ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ Азово-Черноморского

инженерного института –

филиала ФГБОУ ВО «Донской государственный

аграрный университет»

Игольчатая борона-мотыга БМТ-6

Игольчатая борона-мотыга предназначена для довсходового и послевсходового боронования посевов полевых культур с целью поверхностного рыхления почвы и уничтожения нитевидных пророст-ков сорняков. Эффективно использование мотыги и для весеннего боронования озимой пшеницы. Ротационные рабочие органы создают оптимальный фон (по воздухо- и влагопроницаемости) для развития корневой системы растений любых культур, хорошо мульчируют верхний слой, разрушая почвенную корку, что способствует сохранению влаги.

Игольчатые бороны-мотыги являются одними из наиболее перспективных почвообрабатываю-щих орудий в зонах засушливого земледелия. Их производительность на 15–50% выше, чем других орудий при более низком (в 2–4 раза) удельном расходе топлива. По некоторым данным при выходе иглы из почвы образуется микровзрыв, благодаря чему происходит нагнетание воздуха, и азот, содержащийся в нем, насыщает почву. Производственный опыт показал, что после обработки бороной-мотыгой содержание азота в растениях находится на том же уровне обеспе-ченности, что и после внесения 100 кг/га аммиачной селитры.

Надежность подшипниковых узлов обеспечивает увеличенный срок безотказной работы машины, а легкосъемные зубья рабочих органов повышают ее ремонтопригодность.

Производство осуществляет общество с ограниченной ответственностью «Таганрогсельмаш» (ООО «ТАГСМА»).

Технические данные

Класс трактора 1,4–2

Масса (конструкционная), кг 1145

Рабочая скорость, км/ч 10,0–12,0

Глубина обработки, см до 8

Сеялка пунктирного высева СПВ-8

Центром инжиниринга и трансфера Азово-Черноморского инженерного института разрабо-тана сеялка пунктирного высева СПВ-8. Она предназначена для высева семян подсолнечника, кукурузы и других пропашных культур с междурядьем 70 см с одновременным внесением стартовой дозы гранулированных минеральных удобрений. Сеялка комплектуется пневматическими высе-вающими аппаратами избыточного давления, отличающимися качественным дозированием се-мян на рабочих скоростях до 12 км/ч. Настройка высевающих аппаратов облегчена за счет исполь-зования прозрачных высевающих дисков. Качество дозирования достигается за счет использования рациональной конструкции дозирующих элементов высевающих дисков, комбинированных вороши-теля и сбрасывателя лишних семян. Качество посева проверено экспериментально в лабораторных и полевых условиях. Исследования показали, что число нулевых подач при высеве семян кукурузы и подсолнечника составило не более 1%, а количество двойных подач – не более 2%, что позволяет более равномерно распределять семена по площадям питания, благодаря чему эффективно используются запасы влаги, солнечная энергия и питательные вещества. В конечном счете, это по-зволяет собирать более высокий урожай при экономном расходовании семян. Кроме того, применение аппаратов избыточного давления и дисковых сошников позволяет поднять скорость посева до 10–12 км/ч и снизить расход топлива за счет использования давления для дозирования семян до 2 КПа и снижения тягового сопротивления на 40%.

Использованные технические решения защищены патентами РФ (высевающие аппараты не имеют аналогов в мире). Производство осваивает общество с ограниченной ответственностью «Таганрогсельмаш» (ООО «ТАГСМА»).

Контактная информация:

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

ФГБОУ ВО «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Ленина, 21

тел.: 8 (86359) 43-6-07 тел. /факс: 8 (86359) 43-3-80. Е-mail: achgaa@yandex.ru

«Таганрогсельмаш» (ООО «ТАГСМА») 347339, Ростовская обл., г. Таганрог, Поляковское шоссе, 20

тел./факс: (8634) 64-13-44, тел.: 64-13-42, сот. тел.: 8-903-436-31-33; 8-928-618-43-20. E-mail: tagsma@mail.ru

Контактная информация: Азово-Черноморский инженерный институт –

филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет»

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Ленина, 21, телефон: (86359) 43-6-07; телефон /факс: (86359) 43-3-80; e-mail: iap@achgaa.ru

mailto:achgaa@yandex.rumailto:tagsma@mail.rumailto:iap@achgaa.ru

ВЕСТНИК АГРАРНОЙ НАУКИ ДОНА Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство ПИ № ФС77-47152 от 3 ноября 2011 г. № 4 (48) 2019

Учредители: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный аграрный университет», Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Аграрный научный центр «Донской», Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Гл. редактор КЛИМЕНКО А.И.

Зам. главного редактора СЕРЁГИН А.А.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, ректор ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» доктор технических наук, профессор, директор Азово-Черноморского инженерного института – филиала ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде

Редакционная коллегия:

СТРЕБКОВ Д.С. ШКРАБАК В.С. ВАСИЛЬЕВ А.Н. ЛОБАЧЕВСКИЙ Я.П. ТАРАНОВ М.А. ЮДАЕВ И.В. БОНДАРЕНКО А.М. САДЫКОВ Ж.С. ВИТЕЗСЛАВ СТЫСКАЛА АРТЮХОВ И.И. ОРЛОВ П.С. БАРАНОВ Ю.Н. КАЗАНЦЕВ С.П. ЛЕБЕДЕВ А.Т. ПАСТУХОВ А.Г. НЕСМИЯН А.Ю. СИРАКОВ К.А.

доктор технических наук, профессор, академик РАН, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (г. Москва, Россия) доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (г. Пушкин, Россия) доктор технических наук, профессор, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (г. Москва, Россия) доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (г. Москва, Россия) доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде доктор технических наук, профессор, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде доктор технических наук, профессор, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде доктор технических наук, профессор, академик МАИ и НАК, Научно-исследовательский институт агроинженерных проблем и новых технологий (г. Алматы, Республика Казахстан) Doctor of Philosophy (Ph.D), профессор, Технический университет (г. Острава, Чехия) доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина» (Россия) доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Ярославская государственная сельско-хозяйственная академия» (Россия) доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева» (Россия) доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева» (Россия) доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» (Россия) доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина» (Россия) доктор технических наук, доцент, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде Doctor of Philosophy (Ph.D), доцент, Университет им. Ангела Кынчева (г. Русе, Болгария)

Составитель

Мирошникова В.В. Редактор Лучинкина Н.П. Художественный редактор Вдовикина С.П. Компьютерная верстка Гвоздик Н.В. Перевод Заболотняя Е.А.

