CC BY
28
05.20.01
УДК 621.86.067
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА РОТОРНОГО РАЗБРАСЫВАТЕЛЯ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ ПРОФИЛЕМ ЛОПАСТЕЙ
© 2018
Антон Владимирович Алексеев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Наземные транспортно-технологические средства» Самарский государственный университет путей сообщения, г. Самара (Россия) Елена Вячеславовна Шищенко, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Электрический транспорт» Самарский государственный университет путей сообщения, г. Самара (Россия)
Аннотация
Введение: лопастные роторы имеют широкое применение в качестве рабочих органов современных технологических машин. К таким машинам относятся, например, лопастные выгружатели сыпучих грузов из приёмочных бункеров полувагонов, лопастные дозаторы сыпучих грузов в тару, разбрасыватели сыпучих грузов и др. Общими недостатками работы указанных машин являются неравномерность сброса сыпучего груза, а также возможность формирования застойных зон груза между лопастями ротора. Эти недостатки заметно снижают эффективность рабочего процесса.
Материалы и методы: в настоящее время ещё не разработаны точные методы расчёта и выбора конструктивных параметров лопастных роторов. В каждом конкретном случае указанные параметры подбираются эмпирическим путём. Целью настоящей статьи является изучение характера схода сыпучего груза с лопастей ротора при его вращении и обоснование рациональных конструктивных параметров ротора. В качестве объекта исследований принят ротор с вертикальной осью вращения и криволинейным профилем лопастей. Это самый распространённый в практике машиностроения случай. При выполнении исследований авторами использованы методы теоретической механики и высшей математики.
Результаты: по результатам теоретических исследований авторами выведены аналитические выражения, устанавливающие зависимости между кинематическими параметрами движения условной частицы сыпучего груза по лопасти ротора и геометрическими параметрами этой лопасти. Получены простые расчётные формулы, касающиеся выбора рациональной конструкции роторов с криволинейными лопастями. Даются практические рекомендации, касающиеся области применения различных конструкций роторов. Достоверность полученных авторами аналитических выражений подтверждается опытной проверкой.
Ключевые слова: достаточное условие начала движения частицы, криволинейная лопасть, лопастной ротор, расчётная схема, расчётные формулы, рациональный профиль лопасти, сыпучие грузы, технологические машины, уравнение движения, характер схода сыпучего груза, частица груза.
Для цитирования: Алексеев А. В., Шищенко Е. В. Исследование рабочего процесса роторного разбрасывателя сыпучих грузов с криволинейным профилем лопастей // Вестник НГИЭИ. 2018. № 7 (86). С. 29-39.
STUDY OF THE WORKING PROCESS OF THE ROTARY SPREADER GRANULATED CARGO WITH CURVILINEAR PROFILE OF BLADES
© 2018
Anton Vladimirovich Alekseev, Ph. D. (Engineering), The associate professor of the chair «Transport and technology means» Samara State Railway Engineering University, Samara (Russia) Elena Vyacheslavovna Shishchenko, Ph. D. (Pedagogics), The associate professor of the chair «Electric transport » Samara State Railway Engineering University, Samara (Russia)
Abstract
Introduction: blade rotors have wide use as working organs, of modern technological machines. Such machines include, for example, vane-type unloaders of granulated cargoes from acceptance hoppers of open-top wagons, vane-type loaders of granulated cargoes into containers, spreaders of granulated cargoes and etc. Common disad-
vantages of these machines are the unevenness of the discharge of granulized cargo, as well as the possibility of forming stagnant zones cargo between the rotor blades. These problems noticeably reduce the efficiency of the workflow.
Materials and methods: the exact methods of calculation and choice of structural parameters of blade rotors are not worked out now. The parameters in every case select by empiric way. The purpose of this article is to study the nature of granular cargoes gathering from the rotor blades during its rotation and the rationale for rational design parameters of the rotor. As the object of research, a rotor with a vertical axis of rotation and a curvilinear profile of the blades was adopted. This is the most common case in the practice of engineering. When carrying out research, the authors used the methods of theoretical mechanics and higher mathematics.
Results: according to the results of theoretical studies, the authors derived analytical expressions that establish the relationships between the kinematic parameters of the motion of a nominal particle of granulated cargo along the rotor blade and the geometric parameters of this blade. It was developed simple calculation formulas and practical recommendations, concerning the choice of rational construction of rotors with curvilinear blades. Practical recommendations are given regarding the application area of various rotor designs. The veracity of the analytic expressions obtained by the authors is confirmed by an experimental verification.
