^ 5 9 ( 4и м Л

ЗОЯ

ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО РАЗВИТИЯ

РЕГИОНОВ КАЗАХСТАНА

Материапы международной научно-технической

конференции

* . 1 3V . Т “ Г

» УЛЛ-СЮС- V, ч/Ч

О Гч_ О ил Я .

Алматы 1996

э к

Министерство образования Республики Казахстан Министерств науки - Академия наук

Республики Казахстан

КОМПЛЕКСНОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНОВ КАЗАХСТАНА

материалы международной научно-технической конференции

Часть 3

Павлодар, 5 - 7 декабря 1996 г.

ПРОБЛЕМЫ

Алматы 1996

с, О

9 ь б .э Г й к ) ц

П ? XУ Д К 353.2 Рубрика 82 I 1

Проблемы комплексного развития регионом Казахстана. В 3-х частях. Часть 3-я. Строительстио Машиностроение и металлургия. Экология. Кадры. Алматы, КазгосИНТИ, 1996. - 264с.

В сборник вошли статьи, посвященные актуальным проблемам комплексного развития регионов Казахстана и области строительства, машиностроения и металлургии экологии и кадров.

Сборник представляет интерес для руководителей и специалистов предприятий и организаций, ученых, преподавателей вузов, аспирантов.

Составители: канд. техн. наук, доц. Каракаев А .К .канд. техн. наук, доц. Козионов В.А. канд. техн. наук, доц. Кудерин М .К . д-р биолог, наук, проф. Прозорова Т.А. канд. техн. наук, доц. Титов М .В.

15ВЫ 5-7667-2021-1

и п Ф 7? тг (П I I '1. ПН . К

© КазгосИ Н ТИ , 1996

ВСКРЫШНЫЕ ПОРОДЫ УГЛЕДОБЫЧИ ЭКИБАСТУЗСК0Г0

МЕСТОРОЖДЕНИЯ - СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРА­

МИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

С.Ж.Сайбулатов, В.Т.Станевич,

Б.Ч.Кудрышова.

В настоящее время в отвалах объединения "Экибастузко-

мир" накоплены миллиарды тонн вскрышных пород надугольной

толщи. С каждым годом увеличиваясь в объеме они являются ис­

точником пыльных бурь, повышенной загазованности и занимают

все более значительные земельные площади. Поэтому частичную

или полную утилизацию углеотходов следует рассматривать как

важнейшее природоохранное мероприятие, имеющее большое соци­

альное, экологическое и экономическое значение.

В течении ряда лет сотрудниками Павлодарского Госу­

дарственного Университета проводились многочисленные иссле­

дования по разработке технологии получения керамических ма­

териалов из вскрышных пород угледобычи. Доказана эффектив­

ность производства керамического кирпича, дренажных труб,

керамических плиток, черепицы, санитарно-технических, гон­

чарных и майоликовых изделий из отходов Экибастузского мес­

торождения .

Вскрышные породы представлены в основном аргиллитами и

алевролитами, которые могут быть использованы в качестве ос­

новного сырья при производстве керамических изделий после

соответствующей технологической подготовки.

Вскрышные породы обладают определенными Физико-механи­

ческими свойствами, которые зависят от степени метаморфиза-

ции . В естественном виде не размокают в воде, что требует

их механического измельчения с целью разрушения цементацион­

ных связей глинистых составляющих.

По химическому составу вскрышные породы угледобычи

близки к традиционному глинистому сырью и относятся к группе

полукислого с низким содержанием красящих оксидов. По мине­

ралогическому составу отходы угледобычи относятся к каолини-

то-гидрослюдистому сырью с примесью кварца, полевого шпата.

смешаннослойных минералов и органических веществ.

Разработанная технология получения эффективного керами

ческого кирпича из отходов угледобычи внедрена на Калкаманс-

ком кирпичном заводе ( Павлодарская область ).

Проведены технологические испытания по подбору соста­

вов и отработке технологических параметров производства ке­

рамических плиток на Целиноградском керамическом комбинате.

Получены керамические плитки для внутренней облицовки стен

отвечающие нормативным требованиям.

Вскрышные породы угледобычи являются также сырьем для

производства керамзитового гравия. Разработанная ресурсосбе-

регащая технология производства позволяет получить керамзи­

товый гравий по насыпной плотности и другим параметрам отве­

чающий нормативным требованиям.

