CC BY
70
Схема системы смазки ДВС с электроприводным насосом:
1 — маслоприемник; 2 — всасывающая часть;
3 — масляный насос; 4 — поддон; 5 — электродвигатель привода масляного насоса; 6 — нагнетательная часть
трущихся поверхностей. На малых же оборотах коленчатого вала, особенно на холостых оборотах, происходит недостаточное разбрызгивание масла и, соответственно, смазывание трущихся поверхностей. Кроме того, на малых оборотах коленчатого вала масляный насос, работа которого зависит от частоты вращения коленчатого вала, с меньшей интенсивностью будет подавать масло к удаленным и более нагруженным трущимся деталям, таким как коренные и шатунные шейки коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала и др. От этого зависит состояние трущихся поверхностей.
Следует отметить еще и то, что масляный насос, который приводится в работу от коленчатого вала, очевидно, забирает некоторую часть энергии двигателя. Следовательно, чтобы масляный насос не отбирал часть выходной полезной мощности двигателя, целесообразнее приводить его в работу от отдельного, независимого от коленчатого вала устройства. Это возможно, если увеличить создаваемую генератором мощность в электрической системе автомобиля до 4.. .6 кВт, а бортовое напряжение до 42 В. Такими возможностями обладают только
двигатели со стартер-генераторными устройствами (СГУ). На таких двигателях предлагается масляный насос приводить не от коленчатого вала, а с помощью отдельного электродвигателя, питающегося от генератора.
Привод масляного насоса от индивидуального электродвигателя позволит установить оптимальные обороты шестерен насоса, при которых давление масла в системе будет обеспечивать подачу масла к самым удаленным и нагруженным деталям независимо от частоты вращения коленчатого вала.
На рисунке приведена предлагаемая схема системы смазки ДВС с электроприводным масляным насосом, расположенным внутри картера двигателя.
Из схемы видно, что конструктивное и технологическое исполнение предлагаемого способа привода масляного насоса не требует серьезных изменений в деталях двигателя. Для этого достаточно соединить приводной вал масляного насоса с валом электродвигателя, приводимым от генератора и устанавливаемым в зависимости от расположения масляного насоса и конструкторского решения: на поддоне сбоку или спереди блока картера и т. д.
Для системы смазки двигателей, масляный насос которой крепится снаружи картера двигателя, электродвигатель привода необходимо установить непосредственно на масляном насосе.
Кроме указанных, предлагаемая система привода масляного насоса имеет еще и другие преимущества: упрощается конструкция как самого масляного насоса в связи с уменьшением длины его приводного вала, так и распределительного вала в связи с отпадением необходимости изготовления на нем косозубой шестерни; уменьшаются нагрузки на распределительный вал.
Список литературы
1. Ховаха, М.С. Автотракторные двигатели / М.С. Хо-ваха; 2-е изд. — М.: Машиностроение, 1997.
2. Луканин, В.Н. Двигатели внутреннего сгорания / В.Н. Луканин; 2-е изд. — М.: Машиностроение, 2004.
УДК 631.363.258/638.178
Д.Е. Каширин, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ПЕРГОВЫХ СОТОВ
П
ерга — продукт пчеловодства, представляю- дукта позволяет применять его для лечения целого
щий собой законсервированную пчелами ряда заболеваний.
в ячейках сота пыльцу растений. Богатый биоло- В работах многих исследователей доказано, что
гически активными компонентами состав этого про- эффективно использовать и длительно сохранять
24 -------------------------------
пергу возможно только после ее отделения от восковой основы сота [1].
Существующие на сегодняшний день технологии извлечения перги из сотов являются ручными и могут быть использованы для заготовки небольшого количества продукта [2, 3]. Поэтому сотрудниками Рязанского ГАТУ была разработана механизированная технология извлечения перги из сотов, которая заключается в последовательном выполнении следующих операций [4, 5]:
• конвективная сушка перги в сотах до влажности 14.15 %;
• охлаждение сотов до температуры 0.3 °С с целью придания восковой основе хрупкости;
• измельчение сотов до общей массы, состоящей из смеси перги и восковых частиц;
• разрушение органической оболочки на гранулах перги;
• отделение перги от восковых частиц и отслоившейся оболочки на решетах или посредством пневмосепарации.
Наибольшие сложности при выполнении операций предложенной технологии возникают в процессе измельчения перговых сотов, так как необходимо, чтобы восковая основа сота была полностью измельчена, а высвобожденные при этом перговые гранулы остались целыми; при этом органическая оболочка, в которую заключены перговые гранулы, должна разрушиться.