Keywords: granular cargoes, technological machines, blade rotor, rational blade profile, curved blade, cargo particle, calculated scheme, equation of motion, sufficient condition for the particle to start moving, calculation formulas, the nature of granular cargoes gathering.
For citation: Alekseev A. V., Shishchenko E. V. Study of the working process of the rotary spreader granulated cargo with curvilinear profile of blades // Bulletin NGIEI. 2018. № 7 (86). P. 28-39.
Введение
На предприятиях, занятых производством, хранением, погрузкой-выгрузкой и переработкой сыпучих грузов, широко используются технологические машины, у которых рабочие органы выполнены в виде лопастных роторов. К таким машинам относятся, например, лопастные выгружатели сыпучих грузов из приёмочных бункеров полувагонов, лопастные дозаторы сыпучих грузов в тару, разбрасыватели сыпучих грузов и др. [1, а 58; 2, с. 8; 3, с. 84; 4, с. 187].
Вопросами выбора рациональной конструкции лопастных роторов, применяемых в технологических машинах в качестве транспортирующего, разрыхляющего или перемешивающего органа, занимались многие отечественные и зарубежные учёные. Наиболее значимые из них П. М. Василенко, А. И. Дементьев, Г. В. Левченко и др. [5, с. 239; 6, с. 95; 7, с. 105]. Однако в настоящее время ещё пока не разработаны точные и однозначные методы выбора рациональных геометрических характеристик лопастных роторов. В каждом конкретном случае параметры их назначаются конструктивно, а затем уточняются опытным путём, что требует больших финансовых затрат [8, c. 131].
Целью настоящих исследований является изучение характера схода сыпучего груза с лопастей ротора при его вращении и обоснование рациональных конструктивных параметров ротора.
Материалы и методы
В качестве объекта исследований принят ротор с вертикальной осью вращения и криволинейным профилем лопастей. Это самый распространённый случай в практике машиностроения. При выполнении исследований авторами использованы общеизвестные методы теоретической механики и высшей математики [5, c. 239; 9, с. 784; 10, с. 13; 11, с. 403; 12, c. 291; 13, с. 22].
Учитывая, что лопасти ротора имеют криволинейный профиль, то для удобства изучения характера движения условной частицы груза по лопасти воспользуемся полярной системой координат.
Пусть профиль каждой лопасти ротора очерчен по логарифмической спирали, уравнение которой в полярных координатах имеет вид:
Г = Гст • e-" , а)
где гст - начальное значение полярного радиуса (радиус ступицы лопастного ротора), м.; ф - полярный угол, характеризующий величину изгиба каждой лопасти ротора, рад; а - постоянная, характеризующая рост спирали, a = ctgy, здесь у = const - угол между радиус-вектором, характеризующий положение текущей точки на профиле лопасти и касательной к профилю, проходящей через эту точку, рад.
Основным параметром, характеризующим
геометрический профиль криволинейной лопасти
*
ротора, является величина ф - максимальный полярный угол закручивания лопасти (рис. 1).
Рис. 1. Расчётная схема, устанавливающая связь между параметрами ф^,, в, гст , гн Fig. 1. The design scheme establishing the relationship between the parameters ф^, в, гст , rH
Аналитическая зависимость для определения
угла ф max имеет вид:
* „ • rCTsin Р
Фтах =Р" arCSin-:
г„
(2)
где гн - наружный радиус ротора; в - угол, характеризующий отклонение (изгиб) криволинейной лопасти от радиального положения. Величина в назначается конструктивно.
Для принятых значений радиусов гс
rн по-
стоянная а находится по формуле (см. выражение (1)):
1
a =
r
-In .
Ф m
(3)
Поскольку сыпучий груз представляет собой систему частиц установленных размеров, свойств и формы, то для упрощения исследований целесообразно перейти к изучению характера движения одной условной частицы груза относительно лопасти ротора.
На рис. 2, а показана схема распределения скоростей частицы при движении её относительно лопасти ротора в полярной системе координат: Уа -абсолютная скорость частицы (точки при сложном движении); Уе - переносная скорость частицы (окружная скорость частицы во вращательном движении относительно оси ротора); Уотн - относительная скорость частицы вдоль лопасти. Направление вращения ротора принято по часовой стрелке. Профиль лопасти очерчен по левой логарифмической спирали, что соответствует изгибу (закручиванию) её по направлению ю.