При изготовлении гончарных и майоликовых иэделий в ПО

"ГАММА" вместо традиционного глинистого сырья используются

вскрышные породы угледобычи.Разработанная технология и по­

добранная рецептура составов позволили значительно улучшить

Формовочные и сушильные характеристики и снизить максималь­

ную температуру обжига изделий.

По результатам лабораторно-технологических и полуза-

водских испытаний установлена пригодность отходов угледобы­

чи в качестве сырья для производства керамической черепицы.

Совместно с Киевским НПО "Стройматериалы" разработан техно­

логический регламент производства ленточной пазовой черепи­

цы пластическим методом формования. Полученная Черепица по

прочности на излом, массе 1 м2 черепицы в водонасыщен­

ном состоянии, водонепроницаемости и внешнему виду соот­

ветствует нормативным требованиям.

Не менее важным направлением рационального Использова­

ния углеотходов является применение их в качестве основного

сырья и активных добавок для производства цемента, пористых

заполнителей и теплоизоляционных материалов.

Таким образом , использование вскрышных пород угледобы

чи Экибастузского угольного бассейна позволит в значитель

ной степени расширить номенклатуру выпускаемых в области

строительных материалов, восполнить недостаток кондиционно­

го глинистого сырья и улучшить экологическую обстановку в

регионе.

АЛЮИОСИЛИКАТНАЯ МИКРОСФЕРА ИЗ ЗО Л Ы -У Н О С А ТЭЦ.

БЕРНАЦКИЙ А. Ф. . ГОРЕЛОВ В. П. С Россия)

МАТИЕВ Г. Г. С Казахстан)

При сжигании каменного угля на тепловых электростанциях

образуется зола-унос, б которой присутствуют полые частицы

правильной сферической Формы - так называемые микросферы.

Содержание микросфер в золе-унос невелико и в зависимости

от характеристик топлива, режима работы и типа котолоагре-

гэтов колеблется в пределах от десятых долей процента до

3. . 5/.

Микросферы обладают рядом уникальных физических и техно­

логических свойств (низкая теплопроводность, малый удельный

вес, негорючесть, хорошие диэлектрические свойства и Т.Д.),

в силу чего за рубежом они являются товарным продуктом и

находят широкое и разнообразное применение в промышленности.

В Сибирском НИИ энергетики разработана технология извле­

чения микросФер из золошлаковых отходов и их переработки с

целью получения товарного продукта. Основные характеристи­

ки получаемых микросфер из отходов тепловых станций в таб­

лице:

Таблица

Г "I

светлосерый

|диаметр частиц, мкм 40. . . 400' |

|Фазовый состав муллит, кварц |

стеклофаза' |

| насыпная масса, кг/м 300. . . 400 |

I гидростатическая прочность, МПа. 8. . . 1 Г. |

| коэффициент теплопроводности, Вт/мК 0,07. ..0,13 |

| температура плавления, С 1200 . . . 1 4 0 0 |

| диэлектрическая проницаемость 2,0. ..2, 2 | 1

5

Создано опытное производство по получению микросфер с

производительностью 600 и готового продукта в год. Микрос-

феры извлекаются на золоотвале из золошлаковыз отходов Но­

восибирской ТЭЦ-5, работающей на каменном угле Кузнецкого

бассейна.

Новосибирский и Павлодарский регионы обладают значи­

тельными запасами микросфер - на золоотвалах многих ТЭС

скопилось десятки тонн этого продукта. Микросферы ТЭС имеют

хорошие характеристики, отвечают требованиям западных стан­

дартов и могут экопортироваться на западный рынок. Перспек­

тивно использование микросфер и на внутреннем рынке в сле­

дующих направлениях:

- в промышленности пластмасс в качестве наполнителя, что

позволяет получать более легкие и прочные материалы, обла­

дающие теплоизоляционными свойствами и повышенной атмосфе-

ростойкостью;

- в промышленности строительных материалов для получения

высокотемпературных теплоизоляционных изделий;

- в промышленности отделочных материалов для наполнения

красок, эмалей, пластизолей, резино-полимерных защитных

покрытий;

- в качестве Фильтрующего материала для очистки воды от

нефтепродуктов;

- в качестве насыпного материала для заполнения стеновых

панелей, а также для теплозашиты высокотемпературного энер­

гетического оборудования.

