм поля, ствен- Посев поля ка га ник СЗРС-2,1 146,6 83,8 78,3 2, TD 50 11а Пар 224,9 230,4 -5, 700 Semeata420 142,6 87,8 82,3 2, JD730 152,6 51,3 85,3 2, TD 145 4 Донник 237,9 203,9 34, 700 Rapid400 160,3 43,6 77,6 2, СЗП-3,6А 163,1 70,4 - TD 93 9 Горох - 233,5 700 Rapid400 166,3 67,2 - Проведенный анализ табличных данных дает основания считать, что величина расхода влаги из почвы за первый период наблюдений (24.04-05.06.08 г.) по опытному полю 50га в среднем увеличилась на 5,5мм, а на поле 145га — снизилась на 34мм (на поле 93га запасы влаги 24 апреля не определялись).

За второй период наблюдения (05.06-13.08.08 г.) максимальный расход влаги из метрового слоя почвы по сравниваемым вариантам составил 87,8 мм (Semeata 420 по пару), а мини мальный - 43,6 мм (Rapid 400 по доннику).

В целом, за вегетацию расход влаги из почвы в среднем составил 80,9 мм. Максимальный - 85,3 мм (JD 730 по доннику), а минимальный — 77,6 мм (Rapid 400 по доннику).

Средний расход влаги из почвы на единицу урожая пшеницы по полям составил 2,3 мм/ц и изменялся в узких пределах: от 2,1 мм/ц (поле 145 га по доннику, посев Rapid 400) до 2,4 мм/ц (поле 145 га по доннику, посев JD730 и поле 50 га по пару, посев Semeata 420).

Структура урожая пшеницы и качество зерна. Статистики структуры урожая пшеницы по оцениваемым вариантам технологий приведены в таблице 9.

Таблица Статистики структуры урожая пшеницы по сравниваемым вариантам 1 растение Кк, шт/м Кст, шт/м Мк, ц/га Предше ственник Бс, ц/га У, ц/га г S Кз/к, шт Посев Об-ка Мз/к, г 1000, № М1к, г h, см поля, поля га М СЗРС-2,1 130,7 506 202 46,3 34,1 33,1 84 1,39 1,03 29, TD 50 11а Пар 700 Semeata420 132,5 501 195 46,9 34,2 31,6 101 1,41 1,06 31, JD730 100,4 386 257 45,1 34,3 43,5 103 1,67 1,31 30, TD 145 4 Донник 700 Rapid 400 123,0 394 205 46,0 35,4 43,0 115 1,51 1,00 22, СЗП-3,6А 108,5 324 192 30,2 22,1 34,3 95 1,56 1,15 27, TD 93 9 Горох 700 Rapid 400 97,3 381 249 32,5 24,3 43,3 109 1,67 1,27 29, В итоге наибольшая биомасса растений пшеницы получена на поле 50 га (по пару, посев Semeata 420) — 132,5 ц/га, а минимальная на поле 93 га (по гороху, посев Rapid 400) — 97, ц/га. Величина массы зерна в колосе была обратно пропорциональна общей биомассе рас тений (R=-0,91) и прямо пропорциональна количеству растений, сохранившихся к уборке (R=0,85).

При этом биологическая урожайность пшеницы по сравниваемым вариантам на полях 50 и 145га (по пару и доннику) различалась не существенно и находилась в пределах 34,1 35,4ц/га. На поле 93 га по гороху наблюдали значимое снижение урожая (22,1ц/га на посе ве СЗП-3,6А и 24,3ц/га на посеве Rapid 400), главным образом, вследствие меньшего коли чества продуктивных стеблей.

Показатели качества зерна пшеницы по сравниваемым вариантам технологий возделывания пшеницы приведены в таблице 10.

Качество зерна значимо выше получено на посевах пшеницы по доннику (145 га, посевы Rapid 400 и JD730, сорт — Алтайская 325) — содержание протеина и клейковины в среднем 17,2 и 16,5%;

38,6 и 37,6% соответственно. По остальным вариантам изменения находились в пределах 15,0-15,9% по протеину и 31,6-32,6% по клейковине. Величина ИДК была несколько СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК выше на поле по пару (69,2 и 72,4), а натура — по доннику (851 и 848г/л). Т.е. наиболее зна чимое влияние на качество зерна в условиях года оказали предшественники.

Таблица Показатели качества зерна по сравниваемым вариантам технологий Показатель Упр, ц/га S Предше Протеин, ИДК, ед.

ность, % Клейко Натура, вина, % № Осн.

Влаж поля, ствен- Посев Сорт г/л поля обр.

% га ник СЗРС-2,1 13,5 15,9 32,6 72,4 828 34, TD 50 11а Пар Тризо 700 Semeata420 13,0 15,6 32,5 69,2 829 35, JD730 13,0 16,5 37,6 62,6 851 35, TD- А 145 4 Донник 700 Rapid 400 13,3 17,2 38,6 61,8 848 36, СЗП-3,6А 12,8 15,1 31,6 66,2 844 22, TD- А 93 9 Горох 700 Rapid 400 13,2 15,0 31,7 67,5 848 24, Выводы 1. Из сравниваемых вариантов посева наилучшая равномерность глубины заделки семян получена по Semeata 420 (поле 50га, предшественник — пар) — среднеквадратическое откло нение 4,3мм при вариации 8,0%. По остальным вариантам качество посева сопоставимо: из менения среднеквадратических отклонений выше: от 8,5 до 10,5мм при вариации 18,0-26,5%.

2. Выявлена значимая связь между средней глубиной заделки семян и их среднеквадрати ческим отклонением (R=0,92): увеличение средней глубины заделки семян сравниваемыми посевными агрегатами на каждые 10мм приводило к снижению их среднеквадратического от клонения на 4мм, т.е. равномерность заделки семян улучшалась.

3. Средняя высота растений пшеницы по вариантам посева на 5 июня значимо различалась, главным образом из-за сроков посева. Влияние посевных агрегатов при одинаковых сроках посева находилось в пределах 4,1-14,7% (в пользу СЗРС-2,1 по пару, JD730 по доннику и Rapid 400 по гороху).

4. Максимальное среднее количество всходов получено на варианте посева Rapid 400 по гороху - 482шт/м2, а минимальное на посеве Semeata 420 по пару - 323 шт/м 2. Наилучшая равномерность всходов на посеве Semeata 420 по пару - 37,5 шт/м2, а худшая — Rapid 400 по гороху - 91,1 шт/м2.

5. В условиях года посевы имели значимое различие полевой всхожести пшеницы: от 56, % (Semeata 420 по пару) до 89,4 % (Rapid 400 по гороху). Сохранность растений к уборке по полям также значимо различалась — от 46,6 % (Rapid 400 по доннику) до 68,0 % (JD730 по доннику). Продуктивная кустистость растений получена максимальной на посеве Semeata по пару (2,58), а минимальная — на посеве JD730 по доннику (1,50).

В итоге, наибольшее количество продуктивных стеблей имели по пару на посевах СЗРС-2, и Semeata 420 (506 и 501шт./м2 соответственно). На базовой технологии возделывания пше ницы по гороху с посевом СЗП-3,6А их количество было минимальным из всех сравниваемых вариантов (324шт./м2).

6. За вегетацию расход влаги из почвы в среднем составил 80,9 мм и изменялся 77,6 мм (Rapid 400 по доннику) до 85,3 мм (JD 730 по доннику). Средний расход влаги из почвы на единицу урожая пшеницы по полям составил 2,3 мм/ц и изменялся в узких пределах: от 2,1 мм/ц (поле 145 га по доннику, посев Rapid 400) до 2,4 мм/ц (поле 145 га по доннику, посев JD730 и поле 50 га по пару, посев Semeata 420).

7. Биологическая урожайность пшеницы на полях 50 и 145га (по пару и доннику) с различ ными вариантами посева отличалась не существенно и находилась в пределах 34,1-35,4ц/га.

На поле 93га по гороху наблюдали значимое снижение урожая (22,1ц/га на посеве СЗП-3,6А и 24,3ц/га на посеве Rapid 400), главным образом, вследствие меньшего количества продук тивных стеблей.

8. Наилучшее качество зерна пшеницы получено на посевах по доннику (145га, посевы Rapid 400 и JD730, сорт — Алтайская 325) — содержание протеина и клейковины в среднем 17,2 и 16,5%;

38,6 и 37,6% соответственно. По остальным вариантам изменения находились в пределах 15,0-15,9% по протеину и 31,6-32,6% по клейковине. Т.е. в условиях года влияние предшественников оказалось более значимым, чем посевных агрегатов.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Библиографический список 1. Беляев В.И., Майнель Т. Опыт внедрения минимальных и нулевых технологий в Алтай ском крае.- Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2008. - № (50). -С.56-61.

2. Беляев В.И., Устинов В.И., Пластинин Ю.Ю. Современные технологии возделывания культур: тенденции и перспективы развития. - Аграрная наука — сельскому хозяйству: мат. III Международной научн.-практ. конф. — Барнаул, 2009. - Кн. 2. — С. 145-147.

3. Беляев В.И. Концепция технического и технологического перевооружения АПК Алтай ского края. - Аграрная наука — сельскому хозяйству: мат. III Международной научн.-практ.

конф. — Барнаул, 2008. - Кн. 2. — С. 145-147.

