CC BY
5Технические науки
в
tehnicheskih sredstv mehanizatsii selskogo hozyaystva materialyi mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyaschennoy 100-letiyu kafedryi selskohozyaystvennyih mashin agroinzhenernogo fakulteta Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta imeni imperatora Petra I. Ministerstvo selskogo hozyaystva RF; Voronezhskiy gosudarstvennyiy agrarnyiy universitet im. Imperatora Petra I. 2015. S. 106-110.
8. Sovershenstvovanie organizatsii rabot, svyazannyih s hraneniem selskohozyaystvennyih mashin v usloviyah malyih fermerskih hozyaystv.//Shemyakin A.V.//.,
Avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoy stepeni doktora tehnicheskih nauk / Michurinskiy gosudarstvennyiy agrarnyiy universitet. Michurinsk, 2014
9. Sovershenstvovanie organizatsii rabot, svyazannyih s hraneniem selskohozyaystvennyih mashin v usloviyah malyih fermerskih hozyaystv.//.,Shemyakin A.V.
Dissertatsiya na soiskanie uchYonoy stepeni doktora tehnicheskih nauk / Ryazanskiy gosudarstvennyiy agrotehnologicheskiy universitet im. P.A. Kostyicheva. Michurinsk, 2014
10. Teoreticheskie osnovyi povyisheniya effektivnosti struynoy otchistki selskohozyaystvennoy tehniki.//
Latyishenok, M.B., Shemyakin A.V., Tarakanova, N.M.//.,Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya. 2010.
# 11. S. 45-46.
11. Teoriya vliyaniya parametrov ledyanyih granul na ih raspredelenie v pyatne kontakta moyuschey strui v protsesse otchistki selskohozyaystvennyih mashin.//.,LatyishYonok M.B., Shemyakin A.V., Tumaev Z.V.
Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostyicheva. 2014.# 2 (22). S. 32-35.
12. Teplovoe ukryitie dlya hraneniya selskohozyaystvennyih mashn na otkryityih ploschadkah.//
LatyishYonok M.B., Shemyakin A.V., SolovYova S.P.//.,Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo
agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostyicheva. 2012.# 4 (16). S. 93-94.
13. Tehnologiya i ustroystvo dlya konservatsii selskohozyaystvennoy tehniki s ispolzovaniem nanomaterialov.// Volodin V.N., Shemyakin A.V., Latyishenok M.B., Shemyakina E.Yu.//.,
V sbornike: Sbornik nauchnyih trudov prepodavateley i aspirantov ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta Materialyi nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2011. S. 90-93.
14. Tehnologiya i ustryostvo dlya mehanicheskoy ochistki detaley selskohozyaystvennyih mashin ot konservatsionnogo materiala.//Shemyakin A.V.//.,V sbornike: Innovatsionnyie napravleniya i metodyi realizatsii nauchnyih issledovaniy v APK Sbornik nauchnyih trudov prepodavateley i aspirantov Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostyicheva. 2012. S. 30-33.
15. Tehnologiya i ustroystvo dlya ochistki selskohozyaystvennoy tehniki pri snyatii ee s hraneniya.// Pod'yablonskiyA.V., Shemyakin A.V., Latyishenok M.B., Shemyakina E.Yu.//.,Vsbornike: Sbornik nauchnyih trudov prepodavateley i aspirantov ryazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta Materialyi nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2011. S. 102-104
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТНОЙ СТРУИ
ШЕМЯКИН Александр Владимирович, д-р техн. наук, зав. кафедрой ОТП и БЖД, shem.alex62@yandex.ru
ТЕРЕНТЬЕВ Вячеслав Викторович доцент кафедры ОТП и БЖД, Vvt62ryazan@yandex.ru МОРОЗОВА Наталья Михайловна преподаватель ФДП СПО, Natami09@mail.ru КОЖИН Сергей Александрович аспирант кафедры ОТП и БЖД, Kozhin_23@mail.ru КИРИЛИН Александр Васильевич аспирант кафедры ОТП и БЖД, kirilin1982@mail.ru Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
В процессе эксплуатации сельскохозяйственной техники на ее поверхности скапливаются различные загрязнения, которые под действием климатических факторов образуют плотные отложения, оказывающие резко негативное влияние на эффективность использования машин. В связи с этим очистка техники от загрязнений является ключевым процессом, оказывающим влияние на эффективность использования техники и повышение качества сельскохозяйственных работ. В настоящее время малые и фермерские хозяйства заинтересованы в использовании эффективной и недорогой техники для очистки сельскохозяйственных машин от всех видов загрязнений. Среди таких моечных машин широкое применение нашли установки высокого давления. Технология использования струй высокого давления позволяет качественно очищать поверхность сельскохозяйственной
УДК 631.171
© Шемякин А.В.,Терентьев В.В., Морозова Н.М, Кожин С.А.,Кирилин А.В. 2016 г
техники за счет применения насадок (сопел) различных конструкций, позволяющих придать струе жидкости различную конфигурацию. Среди известных конструкций сопел, позволяющих получить струи разных конфигураций, применение нашли сопла, формирующие веерообразную и кинжальную формирующую струи. Проведенные исследования показали, что для повышения энергонасыщенности водных струй перспективным является создание универсальных конструкций насадок, позволяющих придать струям различные формы вращения. Статья посвящена разработке устройства, повышающего эффективность моечных операций без увеличения энергетических и материальных затрат за счет дополнительных видов энергии, влияющих на физико-механические свойства струи. В этой связи перспективным является способ очистки сельскохозяйственных машин, позволяющий повысить качество очистки за счет использования энергии вращения водной струи. Для получения вращающейся струи разработано специальное устройство - сопло.