Прикладываем силы, действующие на условную частицу груза, текущее положение которой на лопасти характеризуется полярным радиусом r и полярным углом ф (рис. 2, б):
- сила тяжести m ■ g (направлена перпендикулярно плоскости чертежа);
- центробежная сила инерции фц = m ■ ю2 ■ r;
- Кориолисова сила инерции Ф = 2m ■ ю ■ s;
- сила нормального давления лопасти N = Ф + Фц ■ sin V;
- сила трения скольжения частицы по лопасти
К = N ■ f ;
- сила трения скольжения частицы о дно питателя = m ■ g ■ f .
Поскольку система отчёта, связанная с лопастью ротора, не является инерциальной, то в число сил, действующих на условную частицу груза, дополнительно введены Кориолисова сила инерции Фс и центробежная сила инерции Фц .
Для исключения вертикального перемещения вниз условной частицы груза после начала её контакта с лопастью ротора достаточно выполнение неравенства:
mg < 2mюVíofст, (4)
откуда
g
ю > 1.3-
(5)
2^ /ст
где т - масса частицы груза, кг; V - начальная скорость частицы относительно лопасти, V , м/с; 1.3 - коэффициент запаса против сдвига.
r
ст
С учётом всех действующих сил (включая Кориолисову Фс и центробежную ФЦ силы инерции), составляем дифференциальное уравнение относительного движения условной частицы груза по лопасти (в проекции сил на касательную к лопасти):
ms = mra2r cos у — 2mf(rn — mf<s>2r sin у — mgf. (6) Выражение (6) представляет основное уравнение динамики (II-й закон Ньютона) применительно к неинерциальной системе отсчёта.
Рис. 2. Расчётная схема движения частицы сыпучего груза по криволинейной
лопасти ротора, очерченной по левой логарифмической спирали: а - картина распределения скоростей частицы; б - схема нагружения частицы Fig. 2. The calculation scheme of the motion of a particle of granular cargo along the curved blade of the rotor, outlined along the left logarithmic spiral: a - picture of particle speeds distribution; b - scheme of loading of a particle
Выполненные авторами проверочные расчёты выявили незначительное влияние (менее 1 %) силы на время и относительную скорость схода частицы с лопасти. Поэтому при проведении дальнейших теоретических исследований, в целях упрощения вида аналитических зависимостей, силу F^ = m ■ g ■ f не учитываем.
Разделив обе части уравнения (6) на m и пренебрегая силой трения , запишем
s = ю2 ■ r ■ cosy — 2 f ■©■ s — f ■ю2 ■ r ■ sin у. (7) Для полярной системы координат справедливы соотношения (рис. 2, а):
cos у = —; s
sin у =
r(
(8)
(9)
Учитывая, что профиль лопастей ротора очерчен по логарифмической спирали (см. уравнение (1)), можно записать:
Г = гст • а-ф- еаф = гаф ; (10)
( =
ra
(11)
Тогда относительная скорость и относительное тангенциальное ускорение частицы груза вдоль лопасти с учётом рис. 2, а равны:
= V- =1
■2. 2-2
=U
2
r2 + r 2(2 =— Va +1 ; (12)
a
.. ..л/l + a 2
s = r -
a
(13)
Уравнение (7) приводится к следующему ви-
ду:
•• Г • ю2 ■ a ■(a — f)
r + 2 f ■&■ r--J ' ■ r = 0.
1 + a
2
(14)
Имеем однородное дифференциальное уравнение второго порядка, общее решение которого имеет вид:
k t ks^t
r = Сгв 1 + C2e 2
kt kJt
r = Vr = C^k^e 1 + 2 ,
(15)
(16)
где С\, С2 - постоянные интегрирования, определяемые из начальных условий t = 0; г = г ; V = V •
С =
V0 — k2rст k1 — k2
70 + k 2гст
k1 — k2 k2 — кГ
(17)
С2 =■
V0 — k1rCT k2 — k1
V
0
k2 — k1
k1rCT k1 — k2
(18)
где Кь к2 - корни характеристического уравнения.
Рассмотрим теперь характер движения частицы груза по лопасти ротора, профиль которой очерчен по правой логарифмической спирали. Направление вращения ротора оставляем прежнее - по часовой стрелке. Следовательно, закручивание (изгиб) лопасти в рассматриваемом случае будет противоположно ю. Схема распределения скоростей частицы при движении ее по лопасти ротора в текущий момент времени приведена на рисунке 3, а.
Дифференциальное уравнение движения частицы груза относительно лопасти ротора имеет вид (рис. 3, б):
r + 2 f ■ ю ■ r —
ю2 ■ a ■ (a +
(a + f)
1 + a
2
■ r = 0
(19)
Общим решением уравнения (19) является выражение (15), полученное ранее для уравнения (14). Выражение для определения относительной скорости частицы совпадает с формулой (16). Постоянные интегрирования Сь С2 определяются по полученным ранее формулам (17), (18).