УДК 632. Д.С. Болотов Новосибирский государственный аграрный университет;

Сибирский институт механизации и электрификации сельского хозяйства СО РАСХН, г. Новосибирск, РФ К ИССЛЕДОВАНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПОЛОСЕ ЗАХВАТА ЭЛЕКТРОДНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КУЛЬТИВАТОРА В ВИДЕ КАТКОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ При работе электротехнологических культиваторов (ЭТК) возникает необходимость оценки локального распределения электрического поля (ЭП) с учётом сложной геометрии и нелиней ных физических свойств материалов - растительных тканей, почвенной и воздушной сред, а также конструкционных сред, используемых в электродной системе (ЭС) ЭТК [1]. Источни ком получения информации в биологических, почвенных, воздушных и конструкционных сре дах является исследование ЭП ЭС ЭТК в полевых условиях.

На рис. 1 представлен комплекс для исследований ЭП ЭС ЭТК в полевых условиях. Он включает в себя: пульт управления, мобильную силовую установку (МСУ), лебедку для пере мещения установки.

МСУ (рис. 2) представляет собой ЭТК малой мощности и состоит из металлического кар каса, высоковольтного трансформатора и электродов (подводящих ЭП в растительную сре ду), измерительных электродов, креплений электродов, колес.

Рис. 1 Рис. СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК В качестве источника высоковольтного напряжения использован трансформатор АИИ-70, с выходным напряжением 0-50кВ и напряжением первичной обмотки 0-100В. Крепление транс форматора к металлическому каркасу осуществляется при помощи изоляционной площадки.

Крепление электрода представляет собой резьбовую шпильку, на которую закреплен изо лятор ИО 10кВ. На противоположной стороне изолятора присоединяется электрод, либо кре пление электрода. Крепление электрода присоединяется к металлическому каркасу при по мощи совокупности зажимов и резьбовых шпилек, позволяющих закреплять электроды на разных расстояниях относительно друг друга.

Пульт управления (рис. 3) представляет собой изолированную площадку, на которой за креплены аппаратура сигнализации и защиты, лабораторный автотрансформатор, провода, розетки, разъемы и измерительные приборы. Аппаратура сигнализации и защиты представ ляют собой: двухполюсной автоматический выключатель на 6А и две светосигнальных армату ры красного и зелёного цветов.

Рис. 3 Рис. Арматура зелёного цвета служит индикатором поданного напряжения до автоматического выключателя пульта управления, а красного — поданного напряжения после автоматического выключателя. Лабораторный автотрансформатор на 8А предназначен для регулирования по даваемого напряжения на высоковольтный трансформатор. Для отображения информации о вольтамперных параметрах регулирования были использованы два мультиметра: один для из мерения подаваемого напряжения на первичную обмотку высоковольтного трансформатора;

второй для измерения потребляемого тока. Третий мультиметр серии APPA 305 использовал ся для фиксации параметров потенциала с измерительного электрода и передачи этой ин формации на персональный компьютер. В совокупности пульт управления и персональный компьютер представляют собой рабочее место оператора (рис. 4).

Перемещение МСУ осуществлялось помощником оператора при помощи ручной лебёдки (рис. 1).

Для исследования была выбрана ЭС ЭТК (рис. 5) в виде катков, аналог которой был раз работан в ЧГАУ в 1980 году для уничтожения сорной растительности на паровом фоне. Ис следования проводились летом 2009 года в условиях Кулундинской степи Карасукского района Новосибирской области.

Рис. АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Полевые эксперименты по исследованию ЭП в полосе захвата ЭС ЭТК в виде катков про водились для определения зависимости изменения потенциала точек ЭП, создаваемого ЭС ЭТК от: расстояния между электродами ЭС ЭТК, напряжения подаваемого на ЭС ЭТК и дру гих факторов. Измерение потенциалов точек ЭП выполнялось стационарно размещёнными измерительными электродами по зондовой системе, между потенциальным электродом (на ходящимся в непосредственной близости к зоне воздействия ЭП ЭС ЭТК) и условным нулевым электродом (расположенным на значительном удалении);

фиксировалось высокоточным мультиметром APPA 305 в режиме измерения переменного напряжения и передавались на персональный компьютер в режиме реального времени. Напряжение с измерительных элек тродов передавалось к измерительному прибору через трансформатор напряжения НОМ 10кВ/100В с целью уменьшения его до безопасной для измерительного прибора величины.

Измерение удельного электрического сопротивления почвенного состава осуществлялось методом вертикального электрического зондирования по симметричной схеме Венера при помощи измерителя сопротивления заземления типа Ф4103-М1. Удельное электрическое со противление почвенного состава выражается из следующей формулы:

= 2 Ra, где R — полученное в результате измерений значение сопротивления между электродами;

a — расстояние между электродами.

Для данных экспериментов среднее значение его составило 128,2 Ом.м, что соответствует условиям влажной почвы [2]. Измерение влажности почвы осуществлялось весовым методом в соответствии с ГОСТ 28268-89 и составило для данных экспериментов 10,6%. Температуру и влажность воздуха в непосредственной близости к зоне проведения экспериментов определи ли при помощи прибора Center 310. Температура воздуха составила 13,5 0С, а влажность — 54,4%.

На рис. 6 представлены зависимости изменения потенциала точки, находящейся в полосе захвата ЭС ЭТК при расстоянии 15, 17,5, 19,5 см между электродами ЭС ЭТК, при условии движения агрегата слева направо. Эксперимент осуществлялся при напряжении 5кВ на ЭС ЭТК и слабой степенью засоренности.

На рис. 7 представлены зависимости изменения потенциала точки, находящейся в полосе захвата ЭС ЭТК при подаваемом напряжении на ЭС ЭТК 5 и 6 кВ и расстоянии в обоих случа ях между электродами ЭС ЭТК 15 см при условии движения агрегата слева на право. Экспе римент осуществлялся при слабой степени засоренности.

Рис. СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Рис. Рис. АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ По результатам исследований (рис. 6) можно сделать вывод, что при изменении расстоя ния между электродами ЭС ЭТК наблюдается изменение характера воздействия ЭП на обра батываемую зону по временному диапазону: при увеличении расстояния между электродами происходит ускорение воздействия потенциала более высокого значения, однако при этом наблюдается ускорение падения потенциала после достижения максимальной его величины.

Кроме того, с увеличением расстояния между электродами ЭС ЭТК наблюдается снижение значения потенциала точек, расположенных на существенном удалении от зоны воздействия, а, следовательно, снижению потерь мощности передаваемой ЭС ЭТК на растекание ЭП за зону обработки сорной растительности.

При увеличении напряжения (рис. 7), подаваемого на электроды ЭС ЭТК не происходит существенное изменение по характеру воздействия ЭП на обрабатываемую зону во времени, меняется только его величина.

Данный исследовательский комплекс даёт возможность измерять потенциал точек ЭП ЭС ЭТК, а, следовательно, при соблюдении правил электробезопасности его можно применять для учебной и исследовательской работы в НИИ и ВУЗах.

Визуальное отображение ЭП для выбранного типа ЭС, полученное в программном пакете Elcut 5.6 в алгоритме которого лежит векторный метод конечных элементов, представлено на рис. В дальнейшим планируется провести исследования при помощи этого оборудования на дру гих типах ЭС ЭТК, а так же сопоставить экспериментальные данные с результатами модели рования при помощи Elcut 5.6 для моделирования электрического поля методом конечных элементов.

Библиографический список 1. Ляпин, В.Г. Лабораторные исследования электромагнитного поля электротехнологиче ского культиватора / В.Г. Ляпин, Д.С. Болотов // Машинно-технологическое, энергектиче ское и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей Сибири: материалы Междунар.

науч.-практ. конф. посвящ. 100-летию со дня рождения акад. ВАСХНИЛ А.И. Селиванова (п.

Краснообск, 9-11 июня 2008 г.) / Россельхозакадемия. Сиб. Отд-ние. ГНУ СибИМЭ. — Ново сибирск, 2008. — 648 с.

2. Калюжный, А.Т. Сельскохозяйственная электронавигация: электрические свойства почвы / А.Т. Калюжный // журнал «Механизация и электрификация сельского хозяйства» номер — Москва, 2009. — с.19- УДК 631.22:62-784.2:621.6.021/ И.Н. Бырдин Алтайский государственный аграрный университет, г. Барнаул;

ОАО «Ключевской элеватор», Алтайский край, РФ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КОРОВНИКА С ПОПЕРЕЧНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ПРИТОЧНЫХ ВОЗДУХОВОДОВ Проектирование систем вентиляции воздуха для животноводческих помещений представля ет собой сложную задачу оптимизации различных параметров. Особые требования для внут ренних условий этих зданий, требуемая температура, влажность и газовый состав воздуха накладывают определенные условия на проектное решение.

В нынешней экономической ситуации, при производстве молока и мяса КРС, в хозяйствах, занимающихся этим видом деятельности, стремятся снижать затраты как на приобретение и монтаж систем вентиляции коровников, так и непосредственно на эксплуатацию этих систем, не уделяя внимание важнейшему показателю - правильному газовому составу воздуха в об ласти дыхания животного, а также распределение его на всех животных.

Состояние среды данной зоны, оказывающее воздействие на здоровье коров и их продук тивность, характеризуется следующими показателями: содержание кислорода, углекислого газа, аммиака;

температура;

влажность и подвижность воздуха.

Оптимальные параметры микроклимата реализуют сочетание значений показателей мик роклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на животное обеспечи вают нормальное состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморе гуляции у животных, находящихся в помещении.

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Анализируя системы вентиляции животноводческих помещений, мы пришли к необходимо сти создания математической модели системы вентиляции животноводческого помещения, с точки зрения снижения расхода приточного воздуха для коровников большого объема. Целью работы являлось создание оптимального микроклимата в животноводческом помещении и по вышение продуктивности животных путем разработки воздухораспределителя для зоны корм ления коров.

