ТЕОРИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СКАРИФИКАЦИИ ПЕРГОВЫХ СОТОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Технические науки

с3ф - фактическое напряжение, определяемое по формуле:

Если полученный результат меньше нормативного и соблюдено условие, сверх нормативного раскрытия трещин не произойдет.

Выводы

Разработанная методика позволяет проводить достоверные исследования и расчет действующих нагрузок на стены силосохранилища, проверку принятых размеров стен силосохранилища с учетом свойств окружающих грунтов по двум группам предельных состояний.

Принятые в результате исследований параметры стен силосохранилища соответствуют нормативным требованиям СНиП по прочности, устойчивости, несущей способности и долговечности.

Библиографический список

1. Проектирование подпорных стен и стен подвалов. Справочное пособие к СНиП 2.09.03-85 "Сооружение промышленных предприятий". М: , Стройиздат, 1990.

2. СНиП 2.02.01-83 «Основания и фундаменты».

3. СНиП 2.03.01 - 84*. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции.

4. СТП 014-2001 «Конструкция и технология сооружения траншейных стен вгрунте для объектов транспортного строительства». М: , корпорация «Трансстрой», 2001.

5. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. М:, Стройиздат, 1985.

6. Горбунов-Посадов М.И., Ильичев В.А., Крутов В.И. и др. Основания, фундаменты и подземные сооружения. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с.

7. Некрашевич В.Ф, Ревич Я.Л. Монография. Расчет конструкций и оптимизация параметров заглубленных железобетонных силосохранилищ для фермерских хозяйств.- Рязань, 2013. -135с.

УДК 638.178

лет/

НЕКРАШЕВИЧ Владимир Федорович, д-р техн. наук, профессор ПОПОВ Андрей Сергеевич, канд. техн. наук, доцент МАМоНоВ Роман Александрович, канд. техн. наук, доцент, КоВАлЕНКо Михаил Валерьевич, аспирант

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

ТЕОРИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СКАРИФИКАЦИИПЕРГОВЫХ СОТОВ

В статье изложена информация о перге, ее применении и полезных свойствах. Описана важность проведения операции скарификации перговых сотов в промышленной технологии. Указаны преимущества центробежной скарификации перед другими способами.

Рассмотрено воздействие сил инерции на перговые соты и определены эквивалентные нормальные напряжения, влияющие на процесс скарификации. Определены внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении пергового сота.

Ключевые слова: перговый сот, центрифуга, сила инерции, скарификация, напряжения, деформация.

Vladimir Fedorovich Nekrashevich, Andrey Sergeevich Popov, Roman Aleksandrovich Mamonov, Mikhail Valerevich Kovalenko

THEORY OF AMBROSIA HONEYCOMBS CENTRIFUGAL SCARIFICATION

This article provides information about ambrosia, its application and the beneficial properties. They have described the importance of ambrosia honeycombs scarification in industrial technology. They have outlined

_© Некрашевич В. Ф., Попов А. С., Мамонов Р А, Коваленко М. В. ,2014 г_

ф

Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ, № 2 (22), 2014

the advantages of centrifugal scarification in comparison with other methods.

They have examined the impact of inertia to ambrosia honeycombs and determined the equivalent normal intension affecting the process of scarification. They have determined internal force factors occurring in the cross-sectional ambrosia honeycomb.

Key words: ambrosia honeycomb, centrifuge, inertia, scarification, intension, deformation.

Перга - это свежая пыльца в виде обножки, уложенная, запечатанная и залитая пчелами медом в ячейках сотов. Она является ценнейшим биологически активным продуктом пчеловодства, незаменимым белковым кормом для личинок и взрослых пчел. Человеком используется в пищевой, медицинской, витаминной, косметической промышленностях. Применение перги во многих случаях способствует излечиванию заболеваний желудочно-кишечного тракта (гастриты, язвенная болезнь, энтериты, инфекционные заболевания кишечника), дисбактериоза и других болезней: печени, мочевых путей и почек, системы кровообращения и крови, нервной и эндокринной систем. Также пергу используют для приготовления тестообразных подкормок пчелам [1, 2, 3, 4, 5, 7].

Перга веками шла в отход при перетопке пер-говых сотов и только мизерное её количество использовалось пчеловодами при нарезании перго-вых сотов полосками и заливке медом [2].

