CC BY
58
УДК 621.9:664
В.Б. Морозов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-25-38, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ МАШИН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Анализируются структурно-компоновочные составляющие элементов, влияющих на технологические машины на всех этапах их использования. Проведено построение структуры с выявлением взаимосвязей компонентов сельскохозяйственных машин.
Ключевые слова: машины сельскохозяйственного назначения, техника и технология сельского хозяйства, функциональная структура.
B современном производстве продукции растениеводства и животноводства широко используют машинные технологии. Под технологией в сельскохозяйственном производстве принято понимать систему производства, хранения, переработки и реализации продукции c конкретными количественными и качественными показателями при наименьших затратах труда, средств и энергии [3, 9]. Всякая технология - это результат многолетних научных исследований и производственных опытов. Технологии непрерывно совершенствуют и дополняют. Новые технологии могут быть рекомендованы к внедрению в производство после всесторонней проверки в хозяйственных условиях и получения положительного экономического эффекта. Для конкретных условий хозяйствования можно применить несколько вариантов технологий. Однако не все они будут одинаково эффективны. Для выбора оптимального варианта осуществляется техникоэкономический анализ всех технологий c нормативным отражением, как рационально это делать на всех стадиях производства, какие ресурсы и техника для этого необходимы.
B зависимости от наличия в хозяйстве средств интенсификации производства (семян, удобрений, средств химической защиты, машин, аппаратов, ветеринарных препаратов, топлива и т.п.) применяют экстенсивные, нормальные, интенсивные и высокоинтенсивные технологии и средства их реализующие. Экстенсивные технологии ориентированы на использование естественного потенциала почв, животноводческих культур без применения дополнительных компонентов (удобрений, прикормок и т.п.). Нормальные технологии предусматривают применение дополнительных компонентов в объёмах, обеспечивающих поддержание среднего необходимого уровня и предотвращение деградационных процессов. Интенсивные технологии обеспечивают оптимальный уровень дополнительных компонентов. Высокоинтенсивные технологии обеспечивают не только соответствующий оптимальный уровень, но и качественно отличные способы реализуемой технологии. Нормальные технологии обеспечивают
реализацию биологического потенциала более чем на 50 %, интенсивные -на 65 %, высокоинтенсивные - на 85 %. При составлении технологии для конкретных условий хозяйствования используют банк данных о базовых типизированных технологиях производства, включенных в Федеральный регистр «Технологии производства продукции растениеводства» и «Технологии производства продукции животноводства».
Важность представляет оборудование, используемое в сельском хозяйстве. Для р епения задач пр и её про естировании тр еЗуется большо й объём сведений об элементах системы: наука--техника--производство--эксплуатация.
Общая функционально-структурная компоновка машин растениеводства и животноводства представлена на рисунке.
Функционально-структурная компоновка машин сельскохозяйственного назначения
1. Информация о природно-климатических зонах, в которых будет эксплуатироваться изделие.
Они характеризуются площадью, рельефом, метеоусловиями, соотношением возделываемых культур, средней площадью полей, длиной гонов, типом почв, расстоянием внутрихозяйственных перевозок, урожайностью культур и продуктивностью животноводства, а в случае резкого
различия этих признаков зона делится на подзоны с теми же характеристиками.
2. Информация о технологических процессах сельскохозяйственного производства.
Отражаются типовые технологические процессы получения определенного вида сельскохозяйственной продукции.
Каждый технологический процесс, в выполнении которого предполагается применение машины сельскохозяйственного назначения, должен характеризоваться [4, 5]:
- перечнем наименований операций;
- объемом работ на каждой операции;
- календарным сроком выполнения каждой операции;
- нормой внесения или потребления сельскохозяйственных материалов или количеством вывозимого продукта (основного или побочного);
- особенностями агро- и зоотехнических требований к выполнению операций [6, 8].