Объектом исследования являлось здание коровника прямоугольной формы, размером 21 х 108 м. Коровник на 260 голов разработан в соответствии с ОНТП-1,99. Высота стен составля ет 3,2 м, окна из алюминиевого профиля со стеклопакетами. Ворота наружные —8 шт.

(3 х 3). Ворота утеплены, состояние удовлетворительное, с торцов коровника устроены там бура. Стены выполнены из керамзитобетонных панелей. Потолок без чердака, с утеплителем из минираловатных плит. Состояние крыши удовлетворительное.

Содержание коров стойловое, в зимний период — привязное, в стойлах размером 1,2 х 1,8 м.

Стойла, с примыкающими к ним кормушками, расположены в продольном направлении в че тыре ряда, образуя два кормовых и три навозных прохода. Полы бетонные, в стойлах преду смотрен настил из досок.

Система вентиляции с естественным побуждением воздуха. Вытяжка предусмотрена из верхней зоны через моношахту площадью 4 м2. Высота вытяжной шахты 2,3 метра. Также в данном животноводческом помещении предусмотрена естественная система притока воздуха в зону кормления по воздуховоду сечением 0,4 х 0,4 м поперек кормовому проходу. Возду хораспределительное устройство, одной стороной выходит наружу здания, а второй - распо ложено над кормовым проходом на высоте 2,4м, которое работает следующим образом:

наружный воздух, за счет разности температуры и давления, подается по воздуховоду в рас пределительную часть, и, отражаясь, распространяется по кормовому проезду на расстояние около 6м. Расстояние между устройствами составляет 12 м. Система воздуховодов снабжена саморегулирующимися заслонками, позволяющими исключить погрешность на ветер. В про грамму экспериментальных исследований входило:

1. Изучение распределения воздушной струи, обеспечивающей подачу приточного воздуха к животным, с учетом размеров стойлового оборудования, температуры и влажности возду ха приточной струи воздуха.

2. Определение конструктивных параметров и режимов работы воздухораспределителя при заданных температурах приточной струи, окружающем воздухе и требуемой дальнобой ности струи:

- ширины приточной струи;

- начальной скорости приточной струи;

- длины отражающего лотка.

1- Рис. 1. План и разрез коровника с указанием точек замеров параметров АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Применялась следующая методика измерений путем снятия показаний с измерительных приборов в разных точках коровника на различной высоте 0,1м, 2м, и 3,5м по диагональной схеме. Для измерения использовали приборы: Измеритель температуры и относительной влажности ИТ 5-ТР-1 «Термит», с рабочим диапазоном измерения температуры от -30 до 85єC с пределами допускаемой абсолютной погрешности ±1єC. и рабочим диапазоном из мерения относительной влажности от 5 до 98% с пределами допускаемой абсолютной по грешности ±2,5%, а также газоанализатор СЕАН-О2, с рабочим диапазоном 17-23 мг/м3, приведенная погрешность ±3,5%.

Дальнобойность приточной струи замеряли с помощью масштабной линейки. Контрольные замеры проводились с использованием метода задымления, при этом картину истечения при точного воздуха на фоне координатной сетки, определяли визуально.

Данные результатов представлены в Таблице 1. На рисунке 1, где показаны точки прове дения замеров в коровнике.

Таблица Результаты замеров состояния воздушной среды в коровнике № точек за 1,1 1,2 1,3 2,1 2,2 2,3 3,1 3,2 3,3 4,1 4,2 4,3 5,1 5,2 5, меров Месяц Показатели Среднее значение за месяц Температура 7,1 7,3 7,6 5,8 6,3 7,6 3,5 4,8 5,6 3,8 5,5 6,9 6,4 7,4 7, Ноябрь Относительная 70,2 86,3 96,5 80,3 89,2 95,3 83,2 88,3 97,3 82,4 89,1 96,2 90,7 95,4 98, влажность Содержание 20,4 20,4 20,3 20,6 20,5 20,5 20,3 20,1 20,1 20,2 20,1 20,1 20,3 20,2 20, кислорода Температура 3,4 4,3 4,6 3,0 3,4 3,9 3,2 3,6 4,0 2,5 3,1 3,6 3,8 4,8 5, Декабрь Относительная 95,4 97,2 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 влажность Содержание 20,3 20,3 20,2 20,1 20,1 20 20,2 20,1 20,1 20,1 20,1 20,1 20,2 20,1 20, кислорода Температура 0,7 1,3 2,0 0,2 1,6 2,0 2,7 4,6 5,2 2,4 3,3 4,8 2,1 3,4 5, Январь Относительная 64,4 98,3 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 влажность Содержание 20,2 20,1 20,1 20,2 20,1 20,1 19,9 19,9 19,9 19,9 20,1 19,9 19,9 19,9 19, кислорода Из данной таблицы видно, что в нижней зоне коровника содержание кислорода выше, температура и относительная влажность ниже, по сравнению с верхней зоной. Это связанно с тем, что поступающий холодный воздух имеет более высокую плотность относительно возду ха в коровнике, падает на пол, потом смешивается с выдыхаемым животными воздухом и постепенно поднимается вверх. Животное вдыхает свежий воздух, а выдыхаемый им воздух поднимается вверх и удаляется из коровника через вытяжную шахту. Выше изложенные дан ные влияют на продуктивность животных, рассмотрим этот показатель.

Продуктивность животных предоставлена в таблице 2.

Таблица Среднемесячная продуктивность животных Среднемесячный надой на одну ко- Среднемесячный надой на одну ко Месяцы рову 2008-2009г., кг рову 2009-2010г., кг Октябрь 372 Ноябрь 497 Декабрь 481 Январь 469 Февраль Март Также из таблицы 2 видим, что после установки данной системы вентиляции средний надой на одну корову отличается от надоя животных, находящихся в коровнике без данной системы.

По сравнению с прошлым годом надой в зимнее время увеличился в среднем на сто литров молока, это связано с повышением уровня кислорода и увеличением аппетита у животных, следовательно, лучшим усвоением кормов.

Выводы Данная система вентиляции дает положительные результаты - увеличение продуктивности животных, хотя влажность воздуха в верхней части коровника остается высокой. Отсюда воз никает необходимость доработки системы и создание математической модели для таких ти пов коровников, и данной системы вентиляции.

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК УДК 622. Б.Т. Жусупбеков Кыргызский национальный аграрный университет им. К.И. Скрябина, г. Бишкек, Кыргызская Республика ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА НА ВИБРАЦИЮ РУЧНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МОЛОТКА В институте машиноведения Национальной академии наук Кыргызской Республики с года ведутся научно-исследовательские работы по созданию и совершенствованию конструк ции ручных гидравлических молотков. Предыдущей работе составлено математическая мо дель ручного гидравлического молотка. Полученная математическая модель относительно проста и решить ее можно с помощью программы MathCAD (3) без составления специальной программы. MathCAD является универсальной программой, проста в обращении и не требует знания профессиональных языков программирования, но позволяет решать инженерные зада чи практически любой сложности с заданной точностью. Дифференциальные уравнения в про грамме MathCAD можно решать различными численными методами теории решения диффе ренциальных уравнений. Для решения нашей математической модели использовался метод Рунге-Кутта с фиксированным шагом интегрирования.

Блок-схема алгоритма решения представлена на рисунке 1. Блок-схему можно условно разделить на три части: в первой части задаются необходимые параметры и исходные дан ные, во второй части непосредственно производится интегрирование дифференциальных уравнений, и в третьей части выводятся результаты расчетов.

Исследование работы и вибраций гидравлического молотка проведем следующим обра зом: задаем конструктивные и другие параметры для расчета исходя из расчетных данных полученных с использованием программы, которая используется при проектировании всех гидравлических молотов (1) в Институте Машиноведения НАН КР. На основе этих расчетов получили типовую диаграмму работы гидравлического молотка. По типовой диаграмме могли провести оценку адекватности расчетной схемы, математической модели и применяемых ме тодов расчета общепринятым на сегодня представлениям о работе гидравлических молотков и оценить соответствие полученной типовой диаграммы реальным экспериментальным пара метрам работы гидравлических молотков.

Затем, изменяя в типовой диаграмме один из вводимых данных, исследуем влияние на ра боту и вибрацию ручного гидравлического молотка параметров, которые использовались при моделировании молотка.

На рисунках 2 и 3 приведены результаты расчетов со значениями жесткости пружины 50 и 500 Н/м. Для наглядности в этих графиках колебания поршня-ударника показаны уменьшен ными в четыре раза. Задаваемое значение жесткости пружины изменяется в геометрической прогрессии с шагом 10 Н/м.

В таблице 1 представлены численные значения параметров работы ручного гидравлическо го молотка при изменении жесткости пружины рукоятки.

