CC BY
3410
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
В
УДК 631.171
К. П. Андреев, В. В. Терентьев, А. В. Шемякин
Andreev K. P., Terentyev V. V., Shemyakin A. V.
ХРАНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
STORAGE OF AGRICULTURAL MACHINERY: PROBLEMS AND SOLUTIONS
Рассматриваются проблемные вопросы поддержания эксплуатационных характеристик машин при хранении и предлагаются перспективные способы их решения. Для повышения эффективности очистки загрязненных поверхностей перед хранением предлагается использовать технологию очистки, при которой веерной водяной струе, статически воздействующей на поверхность загрязнения, придается вращение и тем самым достигается эффект резания, значительно увеличивающий энергонасыщенность струи. Для решения проблемы снижения эксплуатационных характеристик техники при хранении из-за коррозионных потерь металла в конструктивных элементах машин предлагается использование запатентованного многокомпонентного консервационного состава, состоящего из отработанного моторного масла, фосфатидного концентрата и порошка цинка. Старение резинотехнических изделий в результате негативного воздействия агрессивных факторов окружающей среды вызывает их преждевременный выход из строя. С целью повышения сохранности изделий из резины предлагается использовать защитно-восстанавливающую смесь, которая содержит растопленный воск, жидкую резину и нано-порошок. Высокая способность смеси проникать в микротрещины резины с образованием защитной пленки на ее поверхности позволяет снизить скорость атмосферного старения резинотехнических изделий. Внедрение предлагаемых разработок в технологический процесс подготовки техники к хранению позволит в значительной степени снизить вероятность коррозионного разрушения конструктивных элементов машин, что обеспечит повышение их срока эксплуатации.
The article discusses the problematic issues maintaining the operational characteristics of the machines in storage and offers promising solutions. To improve the efficiency of cleaning contaminated surfaces prior to storage, it is suggested that a treatment technology in which the fan-shaped water jet that is statically exerted to the surface contamination is given to rotation, and thereby achieving the effect of cutting, significantly increasing the energy saturation of the jet. To solve the problem of reducing performance of the equipment during storage due to corrosion loss of metal in the structural parts of machines, the use of the patented multi-component preservative composition consisting of used motor oil, bean phosphatide concentrate and zinc powder. Aging of rubber products, owing to the negative effects of aggressive environmental factors, is the reason of their premature failure. With the aim of improving the safety of rubber products is proposed to use the protective-restoring mixture that contains melted wax, liquid rubber and nano-powder. High ability of the mixture to penetrate into the cracks of the rubber with formation of a protective film on the surface allows reducing the speed of the atmospheric aging of rubber products. The implementation of the proposed developments in the technological process of preparation of equipment for storage will help greatly to reduce the likelihood of constructive elements of machinery that will enhance their life.
Ключевые слова: сельскохозяйственная очистка, хранение, коррозия, струя воды.
Key words: agricultural equipment, cleaning, storage, corrosion, water jet.
Андреев Константин Петрович -
кандидат технических наук, старший преподаватель
кафедры организации транспортных процессов
и безопасности жизнедеятельности
ФГБОУ ВО «Рязанский государственный
агротехнологический университет
им. П. А. Костычева»
г. Рязань
Тел.: 8-953-744-81-51 E-mail: kosta066@yandex.ru
Терентьев Вячеслав Викторович -
кандидат технических наук, доцент кафедры организации транспортных процессов и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева» г. Рязань
Тел.: 8-920-637-69-64 E-mail: vvt62ryazan@yandex.ru
Шемякин Александр Владимирович -
доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой организации транспортных процессов и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет
Andreev Konstantin Petrovich -
Ph.D of Technical Sciences, Senior Lecturer
of the Department of Organization
of Transport Processes and Safety
FSBEI HE «Ryazan State Agrotechnological University
named after P. A. Kostychev»
Ryazan
Tel.: 8-953-744-81-51 E-mail: kosta066@yandex.ru
Terentyev Vyacheslav Viktorovich -
Ph.D of Technical Sciences, Associate Professor
of the Department of Organization
of Transport Processes and Safety
FSBEI HE «Ryazan State Agrotechnological University
named after P. A. Kostychev»
Ryazan
Tel.: 8-920-637-69-64 E-mail: vvt62ryazan@yandex.ru
Shemyakin Alexander Vladimirovich -
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor,
Head of the Department of Organization
of Transport Processes and Safety
FSBEI HE «Ryazan State Agrotechnological University
named after P. A. Kostychev»
в
:№ 1(29), 2018
им. П. А. Костычева» г. Рязань
Тел.: 8-920-633-21-57 E-mail: shem.alex62@yandex.ru
Агроинженерия
11
Ryazan
Tel.: 8-920-633-21-57 E-mail: shem.alex62@yandex.ru
Современные тенденции развития агропромышленного комплекса нашей страны направлены на достижение постоянного увеличения выпуска сельскохозяйственной продукции за счет внедрения новых высокоэффективных технологий производства, применение которых предъявляет определенные требования к инженерно-техническому обеспечению предприятий АПК. Следует отметить, что приобретение новой сельскохозяйственной техники могут себе позволить только достаточно крупные производители сельскохозяйственной продукции, так как ее стоимость в последнее время резко увеличилась. Следовательно, для того, чтобы обеспечить своевременное выполнение агротехнологических операций в установленные сроки, необходимо поддержание уже имеющейся в хозяйствах техники в работоспособном состоянии, в том числе и в период длительного хранения в межсезонный период. Объективная реальность свидетельствует о том, что срок службы техники и оборудования в сельском хозяйстве значительно меньше, чем в других областях народного хозяйства, а затраты на восстановление эксплуатационных характеристик машин после хранения достигают 30 % средств от общих затрат, расходуемых на восстановление их работоспособности [1].