Для выполнения этих операций разработан измельчитель перговых сотов, конструкция которого представлена на рис. 1.
Измельчитель перговых сотов состоит из рамы 1, на которой расположен электродвигатель 17, сдвоенная подшипниковая опора 4 и рабочая камера 5. В верхней части рабочей камеры с воздушным зазором 16 от боковых стенок, установлена дополнительная камера 11, представляющая собой открытый сверху полый цилиндр, дно которого выполнено в виде решета 8, а боковые стенки изготовлены из сетки 10. Под дополнительной камерой с наклоном закреплен поддон 6, выходящий нижней частью в выгрузной патрубок 3. Дно выгрузного патрубка снабжено постоянным магнитом 2. Внутри рабочей камеры, в подшипниковой опоре, вертикально установлен рабочий вал 7, верхняя часть которого, расположенная внутри дополнительной камеры, снабжена закрепленными по винтовой линии цилиндрическими штифтами 9. Привод рабочего вала осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу 18. Сверху рабочая камера закрыта крышкой 15. С внутренней стороны крышки закреплены демпферные сегменты 12, выходящие в дополнительную камеру, а на ее внешней стороне расположена загрузочная горловина 13 с заслонкой 14.
Работа измельчителя происходит следующим образом. Приводят в действие электродвигатель, ко-
торый вращает через клиноременную передачу рабочий вал. Заранее подготовленные куски перговых сотов порциями загружают в горловину, закрывая ее после загрузки заслонкой. Под действием силы тяжести куски сотов опускаются внутрь дополнительной камеры и попадают в зону действия штифтов. Под ударным воздействием штифтов восковые основы сотов разрушаются, при этом высвобождаются перговые гранулы. Движущиеся с высокой скоростью штифты создают внутри дополнительной камеры циркуляцию воздушно-продуктового слоя, состоящего из целых гранул перги, восковых частиц и неизмельченных крупных кусочков пергового сота. Вращающиеся в воздушно-продуктовом слое гранулы взаимодействуют с сетчатыми стенками дополнительной камеры, при этом коконы, в которых они заключены, отслаиваются. Крупные, не успевшие разрушиться в первый момент куски сотов, стремясь вылететь из дополнительной камеры, ударяются о демпферные сегменты и разрушаются. Образующаяся в результате дробления сотов воскопер-говая масса проходит через отверстия решета и опускается на наклонный поддон, двигаясь по которому направляется в выгрузной патрубок. Проходя по дну
А-А
Вид Б
Рис. 1. Измельчитель перговых сотов:
а — общий вид; б — разрез А-А рабочей камеры; в — вид Б внутренней стенки дополнительной камеры
выгрузного патрубка, воскоперговая смесь подвергается воздействию магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, при этом железные примеси отделяются от измельченной массы и остаются на дне выгрузного патрубка.
Для обоснования конструктивно-технологических параметров предложенного измельчителя была изготовлена лабораторная установка на базе лабораторного смесителя ЛС-1 (рис. 2). Лабораторная установка снабжена шунтовым электродвигателем, позволяющим бесступенчато изменять частоту вращения рабочего вала, сменными рабочими органами и дополнительной камерой, представленной на рис. 2б.
Из априорных источников известно, что критической скоростью воздействия для перговых гра-
нул является скорость 8,5 м/с; исходя из этой величины скорости выбиралась частота вращения рабочего вала [6].
Цель проведенного эксперимента — определить влияние диаметра штифтов, закрепленных на рабочем валу, и расстояния между ними на процент целых перговых гранул, присутствующих в измельченной воскоперговой массе. Для эксперимента использовали штифты диаметром 10, 15, 20 мм, расстояние между штифтами соответствовало 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 мм.
Заранее подготовленные навески, состоящие из кусков перговых сотов, измельчали. Из образовавшейся измельченной воскоперговой смеси брали пробы массой 50±1 г и рассеивали их на фракции на приборе Журавского, состоящего из набора сит с отверстиями 6Х20, 5Х20 мм и поддона. Из каждой образовавшейся фракции выделяли пергу и взвешивали ее на весах марки ВЛТК-500М с точностью до 0,01 г. Эксперимент проводили с трехкратной повторностью. Гранулы перги, оставшиеся на решете с отверстиями размером 5Х20 мм, считали целыми, «годными» к последующему использованию. На решете с отверстиями размером 6Х20 мм оставалась недоизмельченная перга, покрытая большим количеством воска.