Таблица nnu - частота СРRV - жесткость EEu - энергия LLv - вибрация LLv - вибрация ударов в пружины, Н/м удара в Дж. рукояти в ДБА корпуса в ДБА уд/мин 50 25,131 1697 90,634 125, 500 25,131 1697 101,265 125, 5000 25,131 1697 109,922 125, 50000 25,282 1698 133,644 125, 500000 24,995 1697 135,644 127, 5000000 24,917 1695 134,554 128, АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Начало Ввод исходных данных:

Конструктивные параметры молотка Коэффициенты: восстановления скорости, условный коэффициент полезного действия Жесткость пружины, внешние силы, давление на порное и сливное Ввод выражений для сил рабочего и холо стого хода, силы упругости пружины, дифференциальных уравнений Блок интегрирования Ввод данных для решения дифферен дифференциального циальных уравнений: начальные усло уравнения вия, интервал и шаг интегрирования Интегрирование на одном шаге «Отскок» корпуса да Соударение изменение величины и корпуса с ин- направления скорости струментом корпуса нет «Отскок» поршня-ударника Соударение да изменение величины и на поршня-ударника правления скорости поршня с инструментом ударника нет нет Переход к следующему Конец цикла ин шагу интегрирования тегрирования да Рис. 1. Блок-схема решения математической модели (1-й фрагмент;

окончание см. на с. 38) СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Блок определения параметров работы Перебор матрицы результатов решения дифференциальных уравнений, создание матрицы Определение ус скоростей соударений редненного значе ния хода поршня Определение усредненных значений периода и частоты циклов работы молотка Определение среднеквад ратичных значений вибро скорости и уровня вибра ции Определение усредненных значений скоростей соударения и энергии удара Изменение исследуе мого параметра Решение дифференциальных уравнений и определение параметров работы молотка (копии блоков интегрировании и опреде ления параметров работы) Графическое и численное пред ставление результатов Конец Рис. 1. Окончание (начало см. на с. 37) АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ 0. 0. Координата в м 0. 0. 0. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Время в сек Рукоять Корпус Поршень ударник Рис. 2 Работа ручного гидравлического молотка при значении жесткости пружины 50 Н/м 0. 0. Координата в м 0. 0. 0. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Время в сек Рукоять Корпус Поршень ударник Рис. 3 Работа ручного гидравлического молотка при значении жесткости пружины 500 Н/м СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Lv в Дб 90 3 4 5 6 10 100 1 10 1 10 1 10 1 10 1 Жесткость пружины в Н/м Виб рация рукояти Виб рация корпуса Рис. 4 Зависимость вибрации рукояти и корпуса молотка от жесткости пружины Е в Дж, n /1 00 в уд /м ин, КПД* 16 3 4 5 6 10 100 1 10 1 10 1 10 1 10 1 Жесткость пружины в Н/м Енергия удара Частота уд аров Рис. 5 Зависимость энергии и частоты удара от жесткости пружины Вывод Жесткость пружины на энергию удара и частоту ударов не влияет (рис. 4 и 5). Для обес печения санитарных требований к вибрации рукоятки, жесткость пружины должна быть не бо лее 5*103 Н/м. При жесткости пружины порядка 50 - 100 Н/м вибрацию рукоятки можно практически исключить.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Библиографический список 1. Ураимов М., Султаналиев Б.С. Гидравлические молоты. Бишкек «ИЛИМ» 2003. — 239 с.

2. Алимов О.Д., Басов С.А. Гидравлические виброударные системы. М«НАУКА» 1990. — 352 с.

3. Кирьянов Д.В. Mathcad 13 Санк-Петербург «БВХ—Петербург» 2006.—584 с.

УДК 631.3. В.А. Завора Алтайский государственный аграрный университет, г. Барнаул, РФ К ВОПРОСУ О ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ ДОТАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА АПК С УЧЕТОМ ЕГО МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Почти 18 лет прошло с момента революционного преобразования АПК России. Средства массовой информации соревновались в показе изобилия развитых стран, как результат дейст вия рыночных отношений, основанных на частной собственности средств производства.

Главный аргумент реформ — производство, основанное на общественной собственности на средства производства, не может обеспечить достойное развитие производств и уровень жизни людей.

Мало кто помнит, с какого уровня экономической базы начался процесс реформирования, но все хорошо ощущают, к чему он привел. То, что считалось недостойным для страны (в 1990 году) стало желаемым в настоящее время.

Форма хозяйствования — не самоцель, а лишь средство повышения эффективности произ водства. Было ошибкой всеобщее обобществление средств производства лишь на том осно вании, что оно устраняет частную собственность, но и так же ошибочно тотальное восстанов ление частной собственности, ликвидирующее общественные формы хозяйствования.

Указ Президента 1991 года перерегистрации всех колхозов и совхозов в АО, товарищест ва, кооперативы и др. формы, дал толчок развитию фермерского движения под лозунгом:

«Фермер нас накормит». Все разумные доводы ошибочности этого направления не принима лись в расчет.

На бесперспективность развития этого направления обратил внимание общественности, практик Джон Кристан, племянник знаменитого Гарста.

«Вы хотите инвестировать фермерство, которое родилось двести лет назад в США и скон чалось от старости естественной смертью. Присмотритесь-ка получше, Америку кормит не фермер, а крупноземельный кооператив. Больше половины фермеров, имея небольшие зе мельные наделы, подрабатывают в промышленности и от фермерства нормально прожить не могут» [1] Практика реформирования подтвердила справедливость этого замечания и в России.

Россия — единственная страна в мире, где среднегодовая температура составляет 5,50 C, что делает сельское хозяйство России весьма зависимым и уязвленным. Вероятность возник новения экстремальных условий в нашей стране больше, чем в странах с другими климатиче скими условиями. Поэтому и готовность к их преодолению должна быть выше. Это нельзя обеспечить за счет изменения форм ее собственности. Объективно, из-за климата выход рас тительной массы с 1 га в России в 2…2,5 раза ниже, чем в Западной Европе, и в 3…5 раз ниже, чем в США. [2] Основным направлением современных реформ в экономике стал рынок и рыночные отно шения.

В документах подготовленных реформаторами подчеркивалось «Рыночные отношения в агропромышленном комплексе вводятся во всех звеньях без исключения». При этом авторы утверждают, что они ориентируются на практику высокоразвитых стран, а между тем в до кументе подготовленном международной организацией, отмечается, что нынешнее состояние сельского хозяйства в промышленных странах Запада является следствием проводимой поли тики с 50-х годов прошлого века — которая исключила аграрный сектор из рыночной эконо мики. [1] Государство содержит сельских товаропроизводителей, как важную часть национального потенциала. В основе этого процесса лежит многоплановая государственная поддержка, вы СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК водящая сельских товаропроизводителей из конкурентной борьбы на свободном рынке. До тации сельскому хозяйству составляют — в Австрии — 44 %, Финляндии — 72 %, Японии — 74%, США — 40 %, Канаде — 35 %, Швейцарии — 76 %, Швеции — 47 %.

При формировании машинно-тракторного парка в современных условиях сельскохозяйст венного производства проявляется очень активная тенденция использования иностранной тех ники. Иностранные сельхозмашины, несомненно, имеют ряд значительных преимуществ пе ред отечественной техникой. В первую очередь это комфортность работы оператора, высо кая надежность машин и прогрессивный уровень выполнения технологических операций.

Весьма малы её простой по техническим причинам в поле. Хотя без учета российских условий некоторые рабочие органы (лапы культиваторов), отдельные узлы (полуоси рабочих колес) не выдерживают наших нагрузок.

Но такие конструктивные несоответствия фирмы поставщики устраняют достаточно опера тивно.

Иностранная техника обеспечивает строгое соблюдение заданного режима выполнения технологического процесса. Производительность иностранных механизированных агрегатов более чем на 60-80% выше по сравнению с нашими аналогами, меньше расход топлива при строгом соблюдении требований агротехники.

Однако иностранные машины имеют один существенный недостаток — очень высокие це ны. Они могут быть эффективно применены в крайне узком интервале условий, где обеспе чивается по нашим меркам очень высокая урожайность сельскохозяйственных культур.

Предприятия эксплуатирующие иностранную технику при низкой урожайности сельскохо зяйственных культур, как правило становятся банкротами. С целью избежание подобных оши бок, нами предлагается при комплектовании машинно-тракторного парка руководствоваться выражением (1).

S (1 + Е ) (З + И + К ) F + П F + H + T Ц С =, (1) U T где С — стоимость продукции, руб./т;

Ц - закупочная цена продукции, руб./т;

З - затраты на амортизацию, ремонт и техническое обслуживание машин, руб./т;

F - площадь посева, га;

П - ежегодные платежи соучредителям, руб./га;

Н - налоги, руб.;

S - стоимость машин, взятых по лизингу или кредиту, руб.;

Т - продолжительность лизингового или кредитного контракта, лет;

U - урожайность культуры, т/га;

И - технологические издержки, (семена, минеральные удобрения и т.п.) руб./га.

К — накладные расходы, руб.;

Е — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Приведенная формула позволяет прогнозировать стоимость сельскохозяйственной продук ции в зависимости от вида приобретаемой техники зная закупочную цену, можно более обоснованно принимать решение о виде приобретаемой техники. Считаем целесообразным закупать иностранные машины для их испытания и налаживания совместного производства в России. Минимальный размер дотации на единицу производимой сельскохозяйственной про дукции определится по выражению (2).

Сgmin = C —Ц (2) Коэффициент дотации Кдп на конкретный вид аграрной продукции определится по формуле (3).

(3) Рациональная структура машинно-тракторного парка, определяемая с учетом коэффици ента дотации Кдп, это значительный резерв повышения эффективности производства сельско хозяйственной продукции.

Выводы 1. Приведенная формула (1) позволяет прогнозировать стоимость сельскохозяйственной продукции в зависимости от вида приобретаемой техники.

2. Сопоставляя прогнозируемую стоимость сельскохозяйственной продукции с закупочной ценой, можно более обосновано принимать решение о виде приобретаемой техники.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ 3. Предложенная нами зависимость (3) позволяет дифференцированно определить величи ну дотации на каждый вид растениеводческой продукции с учетом сложившейся экономиче ской возможности предприятия.

4. Внедрение в производство современных высокопроизводительных энергосберегающих комплексов будет сопровождаться существенным высвобождением рабочих, и руководите лям предприятий надо готовить программы, которые бы поглотили этих людей.

Библиографический список 1. Панус Ю.В. Современное состояние и перспективы развития агропромышленного ком плекса. /Ю.В.Панус.//Вестник АГАУ.2000 т.31.с.120-124.