Созданное опытно-промышленное производство Еключает учас­

ток на золоотвале НТЭ11 5 по сбору микросфер, а также ста­

ционарный цех на территории СибНИИЭ, в котором производит­

ся очистка микросфер от посторонних предметов и частиц,

нормализация их по влажности (сушка), классификация по раз­

мерам и герметичная упаковка в полиэтиленовые мешки. Разра­

ботаны предложения по созданию в АО РС9-2 промышленных

участков на золоотвалах Павлодарских ТЭС, использующих ка

менный уголь Экибастузского бассейна.

6

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ

ЗОЛЫ ТЭС.

БЕРНАЦКИЙ А. Ф. , ГОРЕЛОВ В. П. (Россия?

МАТИЕВ Г. Г. С Казахстан)

В Сибирском НИИ энергетики. Новосибирской Государствен­

ной Академии водного транспорта и предприятиях Павлодара

проводятся работы по утилизации зол тепловых станций. Мате­

риал разработан для теплоизоляции и футеровки высокотенпе-

ратурного технологического оборудования С котлы, печи, су­

шильные агрегаты, паропроводы ) с температурой изолируемых

поверхностей до 1000. . . 1100 С. Может использоваться так*®

в строительстве для повышения теплового сопротивления

строительных конструкций.

В качестве основного сырьевого компонента для получения

теплоизоляционного материала используются зольные микросфе-

ры, извлекаемые из летучей золы ТЗС и представляющие собой

полые стекловидные частицы правильной сферической формы

размером от 40 до 400 мкм. Связующими компонентами являют­

ся глина и жидкое стекло.

Ниже приведены основные характеристики теплоизоляционно­

го золокерамического материала в сравнении с х а р а к т е р и с т и ­

ками известных материалов на основе природного сырья.

теплоизо­

ляционная

золоке-

рамика

диатомовые

изделия

легковесные

огнеупорные

теплоизоля­

ционные

изделия

ШЛ - 0, 4 ,

плотность, кг/м 350. . .400 420. . . 630 400теплопроводность.

Вт/м К

прочность при изгибе,

0,10. . . 0, 12 0,12. . . 0, 21 0, 2

МПа 1,0... 1,5 -- -прочность при сжатии.

МПа 2, 5.. .3, 0 0, 6 1,0предельная температура

применения, Т С 1000. . . 1100 800. . . 900 1 1 5 0

Л7

ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ С КОМПЛЕКСНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БОКСИТОВОГО

ШЛАМА-ОТХОДА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Л

В.Н.Ярмаковский, Ш.К.Торпищев

На алюминиевых заводах страны при переработке в глинозем

бокситов спекательным способом образуются шламы (БШ), содержа­

ние которых в отвалах превысило 50 млн.т. Характерными особен­

ностями этих шламов является способность к гидратационному

твердению, а также высокая естественная пористость зерен.

Соответствующими исследованиями, приведенными НИИЖБом,

установлена целесообразность использования БШ в качестве ком­

понента смешанного вяжущего (в тонкомолотом виде) и мелкого

пористого заполнителя или его части (в естественном виде) в кон­

струкционно-теплоизоляционных легких бетонах.

Разработаны двухкомпонентные (портландцемент + БШ) и

трехкомпонентные (портландцемент + БШ + тонкодисперсные мине -

ральные добавки алюмосиликатного состава) смешанные вяжущие (СВ).

Активность двухкомпонентного СВ не снижается в сравнении с ис -

ходным портландцементом (ПЦ) при увеличении содержания в нем

шлама до 20%, а трехкомпонентного - до 30% от массы вяжущего.Трехкомпонентное СВ характеризуется в сравнении с исходным

ПЦ пониженными на 6-13% значениями НГЦТ, сокращенными на 47-52%

и на 16-43% сроками соответственно начала и конца схватывания.

Цементно-шламовый камень при содержании БШ, составляющем от 20

до 60% по массе СВ, отличается от портландцементного камня пони­

женной соответственно на 14-18% общей и на 42-56% капиллярной

пористостью, увеличенным на 25-32% объемным содержанием гелевых

пор, и, как следствие,- пониженной на 11-15% теплопроводность

Основными элементами фазового состава гидратированного емс

шанного вяжущего, определяющими его прочностные и деформатими.

показатели, стойкость к действию химических реагентов, являютт

низкоосновные гидросиликаты тоберморитовой группы, гидрогранптм

различной основности, кальций и ватерит, а также практически

нерастворимые натриевые или натриево-кальциевые гидроалюмоси и

каты.

