CC BY
13
About the authors:
Vyacheslav M. Ivanov, Ph. D. (Engineering), associate Professor of the Department «Transport technological machines and complexes»
Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29
E-mail: slava_ivanov_52@mail.ru
Spin-code:4133-3587
Yuriy F. Kazakov, Dr. Sci. (Engineering), Professor of chair «Transport and technological machines and complexes» Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: ura.kazakov@mail.ru Spin-code: 8897-5874
Vladimir I. Medvedev, Dr. Sci. (Engineering), Professor of chair «Transport and technological machines and complexes»
Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003, Russia, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: mvi1928@mail.ru Spin-code: 5203-6896
Contribution of the authors: Vyacheslav M. Ivanov: search for analytical materials in Russian and international sources. Yuriy F. Kazakov: developed the theoretical framework, writing of the draft. Vladimir I. Medvedev: managed the research project.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 631.361.5
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВОЙ ШЛИФОВАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
© 2018
Зураб Джемалович Гургенидзе, инженер кафедры «Общеинженерные дисциплины» Равиль Ибрагимович Ибятов, доктор технических наук, профессор кафедры «Физика и математика» Фанис Фаридович Яруллин, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность» Сергей Мирбатович Яхин, доктор технических наук, профессор кафедры «Общеинженерные дисциплины»
Аннотация
Введение: технология предпосевной подготовки семян сахарной свёклы предусматривает обязательное выполнение комплекса технологических операций: сушка; очистка, которая осуществляется путём сортирования исходного материала по толщине, ширине, длине, по плотности и аэродинамическим свойствам; калибровка, в том числе операции шлифования рыхлого паренхимного слоя околоплодника при помощи различных по принципу действия шлифовальных машин и установок. Как показывает анализ, применяемые в производстве шлифовальные машины не в полной мере удовлетворяют предъявляемым требованиям. В связи с этим разработка и внедрение в производство дисковых шлифовальных установок является актуальной научно-технической задачей.
Материалы и методы: для оценки качества шлифования, в отличие от известных методик, разработана методика, предусматривающая определение уменьшения массы обрабатываемых семян сахарной свёклы за один проход.
Результаты: разработана конструкция дисковой шлифовальной установки, для качественной обработки семян сахарной свеклы с изменяемыми параметрами частоты вращения нижнего диска п, рабочего зазора между дисками h и расхода подачи семян q. По результатам экспериментальных исследований получены зависимости, характеризующие влияние частоты вращения нижнего диска, рабочего зазора между дисками и расхода подачи семян на качество шлифования семенного материала.
Обсуждение: предложена методика обоснования влияния независимых факторов п, h и q на качество шлифования m решением задачи оптимизации.
Заключение: в результате получены следующие значения искомых переменных, которые являются наилучшими: n = 700 мин"1; h = 2,4 мм; q = 270 кг/ч.
Ключевые слова: качество шлифования, подача семян, рабочий зазор, частота вращения, шлифование семян.
Для цитирования: Гургенидзе З. Д., Ибятов Р. И., Яруллин Ф. Ф., Яхин С. М. Обоснование конструктивно-технологических параметров дисковой шлифовальной установки // Вестник НГИЭИ. 2018. № 4 (63). С. 28-38.
SUBSTANTIATION OF THE DESIGN AND TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF THE DISC GRINDING MACHINE
© 2018
Zurab Dzhemalovich Gurgenidze, engineer, of the chair «All-engineering Disciplines» RavilIbrahimovic Ibyatov, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair «Physics and Mathematics department» Fanis Faridovich Yarullin, Ph. D. (Engineering), associate professor of the chair «Technosphere safety department» Sergey Mirbatovich Yakhin, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair «All-engineering Disciplines»
Abstract
Introduction: the seebed preparation technology of sugar beed seeds provides for compulsory realization of a complex of technical operations. As the analysis shows, grinding machines which are used in production do not fully meet the case. As a result, the engineering and manufacturing of dick grinding machines is an actual scientific and technological task.
Materials and Methods: by contrast with known techiques, a new method has been envolved to access the quality of grinding which provides for the determination of processed sugar beet seeds' mass reduction per pass. Results: design of the disc grinding machine for quality processing of the sugar beetroot seeds with changeable parameters of lower disc speed n, working clearance between the disc h and seed flow rate q. As a result of experimental research dependencies were achieved which characterize influence of lower disc speed, working clearance between the discs and seed flow rate.
Discussion: a method for substantiation of the influence of independent factors n, h and q on the quality of grinding m via solving the task of optimization.
Conclusions: as a result the following values of the variables in question were achieved: n = 700 min1; h = 2,4 mm; q = 270 kg/h which are the best.