2. Завора В.А. Современное состояние и основные пути развития механизации растение водства АПК /В.А.Завора, В.И.Толокольников, С.Н.Васильев //Вестник АГАУ, 2008.

№3.с.43-50.

3. Завора В.А. Машинно-технологические станции и их техническое обеспечение /В.А. За вора //Вестник ЧГАУ. 2004. т.42 с.73-76.

УДК 631.31.004. В.В. Иванайский, Н.Т. Кривочуров, А.С. Шайхудинов Алтайский государственный аграрный университет, г. Барнаул, РФ СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗНАШИВАЕМЫХ ЧАСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ (НА ПРИМЕРЕ СТРЕЛЬЧАТОЙ ЛАПЫ) Износостойкость рабочих органов определяется специфическими условиями их эксплуата ции и особенностями технологического процесса изготовления. Низкая износостойкость при водит к значительным экономическим потерям из-за незначительного ресурса отдельных час тей рабочих органов, работающих в условиях интенсивного абразивного и ударно-абразивного изнашивания.

Носок стрельчатой лапы подвергается наиболее интенсивному изнашиванию. Вследствие этого его параметры изменяются быстрее, что приводит к формоизменению геометрии стрельчатой лапы, а это влечет увеличение тягового сопротивления и ухудшение ее агротех нических показателей [1, 2].

Поэтому изготовители стрельчатых лап, как отечественные, так и зарубежные, усиливают носок, увеличивая его толщину и выполняя его рельефным в процессе изготовления. При производстве сварной лапы носок усиливают сварными швами с двух сторон.

Принятые технологические меры повышают износостойкость стрельчатых лап, но ухудшают показатели их работы, поскольку увеличение толщины лезвия носка увеличивает тяговое со противление, приводит к распылению почвы на дне борозды в зоне обработки носка и увели чивает неравномерность хода лапы по глубине [3].

С целью повышения износостойкости стрельчатой лапы, улучшения ее геометрических па раметров и снижения затрат на ее изготовление носок наплавляли твердым сплавом (индук ционной наплавкой), а крылья закаливали. Технологический процесс наплавки и закалки осу ществляли одновременно в разработанном индукторе (рисунок 1), что позволило сократить время упрочнения рабочего органа на 70-80 % [4].

Особенность упрочнения носка заключалась в следующем. В раскрытую кромку, после сварки крыльев лапы с нижней стороны в среде СО2 дуговой сваркой, засыпался порошок твердого сплава с флюсом, производился нагрев в индукторе до расплавления. В результате был получен армированный износостойкий носок.

Проведенные полевые испытания стрельчатой лапы с армированным носком показали, что износоустойчивость последнего увеличилась 1,5-2,5 раза, а тяговое усилие снизилось на 6 8%. Вместе с тем большая износостойкость носка по сравнению с крыльями стрельчатой ла пы обеспечила равномерное изнашивание этих элементов. Геометрическая форма армиро СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК ванного носка стрельчатой лапы во время работы оставалась подобной первоначально задан ной, в отличие от носка серийно выпускаемых лап (рисунок 2).

Рис. 1. Индуктор для упрочнения стрельчатой лапы:

1 — закалочный виток;

2, 4 — крылья стрельчатой лапы;

3 — наплавленный твердый сплав;

5 — наплавочный виток;

6 — щеки для крепления индуктора к генератору;

7 — штуцер для подачи охлаждающей жидкости а б Рис. 2. Вид носка стрельчатой лапы (наработка 18 га):

а — серийная;

б — предлагаемая с армированным носком Библиографический список 1. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машин. — М.: Машиностроение, 1971. — 264 с.

2. Влияние параметров износа рабочих органов сеялки-культиватора на качество посева и урожайность яровой пшеницы / В.И. Беляев [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2009. — № 7(57). — С. 50-53.

3. Синеоков Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М.

Панов. — М.: Машиностроение, 1977. — 328 с.

4. Положительное решение по заявке №20091086/09.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ УДК 631. Н.М. Иванов, И.В. Михайлов Сибирский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства СО РАСХН, Новосибирская обл., РФ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМОСЕПАРАЦИИ ЗЕРНА В последнее время широко используются безрешётные аэродинамические зерновые сепа раторы, осуществляющие очистку и сортирование зерна в наклонном воздушном потоке.

Преимуществом их является простота конструкции, высокая надёжность и лёгкость обслужи вания. По аэродинамическим свойствам компоненты зернового материала подразделяются на лёгкие, средние и тяжёлые. Под воздействием воздушного потока у них возникают различные траектории падения, вследствие чего, они попадают в разные патрубки приёма и вывода.

Безрешетные сепараторы могут использоваться для очистки зерна на всех этапах его об работки - от предварительной очистки до сортирования семян. Они конструктивно идентичны и содержат бункер питатель с заслонкой и вибролотком, пневмотранспорт, струйный генера тор, вентилятор высокого давления, сопла струйного генератора, поворотные шторки, сбор ники выходных (готовых) и возвратных фракций, бункер возврата. В данных сепараторах раз деление сыпучего материала осуществляется в сепарирующем канале наклонным воздушным потоком [1]. Удельная производительность на единицу площади воздушных сепараторов ог раничена предельно допустимой концентрацией сепарируемой смеси в каналах, которая пря мо пропорционально влияет на качество очистки зернового материала. Наиболее высокая концентрация частиц создаётся в зоне ввода материала в сепарирующий канал, куда зерновая смесь из бункера - питателя при открытии заслонки поступает по наклонному лотку сплош ным непрерывным потоком. Вследствие этого в зоне ввода происходят наиболее частые со ударения зёрен и сорняков, поэтому достаточно много тяжёлых компонентов выносится во фракцию лёгких, а лёгкие увлекаются тяжёлыми, не успевают выделиться из смеси и попада ют во фракцию чистого зерна. Чем больше их концентрация, пропорционально зависящая от удельной производительности, тем выше количество соударений и ниже качество очистки.

Для уменьшения концентрации компонентов вороха в зоне ввода материала была установлена решетная приставка из стержней.

Для обеспечения равномерного ввода зернового материала в воздушные каналы зерно очистительных машин часто используют вибролотки [2].

В разработанном нами воздушном сепараторе [4] для усиления эффекта вибролотка к вы ходному торцу лотка закреплена решётная приставка из стержней.

Рис. 1. Технологическая схема сепаратора с распределенной подачей зерна:

1 — бункер, 2 — дозирующая заслонка, 3 — вибролоток, 4 — решетная приставка из стержней, 5 — камера сепарации, 6 — вибропривод, 7 — сопла-направители, 8 —выравнивающая решетка, 9 — приемники фракций, 10 — делительная заслонка, 11 — воздуховод, 12 — вентилятор, 13 — инерционный пылеотделитель, 14 — циклон Устройство для сепарации работает следующим образом. Из бункера, дозированный за слонкой, зерновой материал вибролотком подаётся на решётку. Здесь зерновой материал за счёт вибрации стержней и направленного прохода снизу между стержнями воздушных струй, образуемых соплами — направителями, переходит в псевдоожиженное состояние и расслаи СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК вается. Лёгкие и крупные частицы «всплывают» в верхние слои и выпадают в сепарирующий канал сходом с решётки, а тяжёлые «тонут» нижние и мелкие из них просыпаются в зазор между стержнями. Благодаря тому, что зазор между стержнями увеличивается по направле нию движения зернового материала, его частицы дифференцированно просыпаются через решётку по размерам в соответствующие зоны сепарирующего канала. Тем самым умень шается вероятность соударений различных по аэродинамическим свойствам частиц зернового материала в сепарирующем канале и повышается качество сепарации. Посредством регули руемого вибропривода и механизма регулировки угла наклона вибролотка настраивается оп тимальный режим подачи зернового материала в сепарирующий канал. Решётка способствует созданию выровненного воздушного потока по вертикальному сечению сепарирующего кана ла.

Делителями подбирается необходимое соотношение фракций между собой. Вентилятор создает необходимые параметры воздушного потока (расход воздуха и разряжение) в сепа рирующем канале. Настройка воздушного потока осуществляется, установленной в воздухо проводе регулировочной заслонкой.

ОАО «САД» был изготовлен опытный образец воздушного сепаратора зерна расчётной производительностью 20 т/ч (рис.2.) и проведены его испытания2 согласно стандартной мето дике [5] в АКХ «Сибиряк», Колыванского района, НСО. Машина была установлена на ЗАВ- и загружалась из завальной ямы одной лентой нории 2НПЗ-20. Очищенное зерно и отходы ссыпались в соответствующие секции бункеров ЗАВ. Возвратная (промежуточная) фракция по зернопроводу поступала обратно в завальную яму.

Рис. 2. Экспериментальный образец пневмосепаратора в составе агрегата ЗАВ — 20.

Качественные характеристики семенного и продовольственного зерна до и после обработ ки приведены, соответственно, в таблицах 1 и 2. Семенное зерно было предварительно очи щено на агрегате ЗАВ-20 ветрорешётными машинами ЗАВ-10.30.000 и на триерных блоках ЗАВ-10.90.000. Производительность на сортировании семян составила 7,2 т/ч, на продоволь ственном зерне — 15,6 т/ч по исходному материалу. Продовольственное зерно обрабатыва лось без предварительной очистки сразу после комбайновой уборки.