Коэффициенты к2 для описанных случаев определяются по следующим формулам:
k1 = ю- (—f + J f 2 +
a (a ± f)
1 + a
2
k 2 =ю- (—f — f 2 +
ja ± f)
1 + a
2
) .
(20) (21)
Знак «-» соответствует случаю закручивания лопастей ротора по направлению ю (левая логарифмическая спираль). Знак «+» - в направление, противоположное ю (правая логарифмическая спираль).
Угол поворота ротора, за который частица груза переместится по лопасти из начального положения г0 в крайнее положение гн, рад
Ф р = ®лр^, (22)
где ¿сх - время схода частицы с лопасти, с. Время определяется из уравнения (15), приняв г = гн.
При проведении практических расчётов перед подстановкой значений У0 и гст в формулы для определения постоянных интегрирования С1, С2 необходимо проверить выполнение достаточного условия начала движения частицы относительно лопасти ротора. Указанное условие состоит в том, чтобы, во-первых, сохранялся контакт частицы с лопастью, во-вторых, чтобы величина движущей силы, действующей на частицу, была больше силы трения частицы о лопасть ротора [14, с. 79].
Рис. 3. Расчётная схема движения частицы сыпучего груза по криволинейной лопасти ротора, очерченной по правой логарифмической спирали: а - картина распределения скоростей частицы; б - схема нагружения частицы Fig. 2. The calculation scheme of the motion of a particle of granular cargo along the curved blade of the rotor, outlined along the right logarithmic spiral: a - picture of particle speeds distribution; b - scheme of loading of a particle
Математически это выглядит следующим образом (рис. 2, 3):
N > 0
ФЦ • cos ц > Ft'f
1
V0 > + — с • гст • sin ц,
2
V <
< -1 • с • (гСт • cos ц + f • гСт • sin ц).
2f
(23)
(24)
Знак «-» соответствует левой логарифмической спирали. Знак «+» соответствует правой логарифмической спирали.
Условие (23) устанавливает диапазон значений У0, при которых обеспечивается контакт частицы с лопастью. Невыполнение указанного условия приводит к отрыву частицы от лопасти. На практике обычно V — 0. Условие (24) ограничивает негативное влияние силы трения р^ в момент времени / = 0
, соответствующий началу относительного движения частицы по лопасти.
Наиболее затруднительным является движение частицы по лопасти, очерченной по левой логарифмической спирали (рис. 3). Как следует из формулы (24), условие V — 0 может быть обеспечено только для некоторых сочетаний значений у и гст.
Во всех остальных случаях относительное движение частицы по лопасти является невозможным. Частица как бы «приклеивается» к лопасти и вращается вместе с ней. При использовании роторов с подобным расположением лопастей в реально действующих технологических машинах сход сыпучего груза происходит неравномерно, прерывисто. Сыпучий груз скапливается в межлопастном пространстве ротора. Это вызывает нарушение процесса истечения сыпучего груза из накопительного бункера, под которым установлен лопастной ротор, а следовательно, приводит к образованию сводов в его полости.
Для разрушения сводов требуются необоснованно большие затраты энергии. Приведенные недостатки позволяют говорить о нежелательности применения указанного типа роторов в технологических машинах любого назначения [15, с. 1168; 16, с. 215; 17, с. 48].
Ротор, лопасти которого описаны по правой логарифмической спирали, имеет важное преимущество перед описанным случаем. Оно состоит в возможности реально подобрать потребную скорость У0 для любого сочетания значений у и гст. Это объясняется меньшей величиной силы трения р^ скольжения частицы по лопасти при одной и той же величине движущей силы фц. сову (рис. 2, 3). Указанный тип роторов, однако, имеет свои недостатки. Как следует из формулы (23), условие N — 0 не выполняется при У0 = 0 и при других близких к нулю положительных значениях начальной скорости частицы. В результате частицы сыпучего груза после контакта с лопастями ротора сразу отрываются от них. Лопасти ротора в этом случае выполняют функцию лопаток, отбрасывая в сторону встречающийся на своем пути сыпучий груз [18, с. 335; 19, с. 203].
