Целью исследования является разработка обобщенных моделей энергопотребления МТА на основе МЭС пятого поколения классов 3, 5-6 и 8, которые работают в тягово-приводном режиме с использованием бесступенчатого гидропривода, и с помощью установленных закономерностей вычисление основных энергетических параметров МТА нового поколения. По результатам испытаний и лабораторно-полевых исследований определены удельные нагрузки на наиболее загруженные входящие в составы МТА рабочие органы и разработана общая аналитическая конструкция для вычисления потребляемой этими МТА энергии в детерминированном виде, применение которой к вычислительным процедурам каждого МТА позволило определить величины общих затрат энергии. Разработанная математическая модель устанавливает аналитическую связь между механическими, технологическими параметрами и параметрами силового гидропривода: расхода рабочей жидкости в гидросистеме, её давления, КПД гидропривода, эффективной и потребляемой мощности, эффективного момента привода и т.д. Приведены некоторые аналитические соотношения для вычисления потребной мощности МЭС трех классов в наиболее трудоемких МТА в детерминированном виде. В решаемой задаче удалось объединить систему аналитических конструкций, описывающих динамические параметры в многопроцессных МТА в детерминированной и вероятностной формах с детерминированными уравнениями гидропривода и получить на этой основе закономерности расчета математического ожидания общей потребной мощности гидромеханического привода МЭС, которую он затрачивает в том числе и на работу МТА в целом; при этом рассматривался тягово-приводной режим. В результате построены аналитические конструкции, позволяющие вычислять технологические, динамические и кинематические характеристики рабочих органов в многопроцессных МТА в целом для классов тяги 3, 5-6 и 8 тс.
Вестник аграрной науки Дона
2019. — Выпуск 3
Содержание:
Семенной материал сельскохозяйственных культур в процессе производства перед посевом подвергается механическому воздействию со стороны рабочих органов сельскохозяйственных технических средств. Большинство рабочих органов сельскохозяйственных машин изготовляют из прочных жестких материалов. Вследствие этого между сыпучим телом, сформированным семенами в рабочем объеме машины, и поверхностью рабочих органов возникают ударные взаимодействия, травмирующие и разрушающие семена, приводя к значительному снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Использование эластомеров в качестве материалов рабочих органов сельскохозяйственных машин позволит значительно уменьшить силу ударного взаимодействия с семенным материалом, снизить травмирование и исключить разрушение семян. Цель работы заключалась в экспериментальной проверке научной гипотезы о том, что замена жестких рабочих поверхностей высокоэластичными рабочими поверхностями, обладающими способностью значительно деформироваться в пределах выполнимости закона Гука, приведет к снижению ударной силы, что позволит уменьшить или полностью исключить травмирование и разрушение семян. Уменьшение высоты отскока частицы после соударения приводит к уменьшению коэффициента восстановления, скорости и ускорения частицы и силы удара. Следовательно, чем меньше коэффициент восстановления, тем меньше сила удара на семена. Исследования проводились на авторской экспериментальной установке. Испытаниям подвергались семена гороха в качестве сыпучего тела и три пластины - металлическая пластина из стали марки 3 без покрытия, металлическая пластина из стали марки 3 с полиуретановым покрытием и высокоэластичная полимерная пластина из эластомера. Результаты экспериментальных исследований ударного воздействия поверхности различной жесткости на семена показали, что использование эластомеров в качестве рабочих органов сельскохозяйственных машин в сто раз и более снижает силу удара на семена по сравнению с использованием стальной поверхности.
Ключевые слова
Одной из важнейших задач экономического развития Российской Федерации является увеличение продукции сельскохозяйственного производства на основе существенного повышения урожайности зерновых культур. В статье на основе модели действия сверхслабых факторов на структурную организацию водной среды и преобразования энергии электромагнитного поля в энергию орбитального движения электронов за счёт спин-орбитального взаимодействия рассматривается влияние градиентного магнитного поля на семена зерновых культур. С этой целью исследовалось влияние предпосевной обработки семян зерновых культур электроактивированной водой, градиентным магнитным полем и их комбинированного воздействия на стартовые характеристики, развитие растений и урожайность. Установлено, что комбинированное применение градиентного магнитного поля и католита оказало положительный эффект, увеличив количество продуктивных колосьев до 230 шт./м2 и прибавки урожая к контролю до 4,23 ц/га. Анализ результатов предпосевной обработки семян озимой пшеницы электроактивированной водой и градиентными магнитными полями показал, что наилучшие показатели качества зерна и урожайность отмечены в варианте с применением градиентного магнитного поля на фоне обработки семян католитом. Эффект воздействия градиентного магнитного поля на движущиеся в магнитном поле семена можно объяснить действием сверхслабых факторов на структурную организацию водной среды и преобразованием энергии магнитного поля в энергию орбитального движения электронов за счёт спин-орбитального взаимодействия в живых биообъектах. В результате активизации биологических процессов в семени и растении обеспечивается формирование высокой урожайности и улучшаются показатели качества зерна.