Таблица Результаты сортирования семенного зерна пшеницы на экспериментальном образце пневмосепаратора Энергия Масса Наименование пробы Всхожесть, % Выход, % прорастания, % 1000 зёрен, г Исходный материал 75 86 28 I-я семенная фракция 79 93 35 12, II-я семенная фракция 77 90 30 44, Возвратная фракция 75 83 28 26, Фуражная фракция 70 76 24 16, Испытания проводились совместно со специалистами ОАО «САД»: Озонов Г.Р., Сабашкин В.А., Гриценко Н.Ф.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Таблица Результаты очистки продовольственного зерна пшеницы на экспериментальном образце пневмосепаратора Засорённость, Масса Наименование пробы Натура, г/л Выход, % % 1000 зёрен, г Исходный материал 5,1 756,0 39,2 I-я продовольственная фрак 0,6 790,5 40,0 8, ция (выход II) II-я продовольственная фрак 0,9 775,5 39,0 35, ция (выход III) Возвратная фракция 2,0 767,5 38,0 28, Фуражная фракция 20,2 653,0 32,9 27, Выводы Применение решетной приставки из стержней совместно с вибролотком позволяет рассло ить ворох при его вводе в сепарационный канал, уменьшить теневой эффект в результате че го:

1) При обработке семян на, опытном образце пневмосепаратора, всхожесть увеличилась в среднем с 86% до 92%, энергия прорастания с 75% до 78%.

2) При обработке зерна продовольственного назначения засоренность в среднем умень шилась с 5,1% до 0,75%.

Библиографический список 1. В.М. Косилов. Патент RU № 2 270 061 C2, Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде. Опубл.: Бюл. №5 от 20.02.2006.

2. В.В. Гортинский, А.Б. Демский, М.А. Борискин. Процессы сепарирования на зернопере рабатывающих предприятиях. — 2-е изд., переработанное и дополненное — М.: Колос, 1980.

— с. 270.

3. Н.И. Косилов, А.В. Фоминых и В.Г.Чумаков. Семена по ранжиру и в строй // Журнал «Сельский механизатор». — 2006. № 2. с. 18-19.

4. Озонов Г.Р., Сабашкин В.А., Колинко В.П., Колинко П.В., Гриценко Н.Ф., Михайлов И.В., Чемоданов С.И., Мяленко В.В. Патент RU № 89826, Воздушный сепаратор зерна.

Опубл.: Бюл. №35 от 20.12.2009.

5. ОСТ 10 10.2-2002 Испытания сельскохозяйственной техники. зерноочистительные маши ны и агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы. Методы оценки функциональных показателей. Минсельхоз России.

УДК 631. С.В. Калачин Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, г. Саранск, РФ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА В зависимости от вида выполняемых машинно-тракторным агрегатом (МТА) технологиче ских операций мощность двигателя трактора реализуется одним из следующих способов:

— путём буксировки сельскохозяйственной машины (тяговый МТА);

— путём привода стационарных машин от вала отбора мощности (ВОМ) (приводной МТА);

— путём передачи части мощности рабочим органам буксируемой сельскохозяйственной машины от ВОМ (тягово-приводной МТА).

На основании проведённого нами статистического анализа распределения времени работы тракторов по основным видам сельскохозяйственных работ установлено, что из всей совокуп ности технологических операций основную долю (приблизительно 64 %) составляют работы, выполняемые в составе тягового МТА, 31 % — в составе тягово-приводного МТА и 5 % — в составе приводного МТА. Поэтому исследования динамических свойств нами будут рассмот рены только в рамках тягового и тягово-приводного МТА.

Исследование динамических свойств МТА основано на изучении переходных процессов, позволяющем оценить их количественные и качественные показатели.

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК По результатам проведённых нами исследований установлено, что математическое описа ние переходного процесса изменения угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя д ( ) определяется выражением [1]:

а) для тягового МТА:

( ) = ( р2 a12 + 2 р р a1 + 1) 1e а1t +... + ( р2 a 52 + 2 р р a 5 + 1) 5 e а 5 t ;

т яг.

(1) д б) тягово-приводного МТА:

a 2 + 2 р р a + 1) eа t +... + ( р2 a 2 + 2 р р a + 1) т пр. а5 t )=( + ( д р 1 1 1 5 5 + (T р2b 2 + 2 рT р b + 1) S1вом e b t +... + (T р2b 2 + 2 рT р b + 1) S 3 e b t + вом (2) 1 1 3 +[T р2 ( ± i ) 2 + 2 р T р ( ± i ) + 1] {[ S 4 ( ± i ) ± B ] / 2i } e ( ± i ) t, вом где T р — постоянная времени регулятора двигателя;

р — относительный коэффициент затухания колебаний элементов регулятора и вращаю щихся масс двигателя;

а1,…,а5 и b1,…,b3,, — корни характеристического уравнения соответственно для систем «двигатель — трансмиссия трактора» и «двигатель — ВОМ трак тора» (определяются численными методами при решении систе мы дифференциальных уравнений, описывающих динамические свойства МТА);

вом вом S1,…,S5 и S1,…,S4, B — постоянные интегрирования соответственно для систем «дви гатель — трансмиссия трактора» и «двигатель — ВОМ тракто ра»;

t — время.

Рассмотрим на примере трактора Т-150К порядок расчёта аналитического выражения пе реходного процесса д. ( ).

тяг Результат вычисления корней характеристического уравнения для системы «двигатель — трансмиссия трактора»:

a1= —31,05;

a2= —19,95;

a3= —11,75;

a4= —2,73;

a5= —0,02.

На основании результата вычисления корней характеристического уравнения составляем систему алгебраических уравнений:

S1 + S 2 + S3 + S 4 + S5 = 0;

34,5S1 + 45,6S 2 + 53,7S3 + 62,8S 4 + 65S5 = 0;

321,6S1 + 482,6S 2 + 759,8S3 + 1220S 4 + 1390S5 = 0;

(3) 646,5S1 + 1005,9S 2 + 1706,5S3 + 7303,2S 4 + 10606S5 = 2,86;

14,1S1 + 21,9S 2 + 37,2S3 + 148,7S 4 + 19872S5 = 57,122. Решение системы уравнений (3) позволяет получить числовые значений постоянных интег рирования составляющих переходного процесса д яг. ( ) :

т S1= —0,1616;

S2= 0,1616;

S3= 0,5252;

S4= —1,6564;

S5= 1,1716.

После подстановки корней и постоянных интегрирования, полученных по результатам про ведённых вычислений, в выражение (1) получим аналитическое выражение переходного про т яг.

( ):

цесса д ) = 1 + 0,1616 e 31,05 t 0,1616 e 19,95 t 0,5252 e 11,75 t + 1,6564 e 2,73 t 1,1716 e 0,02 t. (4) тяг.

( д Аналогично, выполняется расчёт аналитического выражения переходного процесса т пр.

( ).

д АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ На рис. представлены графики переходных процессов д ( ) характеризующие динамиче ские процессы МТА в зависимости от способа реализации мощности двигателя трактора, по строенные в безразмерной форме по результатам расчёта аналитических выражений ( ) и д пр. ( ), и рассмотренные на примере двигателя СМД-62.

тяг. т д Рис. Переходные процессы д ( ) двигателя СМД-62:

1— тяговый МТА;

2 — тягово-приводной МТА;

Т пр., Т пр пр. — время переходного процесса соответственно тяг т.

для тягового и тягово-приводного МТА Анализ графиков переходных процессов, представленных на рис. 1, показывает, что в ди намическом отношении характеристика тягово-приводного МТА значительно лучше, чем тяго вого МТА, так как Т пр пр. Т пр... Кроме того, сравнение переходных процессов д ( ) тяго т тяг.

вого и тягово-приводного МТА показывает принципиальные их различия. Отличаются не толь ко отдельные показатели качества регулирования (максимум перерегулирования и время пе д( ) реходного процесса), но и вид кривых переходных процессов. Переходный процесс для условий работы тягово-приводного МТА (кривая 2) в сущности, не является апериодиче ским, имеет значительно больший максимум перерегулирования и гораздо меньшее время переходного процесса, по сравнению с переходным процессом д ( ) для условий работы тя гового МТА (кривая 1). Таким образом, широко распространённое в известных исследованиях представление о том, что динамические процессы МТА не изменяются в зависимости от спо соба реализации мощности двигателя трактора, следует признать неправомерным, приводя щим к существенным погрешностям в оценке как качественных, так и количественных показа телей эффективности функционирования МТА.

Библиографический список Калачин С.В. Контроль эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата:

монография / С. В. Калачин;

науч. ред. д-р техн. наук проф. А. П. Савельев. — Саранск:

Изд-во Мордов. ун-та, 2009. — 144 с.

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК УДК 620.179.16:677.31/.35:3636.32/. Ц.И. Калинин, Р.А. Куницын Алтайский государственный аграрный университет, г. Барнаул, РФ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ШЕРСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УПРУГИХ ВОЛН В МЕСТАХ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ Среди важнейших отраслей продуктивного животноводства овцеводство не имеет себе равных по разнообразию производимой продукции, крайне необходимой для населения Си бири, проживающего в суровых природно-климатических условиях. Тонкорунное овцеводство Западной Сибири размешено в степной и южной лесостепной зонах, природные и экономиче ские условия которых наиболее полно соответствуют биологическим особенностям овец шер стно-мясного направления продуктивности.

Для текстильной промышленности необходимы значительные партии очищенной и мытой однородной шерсти определенного класса, которые обычно формируются на фабриках пер вичной обработки шерсти (ПОШ).

Существующая практика переработки шерсти в России включает двух или трех этапную систему подготовки производственно-продажных партий шерсти (овцеводческое хозяйство + заготовительная или посредническая организация + фабрика ПОШ либо овцеводческое хозяй ство + фабрика ПОШ). При этом классировка шерсти и формирование производственно продажных партий осуществляется без участия хозяйств - производителей, что слабо заинте ресовывает хозяйства — производители в получении высококачественной шерсти.