Роторы с подобным расположением лопастей целесообразно применять в тех случаях, когда требуется интенсивный сброс сыпучего груза за пределы рабочей зоны ротора, например, в лопастных выгру-жателях бункеров или разбрасывателях роторного типа. Однако они малоприменимы в технологических машинах, где сход сыпучего груза с лопастей ротора должен происходить равномерным и непрерывным потоком. К таким машинам относятся, например, дозаторы сыпучего груза в тару. В них поступление сыпучего груза в приёмные окна дозирующих патрубков должно осуществляться равномерным и сплошным потоком. Это необходимо для уменьшения колебаний производительности рабочего процесса. Начальная скорость поступления сыпучего груза в рабочую зону лопастного ротора невелика и составляет обычно не более 1 м/с [20, с. 45; 21, с. 37].
Результаты
Выполненный авторами анализ расчётных схем движения частиц по криволинейным лопастям ротора выявил следующие характерные особенности. Если ротор вращается против часовой стрелки, а его лопасти очерчены по правой логарифмической спирали, то дифференциальное уравнение относительного движения частиц по лопастям ротора совпадает с уравнением (14), полученным ранее для случая вращения ротора по часовой стрелке, лопасти которого очерчены по левой логарифмической спирали. Аналогично, если ротор вращается против часовой стрелки, а его лопасти очерчены по левой логарифмической спирали, то дифференциальное уравнение относительного движения частиц по лопастям ротора совпадает с уравнением (19), полученным ранее для случая вращения ротора по часовой стрелке, лопасти которого очерчены по правой логарифмической спирали. Таким образом, вид уравнений относительного движения частиц по лопастям ротора зависит не только от направления изгиба лопастей (направления закручивания спирали), но и от принятого направления вращения ротора [22, с. 75].
Характер схода сыпучего груза с лопастей роторов с горизонтальной осью вращения аналогичен рассмотренному выше для роторов с вертикальной осью вращения. Отличие состоит лишь в том, что на характер схода сыпучего груза с лопастей ротора с горизонтальной осью вращения оказывает дополнительное влияние вес частиц сыпучего груза. Однако выполненные авторами проверочные расчёты для роторов с горизонтальной осью вращения выявили незначительное влияние (менее 1,5 %) веса частиц на время ¿сх их схода с лопастей ротора.
Следовательно, расчётные схемы на рисунках 2, 3, а также аналитические выражения, полученные для лопастных роторов с вертикальной осью вращения, остаются справедливы и для лопастных роторов с горизонтальной осью вращения.
Заключение
Подводя итог выполненным теоретическим исследованиям, можно сделать следующие практические выводы:
- форма профиля лопастей ротора имеет большое влияние на характер движения по ним частиц сыпучего груза;
- применение роторов, лопасти которых криволинейны и при этом изогнуты по направлению угловой скорости ю, является технологически нежелательным;
- роторы, лопасти которых криволинейны и при этом изогнуты в направление, противоположное ю, целесообразно применять в тех случаях, когда требуется интенсивный сброс сыпучего груза за пределы рабочей зоны ротора, например, в лопастных выгружателях бункеров или разбрасывателях роторного типа;
- сход сыпучего груза с лопастей роторов с вертикальной и горизонтальной осями вращения имеет аналогичный характер.
Проведённые авторами эксперименты подтверждают достоверность и практическую пригодность аналитических выражений, описывающих процесс схода сыпучего груза с лопастей ротора при его вращении.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Плюхин Д. С., Угодин Е. Г., Иконников Е. А. и др. Погрузочно-разгрузочные работы с насыпными грузами. Справочник. М. : Транспорт, 1989. 303 с.
2. Алексеев А. В. Совершенствование затарочных устройств в транспортно-технологических схемах перевозки сыпучих грузов : автореферат дис. канд. техн. наук: 05.22.01 / Санкт-Петербургский гос. ун-т путей сообщения. Санкт-Петербург, 2003. 16 с.
3. Алексеев А. В. Анализ структуры современных складов сыпучих грузов // Наука и техника транспорта, 2013. № 3. С. 84-87.
4. Алексеев А. В. Классификация и принцип работы механических устройств для заполнения клапанных мешков насыпными грузами // Сб. научн. трудов СГСХА «Актуальные агроинженерные проблемы АПК». Самара : СГСХА, 2002. С. 187-189.
5. Василенко П. М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев, 1960. 284 с.
6. Дементьев А. И. Исследование роторного разбрасывателя органических минеральных удобрений. Дисс. канд. техн. наук: 05.20.01. Саратовский гос. агроинж. ун-т. Саратов, 1965. 144 с.
7. Левченко Г. В. Повышение эффективности погрузки органических удобрений погрузчиком непрерывного действия и оптимизация параметров лопастного питателя. Дисс. канд. техн. наук: 05.20.01 /Саратовский гос. агроинж. ун-т. Саратов, 1998. 156 с.
