CC BY
35
Ларин Николай Владимирович, канд. физ.-мат. наук, доц., Larinaelenamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DIFFRACTION OF A PLANE ACOUSTIC WAVE ON THE THERMOELASTIC CYLINDER WITH THE CONTINUOUSLYINHOMOGENEOUS COVERING
N. V. Larin
In the project we solved direct and inverse problems of the plane harmonic acoustic wave diffraction on the thermoelastic cylinder with the continuously Layered covering, provided that the cylinder is located in the inviscid heat-conducting fluid. We determined the wave fields in the cylinder and outside it by the direct problem solving. In the inverse problem we defined the inhomogeneity laws of the covering material, which provide the minimum reflection of the sound in the preset angular sector andfrequency range.
Key words: direct and inverse problems of the diffraction, acoustic wave, thermoelastic cylinder, inhomogeneous thermoelastic layer, inviscid heat-conducting fluid.
Larin Nikolay Vladimirovich, candidate of physical and mathematical sciences, do-cent, Larinaelenamail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 631.51; 631.8; 635.21
САМОЗАГРУЖАЮЩИЙСЯ РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ
К.П. Андреев
Предлагается описание устройства самозагружающегося разбрасывателя твердых минеральных удобрений из мягких контейнеров, который в агрегате с энергетическим средством выполнял бы функции по транспортировке минеральных удобрений до поля, погрузке их в бункер разбрасывателя и распределение их по поверхности поля.
Ключевые слова: удобрения, разбрасыватель, бункер, испытания, внесение.
Направленность сельского хозяйства на получение максимальных урожаев является основой широкого применения удобрений. Разнообразие почв и возделываемых культур, различие их плодородия требуют практически неограниченного сочетания видов и доз минерального питания. Решение этой проблемы осуществляется путем последовательного внесения каждого вида питательных элементов, сложных удобрений или их смесей различных форм и состава (органо-минеральные смеси; смеси твердых и жидких удобрений и ряд других).
Учитывая периодичность выполнения работ по возделыванию сельскохозяйственных культур и особенности организации производственных процессов, для выполнения взаимосвязанных технологических операций формируют специальные комплексы машин в соответствии с имеющейся в хозяйстве техникой.
Комплексная механизация включает последовательное применение систем машин, механизмов и приспособлений на всех технологических операциях и стадиях производственного процесса, позволяющее полностью заменить ручной труд машинным как на основных, так и на вспомогательных сельскохозяйственных работах. Вследствие этого одна из важнейших задач аграрной науки заключается в создании, исследовании и испытании новых образцов сельскохозяйственных машин.
Значительная часть твердых минеральных удобрений вносится посредством разбрасывания их по поверхности полей с использованием центробежных разбрасывателей. Широкое применение центробежных разбрасывателей обусловлено целым рядом их преимуществ: высокая производительность, широкий диапазон норм внесения, достаточно простая и компактная конструкция, возможность использования твердых минеральных удобрений с различными физическими свойствами. Одним из недостатков центробежных разбрасывателей остается большая неравномерность распределения удобрений по полю [1].
Внесение минеральных удобрений с помощью центробежных разбрасывателей - одна из самых распространенных операций. Преимуществами таких разбрасывателей являются простота конструкции, надежность, поэтому они широко применяются в сельском хозяйстве.
Анализ выпускаемых малогабаритных центробежных разбрасывателей минеральных удобрений показал, что основной тенденцией их развития являются самозагружающиеся разбрасыватели гранулированных минеральных удобрений с подъемником мягких контейнеров «Биг-бэг» [2].
Характерной особенностью применения минеральных удобрений стала поставка их в упакованном виде в мягких одноразовых контейнерах с массой от 0,5 до 1,0 тонны. В этих контейнерах минеральные удобрения поступают в сельскохозяйственные предприятия и хранятся в них до использования. Это обеспечивает лучшую сохранность минеральных удобрений. Для загрузки минеральных удобрений в бункеры разбрасывателей используют имеющиеся в хозяйстве или привлеченные грузоподъемные устройства.
В связи с этим весьма перспективным и актуальным направлением представляется разработка конструкции навесного самозагружающегося разбрасывателя твердых минеральных удобрений из мягких контейнеров,
который бы в агрегате с энергетическим средством выполнял бы функции по транспортировке минеральных удобрений до поля, погрузке их в бункер разбрасывателя и распределение их по поверхности поля [3].
Задача совершенствования технологических средств для поверхностного внесения минеральных удобрений является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение. В этой связи в лаборатории, был создан опытный образец саморазгружающегося разбрасывателя удобрений. Навесной разбрасыватель центробежного типа предназначен для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений в гранулированном и кристаллическом виде тарельчатыми высевающими аппаратами из мягких контейнеров вместимостью до 1 тонны [4-6].
