CC BY
55
и зависит от производительности выгрузного шнека, конструктивных и технологических параметров базовой машины.
Таким образом, оснащение фермы КРС модулем по приготовлению концентрированных органических удобрений и широкая производственная проверка машин и оборудования для производства и применения КОУ в хозяйствах Ростовской области и Краснодарского края позволяют рекомендовать их для внедрения в типовых севооборотах ЮФО и других регионов, что положительно скажется на плодородии почв и получении дополнительных объемов выращиваемых сельскохозяй-
ственных культур с учетом агроэкономических и экологических требований.
Список литературы
1. Модульная ферма с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока: монография / Э.И. Липкович, А.М. Бондаренко, И.Н. Краснов [и др.]. — Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010. — 192 с.
2. Бондаренко А.М., Забродин В.П., Курочкин В.Н. Механизация процессов переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические удобрения: монография. — Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010. — 184 с.
УДК 656.137
М.В. Канделя, канд. техн. наук
Дальневосточный государственный аграрный университет
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАШИН ВЫСОКОЙ ПРОХОДИМОСТИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОПРОВОДА НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ
В настоящее время наблюдается активизация производственно-хозяйственной деятельности на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Анализ ресурсной базы по содержанию полезных ископаемых и особенно нефти показывает, что выявленные и в значительной мере разведанные месторождения в состоянии удовлетворить внутренние потребности региона и обеспечить крупные поставки углеводородного сырья на Азиатско-Ти-
Маршрут транспортировки Российской нефти в Азиатско-Тихоокеанского региона (конечная точка —
хоокеанский рынок. Технологическое решение использования нефтеприродных ресурсов осуществляется путем строительства нефтепровода (рисунок). Его протяженность по территории Дальнего Востока составляет: Читинская обл. — 300,8 км, Амурская обл. — 1402,8 км, ЕАО — 328,1 км, Хабаровский край — 245,8 км, Приморский край — 545,2 км.
Техническое решение этой масштабной стройки очень многогранно. Строительство нефтепровода, его эксплуатация и выполнение комплекса природоохранных мероприятий по защите окружающей природной среды, обеспечивающей исключение или максимальное снижение возможного негативного воздействия, потребуют привлечения многочисленной мобильной техники. Ведущая роль принадлежит автомобильному транспорту, в том числе и транспорту высокой проходимости.
Формирование сети автомобильных дорог на Дальнем Востоке определяется исторически сложившимся территориальным размещением производства и населения. Наиболее благоприятные климатические и природные условия южной и юго-восточных частей Читинской, Амурской,
страны Перевозная)
Еврейской автономной областей способствовали более активному экономическому развитию и транспортному освоению. По Дальнему Востоку проходит автомобильная дорога «Амур» от Читы до Хабаровска, которая большей своей частью прилегает к будущей трассе нефтепровода. Она проходит от 300 м до нескольких километров от Транссибирской железнодорожной магистрали и явится основой транспортной сети, используемой при строительстве и эксплуатации нефтепровода.
Транспортная сеть района нефтепровода в настоящее время по параметрам и техническому состоянию большинства наиболее грузонапряженных автомобильных дорог Дальнего Востока не соответствует сложившимся размерам транспортных потоков. Ухудшение экологической обстановки, высокий уровень аварийности и другие факторы не позволяют достигнуть современного уровня доставки грузов и пассажиров в регионе. Все это настоятельно требует неотложных мер по совершенствованию и развитию автомобильных дорог. Дефицит финансовых средств не позволяет в короткие сроки исправить данную ситуацию.
Плотность автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием на 1 тыс. км2 территории Дальневосточного федерального округа составляет 5,3 км, что является очень низким показателем. В частности, Еврейская автономная область, имея более выгодное географическое положение в регионе, по плотности дорог в Дальневосточном федеральном округе занимает первое место и имеет самые высокие показатели — 53,1 км. В целом в зоне тяготения к трассе нефтепровода дороги находятся в удовлетворительном состоянии, что способствует активному экономическому развитию и транспортному освоению.