8. Зенков Р. Л., Гриневич Г. П., Исаев В. С. Бункерные устройства. М. : Машиностроение, 1977. 223 с.
9. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М. : Наука, 1977. 870 с.
10. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисление. Учебное пособие для втузов. 13 изд. М. : Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985. 560 с.
11. Яблонский А. А., Никофорова В. М. Курс теоретической механики. Учебник для техн. вузов. 8-е изд., стереотипное, СПб. : Издательство «Лань», 2001.768 с.
12. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. Учебник для втузов. Издание пятое, стереотипное. М. : Наука, 1967. 478 с.
13. Дудкин Е. П., Алексеев А. В. Движение частиц сыпучего груза по лопастям роторов технологических машин // Транспортное строительство, 2010. № 8. С. 22-24.
14. Алексеев А. В., Глобенко Е. В., Жарков М. С. и др. Теория механизмов и машин. Конспект лекций. Самара, СамГАПС, 2006. 242 с.
15. Jenike A. W. Elsey P. I. Flow properties of bulk solids // «Proceedings A.S.T.M.», Vol. 60, 1960. P.1168-1181.
16. Дудкин Е. П., Побежимов Н. Ф., Алексеев А. В. Исследование причин нестабильной работы устройств для заполнения сыпучих грузов в тару // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск, 2005. С. 215-221.
17. Дудкин Е. П., Алексеев А. В. Повышение точности дозирования сыпучих грузов в тару // Транспорт: наука, техника, управление, 2011. № 11. С. 48-52.
18. Алексеев А. В., Вертинский Е. В. К вопросу минимизации величины потребной мощности для вращения лопастных роторов // Сборник труды XI международной научной конференции «Инновации в науке, образовании и бизнесе - 2013», Калининград : КГТУ, 2013. С. 335-338.
19. Алексеев А. В. Исследование влияния формы профиля и расположения лопастей ротора на величину потребной мощности для его вращения // Научные проблемы Сибири и Дальнего Востока, 2011. № 1. С. 203-208.
20. Алексеев А. В., Виноходов И. Н. Анализ факторов, влияющих на неравномерность выпуска сыпучего груза при работе затарочных устройств. // Материалы XII международной научной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». Липецк : Издательский центр «Гравис», 2013. С. 45-49.
21. Алексеев А. В., Шупиков Р. С. Анализ причин, снижающих эффективность работы затарочных устройств с горизонтальной осью вращения лопастного ротора // Транспорт: наука, техника, управление, 2014. № 11. С. 37-39.
22. Алексеев А. В. Затарочные устройства сыпучих грузов: конструкция, принцип работы и перспективы совершенствования. Монография. Самара : НОУ ВПО «Международный институт рынка», 2011. 128 с.
Дата поступления статьи в редакцию 12.04.2018, принята к публикации 22.05.2018.
Информация об авторах: Алексеев Антон Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Наземные транспортно-технологические средства»
Адрес: Самарский государственный университет путей сообщения, 443066, Россия, Самара, ул. Свободы, 2в E-mail: [email protected] Spin-код: 2203-1084
Шищенко Елена Вячеславовна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Электрический транспорт».
Адрес: Самарский государственный университет путей сообщения, 443066, Россия, Самара, ул. Свободы, 2в E-mail: [email protected] Spin-код: 7823-4244
Заявленный вклад авторов: Алексеев Антон Владимирович: общее руководство проектом, анализ и дополнение текста статьи. Шищенко Елена Вячеславовна: научное руководство, написание основной части текста.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Plyuhin D. S., Ugodin E. G., Ikonnikov E. A. i dr. Pogruzochno-razgruzochnye raboty s nasypnymi gruzami: Spravochnik [Loading and unloading operations with granular cargo], Moscow: Transport, 1989, 303 p.
2. Alekseev A. V. Sovershenstvovanie zatarochnyh ustrojstv v transportno-tekhnologicheskih shemah perevoz-ki sypuchih gruzov [Perfection of packaging devices in transport-technological schemes of transportation of granular cargoes. Ph. D. (Engineering) Thesis. 05.22.01], Sankt-Peterburgskij gos. un-t putej soobshcheniya, Sankt-Peterburg, 2003, 16 p.
3. Alekseev A. V. Analiz struktury sovremennyh skladov sypuchih gruzov [Analysis of the structure of modern warehouses of granular cargo], Nauka i tekhnika transporta [Science and technology of transport], 2013, No. 3, pp. 84-87.
