CC BY
10ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Оценка точности дозирования порошкообразного консерванта, вносимого в скашиваемую зеленую массу через отверстия комбинированной формы Маркарян С. Е.1, Акопян О. T. , Арутюнян Т. Г.3
1Маркарян Степа Енокович /Margaryan Stepa Enokovich - доктор технических наук,
профессор,
кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники; 2Акопян Оганес Тельманович /Hakobyan Hovhannes Telmanovich - доктор технических наук,
доцент;
3Арутюнян Тереза Гамлетовна /Harutyunyan Tereza Gamletovna - кандидат технических наук, кафедра безопасности жизнедеятельности, Национальный аграрный университет Армении, г. Ереван, Республика Армения
Аннотация: проанализированы результаты экспериментальных исследований устройства для внесения и автоматического регулирования количества порошкообразных консервантов, вносимых в зеленую массу при скашивании. Определены форма и оптимальные параметры отверстий в дне бункера с порошкообразным консервантом, обеспечивающие прямопропорциональность изменения расхода и наилучшую точность дозирования консерванта при изменении количества зеленой массы, подаваемой к кормоуборочному комбайну. Ключевые слова: силос, порошкообразный консервант, расход, отверстие составной формы, абсолютное и относительное среднеквадратические отклонения, точность дозирования.
Анализ известных устройств для внесения порошкообразных консервантов в зеленую массу кормов при их скашивании кормоуборочными комбайнами показал, что они обладают таким серьезным недостатком, как невозможность осуществления автоматического регулирования количества вносимых консервантов при изменении количества проходящей через комбайн зеленой массы, что приводит к неравномерному распределению консерванта в этой массе и, как следствие, плохой сохранности ее питательных веществ [1].
С целью обеспечения автоматического регулирования количества вносимых в зеленую массу порошкообразных консервантов нами разработано специальное устройство (рис. 1) [2], которое работает следующим образом.
Рис. 1. Схема устройства для автоматического регулирования количества вносимых в зеленую массу порошкообразных консервантов
При изменении количества поступающей в комбайн зеленой массы (что имеет место при локальном изменении урожайности скашиваемой культуры и изменении скорости движения комбайна), например, при ее увеличении, толщина Н слоя этой массы увеличивается, в результате ребристый барабан 15 плавающего транспортера комбайна поднимается, увлекая за собой штангу 13, которая заставляет поворачиваться двуплечий рычаг 12. При этом тяга 11, закрепленная на двуплечем рычаге 12, опускается, увлекая за собой трос 10, протянутый через ролик 9 и заслонку 4. В результате длина отверстия в дне 3 бункера 1 соответственно увеличивается, и через желоб 6 в камеру измельчающего барабана 7 шнеком 2 подается большее количество минеральных веществ, например, бензойной кислоты. В камере измельчающего барабана 7 и силосопровода 8 минеральные вещества смешиваются с измельченной зеленой массой.
При уменьшении количества поступающей в комбайн зеленой массы ребристый барабан 15 вместе со штангой 13 и рычагом 14 опускается, двуплечий рычаг 12 поворачивается в обратную сторону, тяга 11 поднимается, трос 10 расслабляется, и заслонка 4 под воздействием пружины 5 движется назад, уменьшая тем самым длину Иот отверстия в дне 3 бункера 1 и, как следствие, количество вносимого минерального вещества.
Пропорциональное изменение количества q вносимых минеральных веществ при изменении количества поступающей в комбайн зеленой массы (при изменении высоты Н подъема ребристого барабана) обеспечивается тем, что отверстие в дне 3 бункера 1 выполнено в виде фигуры, включающей прямоугольник и равнобокую трапецию (рис. 2).
=
1
*
ъ.
ОТ
Рис. 2. Схема отверстия составной формы
Результаты исследований показали, что при наличии такого отверстия функция q = / (Н) изменяется по прямопропорциональной закономерности при следующих параметрах: ширина ав верхнего основания трапециевидной части (основания прямоугольной части) отверстия равна 15 мм; ширина ан нижнего основания трапециевидной части отверстия равна 25-30 мм; высота трапециевидной части отверстия равна 10-15 мм [4].
В процессе экспериментальных исследований расход q консерванта определялся как среднеарифметическое значение от пяти повторностей измерения. Однако, как известно, среднеарифметические значения любого измерения отличаются неравноценностью получаемых при опытах вариационных рядов цифр, т. е. различными пределами варьирования. Очевидно, что чем меньше предел варьирования, тем большей точностью обладает исследуемый процесс. Предел варьирования обычно характеризуется средним квадратическим отклонением, которое определяется по известной формуле
где М - среднеарифметическое значение измеряемой величины; х -индивидуальные значения измеряемой величины; п - число измерений (повторностей).
С использованием данных экспериментальных исследований нами проведены соответствующие расчеты и получены зависимости измерения среднего квадратического отклонения сч расхода консерванта от высоты Н подъема ребристого барабана (сплошные линии) для отверстий составной формы (рис. 3, 4).