Потребуется строительство и новой транспортной сети вдоль трассы нефтепровода. Однако и строительство, и содержание автомобильных дорог, особенно в специфических условиях на Дальнем Востоке (частые ливневые дожди, паводки и подъем воды в реках от таяния снега и сброса на гидростанциях и т. п.), зачастую является большой народно-хозяйственной проблемой. В этих условиях использование высокопроходимой техники является и актуальным, и экономически целесообразным.
Мировой и отечественный опыт позволяет создавать большой парк транспортных средств для обеспечения проходимости мобильных машин. Однако и на Дальнем востоке России имеется необходимая база и все условия для оснащения гусеничными ходовыми системами комплекса мобильных машин, удовлетворяющих экстремальной, агротехнической и экологической проходимости. Бывший завод «Дальсельмаш» — ныне ПО ЗАО «Даль-сельмаш», в творческом сотрудничестве с ДальГАУ
и ДальНИПТИМЭСХ, имеет многолетний опыт в разработке и использовании машин высокой проходимости в сложных условиях сельскохозяйственных работ и для обеспечения технологических процессов в условиях бездорожья.
Уже более 40 лет выпускаются и модернизируются гусеничные ходовые системы для специфических условий Дальнего Востока. На сегодняшний день есть реальная возможность существенно улучшить технико-эксплуатационные качества региональных гусеничных машин, повысить их надежность, проходимость и экосовместимость [1]. Это очень важная народнохозяйственная задача, так как по критерию максимально допустимого давления на почву [2] ни одно серийное энергетическое средство не отвечает требованиям экологически безопасного воздействия на почву. Жесткий контакт с дорогой порождает проблему улучшения эргономики (условий труда) и асфальтоходности.
Исследования гусеничного движителя в условиях Дальнего Востока показывают, что металлические гусеницы, обладая высокой проходимостью, оказывают вредное воздействие на почву: разрушают структуру, уплотняют плодородный слой, нарушают агрофизические процессы и экологию. Особенно отрицательное воздействие ходовых систем на почву проявляется в зонах, подверженных переувлажнению.
Сегодня вопросы охраны окружающей среды и в том числе сохранения плодородия почвы приобретают важное народно-хозяйственное значение. Верхний растительный покров является ценным, но медленно возобновляющимся природным ресурсом. В результате передвижения транспортных средств верхний растительный покров подвергается деструкции. То же происходит при проходе тяжелой техники по дну рек, ручьев и водоемов. Последнее влечет за собой увеличение мутности воды, вынос мелких взвесей и заиливанию участков водотоков на большое расстояние (до 1000 м). При этом уничтожаются биотопы бентических организмов, основного питания рыб, нарушается сложившаяся экосистема и соответственно продуктивность. В том числе воздействие ходовых систем вне дорог уничтожает редкие виды растений и деревьев.
Перспективным направлением совершенствования гусеничной ходовой системы является использование резиноармированных гусениц [3], получивших широкое распространение в конструкциях гусеничных машин за рубежом. В настоящее время крупнейшие тракторные и комбайновые фирмы: «Джон Дир», «Катерпиллер», «Клаас», «Кейс», «Нью-Холланд» и другие ведут опытные разработки и серийный выпуск тракторов и комбайнов на резиноармированных гусеницах, что позволяет в сравнении с традиционной для западных стран колесной техникой снизить вредное воздей-
ствие на почву и улучшить тягово-сцепные свойства машин. Для России, и в частности для Дальнего Востока, использование резиноармированных гусениц имеет особое значение, так как отечественная промышленность в течение многих лет выпускает тракторы и комбайны на металлических гусеницах.