Ключевые слова: очистка, мойка, вращение, струя, сопло.
Введение
Целью исследований явилась разработка устройства, повышающего эффективность очистки сельскохозяйственных машин от загрязнений путём увеличения энергонасыщенности жидкостной моющей струи.
В процессе эксплуатации сельскохозяйственной техники на поверхности скапливаются различные загрязнения, которые под действием климатических факторов образуют плотные отложения, оказывающие резко негативное влияние на эффективность использования машин [1,5]. В связи с этим очистка техники от загрязнений является ключевым процессом, оказывающим влияние на эффективность использования техники, повыше-
ние качества сельскохозяйственных работ [2,6].
Применение химических веществ и технологий очистки связано со значительными затратами на приобретение или составление моющих растворов, оказывает негативное влияние на окружающую среду и человека [8].
Объекты и методы исследования В настоящее время повышение эффективности очистки достигается за счет увеличения давления подаваемой моечной жидкости, что в свою очередь ведет к увеличению энергозатрат, снижение которых возможно за счет придания жидкостной струе различных форм и конфигураций (рисунки 1,2).
а - кинжальная (точечное сечение); б - веерная (плоское сечение); в - вращающаяся (круглое сечение) Рис. 1 - Форма струи Кинжальная струя (рис. 1а, 2а), образуя точечное сечение, обладает высоким очищающим усилием, сохраняя на расстоянии 20 см около 70% исходного ударного давления, но имеет низкую производительность по площади.
Веерная струя (рис. 1б, 2б), образуя плоское сечение, имеет высокую производительность по площади, но обладает сравнительно низким очищающим усилием: ударное давление на расстоянии 20 см составляет около 5% исходного значения.
Вращающаяся струя (рис. 1в, 2в), обладает достаточно высокими эффективностью и производительностью очистки. Струя вращается вокруг собственной оси с высокой частотой, образуя круглое сечение, благодаря этому она перекрывает большую площадь при сохранении усилия, ненамного отличающегося от усилия точечной струи (около 62%).
Расстояние до поверхности, мм
Рис. 2 - Влияние формы струи на ударное давление
На основании проведенного анализа можно заключить, что на сегодняшний день для повышения эффективности моечных работ целесообразно использовать универсальные моющие струи, позволяющие обеспечить большую производитель-
Технические науки
ность по площади наряду с высоким очищающим усилием. Получение комбинированных струй возможно в специальных конструкциях насадок (сопел) [9].
Экспериментальная часть
Сотрудниками автодорожного факультета ФГОУ ВПО РГАТУ была создана конструкция сопла для моечных установок, позволяющая получить веерную вращающуюся струю [3,4].
а
8 1 2 4 7
Ш'1
10 3 6
б
а - схема сопла; б - фото сопла 1 - труба, 2 - поворотная опора, 3 - корпус с ведомым колесом с крыльчаткой, 4 - корпус цилиндрического патрубка, 5 - манжета, 6 - веерообразующая насадка, 7 - щелевые отверстия, 8 - воздушная камера, 9 - канал подачи воздуха, 10 - корпус Рис. 3 - Устройство для очистки сельскохозяйственных машин Устройство состоит из прямоточной неподвижной трубы 1, на которую посредством поворотной опоры 2 устанавливается корпус 3, оснащенный ведомым колесом с крыльчаткой, прикрепленной к корпусу цилиндрического патрубка 4, соединенного с неподвижной трубой через манжетное уплотнение 5 и оканчивающегося веерообразующей насадкой 6 (причем корпус, цилиндрический патрубок и вееро-образующая насадка установлены соосно и имеют возможность вращения относительно общей продольной оси), щелевых отверстий 7, воздушной камеры 8 и канала подачи воздуха 9.