Key words: grinding of seeds, grinding quality, speed of rotation, working clearance, seed flow rate.
For citation: Gurgenidze Z. D., Ibyatov R. I., Yarullin F. F., Yakhin S. M. Substantiation of the design and technological parameters of the disc grinding machine // Bulletin NGIEI. 2018. № 4 (63). P. 28-38.
Введение
В Российской Федерации технология предпосевной подготовки семян сахарной свёклы поставлена, как известно, на промышленную основу и предусматривает обязательное выполнение комплекса технологических операций [3, с. 169; 11, с. 1; 18, с. 76]: сушка; очистка, которая осуществляется путём сортирования исходного материала по толщине, ширине, длине, по плотности и аэродинамическим свойствам; калибровка, т. е. разделение семян на посевные фракции: 3,5...4,5 мм, 4.5...5,5 мм и более 5,5 мм; барботирование, т. е. намачивание семян водой, насыщенной кислородом; шлифование околоплодника; сегментирование - механическое разделение многоростковых семян на отдельные сегменты с целью снижения их ростковости; инкрустация и дражирование - нанесение на поверхность семян инсектицидов, фунгицидов, стимуляторов роста и защитной питательной оболочки. Основной
технологической операцией является шлифование рыхлого паренхимного слоя околоплодника при помощи различных по принципу действия шлифовальных машин и установок.
Шлифование рыхлого паренхимного слоя околоплодника семян, безусловно, направлено на повышение качества подготовки семян [5, с. 212; 19, с. 283] и обусловлено особой структурой околоплодника.
Околоплодник семян построен из толстостенных клеток и является плотной и прочной оболочкой (футляром) для маленького, нежного семени. Он отличается большей гигроскопичностью, чем собственно семя. Наряду с положительными свойствами защитного характера и значением для водоснабжения семени, околоплодник с его наружными паренхимными тканями может быть носителем инфекций, ведущих к заболеваниям свекловичного проростка. Мертвые паренхимные клетки с остат-
ками в них органических веществ при пропитывании водой служат субстратом для развития различных микроорганизмов.
Таким образом, рыхлая паренхимная ткань околоплодника роль механической защиты семени не играет, а является лишь средой для развития инфекций. Поэтому этот слой в ходе подготовки семян к севу должен быть удалён механическим (принудительным) способом с помощью различных установок.
В процессе шлифования, кроме удаления паренхимы, частично обламываются выступающие кромки семян, плод становится более гладким и округлённым, масса семян уменьшается на 5...25 %, объёмная масса повышается на 30.50 % [8, с. 1]. Шлифование повышает качество выполнения последующей технологической операции — дражиро-вания семян.
Исследованиями Доронина В. А. [4, с. 31] установлено, что при увеличении степени шлифования семян фракции 4,5.5,5 мм от 3,1 до 26,2 % все они переходят во фракцию 3,5.4,5 мм. При степени шлифования до 6 % энергия прорастания семян повышается до 10 % и более.
У шлифованных семян всходы появляются на 1—2 дня раньше, они потребляют меньше воды при набухании. Помимо этого, улучшается текучесть и обеспечивается плотное прилегание семени к всасывающим отверстиям высевающего диска, следовательно, при посеве формируется оптимальная густота растений на один погонный метр.
Исследованиями Юнусова Р. А. [20, с. 206] также установлено, что удаление паренхимного слоя околоплодника повышает удерживаемость на нём химических препаратов в ходе инкрустации семян.
В существующих и анализируемых дисковых шлифовальных установках рабочие органы - диски в основном совершают обычное вращательное движение вокруг своих осей. В предлагаемых нами шлифовальных установках для повышения эффективности одному из дисков сообщают круговое поступательное движение.
Первая попытка создать конструкцию привода, который обеспечивает такое движение, была сделана в 1955 г. исследователями из Франции [12, с. 1]. Они применили двухкривошипную подвеску рабочего диска. Однако установка оказалась практически неработоспособной, поскольку данный параллело-граммный принцип построения кинематической цепи требует для вывода кривошипов из так называемых нулевых «мёртвых» положений дополнительных механизмов.
Исследование, проведённое в Казанском сельскохозяйственном институте в 1974 г. Мудровым А. Г. [6, с. 88] по разработке конструкции режущего аппарата, ножевая полоса которого совершает круговое поступательное движение показала, что для исключения нулевых «мёртвых» положений должен быть применён многокривошипный принцип построения замкнутой кинематической цепи.