Подписано в печать 28.11.2019 г. Выход в свет 27.12.2019 г. Формат 60×84 1/8. Уч.-изд. л. 12,6. Тираж 1000 экз. Заказ № 40. Адрес редакции: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина, 21 Телефон/факс/E-mail: (863-59) 43-8-97, (863-59) 43-3-80; vand2008@mail.ru

В соответствии с решением Президиума Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки

Российской Федерации от 29.12.2015 г. журнал включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций

на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и входит в базу данных AGRIS ФАО ООН, Ulrich’s Periodicals Directory американского издательства Bowker.

При перепечатке материалов ссылка на «Вестник аграрной науки Дона» обязательна. В издании рассматриваются научные проблемы обеспечения функционирования различных отраслей АПК.

Представленный материал предназначен для ученых, преподавателей, аспирантов и студентов вузов, руководителей предприятий АПК, слушателей курсов повышения квалификации и др.

© ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2019 © ФГБНУ «АНЦ «Донской», 2019 © ФГБНУ РосНИИПМ, 2019

DON AGRARIAN SCIENCE BULLETIN The journal is registered by Federal Agency for Supervision of Legislation Observance of Mass Communications Sphere and Cultural Heritage Protection. Certificate ПИ № ФС77-47152 from November 3, 2011 г. № 4 (48) 2019

Constitutors: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Don State Agrarian University», State Scientific Establishment «Agricultural Research Center «Donskoy», Federal State Budgetary Scientific Institution «Russian Research Institute of Melioration Problems»

Editor in chief KLIMENKO A.I. Deputy editor in chief SERYOGIN A.A.

Doctor of Agricultural Sciences, Academician of the Russian Academy of Sciences (RAS), rector of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education (FSBEI HE) «Don State Agrarian University» Doctor of Technical Sciences, professor, director of the Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd

Editorial staff: STREBKOV D.S. SHKRABAK V.S. VASILJEV A.N. LOBACHEVSKIY Ya.P. TARANOV M.A. YUDAEV I.V. BONDARENKO A.M. SADYKOV Zh.S. VITEZSLAV STYSKALA ARTYUKHOV I. I. ORLOV P.S. BARANOV Yu.N. KAZANTSEV S.P. LEBEDEV A.T. PASTUKHOV A.G. NESMIYAN A.Yu. SIRAKOV K.A.

Doctor of Technical Sciences, professor, Academician of the RAS, FSBSI «Federal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanization» (Moscow, Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «St.-Petersburg State Agrarian University» (Pushkin, Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBSI «Federal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanization» (Moscow, Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, Corresponding Member of the RAS, FSBSI «Federal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanization» (Moscow, Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, Corresponding Member of the RAS, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd Doctor of Technical Sciences, professor, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, Academician MAI and NAK, Research Institute of Agroengineering Problems and New Technologies (Alma-Aty, Kazakhstan) Doctor of Philosophy (Ph.D), professor, Technická Univerzita Ostrava (VŠB – TUO) (Ostrava, Czech Republic) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov» (Russia) Doctor of Technical Sciences, associate professor, FSBEI HE «Yaroslavl’ State Agricultural Academy» (Russia) Doctor of Technical Sciences, associate professor, FSBEI HE «Turgenev Oryol State University» (Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy» (Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» (Russia) Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «Belgorod State Agricultural Univerisity named after V. Gorin» (Russia) Doctor of Technical Sciences, associate professor, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Russia) Doctor of Philosophy (Ph.D), associate professor, «Angel Kanchev» University of Ruse (Bulgaria)

Compiler Miroshnikova V.V. Editor Luchinkina N.P. Art editor Vdovikina S.P. Computer editors Gvozdik N.V. English version executive Zabolotniaia E.A.

Signed to publishing – 28.11.2019. Published – 27.12.2019. Format 60×84 1/8. Circulation 1000 copies. Order No 40. Editor’s address: 347740 Rostov region, Zernograd, 21, Lenin St. Tel./fax/E-mail: (863-59) 43-8-97, (863-59) 43-3-80; vand2008@mail.ru

According to the decision of Presidium of Higher attestation commission of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation on 29.12.2015 the journal was included into the list of leading peer-reviewed journals and issues

where candidate and doctoral degree thesis basic scientific results should be published. The journal is included into the Russian Science Citation Index (RISC) and is included into AGRIS international database of FAO UN,

the Ulrich's Periodicals Directory database of Bowker american publishing house.

When recopying the materials one must refer to «Don agrarian science bulletin». This journal deals with the scientific problem of different fields functioning in Agro-Industrial Complex.

The material is for scientists, lectures, post-graduates, students of higher educational institutions, heads of agricultural enterprises, students of retraining courses.

© FSBEI HE Don SAU, 2019 © SSE «ARC «Donskoy», 2019 © FSBSI RRIMP, 2019

https://www.google.ru/search?newwindow=1&client=opera&hs=Aol&q=V.+Gorin&stick=H4sIAAAAAAAAAONgVuLWT9c3NDLMqawoL1vEyhGmp-CeX5SZBwCV_6qIGgAAAA&sa=X&ved=2ahUKEwiW5MKvnJ3hAhUMdJoKHWNvB5QQmxMoATAWegQIERAD

№ 4 (48) 2019 Вестник аграрной науки Дона

3

СОДЕРЖАНИЕ CONTENTS

Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

Technology, mechanization and power equipment

Серѐгин А.А., Глечикова Н.А., Семенцов М.Н. Повышение надежности приводных пластинчатых цепей резервированием………………………………………………

5

Seregin A.A., Glechikova N.A., Sementsov M.N. Increasing the reliability of drive plate chains by reservation…………………………………………...

5

Черноволов В.А., Кравченко Л.В., Несмиян А.Ю. Моделирование распределения воды стационарными системами с дождевальными аппаратами кругового действия при расположении позиций по углам прямоугольника и ромба………………………………………

12

Chernovolov V.A., Kravchenko L.V., Nesmiyan A.Yu. Simulation modeling of water distribution by stationary systems with rainboating machines of circular action when positioning at the rectangular angles………………………………………………….

12

Шаронов И.А., Курдюмов В.И., Исаев Ю.М., Курушин В.В. К обоснованию кинематических параметров эксцентрикового почвообрабатывающего орудия………..

20

Sharonov I.A., Kurdyumov V.I., Isaev Yu.M., Kurushin V.V. To the substantiation of the kinematic parameters of the eccentric tillage tool………………………….......

20

Ульянов В.М., Утолин В.В., Паршина М.В., Батирова В.А., Паршина Л.А. Исследование спирального смесителя кормов………........

26

Ulyanov V.M., Utolin V.V., Parshina M.V., Batirova V.A., Parshina L.A. The research of spiral feed mixer………………….......