Поисковые исследования уборочно-транспорт-ных машин высокой проходимости на резиноар-мированных гусеницах конструкции и производства японской фирмы «Бриджстоун» (Bridgestone) [3, 4] выявили их значительные преимущества перед металлогусеничным движителем, особенно в плане их экологического соответствия и повышения надежности гусеничной ходовой системы и машины в целом. По результатам исследований ресурс до предельного состояния резиноармированных гусениц в сравнении с серийными возрос в 4,5 раза (20 000 км у резиноармированной гусеницы, 4500 км у металлической). Только после пробега 20 000 км наблюдались трещины и изломы на беговых дорожках резиноармированных гусениц в местах размещения металлических закладных элементов.
С целью оценки влияния воздействия на почву типа и параметров гусеничных ходовых систем были проведены расчеты по ГОСТ 26953—86, ГОСТ 26955-86 и по методике НАТИ. Максимальное давление на почву гусеничного движителя определялось по формуле
qwx = кср. (1)
где | — средний коэффициент неравномерности распределения давления; K — коэффициент, зависящий от величины тяговой нагрузки; ^ср — среднее давление гусеничного движителя на почву.
Сущность метода НПО НАТИ заключается в определении расчетного показателя уплотняющего воздействия ходовой системы на почву. Критерием для оценки уплотняющего воздействия рассматривается изменение плотности почвы при образовании следа в процессе прохода гусеничной машины по полю. Плотность почвы в следе движителя
Рсл = p0aU
(2)
где р0 — плотность почвы на контрольном участке (ро = 1,17); а — динамический коэффициент для напря-
Таким образом,
а =
Ро (1 -v2)
E0H '
(3)
где и — показатель уплотняющего воздействия ходовой системы на почву; V — коэффициент бокового расширения; Е0 — модуль общей деформации почвы; Н — глубина распространения деформации.
Показатель уплотняющего воздействия [2] рассчитывается по формуле
U = a>bqn
(4)
где ю — коэффициент, зависящий от размеров и формы опорной поверхности движителя; Ь — ширина движителя.
Максимальное давление определяется по выражению
1шях = вшах0 (5)
где А — коэффициент пропорциональности.
Его величина
Л = M + а т
(6)
э э
где тн — масса неподресорных частей; Мэ — эксплуатационная масса машины; ат — динамический коэффициент для максимального давления.
Результаты испытаний и расчетов по оценке воздействия на почву разных ходовых систем приведены в таблице.
Приведены линии влияния напряжений на глубине 0,2 м под движителями с различными ходовыми системами. Анализ результатов воздействия на почву показывает следующее.
По степени увеличения воздействия на почву (от меньшего к большему) испытывавшиеся объ-
Результаты испытаний и расчетов по оценке воздействия на почву разных ходовых систем
жения oz.
Обозначение объектов испытания № Напряжение, кПа Показатели воздействия на почву Показатели уплотнения почвы в следах движителей
Эксп. на глуб. 0,2 м а0,2 Расчет по ГОСТ 26954-86 Глубина 0,5 Расчет по ГОСТ 26953-по методике НАТИ 86 Плотность в слое 1/см 0...10 Твердость почвы 10.20 Твердость почвы С Суд Максимальная глубина следа, см
«0,5 £, кПа ?r> кПа ?r> кПа ш qmax> кПа U, кН/м
КСП-01 N1 П4.0 25,3 3,06 39,9 122,0 1,73 170,0 182,0 1,400 1,464 15,3 5,7
КСП-80 N2 192,0 30,8 4,12 48,5 200,0 1,73 206,0 221,0 1,422 1,500 16,7 6,2
ТГР-3 N3 90,0 29,1 2,76 44,4 123,0 1,72 120,0 133,0 1,340 1,412 13,0 5,0
ТГР-4 N4 60,0 29,8 1,85 45,9 84,9 1,76 64,0 73,1 1,29 1,37 12,0 3,5
ДТ-75 N5 172,0 21,5 2,94 57,8 170.0 1,73 210,0 142,0 1,365 1,42 14,2 6,3
екты располагаются в следующей последовательности:
ТГР-4 < ТГР-3 < ДТ-75 < КСП-01 < КСП-80.