4. Alekseev A. V. Klassifikaciya i princip raboty mekhanicheskih ustrojstv dlya zapolneniya klapannyh meshkov nasypnymi gruzami [Classification and operating principle of mechanical devices for filling valve bags in granular cargoes], Sb. nauchn. trudov SGSKHA «Aktual'nye agroinzhenernye problemy APK» [Collection of scientific works of the STAA <(Actual agroengineeringproblems of agroindustrial complex»], Samara: SGSKHA, 2002, pp. 187-189.
5. Vasilenko P. M. Teoriya dvizheniya chasticy po sherohovatym poverhnostyam sel'skohozyajstvennyh mashin [The theory of motion of a particle over rough surfaces of agricultural machines], Kiev, 1960, 284 p.
6. Dement'ev A. I. Issledovanie rotornogo razbrasyvatelya organicheskih mineral'nyh udobrenij [Study of the rotary spreader of organic mineral fertilizers, Ph. D. (Engineering) Diss. 05.20.01], Saratovskij gos. agroinzh. un-t, Saratov, Saratov, 1965, 144 p.
7. Levchenko G. V. Povyshenie ehffektivnosti pogruzki organicheskih udob-renij pogruzchikom nepreryvnogo dejstviya i optimizaciya parametrov lopast-nogo pitatelya [Increasing the efficiency of loading organic fertilizers with a continuous loader and optimizing the parameters of the blade feeder, Ph. D. (Engineering) Diss. 05.20.01], Saratovs-kij gos. agroinzh. un-t, Saratov, 1998, 156 p.
8. Zenkov R. L., Grinevich G. P., Isaev V. S. Bunkernye ustrojstva [Bunker devices]. Moscow: Publ. Mashino-stroenie, 1977, 223 p.
9. Vygodskij M. Ya. Spravochnik po vysshej matematike [Handbook of Higher Mathematics], Moscow: Nau-ka, 1977, 870 p.
10. Piskunov N. S. Differencial'noe i integral'noe ischislenie [Differential and integral calculus], Vol. 2, Uchebnoe posobie dlya vtuzov, Moscow: Nauka, Glavnaya redakciya fiziko-matematicheskoj literatury, 1985, 560 p.
11. Yablonskij A. A., Nikoforova V. M. Kurs teoreticheskoj mekhaniki [Course of theoretical mechanics], Uchebnik dlya tekhn. vuzov, 8-e izd., stereotipnoe. Saint-Petersburg: Publ. «Lan'», 2001, 768 p.
12. Targ S. M. Kratkij kurs teoreticheskoj mekhaniki [A short course of theoretical mechanics], Uchebnik dlya vtuzov. Izdanie pyatoe, stereotipnoe Moscow: Nauka, 1967, 478 p.
13. Dudkin E. P., Alekseev A. V. Dvizhenie chastic sypuchego gruza po lopastyam rotorov tekhnologicheskih mashin [Movement of particles of granular cargo along the blades of rotors of technological machines], Transportnoe stroitel'stvo [Transport construction], 2010, No. 8. pp. 22-24.
14. Alekseev A. V., Globenko E. V., ZHarkov M. S. i dr, Teoriya mekhanizmov i mashin, Konspekt lekcij [Theory of mechanisms and machines], Samara, SamGAPS, 2006, 242 p.
15. Jenike A. W. Elsey P. I. Flow properties of bulk solids, «Proceedings A.S.T.M.», Vol. 60, 1960, pp.1168-1181.
16. Dudkin E. P., Pobezhimov N. F., Alekseev A. V. Issledovanie prichin nestabil'noj raboty ustrojstv dlya zapol-neniya sypuchih gruzov v taru [Investigation of the causes of unstable operation of devices for filling granular cargo in containers], Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk, Special'nyj vypusk [News the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Special issue], 2005. pp. 215-221.
17. Dudkin E. P., Alekseev A. V. Povyshenie tochnosti dozirovaniya sypuchih gruzov v taru [Increase the accuracy of dosing bulk goods in containers], Transport: nauka, tekhnika, upravlenie [Transport: science, technology, management], 2011, No. 11, pp. 48-52.
18. Alekseev A. V., Vertinskij E. V. K voprosu minimizacii velichiny potrebnoj moshchnosti dlya vrashcheniya lopastnyh rotorov [To the question of minimizing the amount of power required for rotating rotor blades], Sbornik trudy XI mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii «Innovacii v nauke, obrazovanii i biznese - 2013» [Proceedings of the XI International Scientific Conference «Innovations in Science, Education and Business - 2013»], Kaliningrad: KGTU, 2013, pp.335-338.
