CC BY
55
Н. кПа 0&
0Л9
ом
0,39 0,34 0.29 0,21 0.19
^ - ~~11 х-
** о*
—
/ / /у,ъ
V
]\
11
21
31
И V н
Рис. 3 — Зависимость объёма воздушного пространства рабочей камеры от величины вакуума:
А — объём воздуха от 0,28 — 9,6 м3; В — объём воздуха от 0,45 — 12,24 м3; С — объём воздуха от 0,99 - 12,82 м2; Д - объём воздуха от 0,16 - 16,72 м3; F — объём воздуха от 0,192 — 20,35 м
Рис. 4 — Зависимости рабочих характеристик насоса НМУ-6 с серийным и экспериментальным рабочими колёсами: А — мощность насоса НМУ-6; В — мощность насоса экспериментального:
1 — напорная характеристика экспериментального насоса; 2 — напорная характеристика насоса НМУ-6; 3 — КПД насоса; Нс — характеристика насоса с серийным рабочим колесом; Нэ. — характеристика насоса с экспериментальным рабочим колесом
На рисунке 3 приведён график изменения объёма воздушного пространства рабочей камеры, накапливающегося в верхней части корпуса насоса в зависимости от величины вакуума.
При больших радиальных зазорах между рабочим колесом и корпусом насоса работа насоса невозможна ввиду того, что рабочая полость насоса заполнена большим объёмом воздуха.
На рисунке 4 представлены результаты сравнения работы насоса с экспериментальным рабочим колесом и серийного насоса НМУ-6.
Были проведены испытания молочных насосов НМУ-6, из них паспортной характеристике отвечали только четыре насоса. При работе в паспортном режиме удельный расход электроэнергии серийного насоса составляет 0,305 кВт, а у экспериментального — 0,123 кВт. Видно, что экономия электроэнергии с экспериментальным рабочим колесом равна 0,171 кВт.
Вывод. Производственный эксперимент показал, что разработанный вариант конструкции центробежного молочного насоса имеет значительные преимущества перед серийным насосом НМУ-6. Производительность экспериментального центробежного молочного насоса находится в пределах 4921 л/час, тогда как у серийного она составляет 3429 л/час. Экспериментальный центробежный молочный насос обеспечивает стабильность работы доильной установки и превосходит серийный насос НМУ-6 по производительности в 1,5 раза.
Литература
1. Ковалев Ю. Н. Оборудования молочных технологических линий животноводческих ферм и комплексов. М.: Россель-хозиздат, 1978.
2. Шведов В. А. Российский рынок пищевых насосов // Пищевая промышленность. 2000. № 7. С. 102 — 104.
3. Цой Ю.А., Мишуров Н.П., Кирсанов В.В. и др. Тенденции развития доильного оборудования за рубежом. М.: Росин-формагротех, 2000.
4. Петина И.К., Урбан В.А., Ураев А. В. Факторы и мероприятия, влияющие на продуктивность животных и качество продукции //Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК: матер. междунар. науч.-практич. конф. Оренбург, 2015. С. 178 — 181.
5. Урбан В. А. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров молочного насоса для доильных установок: автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Оренбург, 2005.
6. Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.М., Русских В. М. Молочный насос многоцелевого назначения // Молочная промышленность. 2000. № 7. С. 49 — 50.
7. Пфлейдер Карл. Лопаточные машины для жидкости и газов. М.: Машиностроение, 1960.
8. Горбатов А.В., Косой В.Д., Виноградов Я. И. Гидравлика и гидравлические машины для пластинчато-вязких и молочных продуктов. М.: Агропромиздат, 1991.
Обоснование показателя кинематического режима работы ворошилки лент льна
М.А.Новиков,д.т.н, ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский ГАУ; С.Б.Павлов, к.т.н, ФГБОУ ВПО Новгородский ГУ
Ворошение лент льна — необходимая операция при возделывании льна-долгунца. Отрывая ленту льна от льнища и вспушивая её, ворошилка сохраняет качество льносырья в период вылежки, ускоряет сушку льна в лентах и создаёт благо-
приятные условия для работы рулонных пресс -подборщиков.