Схема и общий вид экспериментального образца разбрасывателя минеральных удобрений представлен на рисунке.
Разбрасыватель минеральных удобрений (рисунок, б) состоит из бункера 1 и рабочего органа для разбрасывания минеральных удобрений, выполненного в виде центробежного диска 2 с механизмом привода, включающим карданную передачу 3 и конический редуктор 4; грузоподъемного устройства, состоящего из вертикальной стойки 5, с шарнирно закрепленным рычажным элементом 6 и выдвижной секцией 7, на внешнем конце которой установлен крюковой захват 8. Перемещение элементов 6 и 7 обеспечивается силовыми цилиндрами, связанными с гидросистемой трактора.
Бункер 1 посредством несущей рамы 9 шарнирно установлен на силовых тягах 10 навесной системы трактора. Внутри бункера в нижней его части установлен нож 11. Бункер заканчивается выпускным отверстием, выполненным с возможностью регулировки его пропускной способности, и под которым установлен разбрасывающий диск 2.
Несущая рама 9 бункера удлинена и в нижней части выполнена в виде опор-лыж 12, на поперечной связи которых установлено сцепное устройство 13 [7].
Лабораторные испытания экспериментального образца разбрасывателя минеральных удобрений были проведены на базе при помощи стенда для оценки работоспособности экспериментального образца машины.
Загрузка разбрасывателя в полевых условиях производится посредством смонтированного на задней части остова трактора подъемником мягких контейнеров вместимостью до 1 т, который перегружает заполненный гранулированными удобрениями мягкий одноразовый контейнер из тракторного прицепа в бункер разбрасывателя и устанавливает на имеющиеся в нем растариватель в виде ножа с четырьмя лезвиями, расположенными в виде ребер пирамиды. В ходе исследования устанавливалось влияние формы ножа, угла заточки, натяжения материала на оправке на усилие разрыва материала. Нож должен прорезать оболочку
175
контейнера и обеспечивать поступление удобрений к дозирующему устройству и далее на центробежный разбрасывающий диск. На основе теоретического анализа и экспериментальной проверки был исследован процесс распределения компонентов тукосмеси центробежно-дисковыми аппаратами в секторе метания с целью совершенствования конструкции рабочего органа [8].
Разбрасыватель минеральных удобрений: а - общий вид экспериментального образца; б - схема экспериментального образца
176
В процессе разбрасывания удобрений ворошитель разбивает истекающие массы до полного опорожнения удобрений из мягкого контейнера и равномерной подачи их к разбрасывающим рабочим органам, что, в конечном итоге, ведет к повышению качественных показателей выполнения технологического процесса внесения минеральных удобрений разбрасывателем. В результате математического моделирования при проведении лабораторных испытаний было установлено, что для повышения равномерности дозирования и снижения крошимости гранул удобрений угол установки лопасти к окружной скорости V угол подъема а должен находиться в диапазоне 18...21 градусов и угол к горизонту в радиальном направлении (угол поворота) в должен находиться в диапазоне 10.12 градусов. Применение разработанного ворошителя позволит снизить крошимость гранул при дозировании и повысить равномерность внесения удобрений центробежным разбрасывателем [9].
Предложенное техническое решение может быть использовано в разбрасывателях удобрений различной грузоподъемности, рабочей ширины поверхностного внесения и производительности, при этом совмещается процесс механизированной погрузки мягких контейнеров с минеральными удобрениями в бункер с подготовкой их к внесению (сепарация, разрушение слежавшихся комков и удаление посторонних включений), что повышает производительность и качество работы разбрасывателя [10].
Полевые испытания проводились в сельскохозяйственном фермерском хозяйстве. При проведении испытаний машина агрегатировалась с трактором класса тяги 1,4 (МТЗ 80/82). Влажность удобрений составила 1,2 %. Гранулометрический состав удобрений: размером менее 1 мм - 2,5 %; от 1 до 4 мм - 94,8 %; от 4 до 6 мм - 2,7 %; свыше 6 мм - 0 %. В процессе испытаний были проведены фото- и видеозапись и фиксация результатов работы экспериментального образца разбрасывателя минеральных удобрений.
Разбрасыватель минеральных удобрений качественно выполняет технологический процесс при поверхностном внесении удобрений (доза внесения составила 40.780 кг/га; отклонение фактической дозы внесения от заданной получено 2,8 %; неравномерность внесения удобрений на рабочей ширине захвата составила 23,4 %, а по ходу движения агрегата -9,8 %; рабочая ширина захвата - 17 м, а общая - 22,5 м; нестабильность внесения дозы удобрений получена 4,2 %). На поверхностном внесении удобрений производительность за час основного времени составила 12,71 га. Удельный расход топлива за время сменной работы 0,50 кг/га. Производительность за час сменного времени составляет 8,02 га.