19. Alekseev A. V. Issledovanie vliyaniya formy profilya i raspolozheniya lopastej rotora na velichinu potrebnoj moshchnosti dlya ego vrashcheniya [Investigation of the effect of the shape of the profile and the location of the rotor blades on the amount of power required for its rotation], Nauchnye problemy Sibiri i Dal'nego Vostoka [Scientific problems of Siberia and the Far East], 2011, No. 1. pp. 203-208.
20. Alekseev A. V., Vinohodov I. N. Analiz faktorov, vliyayushchih na neravnomernost' vypuska sypuchego gru-za pri rabote zatarochnyh ustrojstv [Analysis of factors affecting the unevenness of the release of bulk cargo during the operation of tanning devices], Materialy XII mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii <Aktual'nye voprosy sovremennoj tekhniki i tekhnologii» [Materials of the 12th international scientific conference «Actual problems of modern technology and technology»], Lipeck: Publ. «Gravis», 2013, pp. 45-49.
21. Alekseev A. V., Shupikov R. S. Analiz prichin, snizhayushchih ehffektivnost' raboty zatarochnyh ust-rojstv s gorizontal'noj os'yu vrashcheniya lopastnogo rotora [Analysis of the causes that reduce the efficiency of the operation of tanning devices with the horizontal axis of rotation of the blade rotor], Transport: nauka, tekhnika, upravlenie [Transport: science, technology, management], 2014, No. 11, pp. 37-39.
22. Alekseev A. V. Zatarochnye ustrojstva sypuchih gruzov: konstrukciya, princip raboty i perspektivy sover-shenstvovaniya, Monografiya [Granular cargo packaging devices: design, operating principle and prospects for improvement], Samara: NOU VPO «Mezhdunarodnyj institut rynka», 2011, 128 p.
Submitted 12.04.2018; revised 22.05.2018.
About the authors:
Anton V. Alekseev, Ph. D. (Engineering), the associate professor of the chair «Transport and technology means» Address: Samara State Railway Engineering University, 443066, Russia, Samara, Svobody Str., 2в E-mail: [email protected] Spin-код: 2203-1084
Elena V. Shishchenko, Ph. D. (Pedagogics), the associate professor of the chair «Electric transport» Address: Samara State Railway Engineering University, 443066, Russia, Samara, Svobody Str. 2в E-mail: [email protected] Spin-код: 7823-4244
Contribution of the authors: Anton V. Alekseev: managed the research project, analysing and supplementing the text. Elena V. Shishchenko: research supervision, wrote most parts of the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01
УДК 338.436:636.2.034.003.13 (470.325)
МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ НЕТЕЛЕЙ К ЛАКТАЦИИ
© 2018
Анатолий Алексеевич Курочкин, доктор технических наук, профессор кафедры «Пищевые производства» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный технологический университет», Пенза (Россия) Владимир Михайлович Зимняков, доктор экономических наук, профессор кафедры «Переработка сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный аграрный университет», Пенза (Россия) Дмитрий Иванович Фролов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевые производства» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный технологический университет», Пенза (Россия)
Аннотация
Введение: анализ современных технологий производства молока с позиций системного подхода показывает, что к их наиболее слабым звеньям относятся подсистемы типа «Человек-Машина-Животное». Примером такой подсистемы является технология машинного доения коров, от рациональной организации которой в значительной мере зависит производство молока в целом. Такое значение машинного доения коров отчасти объясняется тем, что отдельные составляющие технологии производства молока отрицательно влияют на продуктивность животных, и при этом они не могут быть из нее исключены. Подготовка нетелей к лактации относится к одному из наиболее эффективных технологических приемов повышения продуктивности коров-первотелок. Ее реализация предусматривает массаж вымени нетелей за 2-3 месяца до их отела с помощью специальных технических средств и служит для приучения животных к доильному оборудованию и интенсификации роста и развития их молочной железы. В статье дано обоснование методики технико-экономической оценки технологии подготовки нетелей к лактации при учете эффективного способа адаптации животных к машинному доению.
Материалы и методы: для технико-экономической оценки использовались методы приведенных затрат и экономического эффекта, методы абсолютной и сравнительной экономической эффективности. Критерием экономической эффективности технологии является прирост прибыли или снижение себестоимости производимой продукции в хозяйстве.
Результаты и обсуждение: получена зависимость экономического эффекта, связанного с внедрением машинного массажа вымени нетелей и в результате уменьшения количества выбракованных первотёлок. Заключение: проведённый расчет позволил дать оценку технико-экономического уровня технологии подготовки нетелей к лактации. Полученные зависимости дают возможность оптимизировать основные параметры технологии подготовки нетелей к лактации. К ним относится число сеансов массажа, время