На поддоне скапливался переизмельченный (теряемый) продукт. Процент так называемой «годной перги» определяли по формуле
П„ =
Л,
+ П6 + П1
-100, %,
где П5 — масса фракции перги, состоящей из целых гранул, г; П6 — масса фракции, состоящей из недоизмель-ченных гранул перги, г; Пп — масса фракции переиз-мельченной перги, г.
б
Рис. 2. Измельчитель перговых сотов:
а — лабораторная установка; б — дополнительная камера
Установленные в результате эксперимента зависимости представлены в виде графиков (рис. 3) и следующих формул:
Пц10 = 13,2857 + 7,67861 - 0,2129£2;
Пц20 = 3,8 3 3 3 + 1,8Ь - 0,050512;
Пц30 = 0,3095 + 0,8214! - 0,0233Ь2,
где Ь
П
ц30
расстояние между штифтами, мм, Пц10, Пц20, процент целых перговых гранул, присутствующих в измельченной воскоперговой массе при измельчении кусков сотов штифтами диаметром 10, 20, 30 мм.
Анализ установленных зависимостей показывает, что наибольший выход целых гранул перги 82.83 % достигается при измельчении кусков перговых сотов штифтами диаметром 10 мм, установленными на расстояние друг от друга 17.18 мм.
а
П, %
ц
Рис. 3. Влияние диаметра штифтов (1 — 10 мм; 2 — 20 мм; 3 — 30 мм) и расстояния между ними на процент целых перговых гранул, присутствующих в измельченной воскоперговой массе
Предложенный измельчитель перговых сотов позволяет получать воскоперговую смесь, состоящую из восковых частиц и целых перговых гранул, освобожденных от оболочки, при этом количество разрушенных перговых гранул в общей массе готовой продукции незначительно.
Список литературы
1. Некрашевич, В.Ф. Механизация пчеловодства: учебное пособие / В.Ф. Некрашевич, Ю.Н. Кирьянов. — Рязань: Изд-во Рязанской ГАТА, 2005. — 290 с.
2. Пат. 2086245 МКИ 61К35/64. Способ получения лекарственного продукта шифа из перги /Ж.Ж. Сибга-тулин, С.Н. Румянцев, Н.М. Жариков, А.М. Васильева, Т.А. Ильясов / Опубл. 10.08.1997. Бюл. № 21.
3. А.с. 1230566 МКИ А01К 59/00. Способ получения перги из перговых сотов / А.И. Дудов, Ю.В. Донченко / Опубл. 15.05.1986. Бюл. № 18.
4. Каширин, Д.Е. Извлечение перги из пчелиных сотов. / В.Ф. Некрашевич, Д.Е. Каширин, С.В. Винокуров // Пчеловодство. — 2002, № 5. — С. 47-48.
5. Пат. 2360407. МПК А01К 59/01. Способ извлечения перги из сотов / Д.Е. Каширин // Опубл. 10.07.2009. Бюл. № 19.
6. Каширин, Д.Е. Совершенствование технологии извлечения перги / Д.Е. Каширин // Материалы международной научной конференции «Пчеловодство XXI век» (4-5 сентября 2000 г), г. Рыбное Рязанской области. — Рязань: Изд-во НИИпчеловодства. — 2000. — С. 161-162.
УДК 621.548:63
С.К. Шерьязов, канд. техн. наук, доцент Н.А. Чернов, аспирант
ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия»
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЕТРА
Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей осуществляется за счет использования органических видов топлива. Постоянный рост затрат на их использование требует поиска путей эффективного энергообеспечения.
Для повышения эффективности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей предлагается система комплексного энергоснабжения (СКЭ) отличающаяся использованием разных независимых источников, в том числе возобновляемой энергии. Привлечение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) позволяет рационально использовать энергетические ресурсы.
Для рационального использования потребляемых энергоресурсов необходимо исследовать условия функционирования подсистемы энергоснабжения от ВИЭ. Для изучения поставленной задачи
в качестве возобновляемого источника рассматривается энергия ветрового потока.
В мире накоплен опыт использования энергии ветра и действует большой парк ветроэнергетических установок (ВЭУ) с суммарной установленной мощностью более 95 ГВт. Исходя из опыта их использования ВЭУ рассматривается как дополнительный источник в системе энергоснабжения.
Для эффективного энергообеспечения потребителей необходимо определить условия использования ВЭУ в системе энергоснабжения. Недостаточные исследования в этом направлении сдерживают развитие как ветроэнергетики в сельском хозяйстве, так и создание эффективной системы энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.
Потребную энергию, получаемую от СКЭ, можно представить в общем виде как сумму энер-