3. Характеристики обрабатываемых материалов, сырья и продукции. В сельскохозяйственных машинах и установках осуществляются разнообразные механические, тепловые, химические и другие процессы по обработке различных материалов. Исходя из опыта разработчиков и производителей установлены следующие характеристики материалов:
- исходные свойства, выражаемые физико-механическими величинами, которые могут являться факторами для описания процесса обработки;
- свойства, проявляющиеся под действием рабочих органов, которые могут повлиять на внутренние критерии функционирования машины;
-свойства, сформированные в процессе обработки.
4. Технические параметры.
Такие параметры включают в себя прежде всего сведения о машинах-аналогах; сведения о машинах, взаимодействующих с рассматриваемой машиной, а также сведения о различных технических решениях из других областей техники [1].
Машины-аналоги рассматриваются как варианты схемного и конструктивного решения машины в целом или отдельных её рабочих органов, механизмов и других элементов. Они позволяют иметь данные для построения статистических моделей и анализа вариантов по показателям назначения, технологичности, экономической эффективности, надёжности и т.д., а также, например, для синтеза новых вариантов [7].
Сведения о машинах, взаимодействующих с рассматриваемой машиной, как правило, представляются технической характеристикой, дополненной некоторыми данными в зависимости от решаемой задачи (например, присоединительными размерами механизма навески, координатами и размерами рабочего органа и др. Знание технических ре-
шений других областей техники увеличивает возможности выбора рационального варианта конструкции, а также повышение показателя унификации.
5. Информация о производстве сельскохозяйственных машин.
Важными выступают условия производства сельскохозяйственных
машин - назначения предприятия-изготовителя создаваемой конструкции. Учёт результатов анализа производства машин-аналогов позволяет снизить затраты на изготовление конкретной машины. К необходимым сведениям о производстве следует отнести методы изготовления деталей, сборки, упаковки и транспортировки к потребителю в зависимости от предполагаемого масштаба производства; стандарты предприятия, которые обуславливают применимость метрологического инструмента, крепежа, материалов и т.п.; наличие технологического оборудования, производственных площадей, квалификации рабочих.
Всё это позволяет обеспечить преемственность конструкции, снизить затраты и время на освоение производства, обеспечить рациональную расчленённость машины на сборочные единицы, повысить технологичность.
6. Эксплуатационные характеристики.
Условия эксплуатации машин определяются характеристиками природно-климатических зон (на рисунке связи представлены штриховыми стрелками). Однако при этом необходимо учитывать и ряд технических и организационных факторов: опыт подготовки машин-аналогов к эксплуатации и хранению, наличие технической базы для проведения технического обслуживания и ремонта, рациональную организацию их проведения, организацию движения агрегата в поле и в животноводческой ферме, обеспечение агрегатов сельскохозяйственными и эксплуатационными материалами или транспортом, квалификацию обслуживающего персонала [2].
7. Научные инновационные подходы.
Из результатов известных научных исследований в первую очередь представляют интерес результаты эмпирических и теоретических исследований объектов разработки и математические модели, описывающие условия эксплуатации, свойства обрабатываемых материалов, функционирование рабочих органов, механизмов передачи движения и управления рамных и опорных элементов машины, машины как системы, силовое нагружение элементов конструкции, расчёт на прочность, кинематический анализ, процесс изготовления. Кроме того, необходимо располагать сведениями о наличии средств математического обеспечения для решения задач с использованием перечисленных выше моделей, о наличии вычислительной техники и т.п. Математические методы упорядочивают всю исходную информацию, сокращают время и затраты средств на проектирование.
Ряд рассмотренных компонентов структуры осуществляется одновременно, при этом они связаны между собой и дополняют друг друга.
Таким образом, структурно-функциональные компоненты машин сельскохозяйственного назначения требуют комплексного (системного) подхода, причём разрабатывать и принимать каждый элемент необходимо с учётом технико-экономических показателей как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации.