Этот принцип был положен в основу учёными Казанской государственной сельскохозяйственной академии при создании в 1996 г. базовой дисковой шлифовальной установки [9, с. 1] и получил дальнейшее развитие в 2015 г. при усовершенствовании шлифовальной установки базовой конструкции [13, с. 1; 14, с. 1; 15, с. 1].
Несмотря на рациональность такой конструкции, предложенный способ компоновки не получил распространения. Более того, отдельные авторы до сих пор его называют ненадёжным [8, с. 1], а другие — продолжают создавать устройства на базе двух-кривошипной подвески, но с приводом на оба кривошипа при помощи сложных зубчатых механизмов [10, с. 1].
Как показывает анализ, существующие и применяемые в производстве шлифовальные машины и установки дискового типа не в полной мере удовлетворяют предъявляемым требованиям, сложны по конструкции, имеют низкую производительность, энергоёмки и травмируют семенной материал [7, с. 116].
В связи с этим разработка и внедрение в производство дисковых шлифовальных установок для повышения эффективности свеклосахарной отрасли является актуальной научно-технической задачей.
Для проведения экспериментальных исследований в лабораторных условиях в Казанском ГАУ была разработана конструкторская документация и на её основе изготовлен в условиях завода ОАО «Тасма» (г. Казань) опытно-промышленный образец базовой дисковой шлифовальной установки [16, с. 1; 17, с. 1]. Важным этапом оптимизации конструктивных, кинематических и технологических параметров дисковой шлифовальной установки является проведение экспериментальных исследований. Они проводились на основе опытно-промышленного образца базовой дисковой шлифовальной установки, а также лабораторной установки, разработанной на кафедре теории механизмов и машин.
На рисунке 1 представлена конструктивная схема шлифовальной установки. Работает шлифовальная установка следующим образом. Предварительно откалиброванный семенной материал из приёмной загрузочной воронки 6 через магнитный
уловитель металлических примесей 8 самотёком поступает на вращающийся нижний диск. Под действием центробежных сил семена попадают в рабочее пространство между нижним и верхним дисками, и постепенно перемещаясь к периферии нижнего диска, интенсивно шлифуются. Кроме удаления
паренхимы здесь дополнительно обламываются выступающие кромки околоплодника и семена становятся более округлыми.
Отшлифованные семена собираются в бункере 3 и через разгрузочный патрубок 5 порционно выводятся из устройства.
Рис. 1. Конструктивная схема опытно-промышленного образца предлагаемой шлифовальной установки: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — бункер сбора отшлифованных семян; 4 — станина; 5 — разгрузочный патрубок; 6 — загрузочная воронка; 7 — стойка (каркас) загрузочного бункера; 8 — магнитный уловитель металлических
примесей; 9, 10 — электродвигатели привода верхнего и нижнего дисков; 11 — клиноремённая передача; 12 — натяжной ролик; 13 — рычаг ролика; 14, 15 — магнитные пускатели электродвигателей привода нижнего
и верхнего дисков; 16 — аспирационный канал; 17 — заслонка Fig. 1. The design scheme of the pilot-industrial sample of the proposed grinding unit: 1 — housing; 2 — cover; 3 — bunker collection polished seeds; 4 — frame;5 — discharge pipe; 6 — feed hopper; 7 — stand (frame) hopper; 8 — magnetic trap metal impurities; 9, 10 — electric motors drive the upper and lower disks; 11 — belt transmission; 12 — a tension roller; 13 — the lever of the roller; 14, 15 — magnetic starters of electric motors drive the upper
and lower disks; 16 — suction channel; 17 — valve
Целью работы является исследование и обоснование конструктивно-технологических параметров дисковой шлифовальной установки для обеспечения качественной шлифовки семенного материала.
Материалы и методы Для оценки качества шлифования, в отличие от известных методик, разработана методика, предусматривающая определение уменьшения массы обрабатываемых семян сахарной свёклы за один проход [1, с. 69; 2, с. 78].
Во время экспериментов использовались 15-килограммовые порции, которые взвешивались до и после шлифования. Уменьшение массы семян т записывалось в виде таблицы 1.
Уменьшение массы семян происходит в результате удаления паренхимы, что повышает качество семенного материала. Лабораторно-хозяйственные испытания в условиях семенного завода проводились согласно техническим условиям, разработанным ОАО «ВИСХОМ» [21, с. 87].