При использовании самозагружающегося разбрасывателя минеральных удобрений нет необходимости в привлечении машин для транспортировки и загрузки минеральных удобрений. Это позволяет
снизить начальный объем бункера, его высоту и массу, и, как следствие, использовать для агрегатирования тракторы меньшего тягового класса. Кроме того, разработанный подъемник мягких контейнеров не занимает навесную систему трактора, что повышает универсальность его использования, и обеспечивает возможность агрегатирования с другими машинами, например, прицепами, сажалками, культиваторами, сеялками.
Список литературы
1. Макаров В.А., Костенко М.Ю., Андреев К.П. Самозагружающийся разбрасыватель удобрений // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2015. № 3. С. 2-4.
2. Исследование работы самозагружающегося разбрасывателя минеральных удобрений / К.П. Андреев, В.А. Макаров, А.В. Шемякин, М.Ю. Костенко // Сборник научных трудов СМУ РГАТУ. Рязань. 2015. Вып. 1. С. 140-143.
3. Андреев К.П., Шемякин А.В., Костенко М.Ю. Устройство самозагружающегося разбрасывателя минеральных удобрений // Новая наука: Современное состояние и пути развития. Стерлитамак. 2016. № 116-2. С. 136-139 с.
4. Патент ЯИ 2363133. Самозагружающийся разбрасыватель удобрений / В.Н. Буробин, А.М. Королев, К.П. Андреев. Опубл. 10.08.09. Бюл. № 22.
5. Патент ЯИ 2363134. Самозагружающийся разбрасыватель удобрений / В.Н. Буробин, А.М. Королев, К.П. Андреев. Опубл. 10.08.09. Бюл. № 22.
6. Патент ЯИ 2363135. Самозагружающийся разбрасыватель удобрений / В.Н. Буробин, А.М. Королев, К.П. Андреев. Опубл. 10.08.09. Бюл. № 22.
7. Совершенствование центробежных разбрасывателей для поверхностного внесения минеральных удобрений / К.П. Андреев, В.А. Макаров, А.В. Шемякин, М.Ю. Костенко // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. Рязань. 2017. № 1 (33). С. 54-59.
8. Андреев К.П. Исследование траектории полета частиц минеральных удобрений при работе центробежных разбрасывателей // Новая наука: Теоретический и практический взгля. Стерлитамак. 2016. № 117-2. С. 105108 с.
9. Исследование движения частицы удобрений по лопасти ворошителя / К.П. Андреев, В. А. Макаров, А.В. Шемякин, М.Ю. Костенко, Н.А. Костенко // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. Рязань. 2016. № 4 (32). С. 65-68.
10. Разбрасыватель минеральных удобрений с сепарацией крупных примесей / К.П. Андреев, В. А. Макаров, А.В. Шемякин, М.Ю. Костенко // Сборник научных трудов СМУ РГАТУ. Рязань. 2015. Вып. 1. С. 241-244.
Андреев Константин Петрович, ст. преподаватель, kosta066@yandex.ru, Россия, Рязань, Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева
SAMOZARJADNYJFERTILIZER SPREADER MINERAL FERTILIZERS
K.P. Andreev
The article offers a description of the device samozagruzhajushhegosja spreader for solid mineral fertilizers from soft containers, which would be used with energy would serve as a tool for transportation of mineral fertilizers to fields, loading them into the hopper of the machine and their distribution on the surface of the _ field.
Key words: fertilizer, fertiliser spreader, bunker, testing, making.
Andreev Konstantin Petrovich, senior lecturer, kosta066@yandex. ru, Russia, Ryazan, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev
УДК 622.23.05; 571.52
ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-5И В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РЕСПУБЛИКИ ТУВА
Ч.Д. Шавыраа, О.О. Куулар
Описан анализ применения гусеничного карьерного экскаватора в горнодобывающей промышленности Республики Тува. Предлагается на специальных кронштейнах ходовой тележки установить два электродвигателя и два отдельных редуктора. Такое конструктивное исполнение независимого двухдвигательного ходового механизма экскаватора позволит увеличить уровень его надёжности за счёт упрощения системы управления ходом и исключения механизма переключения потоков мощности.
Ключевые слова: экскаватор, электродвигатель, надежность, редуктор, оборудование.
Горнодобывающая промышленность Республики Тува характеризуется интенсивным развитием открытого способа разработки полезных ископаемых. Преобладающее значение открытые разработки приобрели уже при добыче руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья, драгоценных металлов и минералов. Сегодня парк горных машин требует качественных изменений: за счет увеличения единичной мощности машин; создания более безопасного, надежного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего повышенной комфортностью
179