26

Барагунов А.Б. Предложения по совершенствованию технологии производства продукции молочного животноводства в горных условиях Северо-Кавказского федерального округа…………………………………………………………….

35

Baragunov A.B. Recommendations for improvement of production technology of dairy animal farming in mountain conditions of the North Caucasian federal district……

35

Джабборов Н.И., Сергеев А.В., Эвиев В.А., Очиров Н.Г. Закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов………………

42

Dzhabborov N.I., Sergeev A.V., Eviev V.A., Ochirov N.G. Regularities of changing the amplitude of vibrations and probabilistic estimates of traction resistance of soil tillage tools………………………………………

42

Королев В.А., Башилов А.М. Моделирование процессов управления в АПК…………

49

Korolev V.A., Bashilov A.M. Modeling management processes in agroindustrial complex…………………………………………………

49

Поцелуев А.А., Назаров И.В., Толстоухова Т.Н. Система водо- и теплообеспечения процесса автопоения КРС на откорме ресурсосберегающей направленности………………………………………………..

55

Potseluev A.A., Nazarov I.V., Tolstoukhova T.N. The resource-saving oriented water and heat supply system of the automatic process of cattle feeding for fattening……………………………………………...

55

Головко А.Н., Бондаренко А.М. К вопросу глубокой переработки жидких органических отходов животноводства и птицеводства…………………..

62

Golovko A.N., Bondarenko A.M. To the question of deep processing of liquid organic waste of livestock and poultry…………….......

62

Башилов А.М., Королев В.А. Видеоцифровое системометрическое управление агротехнологическими процессами…………………………

68

Bashilov A.M., Korolev V.A. Video-digital system-metric management of agrotechnological processes………………………..

68

Серѐгин А.А., Гуляев П.В., Попов М.Ю.

Повышение эффективности использования системы озонирования в энергетических средствах

75

Seregin A.A., Gulyaev P.V., Popov M.Yu. Improving the efficiency of using the ozonation system in energetic means….……………………

75

Вестник аграрной науки Дона № 4 (48) 2019

4

Оськин Р.И., Зайцев А.В., Сидыганов Ю.Н., Онучин Е.М., Рыбаков П.А., Каменских А.Д. Функциональные свойства подстилочных материалов для индустриального птицеводства……………………..

80

Oskin R.I., Zaitsev A.V., Sidyganov Y.N., Onuchin E.M., Rybakov P.A., Kamenskih A.D. Functional properties of bedding materials for industrial poultry……………………………….

80

Техносферная безопасность

Technosphere safety

Шкрабак Р.В., Худяев О.В., Шкрабак В.С., Степанченко А.А., Калюга В.В., Еникеев В.Г. Теоретические аспекты безопасности в сельскохозяйственном строительстве…………………..

87

Shkrabak R.V., Khudyaev O.V., Shkrabak V.S., Stepanchenko A.A., Kalyuga V.V., Enikeev V.G. Theoretical aspects of safety in agricultural construction………………………………………….......

87

Белова Т.И., Сухов С.С., Растягаев В.И., Старченко Е.В., Кончиц С.В.

Оценка эффективности снижения рисков столкновения сельскохозяйственных автотранспортных машин и травмирования водителей…………………………………

95

Belova T.I., Sukhov S.S., Rastyagaev V.I., Starchenko E.V., Konchits S.V. Assessment of efficiency of reducing risks of collision of agricultural vehicles and injury of drivers…………………………………………………

95

Садовников М.А., Сѐмин Д.В., Попов Г.Г., Рыжкова А.А. Роль системы оценки профессиональных рисков в системе управления охраной труда в организации……

102

Sadovnikov M.A., Semin D.V., Popov G.G., Ryzhkova A.A. The role of occupational risk management system in the management system of labor protection in organizations………………………………………….

102

№ 4 (48) 2019 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

5

ТЕХНОЛОГИИ,

СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ

И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 631.37:62-192.001.2

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРИВОДНЫХ ПЛАСТИНЧАТЫХ ЦЕПЕЙ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ

© 2019 А.А. Серѐгин, Н.А. Глечикова, М.Н. Семенцов

Наибольшее распространение цепные передачи получили в приводах сельскохозяйственной техники, бурового обору-

дования, строительно-дорожных машин, в которых используются открытые приводные втулочные цепи, не изолированные от попадания абразивов на цепь, звездочки и внутрь шарниров. Надежность цепного привода во многом зависит от конструктив-ных особенностей передачи, качества изготовления элементов цепи и условий эксплуатации. На основании анализа конструк-тивных особенностей открытых цепных передач выявлено, что основными элементами, лимитирующими надежность привод-ной втулочной цепи, являются рабочие поверхности шарниров. Для повышения надежности цепной передачи рекомендованы методы резервирования, обеспечивающие в зонах контакта рабочих поверхностей возможность снижения удельных давле-ний, возникающих в шарнире, и условий смазывания контактирующих поверхностей. Предложена приводная пластинчатая цепь, в которой использованы методы функционально-конструктивного и временно-эксплуатационного резервирования, обеспечивающие повышение вероятности безотказной работы и снижение скорости изнашивания поверхностей шарниров в зоне контакта. Расчет вероятности безотказной работы пластинчатой цепной передачи с использованием метода функ-ционально-конструктивного резервирования по методу схемной надежности показал, что ВБР цепного привода увеличивает-ся в 2,83 раза. При дополнительном применении в пластинчатом цепном приводе метода временно-эксплуатационного резерви-рования посредством непрерывного поступления смазочного материала в зону контакта взаимодействующих поверхностей, веро-ятность безотказной работы повышается в 6,56 раз. Исследования износостойкости втулочной и пластинчатой цепей на лабо-раторной установке, скомпонованной по схеме замкнутого силового потока, показали, что скорость изнашивания рабочих по-верхностей пластинчатой цепи снижается на 42,8% по сравнению с приводной втулочной цепью.

Ключевые слова: рабочая поверхность, внутреннее звено, наружное звено, валик, смазочный материал, резервиро-вание, вероятность безотказной работы, относительное удлинение, скорость изнашивания.