Данное устройство работает следующим образом. Труба 1, соединенная с источником воды, подает воду под давлением через манжетное уплотнение 5 в цилиндрический патрубок 4. Воздух, подаваемый
-Э
через канал 9 на крыльчатку ведомого колеса, приводит его во вращение. Вращение передается на соос-но соединенный с ним патрубок 4, оканчивающийся соосной веерообразующей насадкой 6; на выходе из насадки формируется вращающаяся вокруг своей оси гидравлическая струя.
Результаты и вывод
Механический эффект от воздействия вращающихся струй заключается в том, что вращяющаяся струя создает на поверхности загрязнения высокое напряжение, превышающее предел загрязнения. Сочетание эффекта всверливания и реза-ниия веерной струей позволяет достичь высокой степени очистки.
Предварительные испытания разработанного сопла для моечных установок показали его высокую эффективность при очистке от всех видов загрязнений. По сравнению с применяемыми на сегодняшний день соплами производительность очистки возросла на 10-15%.
Список литературы
1. Загрязнения сельскохозяйственных машин и устройства для их очистки [Текст] / А. В. Шемякин, А. В. Кирилин, С. А. Кожин, Е. Г. Кузин // Технические науки - от теории к практике : сб. науч. публ - СПб., 2016. - С. 40-46.
2. Механическая очистка деталей сельскохозяйственной техники от консервационного материала [Текст] / М. Б. Латышенок, А. В. Шемякин, М. Ю. Костенко, А. В. Подъяблонский, В. Н. Володин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2012. - № 2. - С. 28-29.
3. Шемякин, А. В. Оценка вероятности разрушения покрытия поверхности изделия с учетом изменчивости толщины подложки [Текст] / А.В. Шемякин, С.Г. Малюгин, В.С.Малюгин // Научно-технические ведомости СПб Политехнического университета. - 2010 г. - № 2-2 (100). - С. 103-105.
4. Шемякин, А. В. Перспективный способ очистки сельскохозяйственных машин [Текст] / А.В. Шемякин, А. В. Кирилин, С. А. Кожин // Технические науки - от теории к практике : сб. науч. публ. - СПб., 2016. - С. 70-73.
5. Морозова, Н. М. Принципы организации выполнения работ по проведению и хранению зерноуборочных комбайнов [Текст] / Н. М. Морозова, В. В. Терентьев, А. В. Шемякин // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования : сб.науч. тр. - СПб., 2013. - С. 355-358.
6. Шемякин, А. В. Совершенствование организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин в условиях малых фермерских хозяйств [Текст] : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / А. В. Шемякин ;
Мичуринский государственный аграрный университет. - Мичуринск, 2014.
7. Латышёнок, М. Б. Теория влияния параметров ледяных гранул на их распределение в пятне контакта моющей струи в процессе отчистки сельскохозяйственных машин [Текст] / М. Б. Латышенок, А. В. Шемякин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета име6ни П. А. Костычева. - 2014. - № 2 (22). - С. 32-35.
8. Латышенок, М. Б. Тепловое укрытие для хранения сельскохозяйственных машн на открытых площадках [Текст] / М. Б. Латышёнок, А. В.
Шемякин , С. П. Соловьёва // Вестник Рязанского Рязань, 2011. - С. 90-93.