Дополнительно следует устанавливать характеристики надёжности, выявлять слабые места и разрабатывать мероприятия по повышению надежности машин, применять рациональные системы ремонта и технического обслуживания, обосновывать эффективность и экономическую целесообразность дальнейшей разработки инструкций по эксплуатации, ремонту и контролю состояния машины, проводить аттестацию технического уровня машины, обеспечивать стабильность и совершенствование изготовления серийно выпускаемых машин, осуществлять контроль за эксплуатацией в рядовых условиях, участвовать в разработке стандартов по обеспечению надёжности машины. Ряд предписанных мероприятий осуществляется одновременно, при этом они должны быть структурно связаны между собой и дополнять друг друга [7].
В отличие от промышленности в сельском хозяйстве машины непосредственно воздействуют на объекты живой природы: растения, животных, семена, почву, населенную разнообразными живыми организмами и др. При выполнении технологических процессов машины должны, во-первых, создавать наилучшие условия для возделывания растений или работы с животноводческим комплексом, а во-вторых, не наносить им вреда и не создавать условий, препятствующих их здоровью и развитию. Поэтому при создании новых машин или выборе их из образцов, выпускаемых промышленностью, учитывают технологические свойства и агро- и зоо-биологические особенности объектов сельского хозяйства, почвенноклиматические условия и сроки работ. Для успешного применения машин важно также, чтобы растения и животные были приспособлены для соответствующей машинной технологии. Агрономы, зоологи, экономисты, инженеры и другие специалисты должны иметь необходимые знания о машинах сельскохозяйственного назначения, с тем, чтобы выбирать на рынке экономически эффективные образцы техники, составлять из них комплексы для реализации запланированных технологий и организовывать эффективное их использование.
Список литературы
1. Альбом конструкций, узлов, деталей уборочных машин серии «ПРОСТОР» / А.А. Баранов [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 231 с.
2. Емельянова Ф.Н., Кириллов Н.К. Организация переработки сельскохозяйственной продукции: учеб. пособие для вузов. М.: ЭКМОС, 2000. 415 с.
3. Кирсанов В.В., Симарев Ю.А., Филонов Р.Ф.. Механизация и автоматизация животноводства : учебник. М: ЦЕНТР, 2004. 400 с.
4. Кленин Н. И., Егоров В. Г. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 2003. 464с.
5. Машины для уборки технических культур: учеб. пособие / С.М. Красноступ [и др.]. Ростов н/Д.: РГАСХМ, 1996. 136 с.
6. Основы проектирования сельскохозяйственных машин / Ю.И. Ермольев [и др.].: учебник. Тула: Гриф и К, 2006. 640 с.
7. Прейс В.В. Проектирование машин и аппаратов пищевых и перерабатывающих производств: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 156 с.
8. Растениеводство / Н.А. Майсурян [и др.]. М.: Колос, 1965. 520 с.
9. Сельскохозяйственная энциклопедия; под ред. В.В. Мацкевич, П.П. Лобанов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Советская энциклопедия, 1971. 390 с.
V. Morozov
Analysis offunctional-structural components of machines for agricultural purpose
The structure and configuration of constituent elements that influence technological machines at all stages of their use are analyzed. A building structure with the identification of relations between the components of agricultural machines is shown.
Keywords: agricultural machinery, equipment and the technology of agriculture, the functional structure.
Получено 12.01.10
УДК 621.825.5
С.А. Сергеев, канд. техн. наук, доц., (4712) 58-71-16, [email protected] (Россия, Курск, КурскГТУ)
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
ПРИ ВЫБОРЕ ТИПА КОМПЕНСИРУЮЩЕЙ МУФТЫ
Рассмотрена задача выбора типа компенсирующей муфты.
Ключевые слова: компенсирующая муфта, цепная муфта, технико-
экономический анализ.
Стремление получить максимальную эффективность - основа современного этапа развития науки и техники, причем это стремление должно реализовываться еще в процессе проектирования инженерных объектов [1].
Муфты, входящие во многие машины и механизмы, выпускаемые в отрасли химического и нефтяного машиностроении, являются ответственными узлами привода, работающими в различных условиях и часто определяющими надежность всего машинного агрегата. Хотя стоимость самих муфт невелика по сравнению со стоимостью основного оборудования, вы-
28