На сегодняшний день лучшей для производства перги в промышленных масштабах является технология, разработанная сотрудниками Рязанского СХИ В.Ф. Некрашевичем, В.И. Бронниковым и сотрудником НИИ пчеловодства С.А. Стройковым [4]. Одной из важных операций технологии является скарификация перговых сотов. Скарификация (от лат. skarifiko - царапаю) - это повреждение поверхностного слоя какого-либо тела. Скарификация перговых сотов осуществляется с целью ускорения сушки перги. Сушка перги в сотах является важнейшей операций в технологии переработки перговых сотов. Важно, чтобы в процессе сушки были сохранены биологические и физико-химические свойства перги. Пергу в сотах необходимо высушивать до определенной влажности, по многим упоминаниям в литературе - это 14-15%. Пересушенная перга является непригодной для питания пчел, увеличивается ее кроши-мость, а при более высоком содержании влаги существенно увеличивается липкость перги, что ведет к ее налипанию на рабочие органы машин и механизмов. Кроме того, при большей влажности перга быстро портится и становится непригодной для употребления. Применение скарификации дает возможность получать пергу высокого качества, отвечающую всем требованиям, и главное, сократить затраты энергии на сушку перговых сотов [4].

Существующие способы и устройства скарификации имеют ряд существенных недостатков. Поэтому авторами статьи предлагается центробежный способ скарификации, позволяющий раскрыть ячейки сотов и сохранить целостность гранул перги. Скарификация таким способом позволяет значительно сократить затраты энергии и времени на сушку и получать целые гранулы

перги, что обеспечивает более длительный срок их хранения без потери питательных веществ и витаминов [4].

Теория центробежной скарификации до настоящего времени не была разработана.

Представим рамку в виде прямоугольной пластины с расположенными в ней равномерно по всему объему ячейками перговых сот. В процессе вращения рамки в центрифуге на пластину действуют центробежные силы инерции, направленные по радиусу вращения. В результате осуществляется процесс скарификации перговых сотов. Рассмотрим воздействие сил инерции на перго-вые соты и определим эквивалентные нормальные напряжения, влияющие на процесс скарификации [6]. Так как ускорения не изменяются по величине и направлению в процессе нагружения, то напряжения и деформации можно определить как при статическом нагружении внешними силами и силами инерции.

Числовое значение элементарной силы инерции будем определять как воздействие на один сот.

(1)

dP, = dm • а = . а

где ар, - элементарная сила инерции; dm - масса пергового сота; а - ускорение, действующее на сот; dV - элементарный объем сота; у - удельный вес сота; д - ускорение свободного падения. Принимаем рамку как стержень, тогда объемные силы инерции заменим на распределенные по длине оси стержня.

Р

1 ~ dZ

(2)

где dZ - длина сота.

Тогда элементарный объем сота будет равен

dV = А ■ dZ где А - площадь поперечного сечения сота. Следовательно

(3)

(4)

Так как стержень совершает равномерное вращение, то касательное ускорение равно 0, а нормальное ускорение определяется по формуле

,2 . я (5)

or

где ш - угловая скорость;

R - радиус вращения.

Так как рамка в процессе движения деформируется под действием сил инерции в виде стержневого полукольца, принимаем расчетную схему нагружения, считая, что силы инерции равномерно распределены по его окружности (рисунок 1).

Технические науки

у PiR m<p-d<p i k

PiR -cos(p-d(p

PiR 4 a

Рис. 1 - Расчетная схема нагружения

Определим внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении рамки, для этого применим метод сечений, т.е. рассечем рамку плоскостью, перпендикулярной касательной в центре тяжести кривизны сота (рисунок 2).

^ Fy = PtR • п'пср • dip - dN • cos(90 - (p) = 0

PtR • n ncp • d(p — dN • cos(90 — <p)

PjR ■ n n(p • d(p = dN ■ n'ncp (6)

N = f*oPtR-d<p = ^-PtR-<p0

Подставляя в уравнение (6) выражения (4) и (5), получим продольное усилие

(7)

Тогда нормальные напряжения, действующие на один сот, будут

N y-0)2-R2 % = 1 =

(8)

Спроецируем действующие силы на нормаль n-n

I

_ 3 Q _ Зу ■ со' ~ 2 'А ~ 4д~

Для определения изгибающего момента рассмотрим в равновесии часть рамки ВС относи-

•3

Рис. 2 - Внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении рамки Спроецируем действующие силы на ось у

тельно силы P, Rda, тогда получим элементарный изгибающий момент

(П)

dM = PiRda ■ h где h - плечо силы Р, Rda

dM = PiR2 • п'па • da

(12)

М = -PtRz • cos a\l = -PiR2 • (cos (p - cos cpQ)

(13)

Подставляя в формулу (13) выражения (4) и (5), получим

М — — у'А":о 'R • (cos (р — cos ipo) (14)

Принимая поперечное сечение сота в виде прямоугольника, получим нормальные напряжения от изгибаюшего момента

м (15)