Подготовка техники к хранению является достаточно сложной инженерной задачей и включает в себя несколько основных этапов.
На первом этапе необходимо обеспечить качественную очистку сельскохозяйственных машин от различных видов загрязнений. Для очистки машин сельскохозяйственного назначения используются различные стационарные моечные установки, предназначенные для орошения поверхностей моющим раствором и растирания их с помощью вращающихся щеток [2, 3]. Качественная очистка позволяет в дальнейшем избежать появления очагов коррозионного разрушения в местах скопления остатков загрязнений. Исследования, проведенные в Рязанском ГАТУ, показали, что для повышения эффективности очистки необходимо использовать технологии, позволяющие в процессе очистки комбинировать различные формы энергетического воздействия на загрязнения [4-6]. Одним из примеров может служить технология очистки, при которой веерной водяной струе, статически воздействующей на поверхность загрязнения, придается вращение и тем самым достигается эффект резания, значительно увеличивающий энергонасыщенность струи и повышающий качество очистки. Для получения такой струи в лабораторных условиях была создана экспериментальная установка, принципиальная схема которой представлена на рисунке.
Испытания установки показали ее эффективность при удалении различных продуктов загрязнения, что обеспечило увеличение степени чистоты обрабатываемой поверхности на 10 % [7]. Длительность очистки снизилась на 25 % , а затраты труда примерно в 2 раза.
1 2 3 4 9 5
Рисунок - Принципиальная схема лабораторной установки:
1 - манометр; 2 - насос высокого давления; 3 - электропривод; 4 - пусковое устройства; 5 - щит питания; 6 - вращающееся веерное сопло; 7 - воздушная магистраль; 8 - насадка; 9 - компрессор; 10 - образец; 11 - моечная камера; 12 - бак с моющей жидкостью; 13 - расходомер; 14 - динамометр; 15 - перепускная магистраль; 16 - перепускной клапан; 17 - напорная магистраль; 18 - подводящая магистраль
12
,,„ „„„„, Jj Ставрополья
научно-практическии журнал
На втором этапе подготовки техники к хранению необходимо обеспечить защиту металлических конструкций машин от коррозионного разрушения, вызываемого негативным воздействием факторов окружающей среды. В настоящее время для решения данной проблемы существует несколько основных путей. Наиболее эффективным способом хранения является установка машин в закрытых помещениях, в которых можно полностью исключить воздействие внешних климатических факторов и обеспечить поддержание необходимых микроклиматических условий. Размещение машин в гаражах и ангарах исключает воздействие на них неблагоприятных атмосферных факторов, но на строительство закрытых помещений для хранения техники необходимы большие капиталовложения и текущие затраты на содержание и эксплуатацию помещений. При открытом способе хранения на специально оборудованных площадках для противокоррозионной защиты металлических элементов техники широкое применение нашли различные композиционные материалы.
С целью снижения потерь металла в конструктивных элементах машин предлагается нанесение на их соединения многокомпонентного консервационного состава, состоящего из отработанного моторного масла, фосфатидного концентрата и порошка цинка [8], разработанного и запатентованного в Рязанском ГАТУ (патент на изобретение Шв 2534985). Положительный эффект применения данного состава достигается за счет того, что в соединениях образуется гальваническая пара, в которой основной металл соединения выступает катодом, а цинк - анодом. При этом разность электрических потенциалов между металлом и порошком цинка приводит к возникновению в цепи электрического тока, который, притекая на защищаемый объект, создает на нем потенциал, более отрицательный, чем до подключения протекторной установки. При разности электрохимических потенциалов «металл -среда» на защищаемом объекте практически прекращается коррозионно-электрохимический процесс [8, 9].
На заключительном этапе подготовки машин проводится защита резинотехнических изде-
лий, которые не снимаются для складского хранения. Наиболее распространенным и опасным видом атмосферного старения резинотехнических изделий сельскохозяйственных машин является старение, протекающее под влиянием атмосферного озона. Озон атмосферного воздуха вызывает разрывы двойных связей цепных молекул полимера, находящихся в напряженном состоянии, что приводит к образованию и развитию глубоких трещин на резине, испытывающей даже небольшие деформации растяжения.