Ключевые слова
Во многих регионах России естественное плодородие почвы снижается прогрессирующими темпами. В значительной степени это обусловлено недооценкой роли органических удобрений и сидератов. В исследовании представлена структурная схема процесса восстановления почвенного плодородия, включающая следующие основные элементы: уборка зерновой культуры-предшественника очесом на корню; посев сидеральной культуры по стерне в сочетании с глубоким рыхлением почвы; заделка незерновой части урожая и сидеральной культуры в почву, а также сочетание предпосевной обработки почвы и посева семян основной сельскохозяйственной культуры. В статье рассмотрена комплексная структура машинно-тракторных агрегатов для реализации системной технологии восстановления почвенного плодородия с использованием незерновой части урожая и сидеральных культур, основанная на применении многопроцессных мобильных энергетических средств пятого поколения. В сравнении с традиционными технологиями и техническими средствами предложенная система позволяет добиться ряда преимуществ: снижение суммарной стоимости применяемого машинно-тракторного парка; возможность использования отдельных элементов уборочного агрегата во внеуборочный период; сокращение удельного давления на пахотный слой почвы, предотвращение уплотнения пахотного и подпахотного слоя почвы; сокращение трудоемкости технологического цикла за счет совмещения ряда операций; повышение способности почвы к влагонакоплению и одновременно снижение потерь влаги испарением в наиболее жаркий послеуборочный период; обеспечение системного подхода для максимально эффективного использования растительных органических удобрений, что будет при высокой рентабельности производства зерновых культур способствовать системному восстановлению почвенного плодородия. Изложенные материалы могут быть использованы при разработке новых и совершенствовании действующих технологий производства зерновых культур, при проектировании и производстве сельскохозяйственной техники, при реализации научной и образовательной деятельности в агроинженерной сфере.
Ключевые слова
Вопрос повышения качества электроэнергии в электросетевом комплексе России является актуальной задачей. В России создано большое количество нормативных документов, которые устанавливают требования к КЭ, но на практике они не всегда эффективно применяются. При этом согласно Гражданскому кодексу РФ электроэнергия, отпускаемая потребителям, должна отвечать требованиям государственных стандартов и договоров энергоснабжения. В статье произведен анализ количества обращений потребителей в Кромской РЭС филиала ПАО «МРСК Центра» - «Орелэнерго» по проблеме выхода показателей качества электроэнергии за нормы, установленные в нормативных документах. Количество жалоб от потребителей на качество электроэнергии не уменьшается. Из общего числа обращений потребителей больше всего составляют обращения по проблемам низкого напряжения, завышенного напряжения, колебаний напряжений. Это, прежде всего, связано с физическим и моральным износом основного электросетевого оборудования энергоснабжающей организации, отсутствием заинтересованности потребителей и энергоснабжающей организации в поддержании качества электроэнергии на уровне нормативных документов, а также отсутствием программных продуктов у энергоснабжающей организации, позволяющих в реальном времени производить расчеты потерь напряжения и предлагать мероприятия, направленные на повышение качества электроэнергии. Для повышения качества электроэнергии в электросетевом комплексе страны предложена программа, для которой разработан алгоритм. Представленный алгоритм на основании расчетов потерь напряжения предлагает мероприятия по повышению качества электроэнергии. Предложенная программа может быть использована в электроснабжающих организациях как стационарно (установлена на компьютере, ноутбуке т.д.), так и при реализации «умных» сетей. Применение предложенного алгоритма программы позволит повысить КЭ посредством раннего (своевременного) определения потерь напряжения.