INCREASING THE RELIABILITY OF DRIVE PLATE CHAINS BY RESERVATION

© 2019 A.A. Seregin, N.A. Glechikova, M.N. Sementsov

Chain drives are most widely used in drives of agricultural machinery, drilling equipment, and road-building machines that use open drive bush chains that are not isolated from the ingress of abrasives onto the chain, sprockets, and inside joints. The reliability of the chain drive largely depends on the design features of the transmission, the quality of manufacture of the circuit elements and oper-ating conditions. Based on the analysis of the design features of open chain transmissions, it has been revealed that the main elements that limit the reliability of the drive sleeve chain are the working surface soft the hinges. To increase the reliability of the chain transmis-sion, reservation methods are recommended that provide the possibility of reducing the specific pressures arising in the joint and the lubrication conditions of the contacting surfaces in the contact areas of the working surfaces. A drive plate chain is proposed in which the methods of functional-structural and temporary-operational reservation are used, which increase the likelihood of failure-free opera-tion and reduce the wear rate of the hinge surfaces in the contact zone. The calculation of the probability of failure-free operation of a plate chain transmission using the method of functional-structural reservation by the method of circuit reliability showed that the proba-bility of failure-free operation of a chain drive increases by 2,83 times. With the additional application of the method of temporary opera-tional reservation in a plate chain drive through the continuous supply of lubricant into the contact zone of interacting surfaces, the probability of failure-free operation increases by 6,56 times. Researches of the amortization resistance of the sleeve and plate chains in a laboratory setup arranged according to a closed power flow diagram showed that the amortization rate of the working surfaces of the plate chain is reduced by 42,8% compared to the drive sleeve chain.

Keywords: working surface, inner link, outer link, roller, lubricant, reservation, failure-free operation probability, elongation, amortization rate.

Вестник аграрной науки Дона № 4 (48) 2019

6

Введение. Цепные передачи широко применя-ются в сельскохозяйственных машинах, транспортном и химическом машиностроении, станкостроении, подъ-емно-транспортных механизмах и других устройствах. Чаще других в сельскохозяйственном машиностроении используются приводные втулочные цепи по ГОСТ 13568-97, ISO 606, DIN 8187, ANSI B29.1M. Конструк-ция приводной втулочной цепи в отличие от приводной роликовой цепи лишена роликов, и по зубу звездочки перекатывается сама втулка. В таких цепных переда-чах нагрузка направлена на рабочую поверхность ва-ликов, а также на внешнюю и внутреннюю поверхности пластин, и при зацеплении цепи со звѐздочкой валики скользят как подшипники. Такое конструктивное реше-ние позволяет существенно упростить изготовление цепи, себестоимость и массу изделия, но приводит к повышению скорости износа в зонах контакта валиков и звездочек. Втулочные цепи применяют для сравнитель-но тихоходных приводов (до 1 м/с), передающих огра-ниченную мощность. Для повышения грузоподъемно-сти применяют многорядные цепи. При этом исполь-зуют параллельно расположенные звездочки меньше-го размера, что позволяет выбрать меньший шаг, по-низить динамические усилия при разгоне и торможе-нии валов и увеличить скорость передачи до 10 м/с.

В тяжело нагруженных приводах машин и гру-зоподъемных механизмах применяют грузовые пла-стинчатые цепи с закрытыми валиками по ГОСТ 23540-79, ISО 4347, ANSI B29.8M. Эта группа цепей визуаль-но очень похожа на однорядные приводные втулочные и роликовые цепи. Отличие состоит в том, что грузо-вые пластинчатые цепи не имеют в своей конструкции соответственно втулок и роликов и рабочая нагрузка распределяется на валик, который удерживает пла-стины. Обычно в грузовой пластинчатой цепи на один валик насаживаются сразу четыре или более пластин, которые составляют внешние и внутренние звенья.

В настоящее время на рынок России завезено огромное количество импортной техники, в грузоподъ-емных механизмах которой чаще всего используются грузовые пластинчатые цепи серии LH, BL, LL, AL. Отечественные грузовые пластинчатые цепи с закры-тыми валиками по ГОСТ 23540-79 отличаются от им-портных цепей низкой надежностью и плохим качест-вом изготовления. Поэтому отечественные производи-тели машин используют в тяжело нагруженных конст-рукциях машин и механизмов приводные и грузовые пластинчатые цепи производителей Китая, Японии, США, Европы.

Цель исследований состоит в создании при-водной пластинчатой цепной передачи повышенного уровня эксплуатационной надежности за счет увели-чения вероятности безотказной работы и снижения скорости изнашивания элементов шарнира цепного привода.

Материалы и методы исследования. На ос-нове системного подхода, анализа конструкций при-водных и грузовых пластинчатых цепей, положений теоретической и прикладной механики определены методы специального резервирования, способствующие

повышению надежности приводных пластинчатых це-пей, управление которыми позволяет повысить инте-гральную и интервальную надежность сельскохозяйст-венных машин и другой техники с цепными приводами.

Результаты исследования и их обсужде-ние. Известно, что при изменении толщины пластин внешнего или внутреннего звеньев цепи в большую сторону, разрушающая нагрузка увеличивается, а из-нос поверхностей в зоне контакта уменьшается. Это обусловлено тем, что одним из основных конструктив-ных параметров цепи [1, 2], который существенно влияет на ее износ, а следовательно, и на надежность функционирования цепной передачи, является давле-ние, возникающее в шарнире под действием рабочей нагрузки и определяемое по формуле

ОП

Sp p

F, (1)

где S – натяжение ведущей ветви цепи, Н;

ОПF – проекция опорной поверхности шарнира,

мм2;

p – допускаемое давление в шарнире, Н/мм2.

Из формулы (1) следует: чтобы уменьшить дав-ление в шарнире, необходимо увеличить знаменатель зависимости (1). Поскольку проекция опорной поверх-ности шарнира зависит от двух параметров: длины

шарнира цепи Шl , которая ограничивается габарита-

ми передачи, и диаметра валика цепи Вd , то соответ-

ственно необходимо увеличивать последний параметр. Увеличение диаметра валиков цепи без изменения шаговой группы позволит увеличить грузоподъемность цепного привода, снизить давление на рабочих по-верхностях элементов шарнира и повысить надеж-ность цепной передачи.

Вторым, наиболее важным фактором, влияю-щим на эксплуатационную надежность цепной переда-чи, является смазка. Целесообразность применения смазочных материалов вызвана не только условиями эксплуатации цепных передач, но и конструктивными решениями цепи и звѐздочек. Плохая смазка привод-ной втулочной или роликовой цепной передачи пре-пятствует поддержанию надлежащих условий трения в зоне контакта рабочих поверхностей валиков и втулок, а потому цепь очень скоро приходит в негодность. Из-нос, который происходит при наличии смазки, значи-тельно отличается от износа без еѐ использования. Кроме того, обеспечение смазочным материалом ра-бочей поверхности цепной передачи повышает ее из-носостойкость, КПД и уменьшает нагрев элементов.