С целью повышения эффективности защиты резинотехнических изделий в лаборатории Рязанского ГАТУ разработана экспериментальная защитно-восстанавливающая смесь, которая содержит растопленный воск, жидкую резину и нано-порошок. Экспериментальная оценка защитных свойств предлагаемой композиции проводилась в ООО «Пронское» Пронского района Рязанской области в период 2015-2016 гг. В ходе натурных испытаний оценивалась эффективность применения экспериментальной смеси в сравнении с известными составами (парафином; жидкой резиной; парафином + жидкой резиной; парафином + рубераксом + канифолью и ее эфирами) для предупреждения разрушения резинотехнических изделий в условиях хранения на открытых площадках. Результаты испытаний показали, что максимальный процент разрушения изделий, обработанных предлагаемой смесью, составил 2,5 %, что более чем в 2 раза ниже лучшего результата известных защитных составов - 5,8 % с парафином, рубераксом, канифолью и ее эфирами. Снижение скорости атмосферного старения резинотехнических изделий при использовании экспериментальной защитно-восстанавливающей смеси объясняется ее высокой проникающей способностью в микротрещины резины и образованием защитной пленки на ее поверхности.
Внедрение предлагаемых разработок в технологический процесс подготовки техники к хранению позволит в значительной степени снизить вероятность коррозионного разрушения конструктивных элементов машин, что обеспечит повышение их срока эксплуатации.
Литература
1. Гайдар С. М. Теория и практика создания средств защиты сельскохозяйственной техники от коррозии. М. : Росинформ-агротех, 2011. 310 с.
2. Малюгин С. Г. Совершенствование технологии наружной очистки сельскохозяйственной техники с обоснованием параметров и режимов установки водо-воздушной мойки : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Рязань, 1998. 24 с.
3. Анурьев С. Г., Малюгин С. Г. Анализ технологий очистки сельскохозяйственной техники // Вестник Рязанского государствен-
References
1. Gaidar S. M. Theory and practice of creation of means of agricultural machinery protection against corrosion. M. : FGNU «Rosinformagrotekh», 2011. 310 p.
2. Malugin S. G. Improving the technology external cleaning of agricultural equipment with the justification of parameters and modes of installation of water-air washing : author. dis. cand. tech. sciences. Ryazan, 1998. 24 p.
3. Anuriev S. G., Malyugin S. G. Analysis of treatment technologies agricultural technology // Bulletin of Ryazan State
в
:№ 1(29), 2018
Агроинженерия
13
ного агротехнологического университета. 2016. № 1. С. 51-55.
4. Экспериментальная установка для очистки сельскохозяйственной техники / А. В. Шемякин, В. В. Терентьев, Е. Ю. Шемякина [и др.] // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 6. С. 2930.
5. Паюров Р. А. Технология наружной очистки сельскохозяйственной техники с разработкой устройства акустико-кавитационного действия : дис. ... канд. техн. наук. Рязань, 2004. 162 с.
6. Шемякина Е. Ю. Технология очистки сельскохозяйственных машин с обоснованием параметров и режимов работы моечной установки с воздушным экраном : дис. ... канд. техн. наук. Рязань, 2009. 161 с.
7. Устройство для очистки сельскохозяйственных машин с использованием энергии вращающейся жидкостной струи / А. В. Шемякин, В. В. Терентьев, Н. М. Морозова [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета. 2016. № 3. С. 77-80.
8. Шемякин А. В., Терентьев В. В. Улучшение условий труда при подготовке сельскохозяйственной техники к хранению // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 1 (22). С. 58-63.
9. Терентьев В. В. Разработка установки для двухслойной консервации сельскохозяйственной техники и обоснование режимов ее работы : дис. ... канд. техн. наук. Рязань, 1999. 173 с.
Agrotechnological University. 2016. № 1. P. 51-55.
4. The experimental setup for the cleaning of agricultural machinery / A. V. Shemyakin, V. V. Terentiev, E. Y. Shemyakina [et al.] // Mechanization and electrification of agriculture. 2008. № 6. P. 29-30.
5. Payurov R. A. Technology of external cleaning of agricultural machinery with the development of the device of acoustic cavitation action : dis. cand. tech. sciences. Ryazan, 2004.162 p.
6. Shemyakina E. Y. Technology of agricultural machinery cleaning with a substantiation of parameters and modes of operation of a washing plant with air screen : dis. cand. tech. sciences. Ryazan, 2009. 161 p.
7. Device for agricultural machinery cleaning with using energy of a rotating liquid jet / A. V. Shemyakin, V. V. Terentiev, N. M. Morozova [et al.] // Bulletin of Ryazan State Agrotechnological University. 2016. № 3. P. 77-80.
8. Shemyakin A. V., Terentiev V. V. Improvement of working conditions in the preparation of agricultural equipment for storage // News of South-West State University. Series: technology and engineering. 2017. Vol. 7, № 1 (22). P. 58-63.
9. Terentiev V. V. Development of the installation for the two-layer preservation of agricultural machinery and justification of the modes of its work : dis. cand. tech. sciences. Ryazan, 1999. 173 p.