К тому же после мытья и очищения не обработанной шерсти из нее получают 51–56% шерстяного волокна. Учитывая это, становится очевидным факт излишних расходов при транс портировке шерсти из хозяйств на фабрики ПОШ. [1] На данный момент ведутся разработки технологий позволяющих производить первичную обработку шерсти непосредственно в хозяйствах, что позволяет повысить рентабельность от расли и качество выпускаемого продукта. В предлагаемой статье рассматриваются вопросы совершенствования классировки шерсти и интенсификация процессов мойки.

Интенсифицировать процесс мойки возможно применением ультразвуковых устройств, ко торые будут способствовать уменьшению габаритов аппаратов и повышению скорости и каче ства мойки.

Принцип действия ультразвуковой моечной машины (рисунок 1) основан на преобразовании электрического напряжения высокой частоты, поступающее в пьезокерамический элемент, в звуковые колебания высокой частоты (ультразвук).

Рис. 1. Блок — схема работы ультразвуковой моечной машины Во время привычной для нас механической обработки скорость слоя жидкости, максималь но близкого к поверхности материала, очень мала, что препятствует проникновению моющих средств внутрь волокон шерсти. Это затрудняет и замедляет процесс мойки. Под действием ультразвуковых колебаний молекулы воды с большой частотой меняется направление их дви жения. В результате – в приповерхностном слое увеличивается скорость движения мыльного раствора, усиливая взаимодействие между ним и погруженным в него материалом. Во время мойки ультразвуком в мыльном растворе также образуется огромное количество микроско пических пузырьков и кратковременно возрастает давления внутри них. Пузырьки проникают между волокнами, при соприкосновении с ними происходят микровзрывы, которые нарушают сцепление частиц грязи с волокнами изделий и облегчают ее удаление.[3] АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Исследовано влияние ультразвуковой мойки, а также традиционных способов мойки шер сти на прочностные показатели волокна. Установлено, что при обработке в химически ней тральных средах прочность волокна обратно зависит от степени набухания, что обусловлено ослаблением солевых связей макромолекул кератина вследствие гидролиза. Показано, что ультразвуковая мойка на оптимальной частоте способствует сохранению прочности шерстяно го волокна, тогда как при мойке традиционными способами прочность волокна снижается на 15-26 %.

Ультразвуковую мойку шерсти целесообразно проводить с использованием поверхностно активных веществ (ПАВ), характеризующихся незначительным акустическим поглощением, тогда как использование мыльно-содового раствора, обладающего высоким поглощением, нецелесообразно. [3] Таким образом, происходит не только интенсификация процесса мойки, но и значительная экономия и более полное использование моющих средств.

Помимо этого при выращивании шерсти целесообразно применение ультразвуковой сис темы экспресс - контроля качества шерсти, данные которой будет использоваться не только при классировке конечного продукта, но и при выращивании овец, путем корректировки ра циона кормления.

Разработка точного ультразвукового датчика в газовой среде является наиболее сложной проблемой вследствие специфики распространения волн в газовых средах. При этом влияние факторов окружающей среды как давление, влажность, температура и т. д. очень велико.

Поэтому конструкция датчика должна иметь элементы нейтрализующие эти факторы.[4] Нами предлагается компоновка ультразвукового датчика приведенная на рисунке 2. Он со держит разъемный корпус 1, состоящий из двух частей, в который встроены три модуля:

1. Модуль излучателя 2 (Расположенный в центре корпуса 1) 2. Модуль приемника 3. Дополнительный приемник Модуль излучателя представляет собой пьезопреобразователь двухстороннего излучения.

Модули приемников состоят из двух идентичных односторонних пьезопреобразователей. Ме жду излучателем и ультразвуковым приемником размещены рабочая полость 5 и реперная 6.

В рабочую полость помещается исследуемое волокно. В реперную уложен эталонный зату хатель, что позволяет проводить измерения ультразвукового затухания методом сравнения.

Электронные сигналы поступают через разъемы 7,8,9 соответственно.

Рис. 2. Общий вид ультразвукового датчика:

1 — корпус;

2 — излучатель;

3,4 — приемники;

5,6 — рабочие полости, 7,8,9 — электроразъёмы Для повышения точности измерения разработана специальная схема измерения и накачки ультразвуковых электрических сигналов показана на рисунке 6.

Акустически колебания в канале датчика ослабляются в функциональной зависимости от параметров волокнистого продукта 5. Принятые акустические колебания от приемника 4 уси ливаются в блоке 8 и поступают на цифровой регистратор 9.

В канале задатчика акустические колебания, изменяясь по амплитуде и фазе под действием окружающей среды принимаются приемником 3, усиливаются усилителем 6 и поступают на вход блока 7 фазовой автопостройки частоты и усиления сигнала накачки генератора 1, ком пенсируя влияние внешних возмущений и тем самым поддерживают постоянную интенсив ность излучения акустических колебаний в канале датчика.

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Рис. 6. Блок-схема электрической схемы регистрации сигналов датчика:

где 1 — электрический генератор накачки;

2 — пьезоизлучатель;

3,4 — приемники акустических колебаний;

5 — волокнистый материал;

6, 8 — усилители, 7 — схема АРУ, 9 — регистрирующий прибор Рассмотренные методы совершенствования классировки и мойки шерсти на основе приме нения ультразвуковых волн позволяют существенно повысить качество шерсти и формировать продажные партии непосредственно в хозяйствах.

Библиографический список 1. Тимошенко Н.К. Состояние и перспективы развития первичной обработки шерсти / Н.К.

Тимошенко // Овцы, козы, шерстяное дело М.: 2007. №4. С. 46-50.

2. Медведев И.К. Проблемы формирования высокой продуктивности животных / И.К.

Медведев // Зоотехнии. - 1995. - № 4. - С. 26-30.

3. Маргулис М. А. Основы звукохимии / М. А. Маргулис // Учеб. пособие для хим. и хим.-технол.. спец. вузов. – М., Высш. шк., 1984. – 272 с., 4. Шутилов В.А. Основы физики ультразвука / В.А. Шутилов. - М.: МИР, 1980, - 280 с.

УДК 537.228.1(088.8) Ю.В. Кандрин, О.В. Цымбалист, Н.П. Воробьев ООО «Аккон»;

Алтайский государственный аграрный университет;

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, г. Барнаул, РФ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОЛОКНИСТОГО ПРОДУКТА Специфика технологического контроля текстильных полуфабрикатов и их свойства налагают дополнительные важные условия, которые должны быть учтены при создании ультразвуковых (УЗ) устройств для непрерывного измерения плотности этих изделий.

На работу такого УЗ-преобразователя оказывает влияние поступательное движение кон тролируемого продукта, обладающего переменной плотностью и неравномерным распреде лением по сечению измерительного канала. При этом необходимо учитывать не только стати ческую погрешность измерения, но и динамическую, обусловленную особенностью взаимо действия неоднородной движущейся среды с элементами конструкции преобразователя, а также необходимость функциональной обработки выходного сигнала преобразователя.

Для оценивания и коррекции динамической составляющей погрешности измерений плотно сти текстильных полуфабрикатов нужно определить полные динамические характеристики средства измерения, которые включают в себя дифференциальное уравнение, описывающее работу объекта, переходную функцию, импульсную, переходную, амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики. Так как между ними существует однозначная функциональ ная связь, достаточно получить одну из указанных характеристик, которую можно вычислить или оценить экспериментально, и затем по известным формулам, рассчитать другие требуе мые характеристики средства измерения.

Для моделирования динамической составляющей погрешности пьезоэлектрического преоб разователя важное значение имеет импульсная функция. Рассмотрим пьезоэлектрический преобразователь, который состоит из излучателя прямоугольной формы и приемника, распо ложенных в параллельных плоскостях на расстоянии l.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Определим звуковое давление, создаваемое точечным источником на поверхности излуча теля при возбуждении его единичным импульсом, в точке приемника Qр (xl, zl) в таком виде:

U ( x) (t r c) dP ( xl, yl ) = dx, (1) 2 r где r = ( x xl ) + zl - расстояние между точечным излучателем и точкой Qр;

2 U(x) - амплитуда колебательной скорости в точке излучающей поверхности с координатой х;

- плотности среды;

с — скорость звука в среде.

Суммарное давление, действующее на приемник, равно:

b b U ( x) t (( x xl ) + zl ) c 2 2 1/ P= 0 0 dxdxl, (2) 2 (( x xl ) 2 + zl 2 )1/ где b — ширина излучателя;

bl — ширина приемника, { 0, t t (t t 0 ) =, t =t0 - дельта-функция Дирака.

Сначала вычислим интеграл I:

U ( x) t (( x xl ) 2 + zl 2 )1/ 2 / c b dx.

I = (3) (( x xl ) + zl ) 2 2 1/ o Ограничимся случаем, когда U(x) = const по всей поверхности излучателя, и произведем замену переменных:

( x xl ) 2 + zl, x = 2 c 2 zl + xl = c xl2 + zl2 (b xl ) 2 + zl 2c, l (0) =, l (b) = dx =. (4) c c 2 c 2 zl С учетом выражений (4) интеграл I примет вид:

l (b) (t ) I =U dx. (5) ( c zl2 )1/ l (0) Согласно теореме о свертке - функции окончательно получаем:

U [ (t (0)) (t l (b))], I= (6) ( c zl2 )1/ { t t где ( t t 0 ) = 0, t t0 - единичная ступенчатая функция.

Перепишем формулу (2), подставив полученное выражение (6):

b pU l I U ( 2c2 zl 2 )1/ 2 [ (t (0)) (t (b))]dxl = 2 ( 2c2 z12 )1/ 2 I 1 I 2.