(1)
О 30 60 90 Н, мм
Рис. 3. Зависимости среднего квадратического отклонения (сплошные линии) и коэффициента вариации (пунктирные линии) расхода консерванта от высоты подъема ребристого барабана (отверстие составной формы, ан = 25 мм)
Анализ кривых, представляющих функцию ац = / (Н) для составных отверстий различных размеров (рис. 3, 4), показывает, что в рассматриваемых случаях функция ац=/(Н) имеет простой вид. А именно: с увеличением Н среднее квадратическое отклонение сч расхода консерванта увеличивается сначала с возрастающей интенсивностью, а затем - с затухающей интенсивностью. Кроме того, для составных отверстий, по сравнению с простыми (прямоугольные, трапециевидные), численные значения ач при истечении материала уменьшаются. Это можно объяснить уменьшением площади поперечного сечения отверстий и, как следствие, уменьшением их пропускной способности. Резко изменяется также характер функции ач = / (Н) при больших значениях Н в сторону улучшения точности дозирования. А это можно объяснить наличием в конце составного отверстия узкой прямоугольной части.
Рис. 4. Зависимости среднего квадратического отклонения (сплошные линии) и коэффициента вариации (пунктирные линии) расхода консерванта от высоты подъема ребристого барабана (отверстие составной формы, ан = 30 мм)
Анализ рассматриваемых кривых показывает также, что в пределе изменения Н от 0 до 85 мм соответствующим известным кормоуборочным комбайнам [3] для отверстий с ан = 25 мм (рис. 3) и ан = 30 мм (рис. 4), при которых имеет место прямо пропорциональное изменение функции q = /(И), величина ач не превышает значения 5 г/с.
Вышеизложенный материал показывает, что оперирование понятием среднего квадратического отклонения о<1 расхода вне связи с самим расходом q не позволяет дать практические рекомендации по оптимизации параметров отверстий с точки зрения точности дозирования. Поэтому воспользовались не только абсолютным средним квадратическим отклонением о9, но и относительным средним квадратическим отклонением Vq, которое определяется по следующей известной [5] формуле:
у„ -100%. (2) ч
Функции У9 = / (И) в виде графиков для исследованных отверстий представлены на рис. 3, 4 (пунктирные линии). Эти графики показывают, на какой процент отклоняется действительный расход консерванта от расхода, характеризуемого функцией q = / (И), при любых исследованных значениях Н. Причем, чем меньше величина тем точнее происходит процесс дозирования.
Анализ функций V=/ (Н) для отверстий составной формы показывает, что максимальные значения V имеют место при значениях Н, находящихся в интервале 85-100 мм. Причем, для всех исследованных отверстий такой формы максимальные значения V не превышают 4,2 %. Для отверстий же, при наличии которых имеет место
прямопропорциональное изменение расхода консерванта, максимальные значения Vq не превышают 2,9 %.
Таким образом, отверстия составной формы (со следующими параметрами: I) ан = 25 мм, Ьф= 10-15 мм; 2) ан = 30 мм, ^р = 10 мм), наряду с прямопропорциональностью изменения расхода консерванта при изменении высоты подъема ребристого барабана, обеспечивают также наилучшую точность дозирования.
Литература
1. Акопян О. Т. Разработка и обоснование параметров устройства к кормоуборочному комбайну для внесения и автоматического регулирования количества порошкообразных консервантов. Дисс. ... канд. тех. наук, Ереван, 1990, 174 с.
2. А. с. № 1456049 (СССР). Устройство для внесения в зеленую массу минеральных веществ при скашивании кормовых культур комбайном / Маркарян С. Е., Мусаелян Г. Г., Акопян О. Т. и др. Опубл. в Б. И., 1989, № 5.
3. Комбайн кормоуборочный прицепной КПИ-2,4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Киев: Облполиграфиздат, 1986. 162 с.
4. Маркарян С. Е., Акопян О. Т. Оптимизация формы отверстия в бункере с порошкообразным консервантом // Повышение продуктивности крупного рогатого скота и овец. Труды Ереванского ордена «Знак почета» зооветеринарного института, выпуск 62, Ереван, 1990. С. 83-88.
5. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Том 4. М.: Машиностроение, 1969. 535 с.
Применение программного пакета Matlab для моделирования системы электроснабжения устройств железнодорожной автоматики Соколов М. М.
Соколов Максим Михайлович /Sokolov Maxim Mihajlovich - кандидат технических наук,
доцент,
кафедра автоматики и телемеханики, Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск
Аннотация: в работе рассмотрена возможность применения программного пакета MATLAB для моделирования системы электроснабжения устройств железнодорожной автоматики. Приведены результаты моделирования. Ключевые слова: электроснабжение, автоматика, моделирование.
Источником электрической энергии, необходимой для работы устройств железнодорожной автоматики (ЖАТ), является тяговая подстанция. Для передачи электрической энергии от тяговой подстанции к устройствам ЖАТ используется линия ВЛ-СЦБ - трехфазная трехпроводная линия с изолированной нейтралью напряжением 6-10 кВ [1].
Составление схемы замещения электроснабжения устройств ЖАТ осложняется наличием большого количества линейных потребителей. При этом потребители подключаются как три фазы ВЛ СЦБ, так и на любые две фазы. Для упрощения расчетов сети электроснабжения принято нагрузку представлять трехфазной и приложенной к середине перегона [2]. Анализ показывает, что при таком допущении погрешность расчета может достигать 10 %.