Fn_n - -dQ + PiR • п'пср • d(p • cos(p + P^R • cos(p • d(p • nncp - 0 dQ = 2PiR • n'ntp - cos (p ■ d(p = PiR • n n2(p • d<p

(9)

П E

Q = PiRgnv2(p ■dcp = -\PiR ■ cos2<p ||0 = у (1 - cos2<p0)

Подставляя в уравнение (9) выражения (4) и (5), получим поперечную силу

_ Y-A-C02-R2 ^ „ , (10)

Q = 2g cos

11ринимая поперечное сечение сота в виде прямоугольника, получим касательные напряжения, действующие на соты

--(1 — cos 2ср0)

гт =

ЛЛГХ

где Wx - момент сопротивления прямоугольного сечения

ш = ** (16) х б где Ь - ширина сота; Ь - высота сота.

Подставим выражения (14) и (16) в формулу (15), получим

буш^-и-1 g-h

6у • Ь • h • СО2 • R'

д ■ bh2 ■ (cos (р — cos (р0)

• (cos <P - cos <р0) = - (17)

Используя принцип независимости действия сил, определяем эквивалентные нормальные напряжения, действующие в рамке, сложив выражения

/£3\ ,Л !Л~Г\

У СО2 • й2 /7Г \

= + ам =--I--<р0)-

1 (18)

б

■ft

(cos (р

9

cos (р0)

или

Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ, № 2 (22), 2014

(19)

Разрушение перговых сотов в результате скарификации не будет происходить, если выполняется условие прочности, согласно которому

Ъхе < М (20)

где [а] - допускаемое напряжение разрушения пергового сота.

В результате теоретических исследований было получено выражение для определения эквивалентного нормального напряжения (уравнение 19), из которого видно, что на процесс скарификации влияют удельный вес и высота пергового сота, а также конструктивно-технологические характеристики центрифуги: радиус и частота вращения. Изменяя указанные параметры в ходе экспериментальных исследований, можно получить оптимальный режим работы центрифуги, при котором будет происходить деформация пергового сота без его разрушения.

Библиографический список

1. Лебедев, В. И. Научно обоснованный регламент производства биологически актив-

ных, экологически чистых продуктов пчеловодства / В. И. Лебедев // Вестник Рязанского гос. агротех-нологического университета. - 2009. - № 1. - С. 17-24.

2. Мамонов, Р. А. Технология заготовки и подготовки пчелиных сотов к промышленной переработке на пергу и восковое сырье / Р. А. Мамонов, Т. В. Торженова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета. - 2013. - № 2. - С. 30-33.

3. Некрашевич, В. Ф. Механизация пчеловодства : учебное пособие / В. Ф. Некрашевич, Ю. Н. Кирьянов - Рязань, 2011. - 265 с.

4. Технология, средства механизации и экономика производства перги : монография / В. Ф. Некрашевич, Р. А. Мамонов, Т. В. Торженова, М. В. Коваленко - Рязань, 2013. - 103 с.

5. Технология и устройство для приготовления тестообразных подкормок для пчел в защитной восковой оболочке / В. Ф. Некрашевич, С. В. Корнилов, Н. Е. Лузгин, И. А. Панфилов // Сборник научных трудов по пчеловодству. Вып. 9. - Орел, 2003. - С. 23.

6. Саргсян, А. Е. Сопротивление материалов, Теории упругости и пластичности / А. Е. Сарг-сян.- М. : Высшая школа, 2000. - 287 с.

7. Чепик, А. Г. Экономика и организация инновационных процессов в пчеловодстве и развитие рынка продукции отрасли : монография / А. Г. Чепик, В. Ф. Некрашевич, Т. В. Торженова. - Рязань, 2010. - 212 с.

НОРЧАЕВ Даврон Рустамович, канд. техн. наук, ст. научн. сотр., Узбекский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства, Республика Узбекистан

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ПОДКАПЫВАЮЩЕГО РАБОЧЕГО ОРГАНА

В статье приведены конструктивные схемы и теоретические выкладки по расчету параметров энергосберегающего подкапывающего рабочего органа.

Ключевые слова: энергосберегающий подкапывающий рабочий орган, угол раствора лезвий, длина и ширина подкапывающего рабочего органа

Davron Rustamovich Norchaev

THEORETICAL PREMISES ON MOTIVATION PARAMETER ENERGYSAVING UNDERMINING WORKER

OF THE ORGAN

In article are brought constructive schemes and theoretical premises on motivation parameter energy saving undermining worker of the organ

Key words: energy saving undermining worker organ, corner of the solution blade, length and width undermining worker of the organ

_© Норчаев Д.Р., 2014 г._