P= (7) 2 o Выражения для I1 и I2 найдем, используя формулу для интегрирования разрывных функций:

bl ( x + z 2 )1/ 2 ( z 2 + bl2 )1/ 2 zl I1 = t l l dxl = (( 2 c 2 zl2 )1/ 2 + bl ) t l ( c zl ) t 22 2 1/, c c c bl ((b xl ) 2 + zl I 2 = t dxl = (b + bl (t c zl ) ) 22 2 1/ c.

( z 2 + (b bl ) 2 )1/ 2 ( zl 2 + b 2 )1/ t l b ( c zl ) t 22 2 1/ c c СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Тогда выражение для звукового давления, действующего на приемник при возбуждении излучателя прямоугольной формы единичным импульсом, примет вид:

22 zl ( z 2 + bl2 )1/ U ( c zl2 )1/ 2 + bl ) t l ( c zl ) (t ) I= 22 2 1/ 2 1/ 2 ( c z1 ) c c ( zl2 + (b bl ) 2 ) ( zl2 + b 2 )1/ (b + bl ( c z ) ) t + (b ( c zl ) ) t 22 2 1/ 2 22 2 1/. (8) l c c Импульсная функция, соответствующая формуле (8), через промежуток времени, равный zl, скачкообразно достигает максимального значения, а затем спадает до 0 за время c ( zl 2 + b 2 )1/.

c Определим импульсную функцию реального преобразователя с учетом движения контро лируемой среды. При этом скорость движения v объекта является постоянной и направлена перпендикулярно направлению распространения ультразвуковых колебаний в преобразовате ле. Вследствие движения среды появляется снос звукового пучка на величину d = vtl в сторону направления движения:

l l = ( x xl ) 2 + ( y yl ) + z1 ( xl, yl ) 2 tl =, c, где x, y, 0 — текущие координаты точки на излучателе;

xl, yl, zl — координаты точки на поверхности приемника (zl зависит от xl, yl, так как прини мающая поверхность имеет сложную форму по всей ширине рабочей зоны преобразователя).

Формула (2) примет вид:

l U ( x, y ) (t ) c dxdydx dy, P (t ) = (9) l l l s s где l = l 2 + d 2, S— площадь излучающей поверхности;

Sl — площадь поверхности приемника;

U (x, y) — распределение колебательной скорости по излучателю.

Скорость распространения звука в среде с/ будет равна сумме проекций скоростей с и v на траекторию движения звукового пучка:

c/ = c cos (arctg d/l) + v sin (arctg d/ l).

Аналитическое вычисление последнего интеграла при задании функций z1 и U представляет значительные трудности и влечет за собой громоздкие выкладки, поэтому в рамках этой ста тьи приводиться не будет, однако нужно отметить, что вид импульсной характеристики всегда можно получить с помощью численного интегрирования по формулам гауссова типа на ЭВМ.

Рассчитанная форма импульсной характеристики для данного преобразователя показана на рисунке 1 (кривая 1).

В связи со сложностью волновых процессов в преобразователе и особенностями его взаи модействия с рабочей средой для определения динамических характеристик является целесо образным использование экспериментальных методов. Основной измеряемый преобразова телем параметр — линейная плотность объекта (плотность, отнесенная к единице длины), по этому в качестве испытательного входного воздействия использован испытательный образец в виде ленты контролируемого материала со скачкообразным изменением плотности. Для оп ределения переходной функции объекта этот образец с заданной скоростью протягивался через измерительный канал преобразователя. Аналоговый выходной сигнал с приемника ультразвуковых колебаний преобразовывался в цифровую форму и поступал для обработки в ЭВМ. Для уменьшения погрешности измерения производилось усреднение полученных реали заций выходного сигнала. Далее для нахождения импульсной функции объекта использовался метод, в основу которого положено интегральное уравнение свертки (интеграл Дюамеля):

n(t ) x(t )d,(10) y (t ) = где x(t) — входное воздействие;

y(t) — измеренный выходной сигнал;

n(t-) — импульсная характеристика объекта.

АГРАРНАЯ НАУКА — СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ Исходя из условия физической реализуемости бесконечность в верхнем пределе интеграла (10) можно заменить на текущее значение времени t, и далее, переходя к разностному уравнению, получаем:

i y (i ) = n(i k )x (i ). (11) k = В этой сумме x(i) и y(i) — выборочные значения входного и выходного сигнала соответст венно, определяемые числом k. Так как через конечное число N значения импульсной функ ции n(i-k) обращаются в нуль, выражение (11) можно переписать в виде N y (i ) = n(i k )x (i ), kN. (12) k = Для нахождения значений импульсной функции полученное выражение преобразуется в систему линейных неоднородных алгебраических уравнений, порядок которой зависит от ко личества выборок входного и выходного сигнала. В результате решения системы получаем значения импульсной функции в дискретных точках.

Описанная операция проводилась на ЭВМ на основе вводимых реализаций выходного сиг нала преобразователя. Входное воздействие было аппроксимировано ступенчатой функцией с линейным нарастанием сигнала до установившегося значения, так как из-за протяженности зоны контроля мгновенного перекрывания всего объема прозвучивания испытательным обра зом получить не удавалось.

Рис. Импульсные характеристики преобразователя:

1 — расчетная характеристика, 2 — характеристика, снятая экспериментально Вид импульсной функции, полученной экспериментально, приведен на рисунке 1 (кривая 2).

Видно, что форма этой кривой близка к результатам теоретического анализа (кривая 1). От личие объясняется тем, что при аналитическом вычислении характеристики не учитывались па раметры электрических цепей включения преобразователя, также определяющих условия его работы.

Для приближенной оценки динамических характеристик преобразователя его модель пред ставлена в виде последовательного соединения звена запаздывания и апериодического звена 1-го порядка с передаточной функцией:

H (S ) = H o e S. (13) Ts + Запаздывание определяется расстоянием между приемником и излучателем, а также ско ростью распространения ультразвука в контролируемой среде. Форму и длительность пере ходных процессов преобразователя определяют размеры и форма приемоизлучающих эле ментов. Скорость движения среды незначительно изменяет форму выходного сигнала при условии, если v с, что выполняется при реальных условиях работы акустического датчика, когда контроль осуществляется при скорости движения объекта до — 600 м/мин (до10 м/с).

СЕМИНАР — КРУГЛЫЙ СТОЛ 5. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МАШИН В АПК Получив динамические характеристики преобразователя, можно оценивать динамическую погрешность его работы, что особенно важно при измерении быстроменяющихся процессов.

Кроме того, учет передаточной функции преобразователя необходим при вычислении частот ных и временных параметров, характеризующих измеряемый процесс, таких, как спектраль ная и автокорреляционная функция, плотность распределения и др. Эта информация может использоваться не только для оценки качества исследуемого материала, но и для определе ния технического состояния технологического оборудования, через которое проходит контро лируемый продукт. Функционирование механизмов связано с периодическими движениями, вибрацией в широком диапазоне частот, различными возмущающими воздействиями, все это оказывает влияние на выходной продукт в форме колебаний плотности. Анализируя инфор мацию о плотности объекта как временную последовательность с помощью ЭВМ, можно оперативно провести техническую диагностику прядильного оборудования.

Библиографический список 1. Грановский В.А. Динамические измерения / В.А. Грановский. — Л.: Энергоатомиздат, 1973. — 220с.

2. Исакович М.А. Общая акустика / М.А. Исакович. 1973. — 502с.

3. А.с. 1585743 СССР МКИ G01 №29/00 Устройство для ультразвукового контроля линей ной плотности волокнистой ленты / В.М. Иливанов, В.А. Цымбалист. Заявитель и патентооб ладатель Алт. сельскохозяйственный институт. № 4361809/25-28;

заявл.11.01.88;

опубл.15.08.90. Бюл.№30. — 3с.

4. А.с. 1659542 СССР МКИ Д01Н 13/32, G01В17/00 Датчик для контроля линейной плот ности волокнистого продукта / В.М. Иливанов, В.А. Цымбалист. Заявитель и патентооблада тель Алт. сельскохозяйственный институт. № 4472311 /12;

заявл. 30.06.88;

опубл. 30.06.91, Бюл. № 24. — 4с.

5. Иливанов В.М. Физическая акстика: монография, 2-е изд., доп./ В.М. Иливанов, Ю.В.

Кандрин, В.А. Цымбалист;

Алт.гос.аграрн.ун-т. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2004. — 158с.

С.К. Карпов Сельскохозяйственный техникум «Бийский», Алтайский край, РФ ПОЛУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЭНЕРГИИ НА ФЕРМЕ КРС В УСЛОВИЯХ ФГОУ СПО «СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ТЕХНИКУМ «БИЙСКИЙ»

Биогаз - голубое топливо XXI века. В настоящее время все больше и больше просматри вается отрицательное воздействие на природу, окружающую нас, продуктами жизнедеятель ности человека.

В лучшем случае, данные отходы утилизируются в недра земли, проходят естественную очистку и возвращаются к человеку в очищенном виде, в худшем случае находятся на по верхности земли и при медленном разложении выделяют различные вредные вещества.

Мы обратились к данной теме, так как на территории села Первомайское, (первое отделе ние ФГОУ СПО «Сельскохозяйственный техникум «Бийский»), находится животноводческая ферма КРС являющаяся объектом производящим молоко и мясо КРС для населения и огром ное количество ценного, побочного от основного продукта сырья — навоза. Его можно ис пользовать как источник возобновляемой энергии с последующем применением на данной ферме, переработав все это на предлагаемой мной биогазовой установке.

Проводя исследования ситуаций, сложившихся на животноводческой ферме, делаем сле дующие выводы:



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.