Влияние смазки на износ шарниров цепи откры-тых цепных передач сельскохозяйственных машин, элементы которых никак не защищаются от попадания абразива, исследователи оценивают по-разному. Одни считают [3, 4], что периодически смазываемые цепи при абразивном загрязнении вызывают больший износ

https://privod-tsepi.ru/katalog-tsepi/privodnyie-czepi/privodnyie-rolikovyie-czepi/https://privod-tsepi.ru/katalog-tsepi/privodnyie-czepi/privodnyie-rolikovyie-czepi/https://privod-tsepi.ru/katalog-tsepi/privodnyie-czepi/privodnyie-rolikovyie-czepi/

№ 4 (48) 2019 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

7

рабочих поверхностей цепной передачи, чем не сма-зываемые. Другие [5] высказывают мнение о необхо-димости присутствия смазочного материала, так как это является обязательным условием надежной рабо-ты цепного привода, а отсутствие смазки в течение длительного периода вызывает интенсивный износ рабочих поверхностей шарниров и выход цепного при-вода из строя.

Таким образом, совершенствование конструк-ции цепных передач посредством резервирования износостойкости рабочих поверхностей элементов шарниров в зонах контакта является важным условием повышения надежности и долговечности функциони-рования цепных приводов.

Анализ конструктивных особенностей втулоч-ных и грузовых пластинчатых цепей показал, что по-вышения надежности функционирования цепных пе-

редач можно достичь за счет дополнительных возмож-ностей, сверхнеобходимых для выполнения требуе-мых функций, применяя методы функционально-конструктивного и временно-эксплуатационного резер-вирования [6].

На рисунке 1 представлена приводная пластин-чатая цепь, в конструкции которой для повышения из-носостойкости рабочих поверхностей в зоне контакта использовали методы резервирования функциональ-но-конструктивного и временно-эксплуатационного характера. Цепь включает наружные 1 и внутренние 2 пластины, соединенные между собой цилиндрически-ми валиками 3, выходящими за пределы наружных пластин и взаимодействующими с зубьями звездочек. Блок внутренних пластин образует пространство 4 для размещения в нем смазочного материала [7].

1 – наружное звено; 2 – блок внутренних пластин; 3 – валик; 4 – полость для размещения смазочного материала

Рисунок 1 – Приводная пластинчатая цепь с внутренним блоком пластин

Внутренние пластины в продольном сечении

выполняются овальными, взаимодействующими в зоне контакта с валиками частью поверхности, сечением которой является окружность радиусом, равным ра-диусу окружности поперечного сечения валика. Длин-ные стороны внутренних звеньев изготавливаются криволинейной формы, в виде двухсторонней рессоры с постоянным или переменным сечением.

Такая конструкция цепи позволит существенно резервировать износостойкость рабочих поверхностей и условия контактирования в шарнирах по следующим соображениям. Во-первых, за счет увеличения количе-ства внутренних пластин увеличивается площадь про-екции опорной поверхности шарнира и уменьшается давление в зоне контакта рабочих поверхностей. Во-вторых, криволинейная форма внутренних звеньев в процессе эксплуатации цепной передачи компенсирует динамические колебания цепи и неравномерность хо-да передачи. И, в-третьих, постоянное наличие сма-

зочного материала в пространстве между внутренними пластинами создает в зоне контакта рабочих поверх-ностей валиков и звездочек условия полужидкостного трения, что приводит к снижению износа трущихся поверхностей.

Одним из показателей надежности технических систем согласно ГОСТ 27.002-2015 является вероят-ность безотказной работы (ВБР) изделия. Вероятность безотказной работы любой технической системы мож-но определить по методу расчета схемной надежности, для которой ВБР в любой промежуток времени рассчи-тывается как для структуры последовательных эле-ментов [8, 9].

Представим цепную передачу с приводной вту-лочной цепью в виде структурной схемы «цепная пе-редача» последовательно соединенных элементов, рабочие поверхности которых контактируют друг с дру-гом (рисунок 2).

Рисунок 2 – Исходная структурная схема системы «цепная передача»

Вестник аграрной науки Дона № 4 (48) 2019

8

Система «цепная передача» включает следую-щие взаимодействующие элементы: рабочая поверх-ность зуба ведущей звездочки – рабочая поверхность валика (ВедущЗ – В), рабочая поверхность пластины внешнего звена – рабочая поверхность валика (ВнешЗв – В), рабочая поверхность пластины внутреннего звена – рабочая поверхность валика (ВнутЗв – В), рабочая

поверхность зуба ведомой звездочки – рабочая по-верхность валика (ВедомЗ – В).

Вероятность безотказной работы технической системы «цепная передача» определим как произве-дение ВБР ее составляющих в соответствии со струк-турной схемой (рисунок 2) по формуле

к n m

ЦП ВедущЗ В ПЗв В ВедомЗ ВP t P t P t Р , (2)

где ЦПP t – вероятность безотказной работы сис-

темы «цепная передача»;

ВедущЗ В ПЗв В ВедомЗ ВP t ,P t ,Р – соответст-

венно ВБР в зонах контакта ведущей звездочки, пла-стин внешнего и внутреннего звеньев и ведомой звез-дочки с валиком;

k – число зубьев ведущей звездочки, одновре-менно находящихся в контакте с валиками внешних и внутренних звеньев;

n – количество валиков звеньев цепи, одновре-менно контактирующих с зубьями ведущей и ведомой звездочек; m – число зубьев ведомой звездочки, одновре-менно находящихся в контакте с валиками внешних и внутренних звеньев.

Используя метод экспертных оценок и на осно-вании проведенных исследований приняты следующие значения ВБР в зонах контакта:

ВедущЗ В ПЗв В ВедомЗ ВP t 0,95,P t 0,97,Р 0,96 .

Для наиболее распространѐнной цепной пере-

дачи с числом зубьев ведущей звездочки 1z 15 и

числом зубьев ведомой звездочки 2z 36 при коэф-

фициенте охвата цепью ведущей звездочки 0,5–0,55 и ведомой звездочки 0,65–0,7 значения степеней, вхо-

дящих в уравнение 2, равны: k 7, m 24,

n 31 . Тогда расчетная вероятность безотказной рабо-

ты исходной системы «цепная передача» соответству-ет значению:

7 31 24

ЦПP t 0,95 0,97 0,96 0,102 . (3)

Очевидно, что полученная расчетная величина вероятности безотказной работы системы «цепная передача» является величиной условной, тем не ме-нее она свидетельствует о недостаточной надежности функционирования цепных приводов.