Результаты
Как показали экспериментальные исследования, на эффективность процесса шлифования влияют частота вращения нижнего диска п, рабочий зазор между дисками Н и расход подачи семян д. Для изучения характера влияния этих независимых параметров на качество шлифования и установления закономерностей влияния, был проведен регрессионный анализ. С учетом нелинейности искомой функциональной зависимости был выбран следующий вид уравнения регрессии:
т=Ь0 + Ьхп+Ь2Ь+ЬЦ+ЬАпЬ+Ь5щ+Ь6ЬЦ+ЬпЬц; (1)
Введем обозначения:
7=т, X = п; 12 = Ь, Х3 = ц, Х4 = пЬ, Х5 = щ, Х6 = Ьц, Х1 = пЬц.
Тогда нелинейное уравнение регрессии (1) запишется в виде следующего линейного множественного регрессионного уравнения с семью факторами:
7 = Ъ + \Хх + Ь2Х2 + Ь3Хз + ЬХь+ + Ь6Х6 + ЪХ1. (2)
Таблица 1. Основные факторы, влияющие на шлифование семян Table 1. The main factors affecting the grinding of seeds
№ опыта / № of experience Качество шлифования, кг / Grinding quality, kg Частота вращения нижнего диска, мин-1 / Frequency of rotation of the lower disk, min-1 Рабочий зазор между дисками, мм / Working clearance between discs, mm Подача семян, кг/ч / Seed supply, kg / h
1 2 3 4 5
1 1,57 300 2,4 270
2 1,56 700 2,4 270
3 1,23 300 3,2 270
4 1,41 700 3,2 270
5 1,28 300 2,4 370
6 1,68 700 2,4 370
7 1,21 300 3,2 370
8 1,63 700 3,2 370
9 1,27 300 2,4 270
10 1,5 700 2,4 270
11 1,32 300 3,2 270
12 1,48 700 3,2 270
13 1,36 300 2,4 370
14 1,51 700 2,4 370
15 1,32 300 3,2 370
16 1,54 700 3,2 370
17 1,43 300 2,4 270
18 1,53 700 2,4 270
Таблица 2. Основные факторы, влияющие на шлифование семян, и уровни их варьирования для трёхфакторного эксперимента
Table 2. The main factors affecting the grinding of seeds and the levels of their variation for a three-factor experiment
№ of experience Y X2 X3 X4 X6 X7
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1,57 300 2,4 270 720 81 000 648 194 400
2 1,56 700 2,4 270 1680 189 000 648 453 600
3 1,23 300 3,2 270 960 81 000 864 259 200
4 1,41 700 3,2 270 2240 189 000 864 604 800
5 1,28 300 2,4 370 720 111 000 888 266 400
6 1,68 700 2,4 370 1680 259 000 888 621 600
7 1,21 300 3,2 370 960 111 000 1184 355 200
8 1,63 700 3,2 370 2240 259 000 1184 828 800
9 1,27 300 2,4 270 720 81 000 648 194 400
10 1,5 700 2,4 270 1680 189 000 648 453 600
11 1,32 300 3,2 270 960 81 000 864 259 200
12 1,48 700 3,2 270 2240 189 000 864 604 800
13 1,36 300 2,4 370 720 111 000 888 266 400
14 1,51 700 2,4 370 1680 259 000 888 621 600
15 1,32 300 3,2 370 960 111 000 1184 355 200
16 1,54 700 3,2 370 2240 259 000 1184 828 800
17 1,43 300 2,4 270 720 81 000 648 194 400
18 1,53 700 2,4 270 1680 189 000 648 453 600
32
Неизвестные коэффициенты Ь0, Ьх,..., Ь7, определяются из условия минимума суммы квадратов отклонений результатов наблюдений т{ от расчет-
ных значений m :
У (m - m) ^ min •
(3)
Для отыскания минимума суммы квадратов отклонений необходимо найти частные производные по всем неизвестным Ь0, Ь1,^,Ь7и прировнять их к нулю. Полученные уравнения образуют систему линейных алгебраических уравнений, которая решается численно. Система уравнений была решена методом обратной матрицы с помощью электронной таблицы Excel. В результате расчетов было получено следующее уравнение множественной регрессии: Y=3,41—0,001X1—0,606X2—0,005X3+0,0003X4+ +0,000006X5+0,001X6—0,000001X7 , (4)
Обсуждение
Построенное уравнение регрессии (4) является математической моделью процесса шлифования, которая позволяет вычислить значения потери массы обрабатываемых семян т при заданных п, Н, д. Для исследования влияния значений частоты вращения нижнего диска, рабочего зазора между дисками и подачи семян на интенсивность процесса шлифования были построены их трехмерные графические образы.
На рисунке 2 представлена зависимость качества шлифования от величины рабочего зазора между дисками и подачи семян при частоте вращения нижнего диска 500 мин-1. На качество шлифования очень сильно влияет величина зазора между дисками. Чем меньше величина зазора, тем лучше качество шлифования. Причем данная закономерность усиливается при уменьшении объема подачи.