Ключевые слова
В статье приведены результаты исследований по состоянию и перспективам энергетических установок мобильных средств механизации в АПК. Отмечается, что в промышленном масштабе все они, как правило, оснащены поршневыми двигателями внутреннего сгорания (карбюраторными и дизельными), несмотря на известные их принципиальные недостатки по ряду конструктивных и эксплуатационных параметров и практически исчерпанные потенциальные возможности совершенствования. Ремонтно-восстановительная база их является сложной и дорогостоящей, несмотря на её отлаженную структуру в стране. В целях повышения эффективности энергетических установок мобильных машин в стране и за рубежом длительное время ведутся успешные НИР по поиску альтернатив поршневым двигателям. Сравнительные исследования поршневых, роторно-поршневых и газотурбинных двигателей (ГТД) выявили существенные преимущества газотурбинных двигателей. В итоге в стране и за рубежом были созданы газотурбинные двигатели и испытаны с положительными результатами на различных машинах. Приводятся краткие результаты испытаний трёх модификаций газотурбинных тракторов семейства «Кировец», прошедших испытания в составе пахотных, транспортных и бульдозерных агрегатов на базе Северо-Западной МИС, НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, совхозов «Детскосельский», им. «Ленсовета», учхоза «Пушкинское» Ленинградского СХИ. Исследованиями установлено, что: масса газотурбинного трактора К-701 ТУРБО на две тонны меньше аналогичного трактора с дизелем; первый эффективно работает на широком ассортименте топлив (всеядность), его токсичность ГТД в 4,5-7,5 раз ниже дизеля, эргономические параметры лучше на 35-40%, погектарный расход топлив ниже на 10-15%, производительность выше на 14-27%, запуск в работу при температуре -45 ºС осуществляется за 1,5-2 минуты, моторесурс до ремонта 18-20 тыс. моточасов, затраты на капитальный ремонт ниже на порядок, большие потенциальные возможности повышения эффективности (использование керамики в ГТД обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 35-40% по сравнению с дизелем).
Ключевые слова
Рассматриваются направления модернизации вновь строящихся и реконструируемых животноводческих объектов (коровников) на стадии разработки технологических планировочных решений, технико-технологического обеспечения отдельных технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота. На основании анализа технологических планировочных решений животноводческих объектов КРС, заложенных в проектных разработках, а также технологических планировочных решений на действующих животноводческих объектах раскрываются их недостатки, влияющие на фактор ресурсосбережения. Предлагаются технологические планировочные решения животноводческого объекта (коровника), обеспечивающие рациональное использование площади пола помещения. Рекомендуется аналитическая зависимость по обоснованию вместимости помещения животноводческого объекта (коровника). Раскрывается структура дополнительных оценочных критериев (использования стойловой площади; вместимости помещения; оплаты общей площади помещения) по обоснованию эффективности разрабатываемых (внедренных на животноводческих объектах) технологических планировочных решений, методика их расчета. В рамках модернизации животноводческого помещения рекомендуется новое технико-технологическое решение процесса кормления крупного рогатого скота и технологическое планировочное решение животноводческого помещения. В основе технологического процесса заложен принцип свободного отбора грубых кормов (сенажа) из банка кормов, оборудованного самокормушкой. Для обоснования количества самокормушек или кормовых каналов в них процесс отбора корма предлагается рассматривать как функционирование системы массового обслуживания. Для этого рекомендуется система аналитического обеспечения в составе ряда расчетных зависимостей. Приведены результаты постановочных экспериментальных исследований по процессу скармливания грубых кормов из банка кормов по принципу самокормления и исследования по эффективности предложенного технологического планировочного решения коровника. Полученные данные по характеру отбора корма КРС в течение суток, длительности разового отбора корма животным и интенсивности поступления животных на кормление подтверждают возможность использования для обоснования параметров самокормушки математический аппарат теории массового обслуживания. Представленные результаты исследований по технологическим планировочным решениям модульных по мощности коровников с использование рекомендуемых оценочных показателей подтверждают эффективность предложенного технико-технологического и планировочного решения коровника.