Качественная работа ворошилки лент льна, а именно коэффициент растянутости ленты льна (доходит до 12%) [1] и степень ворошения (оторванность стеблей льна от льнища), определяется конструктивными и кинематическими параметрами машины.
Траектория движения зуба ворошилки представляет собой циклоиду. Геометрическая форма циклоиды зависит от показателя кинематического режима X = у3/у„, где у3 — линейная скорость зуба, м/с; у„ — поступательная скорость машины, м/с. Если X > 1, то траектория точки имеет форму удлинённой циклоиды, если X < 1, то циклоида будет укороченной, т.е. не будет иметь петли [2—4].
Для определения кинематического показателя X представим схему расположения двух зубьев и траектории их движения и Тр2, смещённые на величину подач|^$ (рис. 1).
За время т = — одного оборота колеса с зубьями машина пройдёт путь:
5 = = 2П ,
п а Я
где К — радиус окружности, проведённой по концам зубьев, м.
X_
S _ S -lnR
(i)
m Xm
где m — число зубьев на диске. Рассматривая траектории концов двух последовательно работающих зубьев (рис.1), видим:
= V ■ ti — Reos, = V ■ ti + Reos,
или
V (ti — t2) =2Rcos, . (2)
За время t1 перемещения машины точка А конца зуба 1 повернётся на угол at1 = п — 2,, откуда
п-2®
Ч _—- ■ а
Так как , . е 2nR . 2п
Vn ■ Ч2 _ S3 _ > то Ч2 _ -■
Xm та .
Подставив значения t1 и t2 в уравнение (2) и решая его относительно X, получим:
п(1 - 2/т) - 2® 2cos®
(3)
Значение угла , определяем по рисунку i:
Y
arcsin| 1 - — |. Тогда выражение (3) примет вид:
X_
п(1 - 2/т) - 2 arcsin (i - Y-
R
(2RE - Ye )
(4)
Рис. 1 — Расчётная схема для определения показателя кинематического режима
Линейный шаг зубьев, т.е. расстояние между точками пересечения траекторий смежных зубьев, определяется по формуле:
Из выражения (4) следует, что показатель кинематического режима зависит от параметров ворошилки (К и т), а также является функцией величины (высоты пересечения траекторий двух последовательно работающих зубьев).
Радиус окружности R устанавливается по результатам теоретических и экспериментальных исследований.
К = Кох + ^ + ¿ь где ктах — максимальная высота ленты льна, м;
— фактическое расстояние перемещения стеблей льна по зубьям, м;
— расстояние от центра вращения до съёмной решётки, м.
По уравнению (4) построена номограмма (рис. 2). При известных параметрах ворошилки (X, К и т) можно определить высоту пересечения траекторий двух соседних зубьев (решение 1), а по допустимой величине можно определить показатель кинематического режима работы ворошилки (решение 2).
Для обеспечения ворошения всех стеблей в ленте (отрыва их от почвы) необходимо, чтобы траектории двух соседних зубьев пересекались как можно ближе к почве. При работе ворошилки вероятность того, что часть стеблей останется не
Рис. 2 — Номограмма определения показателя кинематического режима работы ворошилки X
2
оторванной от почвы, возникает на лентах, проросших травой, где плотность травостоя составляет более 0,2 кг/м2 [5], т.е. когда сила связи стеблей льна друг с другом в ленте меньше силы отрыва стеблей льна от льнища.
На основании экспериментальных исследований при плотности травостоя 0,2 кг/м2 и более точка пересечения траекторий двух соседних зубьев должна располагаться от почвы на расстоянии, не превышающем расположение верхней границы ленты льна:
Уц < Ьтох = Ь + Д, м;
где Ь — толщина слоя, м;
А — расстояние от почвы до нижнего слоя ленты, м.