2
1=1
Рис. 2. Зависимость качества шлифования от величины рабочего зазора между дисками и подачи семян при частоте вращения нижнего диска 500 мин-1 Fig. 2. Dependence of the quality of grinding on the size of the working gap between the discs and the supply of seeds at the rotation frequency of the lower disc 500 min-1
При больших значениях зазора влияние объема подачи на качество шлифования незначительно. Однако при уменьшении зазора между дисками влияние объема подачи усиливается. При уменьшении подачи семян растет качество потерянной массы.
Влияние частоты вращения нижнего диска и подачи семян на качество шлифования семян показано на рисунке 3. Увеличение частоты вращения нижнего диска на процесс шлифования влияет по-
ложительно - чем выше частота вращения, тем больше качество потерянной массы. Также изменение качества шлифования более сильно проявляется при больших объемах подачи. Влияние подачи семян на качество шлифования сильнее проявляется при малых оборотах, при уменьшении подачи семян растет качество шлифования.
При большой частоте вращения диска такое сильное влияние подачи на качество не проявляется.
Зависимость качества шлифования от частоты вращения нижнего диска и рабочего зазора между дисками показана на рисунке 4.
Как видно из рисунка, количество потерянной массы растет при увеличении частоты вращения.
При увеличении зазора между дисками количество потерянной массы сильно уменьшается. Характер влияния одного из этих факторов на качество шлифования, в случае изменения другого фактора, особо не меняется.
Рис. 3. Зависимость качества шлифования от частоты вращения нижнего диска
и подачи семян при величине рабочего зазора между дисками 2,4 мм Fig. 3. Dependence of the quality of grinding on the rotational speed of the lower disc and the supply of seeds at a working gap between discs of 2.4 mm
Рис. 4. Зависимость качества шлифования от частоты вращения нижнего диска и рабочего зазора между дисками при подаче семян 270 кг / ч Fig. 4. The dependence of the quality of grinding on the rotational speed of the lower disc and the working clearance between the discs when feeding seeds is 270 kg / h
Заключение
Из проведенного анализа построенных графических образов можно сделать заключение, что влияние независимых факторов п,Н и q на качество шлифования т имеет достаточно сложный характер. Поэтому для рационального использования предложенного аппарата необходимо решить задачу оптимизации.
Задача оптимизации может быть поставлена на обеспечение максимального шлифования семян в виде: Найти
У=3,41-0,001Х1-0,606Х2-0,005Х3+0,0003Х4+
+0,000006Х5+0,001Х6-0,000001Х7 , при следующих условиях:
300 < п < 700; 2,4 < Н < 3,2; 270 < д < 370.
Данная нелинейная задача оптимизации была решена с помощью надстройки «Поиск решений» в электронной таблице Excel. В результате получены следующие значения искомых переменных, которые являются наилучшими: n = 700 мин-1; h = 2,4 мм; q = 270 кг/ч.
Тогда качество шлифования, т. е. количество потерянной массы при обработке 15 кг порций семян, составляет 1,74 кг.
Следует отметить, что уравнение регрессии (4) было получено для определенной фракции семян, указанной в условиях проведения эксперимента. Поэтому найденные оптимальные значения независимых факторов n, h и q справедливы для вышеуказанной фракции семян.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Валиев А. Р., Ибятов Р. И., Яруллин Ф. Ф. Обоснование параметров конического почвообрабатывающего рабочего органа путем решения многокритериальной задачи оптимизации // Достижения науки и техники АПК. 2017. № 7. С. 69-72.
2. Валиев А. Р., Яруллин Ф. Ф., Ибятов Р. И., Шириязданов Р. Р. Результаты экспериментальных исследований ротационного конического рабочего органа в почвенном канале // Вестник Казанского ГАУ. 2014. № 3 (33). С. 78-85.
3. Галиуллин Ш. Р., Марданов Р. Ш. Технологии и технические средства для промышленной обработки семян сахарной свёклы и подготовки их к севу // Казань: ФЭН, 2005. 240 с.
4. Доронин В. А., Бусол Н. В., Марченко С. И. Подготовка семян сахарной свёклы на современном семенном заводе // Сахарная свёкла. 2004, № 1. С. 31-32.
5. Докторова А. Т. Интенсивная технология выращивания сахарной свёклы. М. : Агропромиздат, 1987.
320 с.
6. Мудров А. Г. Динамика скоростного режущего аппарата применительно к толстостебельным культурам: дисс. канд. техн. наук: 05.20.01. Казань: КСХИ, 1974. 191 с.