Установка РАГ (Вар. № 3, ТГР-3) приводит к существенному (30 %) снижению уплотняющего воздействия его на почву.
Применение торсионно-балансирной подвески С РАГ ТГР-4 приводит к снижению воздействия на почву в 2,5 раза.
Воздействие на почву ТГР-4 (и = 73,1 кН/м) находится ниже безопасного для почвы предела (и = 75 кН/м).
При этом под РАГ напряжения в почве на глубине 0,2 м самые низкие, а уплотнение почвы в следах и глубина следа меньше, чем в следах трактора ДТ-75, имеющего в 2,5 раза меньшую массу и одного из наиболее «легких» по воздействию на почву среди с.-х. тракторов.
Установка резиноармированной гусеницы на серийную ходовую систему приводит к снижению максимального давления и уплотняющего воздействия на почву. Несмотря на некоторое увеличение массы, коэффициент неравномерности распределения давления движителя с резиноар-мированной гусеницей в 1,72...2,02 раза ниже, чем серийного. При этом улучшается эргономика машин, обеспечивается асфальтоходность и снижается техногенное воздействие на почву до экологически безопасного уровня.
Сотрудниками ПО ЗАО «Дальсельмаш» разработана конструкция гусеничного движителя нового поколения, которая обеспечит надежную работу уборочно-транспортных машин, серийно выпускаемых для дальневосточного региона и вновь разрабатываемых на основе резиноармированных гусениц.
Ходовые системы с резиноармированными гусеницами на базе УЭС-РГ могут быть использованы для навески технологического оборудования,
дорожно-строительной техники, машин для геологоразведки, работающих в труднопроходимых болотистых местах, машин для укладки нефтетрубо-проводов и бытовых передвижных модулей.
По результатам испытаний, кроме отмеченных преимуществ, гусеничные ходовые системы с РАГ позволяют обеспечить:
1) повышение физической и экологической проходимости на почвах с низкой несущей способностью;
2) сохранение дорог и обеспечение асфальто-ходности;
3) уменьшение вибронагруженности и шума, что обеспечивает увеличение срока службы узлов ходовой системы и агрегатов машины, улучшает условия труда механизатора;
4) снижение трудоемкости технического обслуживания ходовой системы и обеспечение ресурса ходовых систем для мобильных машин не менее 12 лет.
Применение ходовых систем с резиноарми-рованными гусеницами в различных мобильных машинах позволяет реализовать принципы ресурсосбережения и экологически допустимого воздействия на почву и повысить их экономический эффект.
Список литературы
1. Ксеневич И.П. Внедорожные тягово-транспорт-ные системы: проблемы защиты окружающей среды // Тракторы и сельхозмашины. — 1996. — № 6. — С. 18—22.
2. Ксеневич И.П., Скотников В.А., Ляско М.Н. Ходовые системы — почва — урожай. — М.: Агропромиз-дат, 1985. — 304 с.
3. Канделя М.В. Исследование и обоснование технического уровня различных типов гусеничных ходовых систем уборочно-транспортных машин: дис. ... канд. техн. наук. — Биробиджан, 1997. — 162 с.
4. Разработка движителя с резиноармированными гусеницами / А.М. Емельянов, М.В. Канделя, А.В. Лип-кань [и др.] // Техника в сельском хозяйстве. — 2001. — № 2. — С. 14-16.
УДК 621.43
В.А. Коченов, канд. техн. наук И.И. Черемохина
Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
ОЦЕНКА РАВНОСТОЙКОСТИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ СКОЛЬЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Обеспечение равностойкости узлов скольжения является актуальной задачей проектирования, производства и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Сложность пробле-
мы обусловлена многофакторностью прочности и износостойкости, а также изменением свойств деталей в процессе эксплуатации. Эмпирические методы и в настоящее время занимают важное ме-
