CC BY
64
Вестник аграрной науки Дона
3(19)2012
Суханова Майя Викторовна - канд. техн. наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)43-5-75, 8-928-755-11-21.
Information about the authors
Ostanin Konstantin Alexandrovich - post-graduate student of the theoretical and applied mechanics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
Phone: 8(86359)43-5-75. Email: imaformatom@mail.ru.
Sukhanova Maya Viktorovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the theoretical and applied mechanics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-5-75; mob.: 8-928-755-11-21.
УДК 636.083.45:62-192
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
СТРИГАЛЬНОЙ МАШИНКИ МСУ-200
© 2012 г. Н.П. Алексенко, Н.В. Пономаренко, Э.А. Курочкин
Проанализированы современное состояние овцеводства, перспективы производства стригального оборудования и предложены пути повышения его надежности и функциональных возможностей.
Ключевые слова: стригальная машинка, надежность, стрижка, функциональное назначение стригальных машинок, овцеводство.
The analysis of the sheep-breeding current state is submitted. The prospects of the shearing equipment production are considered. The possibilities of the reliability and functionality equipment raising are offered.
Key words: shearing machine, reliability, shearing, functionality mean of shearing machines, sheep-breeding.
Овцеводство во многих странах мира является важной отраслью продуктивного животноводства, а в Австралии, Новой Зеландии, Аргентине в значительной степени определяет экономику всего хозяйства. В зависимости от природных и климатических условий, а также этнических особенностей в разных странах разводят овец различного направления продуктивности.
В экономически развитых странах преобладают овцы культурных пород, главной продукцией которых является тонкая и полутонкая шерсть и высококачественная молодая баранина.
Существующие породы мира различаются по характеру шерстного покрова и по другим хозяйственно-полезным признакам - крепости конституции, приспособ-
ленности к различным климатическим и кормовым условиям и т.д.
В России овцеводство представлено главным образом полутонкорунными породами, основной продукцией которых является молодая баранина и кроссбредная шерсть. Мериносы занимают лишь 7% от общего количества овец в стране.
Овцеводство обеспечивает людей ценными видами продукции питания, а легкую промышленность практически незаменимым сырьем - шерстью.
Заключительный этап производства шерсти - стрижка овец. В связи с непродолжительностью сезона стрижки овец возникает проблема обеспечения постоянными кадрами квалифицированных стригалей, надежности стригального оборудо-
28
3(19)2012 Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
вания. Недостатком стригального оборудования, выпускаемого заводом «Актю-бинсксельмаш», является низкое качество. Особенно низкое качество имели преобразователи, режущие пары, нажимной и эксцентриковый механизмы. Только по причине низкой надежности стригального оборудования и недостаточной квалификации стригалей Российская Федерация ежегодно теряла 8-10 тысяч тонн выращенной шерсти на сумму более 50 млн рублей (в ценах 1990 г.). Статистических данных о потерях шерсти в настоящее время нет.
Стрижка овец в Российской Федерации является острейшей проблемой. Своего завода по производству стригального оборудования нет. Одним из основных вопросов при организации стрижки является обеспечение надежности технологического процесса и оборудования для стрижки овец. Решение проблемы надежности является одной из ключевых при создании новых образцов стригального оборудования.
В настоящее время существует проблема разрешения противоречия между необходимостью интенсивного восстановления поголовья овец (увеличения объема выхода шерсти) и отсутствием эффективного стригального оборудования для обеспечения надежности процесса стрижки овец.
Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия по договору с заводом «Актюбинсксельмаш» провела многолетние испытания стригального оборудования в условиях хозяйственной эксплуатации в зоне Северного Кавказа. Выявлена низкая надежность стригальных машинок и их рабочего органа - режущих пар. Средняя наработка до отказа составила 87,2 часа при нормативном показателе 500 часов основной работы, эксплуатационная надежность стригальной машинки -45%, а коэффициент оперативной готовности равен 0,44 [1]. Поэтому, повышение надежности стригальных машинок является первой задачей модернизации оборудования.
Стригальная машинка МСУ-200А, составляющая основу стригальных агрегатов ЭСА-12/200 и ЭСА-6/200, имеет одну фиксированную частоту режущего аппара-
та - 2160 двойных ходов за 1 мин. Стригальная машинка фирмы «Листер» имеет редуктор с возможностью установления 2200, 2800 и 3200 двойных ходов за 1 мин.
Таким образом, стригальная машинка МСУ-200А ограничивает возможности стригаля таким низким уровнем, который фирма «Листер» не планирует даже для начинающего работника-ученика. Следовательно, расширение функциональных возможностей стригальных машинок является второй задачей модернизации.
Из-за низкой долговечности редуктора стригальная машинка МСУ-200А уступает машинке МСУ-77Б.
С точки зрения электробезопасности стригаля и большей маневренности машинки при стрижке более перспективна схема стригальной машинки с пристроенным электродвигателем.
Для повышения надежности стригальной машинки МСУ-200А в ней необходимо усовершенствовать:
- режущий аппарат - снизить энергозатраты на резание посредством обеспечения по всей длине кромки ножа резания со скольжением и расширить функциональное назначение стригальной машинки по ширине захвата и высоте среза шерстного покрова;
- зубчатый редуктор - обеспечить две ступени частоты вращения и повысить его надежность путем исключения радиального перемещения зубчатого колеса, например, поместить его в подшипнике (роликовом, игольчатом, шариковом);
- преобразователь тока - фильтрование вредных гармоник другой частоты, отличной от рабочей;
- вентилятор электродвигателя - усилить поток охлаждающего воздуха, например, сделать его со ступицей и в виде пропеллера;
- клеммные соединения электродвигателя со шнуром питания и пускателем -обеспечить быстрое и удобное обслуживание.