С другой стороны, показатель кинематического режима ограничивается коэффициентом растянутости лент льна, с увеличением которого снижается качество льносырья в период вылежки
в тресту и ухудшаются условия сушки стеблей льна перед подбором.
На основании теоретических и экспериментальных исследований [5] установлен оптимальный показатель кинематического режима работы ворошилки , который составляет 0,80 — 0,90. Литература
1. Клёнин Н.И., Киселёв С.Н., Левшин А. Г. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2008. 816 с.
2. Новиков М. А. Сельскохозяйственные машины. Технологические расчёты в примерах и задачах: учебное пособие / М. А. Новиков, В. А. Смелик, И. З. Теплинский, Л. И. Еро-шенко, А. С. Феофанова, В. А. Ружьев; под. ред. М. А. Новикова. СПб.: Проспект Науки, 2011. 207 с.
3. Адиньяев М.Д., Бердышев В.Е., Бумбар И.В. и др. Сельскохозяйственные машины: практикум / под ред. А. П. Тарасенко. М., 2000. 220 с.
4. Лурье А. Б. Сельскохозяйственные машины (машины для обработки почвы, посева, посадки, внесения удобрений и химической защиты растений) / А. Б. Лурье, В. Г. Еникеев, И. З. Теплинский, В. А. Смелик. СПб.: изд-во СПбГАУ, 1998. 368 с.
5. Павлов С. Б. Обоснование технологического процесса и параметров рабочих органов для ворошения льна: автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Рязань, 1993. 20 с.
Создание профилированной поверхности почвы с заданными физико-механическими параметрами при возделывании овощей и картофеля
А.Б.Калинин, д.т.н., профессор, В. А. Смелик, д.т.н., профессор, И.З. Теплинский, к.т.н., профессор, ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский ГАУ
В условиях повышенной влажности почвы возделывание овощных культур и картофеля производится, как правило, на профилированных поверхностях, выполненных в виде гребней или гряд. Важной задачей при формировании таких поверхностей механизированным способом является создание в гребнях или грядах необходимых физико-механических параметров почвенного состояния. Управляемыми параметрами почвенного состояния при функционировании культиваторов, формирующих профилированные поверхности, можно считать плотность и структуру почвы.
Материал и методы исследования. Известно, что при воздействии на почву рабочих органов сельскохозяйственных машин в ней возникают нормальные и касательные напряжения [1 — 3]. Реологическое уравнение, описывающее изменение плотности почвы в зависимости от напряжений, возникающих под действием почвообрабатывающего орудия, имеет вид [4]:
Р = Ро + Ь • 1п(Ст + С • Ттох), (1)
где р — текущее значение плотности почвы; р0 — исходное значение плотности почвы; сш — среднее значение нормальных напряжений;
Tm
— максимальное значение касательных
напряжении;
Ь и с — эмпирические коэффициенты, соответствующие конкретным почвенно-клима-тическим условиям.
Проведённые теоретические и экспериментальные исследования культиваторов, оснащённых активными катками, работающими с буксованием, показали, что применение таких катков при формировании профилированных поверхностей позволяет упрочнить верхний слой гребней или гряд на глубину до 2 — 4 см [5 — 7]. Упрочнённый таким образом поверхностный слой формирует арочный каркас гребня (гряды), который защищает его от разрушения в течение всего периода вегетации растений, сохраняя при этом внутри профилированной поверхности требуемые параметры почвенного состояния. Таким образом, появляется возможность с помощью активного катка осуществлять управление плотностью в различных слоях почвенного горизонта.
Для управления плотностью почвы в различных слоях профилированной поверхности необходимо выбрать рациональные режимы работы активных катов применительно к конкретным почвенным условиям. Несмотря на значительное количество компаний, производящих культиваторы с активными катками, до настоящего времени нет обоснованных рекомендаций для выбора таких режимов.
На основании ранее проверенных исследований [3] мы предлагаем в качестве информационного показателя режима работы активного катка использовать крутящий момент Мк на его валу. При этом