7. Мудров П. Г., Мудров А. П., Киямов И. М., Буздаев В. В., Гургенидзе З. Д. Теоретическое основы разработки машины для шлифования семян свеклы // Фонд научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Республики Татарстан. Казань: Академия наук РТ, 1996. 281 с.
8. Кухарев О. Н., Сёмов И. Н., Старостин И. А. Патент 2501202 РФ, МПК А 01 С 1/00. Дисковое шлифовальное устройство. № 2012119235; Опубл. 20.12.2013, Бюл. № 35.
9. Мудров П. Г., Юнусов Р. А., Галиуллин Ш. Р., Марданов Р. Ш. Патент 2067025 РФ, МПК В02В 3/02 Устройство для шлифования, шелушения и измельчения зерна. (РФ) 94025431/13; Опубл. 27.09.1996; Бюл. № 27.
10. Радкевич Н. А. Патент 2140324 РФ, МКИ6 В02С7/10. Дисковая мельница. Опубл. 27.10.1999.
11. Юнусов Р. А., Ревенко Н. А., Галиуллин Ш. Р., Марданов Р. Ш., Мустафин М. М. Патент 2122900 РФ, МКИ6 В07В 9/00. Механизированная поточная технологическая линия для подработки семян сахарной свёклы. Опубл. 10.12.1998, Бюл. № 34.
12. Патент Франции № 1091153, кл. В02 С 7/10, 1955.
13. Яхин С. М., Алиакберов И .И., Гургенидзе З. Д. Патент РФ на полезную модель №164779, МПК А01С 1/00. Устройство для шлифования, шелушения семян и измельчения зерна. Опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1.
14. Алиакберов И. И., Гургенидзе З. Д., Яхин С. М. Патент РФ на полезную модель № 162270, МПК А01С 1/00. Устройство для шлифования семян с планетарным движением рабочего диска. Опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1.
15. Гургенидзе З. Д., Алиакберов И. И., Яхин С. М. Патент РФ на полезную модель № 162270, МПК А01С 1/00. Дисковое устройство для шлифования семян сахарной свёклы; Опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1.
16. Алиакберов И. И., Гургенидзе З. Д., Яхин С. М. Патент РФ на полезную модель № 155837, Устройство для шлифования семян. Опубл. 23.04.2015, Бюл. № 1.
17. Яхин С. М., Марданов Р. Ш. Патент РФ на изобретение № 2552362, Устройство для измельчения сыпучих материалов. Опубл. 26.06.2013, Бюл. № 1.
18. Святова О. В. Современное состояние производственной деятельности семенных заводов по подработке и хранению семян сахарной свёклы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. Т. 3. № 3. С. 76—80.
19. Зубенко В. Ф. Сахарная свёкла // Киев: Урожай, 1979. 416 с.
20. Юнусов Р. А. Сахарная свекла в лесостепи Поволжья // Казань: ЗАО «Новое знание», 2002. 236 с.
21. Яхин С. М., Алиакберов И. И., Гургенидзе З. Д., Мустафин А. А. Совершенствование конструкции дисковой установки для шлифования семян сахарной свёклы // Вестник Казанского ГАУ. 2015. № 2 (36). С. 87—92.
Дата поступления статьи в редакцию 15.02.2018, принята к публикации 23.03.2018.
Информация об авторах: Гургенидзе Зураб Джемалович, инженер кафедры «Общеинженерные дисциплины» Адрес: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет», 420015, РТ, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65 E-mail: gurgenidzedato@mail.ru Spin-код: 3621-5835
Ибятов Равиль Ибрагимович, доктор технических наук, профессор кафедры «Физика и математика» Адрес: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет», 420015, РТ, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65 E-mail: r.ibjatov@mail.ru Spin-код: 1900-8071
Яруллин Фанис Фаридович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность» Адрес: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет», 420015, РТ, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65 E-mail: fanis4444@mail.ru Spin-код: 8853-3936
Яхин Сергей Мирбатович, доктор технических наук, профессор кафедры «Общеинженерные дисциплины» Адрес: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет», 420015, РТ, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65 E-mail: jcm61@mail.ru Spin-код: 7119-7051
Заявленный вклад авторов:
Гургенидзе Зураб Джемалович: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста. Ибятов Равиль Ибрагимович: научное руководство, анализ и дополнение текста статьи. Яруллин Фанис Фаридович: статистическая обработка эмпирических данных, оформление результатов исследования в графиках.