Ключевые слова
Внедрение в сельские электрические сети средств мониторинга надёжности электроснабжения и качества электроэнергии, позволяющих получать значения времени перерывов в электроснабжении, времени несоответствия качества электроэнергии и времени осуществления технологических присоединений, позволит перейти к следующему шагу - реализации технико-экономических способов, механизмов стимулирования энергоснабжающих организаций и сельских потребителей к осуществлению мероприятий по повышению эффективности систем электроснабжения. Целью данной статьи является разработка технико-экономических способов стимулирования энергоснабжающих организаций и потребителей к повышению надёжности электроснабжения и качества электроэнергии. В статье рассмотрены существующие и предлагаемые технико-экономические способы стимулирования энергоснабжающих организаций и потребителей к повышению надёжности электроснабжения сельских потребителей и качества поставляемой им электроэнергии, а также система мониторинга надёжности электроснабжения и качества электроэнергии, позволяющая их реализовывать. Внедрение технико-экономических способов стимулирования энергоснабжающих организаций и сельских потребителей к повышению эффективности систем электроснабжения невозможно без применения в сельских электрических сетях систем мониторинга надёжности электроснабжения сельских потребителей и качества поставляемой им электроэнергии. Данные системы позволяют получать фактические значения количества и продолжительности перерывов в электроснабжении сельских потребителей и времени несоответствия качества поставляемой им электроэнергии действующим нормам. Это, в свою очередь, даёт возможность обеспечить реальное функционирование указанных выше способов стимулирования повышения эффективности систем электроснабжения. Такие способы стимулирования потребителей к повышению эффективности систем электроснабжения реализуются следующим образом: задаются значения нормируемых интервалов времени за заданный промежуток времени, в том числе допустимое время перерывов в электроснабжении сельских потребителей за год, допустимое время несоответствия качества электроэнергии за год, далее фиксируются фактические их значения, сравниваются с заданными. Если фактические значения времени больше нормируемых (допустимых), то осуществляются те или иные экономические санкции к нарушителю, будь то энергоснабжающая организация или сельский потребитель.
Ключевые слова
Целью работы является подтверждение возможности улучшения показателей разгона МТА за счёт использования упругодемпфирующего механизма в трансмиссии, как механизма включения силовой передачи трактора. Одним из направлений повышения эффективности сельского хозяйства является формирование агрегатов для проведения различных операций на базе скоростных энергонасыщенных тракторов. Однако при повышении скоростей движения МТА возникают значительные динамические нагрузки в структурных элементах агрегатов, что оказывает негативное влияние на показатели разгона. Это обстоятельство заставляет исследователей искать другие способы включения трансмиссии при разгоне агрегата. Анализ работ показал, что на показатели разгона МТА большое влияние оказывает жёсткость и демпфирующие свойства механизмов включения трансмиссии энергетических средств. Предложено для улучшения показателей разгона агрегата использовать в качестве механизма включения силовой передачи трактора УДМ. В результате исследований УДМ как механизма включения трансмиссии трактора при разгоне агрегата на заданной передаче установлено: при разгоне МТА с УДМ в трансмиссии трактора уменьшается относительное время подфазы натяга системы на 14-43%, увеличивается относительное время первой фазы на 18-77%; повышается минимальная частота вращения коленчатого вала на 4-11%; уменьшается среднее значение ведущего момента на 7-27%, снижается значение максимального момента на 15-20%; увеличивается удельная полезная работа механизма включения трансмиссии на 18-40%, уменьшается удельная суммарная работа трения по сравнению с работой трения фрикциона на 10-45%, и увеличивается КПД на 15-17%. Показатели разгона МТА при включении силовой передачи трактора с помощью УДМ превосходят показатели серийного варианта. Доказано, что применение в качестве механизма включения трансмиссии трактора упругодемпфирующего механизма способствует улучшению показателей разгона.
Ключевые слова
Целью работы является анализ состояния условий труда на рабочих местах трактористов-машинистов сельскохозяйственного производства. Для этого необходимо изучить особенности рабочего тракториста-машиниста; ознакомиться с основными результатами специальной оценки условий труда; изучить вредные и опасные производственные факторы, а также опасности, присутствующие на рабочем месте тракториста-машиниста. Методика исследований базируется на всестороннем изучении и обстоятельном анализе состояния условий труда в агропромышленном комплексе при выполнении сельскохозяйственных работ трактористами-машинистами. Это позволяет определить слабые точки в организационных и профилактических мероприятиях, направленных на повышение безопасности труда работников. Анализ условий труда показал, что к факторам производственной среды в процессе труда относятся: психофизиологические элементы, санитарно-гигиеническая обстановка, эстетические и социально-психологические элементы. Производственная среда, которая создает условия труда, в первую очередь обеспечивается выбором оборудования, материалов, технологического процесса; степенью распределения нагрузки между оборудованием и человеком; режимом отдыха и труда, эстетически организованной среды и компетентным отбором работников. Улучшение и организация условий труда на рабочих местах являются важнейшими параметрами увеличения производительности трудового процесса и экономической эффективности производства и последующего развития самих работников. Для поддержания длительной работоспособности человека большое значение имеет режим труда и отдыха, при котором достигается высокая эффективность общественно-полезной деятельности человека, хорошее состояние здоровья, высокий уровень работоспособности и производительности труда. Анализ рабочего места тракториста-машиниста показал, что имеется превышение показателя шума, который обусловлен особенностями трудового процесса. На предприятиях АПК необходимо соблюдать все требования охраны труда на рабочем месте, своевременно и в полном объеме выдавать средства защиты, следить за рациональным режимом труда и отдыха.