Теперь в исходную структурную схему системы «цепная передача» введем функционально-конструк-тивный резерв (ФКР) в виде блока внутренних пластин, изображенных на рисунке 1. Исходная структурная схема примет вид, представленный на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема системы «цепная передача» с функционально-конструктивным резервом

Для полученной структурной схемы рассматриваемой системы ВБР определится согласно уравнению

к n m n n

ЦП ВедущЗ В ПЗв В ВедомЗ В ПЗв В ФКРP t 1 1 P t P t Р 1 P t Р t , (4)

где n

ФКРР t – величина ВБР функционально-

конструктивного резерва внутреннего звена.

Величина ВБРn

ФКРР t будет зависеть от

количества пластин в блоке внутреннего звена. Пред-

полагая, что число пластин в блоке будет не менее

4 штук, принимаем n

ФКРР t 0,98 .

Тогда вероятность безотказной работы цепной передачи с применением функционально-конструктив-ного резерва равна:

7 31 24 31 31

ЦПP t 1 1 0,95 0,97 0,96 1 0,97 0,98 0,289 , (5)

№ 4 (48) 2019 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

9

что в 2,83 раза выше, чем при функционировании цеп-ной передачи без функционально-конструктивного ре-зервирования.

Если в блоке внутренних пластин цепи, за ис-ключением крайних, пластины выполнить полыми, то внутри внутреннего звена образуется пространство, которое можно заполнить смазочным материалом. Смазка, расположенная в пространстве блока внут-реннего звена, свободно, за счет зазоров между эле-ментами цепной передачи и сил инерции, возникаю-щих при движении цепи, непрерывно будет обеспечи-вать смазочным материалом рабочие поверхности в зоне контакта, улучшать условия контактирования и

снижать интенсивность изнашивания. Такой подход к обеспечению смазкой взаимодействующих поверхно-стей элементов цепной передачи является дополни-тельной возможностью повышения надежности функ-ционирования цепной передачи, которую можно счи-тать методом временно-эксплуатационного резерви-рования.

Для расчета ВБР системы «цепная передача» с использованием временно-эксплуатационного резерва в структурную схему системы «цепная передача» с функционально-конструктивным резервом введем до-полнительный элемент (рисунок 4).

Рисунок 4 – Структурная схема системы «цепная передача» с функционально-конструктивным

и временно-эксплуатационным резервами

Для системы, изображенной на рисунке 4, ВБР определится по формуле

к n m n n n

ЦП ВедущЗ В ПЗв В ВедомЗ В ПЗв В ФКР ВЭРP t 1 1 P t P t Р 1 P t Р t 1 Р t , (6)

где n

ВЭРР t – величина ВБР временно-эксплуата-

ционного резерва внутреннего звена.

Принимая n

ВЭРР t 0,98 , получим рас-

четную вероятность безотказной работы технической системы «цепная передача» с применением методов функционально-конструктивного и временно-эксплу-атационного резервирования:

7 31 24 31 31 31

ЦПP t 1 1 0,95 0,97 0,96 1 0,97 0,98 1 0,98 0,669 , (7)

что в 2,31 раза выше, чем при функционально-конструктивном резервировании пластин внутреннего звена цепной передачи и в 6,56 раза превышает ВБР приводной втулочной цепи без резервирования.

Для подтверждения эффективности мероприя-тий резервирования в цепных приводах с втулочной цепью и пластинчатой, в конструкции которой исполь-зованы функционально-конструктивные и временно-эксплуатационные резервы, были проведены сравни-тельные исследования износостойкости. Исследова-ния износостойкости цепей проводились на стенде (рисунок 5), изготовленном по принципу замкнутого силового потока.

Для проведения сравнительных исследований по износостойкости обе передачи монтировались на стенд. В качестве контрольного параметра износа це-пей было принято удлинение среднего шага, которое определяли по формуле

O

O

L LL 100%

L, (8)

где L – длина отрезка цепи, измеренная после прове-дения испытаний, мм;

OL – первоначальная длина отрезка цепи, изме-

ренная до испытаний, мм.

Вестник аграрной науки Дона № 4 (48) 2019

10

1 – лабораторная установка; 2 – приводная втулочная цепь; 3 – приводная пластинчатая цепь

Рисунок 5 – Установка для проведения испытаний цепных передач

В результате проведения исследований полу-

чены зависимости удлинений участков втулочной ВТL

и пластинчатой ПЛL цепей (рисунок 6) при заданных

условиях испытаний и времени работы t , которые

аппроксимируются соответственно полиномами: 2

ВТL 0,0383t 0,03t 0,2101 , (9) 2

ПЛL 0,0223t 0,07t 0,2019. (10)

Рисунок 6 – Графики удлинений участков втулочной и пластинчатой цепей от наработки

Графические зависимости удлинений участков приводных втулочной и пластинчатой цепей позволили определить их скорости изнашивания как первые про-изводные уравнений (9) и (10) и построить графики скоростей изнашивания (рисунок 7).

ВТ ВТ

dV L 0,0766t 0,0331

dt, (11)

ПЛ ПЛ

dV L 0,0446t 0,071

dt. (12)

Графические зависимости, представленные на рисунке 7, позволили определить тангенсы углов на-клона: tg α = 0,077, tg β = 0,044, а соответственно и соотношения скоростей изнашивания участков втулоч-ной и пластинчатой цепей:

0,077 0,044100% 42,8%

0,0766. (13)

Таким образом, проведенные сравнительные исследования износостойкости приводной втулочной и пластинчатой цепей показали, что скорость изнашива-ния рабочих поверхностей элементов пластинчатой цепной передачи ниже на 42,8%, чем втулочной.

Следует отметить, что использование пред-ставленных методов резервирования по повышению надежности функционирования приводных цепных передач может быть использовано не только в сель-скохозяйственных и дорожно-транспортных машинах, но и буровом и нефтегазовом оборудовании, где широ-ко применяются грузовые пластинчатые цепи.

Кроме того, техническое обслуживание пла-стинчатых цепей легко выполнимо на специализиро-ванных навесных агрегатах по техническому обслужи-ванию машин и оборудования АПК [10] и равнозначно по трудоемкости и затратам техническому сервису приводных втулочных и роликовых цепных передач.

№ 4 (48) 2019 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

11

Рисунок 7 – Графики скоростей изнашивания втулочной и пластинчатой цепей от наработки

Выводы. Проведенный обобщенный анализ конструкций втулочных и грузовых цепных передач и условий их эксплуатации позволил для повышения надежности функционирования цепей разработать методы функционально-конструктивного и временно-эксплуатационного резервирования.

Предложенные мероприятия по резервирова-нию условий функционирования взаимодействующих поверхностей в зонах контакта валиков с пластинами цепи и звездочками обеспечивают увеличение расчет-ной вероятности безотказной работы без смазки в 2,83 раза, со смазочным материалом в области контакти-рующих поверхностей в 6,56 раза.