Яхин Сергей Мирбатович: научное руководство, анализ и дополнение текста статьи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Valiev A. R., Ibjatov R. I., Jarullin F. F. Obosnovanie parametrov konicheskogo pochvoobrabatyvajushhego rabochego organa putem reshenija mnogokriterial'noj zadachi optimizacii [Substantiation of the parameters of the conical soil-cultivating working organ by solving the multicriteria optimization problem], Dostizhenija nauki i tehniki APK [Achievements of science and technology of agroindustrial complex], 2017. No. 7. pp. 69—72.
2. Valiev A. R., Jarullin F. F., Ibjatov R. I., Shirijazdanov R. R. Rezul'taty jeksperimental'nyh issledovanij rotacionnogo konicheskogo rabochego organa v pochvennom kanale [The results of experimental studies of the rotational conical working organ in the soil channel], Vestnik Kazanskogo GAU [Bulletin of the Kazan GAU], 2014. No. 3 (33). pp. 78—85.
3. Galiullin Sh. R., Mardanov R. Sh. Tehnologii i tehnicheskie sredstva dlja promyshlennoj podrabotki semjan saharnoj svjokly i podgotovki ih k sevu [Technologies and technical means for industrial processing of seeds of sugar beet and their preparation for sowing]. Kazan': FJeN, 2005. 240 p.
4. Doronin V. A., Busol N. V., Marchenko S. I. Podgotovka semjan saharnoj svjokly na sovremennom semennom zavode [Preparation of sugar beet seeds in a modern seed plant], Saharnaja svjokla [Sugar beet], 2004. No. 1. pp. 31-32.
5. Doktorova A. T. Intensivnaja tehnologija vyrashhivanija saharnoj svjokly [Intensive technology of growing sugar beet]. Moscow: Agropromizdat, 1987. 320 p.
6. Mudrov A. G. Dinamika skorostnogo rezhushhego apparata primenitel'no k tolstostebel'nym kul'turam [Dynamics of a high-speed cutting device with reference to thick-stemmed cultures. Ph. D. (Engineering). Diss. 05.20.01.]Kazan': KSHI, 1974. 191 p.
7. Mudrov P. G., Mudrov A. P., Kijamov I. M., Buzdaev V. V., Gurgenidze Z. D. Teoreticheskoe osnovy razrabotki mashiny dlja shlifovanija semjan svekly [Theoretical basis for the development of a machine for grinding beet seeds], Fond nauchno-issledovatel'skih i opytno-konstruktorskih rabot Respubliki Tatarstan [Foundation for Research and Development Republic of Tatarstan. Kazan: Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan]. Kazan': Akademija nauk RT, 1996. 281 p.
8. Kuharev O. N., Sjomov I. N., Starostin I. A. Patent 2501202 RF, MPK A 01 S 1/00. Diskovoe shlifoval'noe ustrojstvo [Disc grinding device]. No. 2012119235; Opubl. 20.12.2013, Bjul. No. 35.
9. Mudrov P. G., Junusov R. A., Galiullin Sh. R., Mardanov R. Sh. Patent 2067025 RF, MPK V02V 3/02 Ustrojstvo dlja shlifovanija, shelushenija i izmel'chenija zerna [Device for grinding, peeling and grinding of grain. (RF) 94025431/13; Opubl. 27.09.1996; Bjul. No. 27.
10. Radkevich N. A. Patent 2140324 RF, MKI6 V02S7/10. Diskovaja mel'nica [Disk mill]. Opubl. 27.10.1999.
11. Junusov R. A., Revenko N. A., Galiullin Sh. R., Mardanov R. Sh., Mustafin M. M. Patent 2122900 RF, MKI6 V07V 9/00. Mehanizirovannaja potochnaja tehnologicheskaja linija dlja podrabotki semjan saharnoj svjokly [Mechanized production line for processing seeds of sugar beet]. Opubl. 10.12.1998, Bjul. No. 34.
12. Patent Francii [The patent of France] No. 1091153, kl. V02 S 7/10, 1955.
13. Jahin S. M., Aliakberov I .I., Gurgenidze Z. D. Patent RF na poleznuju model' No. 164779, MPK A01S 1/00. Ustrojstvo dlja shlifovanija, shelushenija semjan i izmel'chenija zerna [Device for grinding, peeling seeds and grinding grain]. Opubl. 10.01.2016, Bjul. No. 1.
14. Aliakberov I. I., Gurgenidze Z. D., Jahin S. M. Patent RF na poleznuju model' No. 162270, MPK A01S 1/00. Ustrojstvo dlja shlifovanija semjan s planetarnym dvizheniem rabochego diska [Device for grinding seeds with planetary movement of the working disk]. Opubl. 10.01.2016, Bjul. No. 1.