Функциональное назначение стригальной машинки должно включать в себя:
- массовую стрижку животных низким срезом (6...8 мм);
29
Вестник аграрной науки Дона
3(19)2012
- застрижку животных низким срезом, узкой гребенкой;
- стрижку овец перед забоем с повышенным и высоким срезом для получения деловой овчины (11...14, 14...20 мм).
В зависимости от состояния шерстного покрова ширина режущего аппарата должна составлять 57 и 76,8 мм. Регулируемая частота двойных ходов ножа должна быть от 2200 до 3000 за 1 мин.
Для крупных овцеводческих ферм сохраняется возможность использования трехфазной сети напряжением 380 В. Для мелких предпринимателей и фермеров наиболее доступна однофазная сеть напряжением 220 В, поэтому для них необходимо производить индивидуальные стригальные агрегаты на базе модернизированных машинок МСУ-200А.
Считаем, что в стригальной машинке МСУ-200 необходимо усовершенствовать нажимной механизм, т.е. изменить его конструктивную схему. Существующий нажимной механизм с наклонным расположением стержня упорного является неудачным. Рассмотрим схему действия сил в нажимном механизме (рис. 1).
В процессе стрижки овцы приходится периодически подворачивать гайку нажимного механизма с целью поддержания постоянного усилия прижима ножа к гребёнке. Г оризонтальная составляющая силы прижима ножа к гребенке Хд при наклонном расположении стержня упорного выталкивает рычаг из корпуса стригальной головки, что приводит к преждевременному износу сферы центра вращения рычага и нарушению нормального режима работы стригальной машинки.
Надежность нажимного механизма существенно влияет как на энергетические затраты, так и на качество стрижки. При недостаточном усилии прижима ножа к гребенке на коже овцы остаются полосы повышенного среза шерсти, а при повторном проходе машинки по этому месту появляется «перестрига» или сечка. При чрезмерном усилии прижима начинает нагреваться режущая пара, нажимной и передаточный механизмы, а также перегревается от перегрузки электродвигатель.
Рис. 1. Схема действия сил в прижимном механизме:
Тс - сила прижима, действующая вдоль стержня упорного под углом 60° к горизонтальной плоскости и раскладывающаяся на вертикальную и горизонтальную составляющие;
Nn - нормальная составляющая силы прижима ножа к гребёнке;
Хд - горизонтальная составляющая силы прижима ножа к гребенке;
R0 - сила, уравновешивающая вертикальные и горизонтальные составляющие внешних сил, приложена в центре вращения (реакция опоры)
30
3(19)2012 Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
Для исключения этих негативных явлений нажимной механизм должен быть выполнен вертикальным. Усилие, передаваемое через стержень упорный, достаточное для осуществления среза шерсти, уменьшится на 30...35% по сравнению с наклонным расположением стержня. Механизм прижима можно оснастить устройством, ограничивающим усилие прижима. По нашим данным, оно должно быть 8... 10 кг (80...100 Н). На предлагаемое техническое решение получен патент на изобретение № 2283753 от 20.09.2006 г. Бюл.
№ 26 «Машинка для стрижки животных» (рис. 2).
В связи с тем, что поголовье овец будет неуклонно расти и на 2012 год оно составит более 30 млн, в России надо иметь свой завод по производству стригального оборудования. Южный федеральный округ был и будет основным поставщиком тонкорунной шерсти. Поэтому на Северном Кавказе обязательно надо иметь завод, например в г. Ростове-на-Дону (до 1962 г. стригальные машинки выпускались на Ростовском механическом заводе).
Рис. 2. Предлагаемая стригальная машинка с вертикальным нажимным механизмом
Машинка для стрижки животных содержит корпус 1, в верхнее отверстие которого вставлена вертикальная ось 2, на которой размещены нажимной стержень 3 с головкой 4, коническая втулка 5, оттари-рованная пружина 6, нажимная гайка 7. Соосно с вертикальной осью 2 во втулке, армированной в корпус, вставлена цапфа 8, на которую опирается гибкий поводок 9, жестко связанный с нажимным стержнем 3 и упругим рычагом 10, имеющим цилиндрический наконечник 11, входящий в наклонное эксцентричное отверстие зубчатого колеса 12 редуктора, размещенного в подшипнике качения 13 и входящее в зацепление с валом 14 ротора, пристроенного к корпусу 1 электродвигателя 15.
В настоящее время в Ростовской области (г. Зерноград) функционирует фирма
«Руно», которая реализует в год до 500 стригальных машинок типа МСУ-200А с индивидуальными преобразователями, производимыми в г. Ижевске. Заказы на детали размещаются на заводах, имеющих свободные мощности, небольшими партиями. Считаем, что можно сконцентрировать производство стригального оборудования. Необходимо финансирование производства нужного для России стригального оборудования в Ростовской области.
Литература
1. Алексенко, Н.П. Надёжность технологического процесса и образования для стрижки овец: монография / Н.П. Алексенко. - Ростов-на-Дону: Терра, 2005. - 240 с.
31
Вестник аграрной науки Дона
3(19)2012
Сведения об авторах
Алексенко Николай Петрович - д-р техн. наук, профессор кафедры механизации и технологии производства и переработки с.-х. продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)43-1-71.
Пономаренко Наталья Васильевна - канд. техн. наук, доцент кафедры механизации и технологии производства и переработки с.-х. продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Курочкин Эдуард Алексеевич - инженер Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Information about the authors
Alexenko Nikolai Petrovich - Doctor of Technical Sciences, professor, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)43-1-71.
Ponomarenko Nataliya Vasilevna - Candidate of Technical Sciences, associate professor, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
Kurochkin Edward Alexeevich - engineer, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
32