Ключевые слова
В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности движения и охраны труда становятся одними из самых острых социальных проблем. Связано это с травматизмом и профессиональными заболеваниями, приводящими в ряде случаев к летальному исходу, при том, что более половины предприятий АПК относятся к классу максимального профессионального риска. Реальную угрозу возникновения аварий с человеческими жертвами, увеличения числа профессиональных заболеваний, несчастных случаев на производстве представляет высокая степень износа основных фондов, составляющая около 43%, а машин и оборудования - 60%. Особенно тяжелое положение сложилось в АПК, где объем капитальных вложений уменьшается по сравнению с другими отраслями народного хозяйства. Не отработан экономический механизм, побуждающий работодателя принимать эффективные меры по обеспечению здоровых и безопасных условий труда, хотя здоровье и жизнь человека обладают наивысшим приоритетом среди общечеловеческих ценностей и обеспечение безопасности производства является одной из основных задач безопасности страны. Мобильные машины и агрегаты являются основным источником тяжелого и летального травматизма на предприятиях АПК. Гусеничные трактора также являются достаточно опасным объектом в процессе своего движения, и если при выполнении операции в полевых условиях само перемещение трактора относительно безопаснj, то движение к месту работы по внутрихозяйственным дорогам является высокоопасным, так как скорость гусеничного трактора ниже скорости других участников движения, что способствует наездам на него: трактор, выделяет большое количество пыли, что затрудняет его идентификацию, определение безопасной дистанции до него; отсутствие, неисправность задних световых приборов, в ночное время на сельских дорогах делает его практически невидимым. При выполнении операций на склонах возникает вероятность опрокидывания, что может привести к тяжелой травме оператора или к летальному исходу.
Ключевые слова
Рассматривается и анализируется проблема травматизма и аварийности с участием грузоподъёмных машин (ГПМ) в период с 2013 по 2018 г. Отмечается, что идет незначительное снижение аварий за счет обновления парка иностранными образцами техники и ужесточения контроля со стороны Госорганов за эксплуатацией агрегатов. Грузоподъемные автомобильные краны в стране обновляются не регулярно. В России эксплуатируются почти двести тысяч ГПМ, требующих замены или модернизации. Вместо стандартного обновления парка не менее 8% в год, современные парки меняют и ремонтируют технику в 8-10 раз медленнее. Ввиду высокой динамики травмоопасности при эксплуатации грузоподъемных машин, данной проблеме необходимо уделить всестороннее внимание. В целях снижения показателей летальных исходов и производственного травматизма исследуются наиболее уязвимые узлы, которые и приводят к несчастным случаям. Выявление таких недостатков способствует свести к минимуму подобного рода инциденты, а в дальнейшем создать инновационные решения, которые помогут полностью искоренить исследуемую проблему. Приводятся статистические данные аварийности по видам техники и ее количеству. Исследуются причины несчастных случаев с участием человеческого фактора, технического и организационного характера. Связанно это с недостаточными знаниями безопасных принципы работы с ГПМ обслуживающим персоналом, не регулярностью проверки этих знаний, нарушением мер безопасности. Значительная часть аварий связана с техническими неисправностями ГПМ. По данным Минтрудсоцзащиты на 2018 год, количество погибших на производстве уменьшилось на 2% - по сравнению с 2017 г. (1158 и 1186 человек соответственно). Часть из этих смертей (6,9%) приходится на эксплуатацию ГПМ (более 80 человек). Причиной 59% аварий, связанных с эксплуатацией подъемно-транспортного оборудования, является техническое несовершенство устройств отсутствие в конструкции современных адресных средств безопасности.