Проведенные экспериментальные сравнитель-ные испытания на износостойкость элементов втулоч-ной и пластинчатой цепей показали, что скорость из-нашивания рабочих поверхностей элементов цепной передачи с применением методов функционально-конструктивного и временно-эксплуатационного харак-тера ниже на 42,8%.

Литература

1. Воробьев, Н.В. К вопросу о влиянии удельного давления в шарнирах втулочно-роликовых цепей на их износ / Н.В. Воробьев, В.Я. Герасимов // Известия вузов. Машино-строение. – 1971. – № 12. – С. 32–35.

2. Филимонов, Б.Н. К вопросу о влиянии удельного давления на износ втулочно-роликовых цепей / Б.Н. Фили-монов // Известия вузов. Машиностроение. – 1964. – № 5. – С. 57–63.

3. Ивашков, И.И. Закономерности изнашивания при-водных роликовых цепей и определения сроков их службы по износу деталей шарниров / И.И. Ивашков // Цепные пере-дачи: сб. науч. тр. / Краснодарский политехнический инсти-тут. – Краснодар, 1991. – С. 4–19.

4. Глущенко, И.П. Исследования интенсивности из-нашивания периодически смазываемой роликовой цепи / И.П. Глущенко, Р.В. Азнаурян // Механические передачи: сб. науч. тр. / Краснодарский политехнический институт. – Крас-нодар, 1976. – С. 59–64.

5. Жуков, К.П. Исследование влияния способа смазки на работоспособность приводных цепей / К.П. Жуков. – М., 1971. – С. 81–89.

6. Серѐгин, А.А. Формирование методов повышения надежности механических приводов машин и оборудования АПК / А.А. Серѐгин // Вестник аграрной науки Дона. – 2017. – № 4 (40). – С. 13–21.

7. Пат. 57405 РФ, F16G 13/02. Приводная пластинча-тая цепь / Серѐгин А.А., Усов В.В., Усова Е.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. – № 2006111780/22; заявл. 10.04.2006; опубл. 10.10.2006, Бюл. № 28.

8. Ерохин, М.Н. Надежность карданных передач трансмиссий сельскохозяйственной техники в эксплуатации: монография / М.Н. Ерохин, А.Г. Пастухов. – Белгород: Изд-во БелГСХА, 2008. – 160 с.

9. Серѐгин, А.А. Повышение эффективности машин и оборудования за счет их интервальной надежности / А.А. Серѐгин, А.Т. Лебедев // Международный технико-экономический журнал. – 2013. – № 6. – С. 99–103.

10. Hinged aggregate for technical maintenance of machines: modeling, testing and conditions of application / A.A. Seregin, S.L. Nikitchenko, N.V. Valuev, V.N. Kurochkin, S.V. Smykov // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2018. – Т. 32. – № 8. – P. 3807–3815.

References

1. Vorobev N.V., Gerasimov V.Ya. K voprosu o vliyanii udelnogo davleniya v sharnirax vtulochno-rolikovykh tsepey na ikh iznos [To the question of the effect of specific pressure in the hinges of sleeve-roller chains on their amortization], Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 1971, No 12, pp. 32–35. (In Russian)

2. Filimonov B.N. K voprosu o vliyanii udelnogo davle-niya na iznos vtulochno-rolikovykh tsepey [To the question of the influence of specific pressure on the wear of sleeve-roller chains], Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 1964, No 5, pp. 57–63. (In Russian)

3. Ivashkov I.I. Zakonomernosti iznashivaniya privod-nykh rolikovykh tsepey i opredeleniya srokov ikh sluzhby po iznosu detaley sharnirov [Regularities of amortization of drive roller chains and determination of their service life by amortiza-tion of hinge parts], Tsepnye peredachi: sb. nauch. tr., Krasno-darskiy politekhnicheskiy institute, Krasnodar, 1991, pp. 4–19. (In Russian)

https://elibrary.ru/contents.asp?id=35723709https://elibrary.ru/contents.asp?id=35723709&selid=35723710

Вестник аграрной науки Дона № 4 (48) 2019

12

4. Glushhenko I.P., Aznauryan R.V. Issledovaniya inten-sivnosti iznashivaniya periodicheski smazyvaemoj rolikovoj cepi [Researches of the amortization rate of a periodically lubricated roller chain], Mekhanicheskie peredachi: sb. nauch. tr., Krasno-darskiy politekhnicheskiy institute, Krasnodar, 1976, pp. 59–64. (In Russian)

5. Zhukov K.P. Issledovanie vliyaniya sposoba smazki na rabotosposobnost′ privodnykh tsepey [Researches of the effect of the lubrication method on the performance of drive chains], M., 1971, pp. 81–89. (In Russian)

6. Seregin A.A. Formirovanie metodov povysheniya na-dezhnosti mekhanicheskikh privodov mashin i oborudovaniya APK [Formation of methods for improving the reliability of me-chanical drives of agricultural machinery and equipment], Vestnik agrarnoy nauki Dona, 2017, No 4 (40), pp. 13–21. (In Russian)

7. Seregin A.A., Usov V.V., Usova E.V. F16G 13/02. Pri-vodnaya plastinchataya tsep [Drive platechain], pat. 57405 RF, zayavitel′ i patentoobladatel′ FGOU VPO AChGAA,

No 2006111780/22, zayavl. 10.04.2006, opubl. 10.10.2006, Byul. No 28. (In Russian)

8. Erokhin M.N., Pastukhov A.G. Nadezhnost′ kardan-nykh peredach transmissiy selskoxozyaystvennoy tekhniki v ekspluatatsii: monografiya [Reliability of cardan drive transmis-sions of agricultural machinery in operation: monograрh], Belgo-rod: Izd-vo BelGSXA, 2008, 160 p.

9. Seregin A.A., Lebedev A.T. Povyshenie effektivnosti mashin i oborudovaniya za schet ikh intervalnoy nadezhnosti [Improving the efficiency of machinery and equipment due to their interval reliability], Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal, 2013, No 6, pp. 99–103. (In Russian)

10. Seregin A.A., Nikitchenko S.L., Valuev N.V., Kuroch-kin V.N., Smykov S.V. Hinged aggregate for technical mainten-ance of machines: modeling, testing and conditions of applica-tion. Journal of Mechanical Science and Technology, 2018, T. 32, No 8, pp. 3807–3815.

Сведения об авторах

Серѐгин Александр Анатольевич – доктор технических наук, профессор, директор Азово-Черноморского инженерно-го института ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8 (86359) 41-7-43. Е-mail: alexandrseriogin@mail.ru.