15. Gurgenidze Z. D., Aliakberov I. I., Jahin S. M. Patent RF na poleznuju model' No. 162270, MPK A01S 1/00. Diskovoe ustrojstvo dlja shlifovanija semjan saharnoj svjokly [Disk device for grinding sugar beet seeds]; Opubl. 10.01.2016, Bjul. No. 1.
16. Aliakberov I. I., Gurgenidze Z. D., Jahin S. M. Patent RF na poleznuju model' № 155837, Ustrojstvo dlja shlifovanija semjan [Device for grinding seeds]. Opubl. 23.04.2015, Bjul. No. 1.
17. Jahin S. M., Mardanov R. Sh. Patent RF na izobretenie No. 2552362, Ustrojstvo dlja izmel'chenija sypuchih materialov [Device for grinding loose materials]. Opubl. 26.06.2013, Bjul. No. 1.
18. Svjatova O. V. Sovremennoe sostojanie proizvodstvennoj dejatel'nosti semennyh zavodov po podrabotke i hraneniju semjan saharnoj svjokly [The current state of the production activity of seed plants for processing and storing the seeds of sugar beets], Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy], 2008. Vol. 3. No. 3, pp. 76-80.
19. Zubenko V. F. Saharnaja svjokla [Sugar beet]. Kiev: Urozhaj, 1979. 416 p.
20. Junusov R. A. Saharnaja svekla v lesostepi Povolzh'ja [Sugar beet in the forest-steppe of the Volga region]. Kazan': ZAO «Novoe znanie», 2002. 236 p.
21. Jahin S. M., Aliakberov I. I., Gurgenidze Z. D., Mustafin A. A. Sovershenstvovanie konstrukcii diskovoj ustanovki dlja shlifovanija semjan saharnoj svjokly [Perfection of the design of a disk unit for grinding sugar beet seeds], Vestnik Kazanskogo GAU [Bulletin of the Kazan GAU], 2015. No. 2 (36), pp. 87-92.
Submitted 15.02.2018, revised 23.03.2018.
About the authors:
Zurab D. Gurgenidze, engineer, of the chair «All-engineering Disciplines» Address: Kazan State Agrarian University, 420015, RT, Kazan, K. Marx str., 65 E-mail: gurgenidzedato@mail.ru Spin-code: 3621-5835
Ravil I. Ibyatov, doctor of technical Sciences, professor of the chair «Physics and Mathematics department» Address: Kazan State Agrarian University, 420015, RT, Kazan, K. Marx str., 65 E-mail: r.ibjatov@mail.ru Spin-code: 1900-8071
Fanis F. Yarullin, candidate of technical Sciences, associate professor of the chair «Technosphere safety department» Address: Kazan State Agrarian University, 420015, RT, Kazan, K. Marx str., 65 E-mail: fanis4444@mail.ru Spin-code: 8853-3936
Sergey M. Yakhin, doctor of technical Sciences, professor of the chair «All-engineering Disciplines» Address: Kazan State Agrarian University, 420015, RT, Kazan, K. Marx str., 65 E-mail: jcm61@mail.ru Spin-code: 7119-7051
Contribution of the authors: Zurab D. Gurgenidze: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Ravil I. Ibyatov: research supervision, analysing and supplementing the text.
Fanis F. Yarullin: performed statistical processing of empirical data, put results of the study in diagrams. Sergey M. Yakhin: research supervision, analysing and supplementing the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.02
УДК 621.313.333.2
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ПО М-ОБРАЗНОЙ СХЕМЕ ЗАМЕЩЕНИЯ В ПАКЕТЕ SIMULINK
© 2018
Даниил Александрович Васильев, аспирант кафедры «Электротехника, электрооборудование электроснабжение» Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия) Елена Владимировна Дресвянникова, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника, электрооборудование электроснабжение» Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия) Лариса Анатольевна Пантелеева, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника, электрооборудование электроснабжение» Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия) Виталий Александрович Носков, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника, электрооборудование электроснабжение» Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия)
Аннотация
Введение: целью работы является разработка математической модели двигателя для выяснения особенностей режима работы электродвигателя и влияния питающего напряжения на потери в двигателе. Исследования выполнялись путём моделирования двигателя в математической системе МА^АВ с применением пакета Simulink. Схема замещения асинхронной машины рассматривается в виде логического набора проводимостей для обмоток статора и ротора. Переход выполняется на основе известных формул преобразования электрической цепи с последовательным соединением сопротивлений в эквивалентную электрическую цепь с параллельным соединением проводимостей.
Материалы и методы: решение поставленных задач осуществлялось на основе теоретических и экспериментальных методов: математического и физического моделирования исследуемых процессов с использованием