государственного агротехнологического универси- 10. Шемякин, А. В. Технология и устройство
тета имени П. А. Костычева. - 2012. - № 4 (16). - С. для механической очистки деталей сельскохозяй-
93-94. ственных машин от консервационного материала
9. Технология и устройство для консервации [Текст] / А. В. Шемякин // Инновационные направ-
сельскохозяйственной техники с использовани- ления и методы реализации научных исследова-
ем наноматериалов [Текст] / В. Н. Володин, А. В. ний в АПК : сб. науч. тр. преподавателей и аспи-
Шемякин, М. Б. Латышенок, Е. Ю. Шемякина // Сб. рантов РГАТУ. - Рязань, 2012. - С. 30-33. науч.тр. преподавателей и аспирантов РГАТУ. -
DEVICE FOR CLEANING OF AGRICULTURAL MACHINERY USING ENERGY OF A
ROTATING LIQUID JET
Shemyakin Aleksandr V., Doctor of technical sciences Head of Department O of TP and LS. shem.alex62@ yandex.ru
Terentyev Vyacheslav V., associate Professor of OTP and BC, Vvt62ryazan@yandex.ru
Morozova Natalia, lecturer FDP SPO, Natami09@mail.ru
Kozhin Sergey A., graduate student Dept. O of TP and LS, Kozhin_23@mail.ru
Kirilin AleksandrV. graduate student Dept. O of TP and LS., kirilin1982@mail.ru Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev
In the process of exploitation of agricultural machinery on the surface of the accumulated impurities, which under the action of climatic factors to form on the surface of dense sediment that is having a deeply negative impact on the efficiency of machines. In this regard, the cleaning equipment from contamination - is a key process influencing the effectiveness of the use of technology and improving the quality of agricultural work.Currently, small farmers interested in the use of effective and inexpensive technology for cleaning of agricultural machinery from all kinds of pollution. Among these washing machines are widely used high pressure installations. The technology of using high-pressure water jets allows better cleaning of the surface of agricultural machinery. Quality cleaning with high-pressure water jets is achieved by using various designs of nozzles (nozzles) in order to give the fluid jet configurations.Among the famous designs of nozzles allows to obtain different jet configurations, use is made of a nozzle forming a fan-shaped and dagger forming the jet. Studies have shown that to increase the saturation of water jets is promising to create universal designs of nozzles allows you to attach jets of various forms of rotation. The article is devoted to improving the efficiency of washing operations without increasing energy and material costs due to additional energy affecting the physical and mechanical properties of the jet. In this respect promising is the method of cleaning of agricultural machinery, which allows to increase the energy of the water jets through the use of energy of rotation. To obtain a rotating jet has developed a special device-a nozzle.
Key words: cleaning, washing, rotation, jet, nozzle.
Literatura
1. Zagrjaznenija sel'skohozjajstvennyh mashin i ustrojstva dlja ih ochistki/Shemjakin A.V., Kirilin A.V., Kozhin S.A., Kuzin E.G.//., Tehnicheskie nauki - ot teorii k praktike sbornik nauchnyh publikacij. 2016. S. 40-46.
2. Mehanicheskaja ochistka detalej sel'skohozjajstvennoj tehniki ot konservacionnogo materiala/Latyshenok M.B., Shemjakin A.V., Kostenko M.Ju., Pod#jablonskij A.V., Volodin V.N.//.,Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. 2012. № 2. S. 28-29.
3. Ocenka verojatnosti razrushenija pokrytija poverhnosti izdelija s uchetom izmenchivosti tolshhiny podlozhki/ Maljugin S.G., Shemjakin A.V., Maljugin V.S.//.,Nauchno-tehnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politehnicheskogo universiteta. 2010. № 100-2. S. 103-105.
4. Perspektivnyj sposob ochistki sel'skohozjajstvennyh mashin/ Shemjakin A.V., Kirilin A.V., Kozhin S.A.//.,Sbornik. Tehnicheskie nauki - ot teorii k praktike sbornik nauchnyh publikacij.. S. 70-73.
5. Principy organizacii vypolnenija rabot po provedeniju podgotovki i hraneniju zernouborochnyh kombajnov/ Morozova N.M., Terent'ev V.V., Shemjakin A.V//., V sbornike: Nauchnoe obespechenie razvitija APK v uslovijah reformirovanija sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2013. S. 355-358.
6. Sovershenstvovanie organizacii rabot, svjazannyh s hraneniem sel'skohozjajstvennyh mashin v uslovijah malyh i fermerskih hozjajstv Shemjakin A.V.//.,Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni doktora tehnicheskih nauk / Michurinskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. Michurinsk, 2014
7. teorija vlijanija parametrov ledjanyh granul na ih raspredelenie v pjatne kontakta mojushhej strui v processe ochistki sel'skohozjajstvennyh mashin//.,Latyshjonok M.B., Shemjakin A.V., Tumaev Z.V.Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. 2014.№ 2 (22). S. 32-35.
8. Teplovoe ukrytie dlja hranenija sel'skohozjajstvennyh mashin na otkrytyh ploshhadkah/Latyshjonok M.B., Shemjakin A.V., Solovjova S.P.//.,Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. 2012.№ 4 (16). S. 93-94.
9. Tehnologija i ustrojstvo dlja konservacii sel'skohozjajstvennoj tehniki s ispol'zovaniem nanomaterialov/ Volodin V.N., Shemjakin A.V., Latyshenok M.B., Shemjakina E.Ju.//., V sbornike: Sbornik nauchnyh trudov prepodavatelej i aspirantov rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii. 2011. S. 90-93.
10. Tehnologija i ustrojstvo dlja mehanicheskoj ochistki detalej sel'skohozjajstvennyh mashin ot konservacionnogo materiala/ Shemjakin A.V.//., V sbornike: Innovacionnye napravlenija i metody realizacii nauchnyh issledovanij v APK Sbornik nauchnyh trudov prepodavatelej i aspirantov Rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. 2012. S. 30-33.