Глечикова Наталья Александровна – доктор экономических наук, профессор, заместитель директора по учебной ра-боте Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зерно-граде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8 (86359) 42-1-76. Е-mail: nataliyglechikova@mail.ru.

Семенцов Михаил Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Землеустройство и кадастры», Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВО «Донской государственного аграрный университет» в г. Зернограде (Ростов-ская область, Российская Федерация). Тел.: +7-952-565-32-34. E-mail: sementsov83@mail.ru.

Information about the authors

Seregin Alexander Anatolyevich – Doctor of Technical Sciences, professor, director of Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Рhone: 8 (6359) 41-7-43. E-mail: alexandrseriogin@mail.ru.

Glechikova Natalia Aleksandrovna – Doctor of Economic Sciences, professor, deputy director of educational work, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federa-tion). Рhone: 8 (86359) 42-1-76. Е-mail: nataliyglechikova@mail.ru.

Sementsov Mikhail Nikolaevich – Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Land management and cada-stres department, Azov-Black Sea Engineering Institute – branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-952-565-32-34. E-mail: sementsov83@mail.ru.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 631.67:631.347

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ СТАЦИОНАРНЫМИ СИСТЕМАМИ С ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ

ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ ПОЗИЦИЙ ПО УГЛАМ ПРЯМОУГОЛЬНИКА И РОМБА

© 2019 г. В.А. Черноволов, Л.В. Кравченко, А.Ю. Несмиян

В современном сельскохозяйственном машиностроении наблюдается тенденция замены натурных испытаний машин имитационным моделированием их рабочих процессов на компьютере. Адекватность имитационных моделей повышают ис-пользованием вероятностных характеристик случайных параметров, полученных по результатам простых опытов. Более сложные ситуации моделируются программой. Целью представленного исследования является моделирование процессов распределения воды дождевальными аппаратами кругового действия, установленными стационарно по углам квадрата и по углам ромба. Для примера был проведен анализ работы двенадцати дождевальных аппаратов, установленных четырьмя ря-дами. Традиционно испытание дождевальных систем выполняют по межгосударственному стандарту ГОСТ ИСО 7749-2-2004 либо по стандарту ассоциации испытателей СТО АИСТ 11.1-2010: Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и уста-новки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей. Для обеих методик характерен как ряд достоинств, так и ряд недостатков. Проведенный анализ позволил выявить предпочтительность испытаний дождевальных аппаратов радиаль-ным методом. Представленный вычислительный эксперимент выполнен для оптимизации позиционирования аппаратов по критериям равномерности орошения и по коэффициенту полноты учета воды, попадающей на зачетную площадку. Зачетная

mailto:alexandrseriogin@mail.rumailto:nataliyglechikova@mail.rumailto:alexandrseriogin@mail.rumailto:nataliyglechikova@mail.ru

№ 4 (48) 2019 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование

13

площадка расположена между первым и вторым рядами. Размер зачетной площадки определяется расстоянием между ряда-ми и расстоянием в ряду между аппаратами. Начало этой площадки можно сдвигать по оси X. Зачетная площадка делится на равные квадраты, и доза орошения вычисляется в центре каждого квадрата. В результате расчета получается матрица доз орошения. По матрице доз вычисляются коэффициент равномерности орошения по Христиансену и коэффициент полноты учета воды, поступающей на зачетную площадку. В результате моделирования было установлено, что при расположении ап-паратов по углам квадрата можно получить равномерное распределение по всему полю, если расстояние между аппаратами оптимизировано. Ромбическое расположение аппаратов не имеет преимуществ перед расположением аппаратов по углам квадратов.

Ключевые слова: дождевальный аппарат, доза орошения, математическое моделирование, матрица доз, равномер-ность орошения по Христиансену, оптимизация позиционирования аппаратов.

SIMULATION MODELING OF WATER DISTRIBUTION BY STATIONARY SYSTEMS WITH RAINBOATING MACHINES

OF CIRCULAR ACTION WHEN POSITIONING AT THE RECTANGULAR ANGLES

© 2019 V.A. Chernovolov, L.V. Kravchenko, A.Yu. Nesmiyan

In modern agricultural engineering there is a tendency to replace field tests of machines with simulation modeling of their work processes on a computer. The adequacy of simulation models is increased by using probabilistic characteristics of random parameters obtained from the results of simple experiments. More complex situations are modeled by the program. The aim of the presented re-search is to simulate the processes of water distribution by circular-acting sprinklers installed stationary at the corners of a square and at the corners of a rhombus. For example, an analysis of the work of twelve sprinklers installed in four rows was carried out. Traditional-ly, sprinkler systems are tested according to the interstate standard GOST ISO 7749-2-2004, or according to the standard of the asso-ciation of testers STO AIST 11.1-2010: Testing of agricultural equipment. Machines and installations for sprinkling. Methods for assess-ing functional indicators. Both methods are characterized by a number of advantages and a number of drawbacks. The analysis made it possible to reveal the preference of testing of sprinklers using the radial method. The presented computational experiment was per-formed to optimize the positioning of the apparatuses according to the criteria of uniformity of irrigation and according to the coefficient of completeness of water accounting, which falls on the test site. The test site is located between the first and second rows. The size of the test area is determined by the distance between the rows and the distance in the row between the devices. The beginning of this site can be shifted along the X axis. The test site is divided into equal squares, and the irrigation dose is calculated in the center of each square. As a result of the calculation, an irrigation dose matrix is obtained. According to the matrix of doses, the coefficient of uniformity according to Christiansen and the coefficient of completeness of water accounting at the test site are calculated. As a result of the simu-lation, it was found that when the devices are located at the corners of the square, it is possible to obtain a uniform distribution over the entire field if the distance between the devices is optimized. The rhombic arrangement of the devices has no advantages over the ar-rangement of the devices in the corners of the squares.

Keywords: sprinkler, irrigation dose, mathematical modeling, dose matrix, uniformity according to Christiansen, optimization of the positioning of the apparatus.

Введение. В технике наблюдается тенденция замены натурных испытаний машин имитационным моделированием на компьютере. Адекватность имита-ционных моделей повышают использованием вероят-ностных характеристик случайных параметров, полу-ченных по результатам простых опытов. Более слож-ные ситуации моделируются программой.

Испытание дождевальных систем выполняют по межгосударственному стандарту ГОСТ ИСО 7749-2-2004 либо по стандарту ассоциации испытателей СТО АИСТ 11.1-2010: Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей.

Опыт применения стандарта ГОСТ ИСО 7749-2-2004 показал его преимущества и недостатки.

Положительным является использование ради-ального метода испытания вращающихся аппаратов, позволяющего уменьшить трудоемкость и затратность натурных испытаний. Обработка результатов экспери-ме