Комплексное (в составе СВ и в качестве мелкого заполнит, пи)

использование БШ в керамзитобетоне и шлакопемзобетоне классом

•В 3,5 - В 7,5 разработанных оптимальных составов позволяет: •

- снизить требуемый расход клинкерного цемента для арми­

рованных стеновых изделий на 20-3($, а неармированных

- до 42%;

- улучшить реологические свойства бетонных смесей;

- сократить длительность предварительной выдержки отфор-

мовных бетонных изделий перед тепловлажностной обра -

боткой на 0,6 - I ч.При этом улучшаются эксплуатационные свойства бетонов:

- прочность на осевое растяжение повышается на 11-22%, модуль упругости - на 18-31%, предельная сжимаемость -

на 7-11%;

коэффициент теплопроводности бетонов в состоянии равно­

весной (после ТВО) влажности снижается на 11-19%.Улучшение прочностных и деформативных характеристик бето­

нов при использовании БШ обусловлено повышением качества кон -

тактной зоны между цементно-шламовым камнем и пористым запол­

нителем, а также специфическим фазовым составом цементирующей

связки с преобладанием низкоосновных соединений и гелевидных

продуктов. Понижение же теплопроводности бетонов можно объяс­

нить высокой удельной поверхностью низкоосновных соединений и

гелеобразных продуктов, представляющих цементно-шламовый камень,

сокращением в нем количества капиллярных пор, а также высокой

(в сравнении с керамзитовым или шлакопемзовым песком) естствен-

ной пористостью непрогицратированных зерен шлама.

Экономический эффект от применения БШ в легких бетонах

составляет 85-110 тенге/м. Этот эффект будет еще выше если

ч- учесть что рациональная утилизация БШ позволяет высвободить

из под отвалов земли, пригодные для объектов народного хозяйства,

и решить природоохранные вопросы.

9

АКТИВИРОВАННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПАЭД0ДАР-ЭКИБАСТУЗСК0Г0 РЕГИОНА

Ш.К.Торпщев, М.К.Кудерин, В.Ф.Стрельцов, К.Т.Сапенов

В последние годы интенсивно развивается полиструктурная

теория - как единая система научных представлений о закономер­

ностях структурообразования, технологии и свойств композицион­

ных строительных материалов. Она предполагает оптимальное на­

полнение вяжущих активными минеральными добавками, поскольку

содержание непрогидротированных цементных зерен в микрострукту­

ре недостаточно.

Для повышения степени наполнения цементного бетона актив­

ными миндобавками и регулирования их поверхностной активности

в наших работах исследовались различные варианты механической,

химиечской и комплексной активации компанентов вяжущего и бе­

тонной смвси вместе с оптимизацией технологических параметров.

Наиболее эффективна комплексная активация вяжущих, что

обусловливается их физико-химическим диспергированием. Регу­

лируя параметры технологии - температуру, интенсивность акти­

вации, объемное соотношение твердой твердой и жидкой фазы, вид

И'- способ введения в смесь химических добавок, установлена воз­

можность регулирования дисперсности и поверхностной активности

компонентов вяжущего, реологических свойств активированных бе­

тонных смесей и эксплутационных свойств бетонов.

В качестве активных миеральных добавок в работе использопн

лись бокситовые шламы - отход производства глинозема по слека ■

тельной технологии, низкокальциевые золы ТЭС от сжигания экибас

тузских углей, кремнеземнистая пыль (пыль рукавных фильтров)

отход ферросплавного производства, ванряночные шлаки. При этом

варьировались такие параметры как величина и степень наполнении

вяжущего, дисперсность и поверхностная активность наполнителя

и цемента и др.

Получены различные композиционные минеральные вяжущие с

высокой степенью наполнения активными минеральными добавками и

бетоны на их основе, что имеет большое технико - экономическое и

экологическое значение.

Разработан проект и изготовлен опытно-промышленный образец

высокочастотного активатора для приготовления бетонных смесей.

. 10 I . ... 1; - . .■ :

ЭКСПРЕСС-МЕТОД КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЗОЛ ТЭС В ЦЕМЕНТНО­

ЗОЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

В.Г.Никифорова, Л.Н.Пархоменко, Н.В.Горелова

Использование зол ТЭС в строительстве и промышленности

строительных материалов является одним из важнейших мероприя­

тий, направленных на расширение объемов производства, ресурсо­

сбережение и снижение себестоимости строительных материалов.

Необходимость повышения качества и технико-экономической

эффективности использования зол ТЭС требует изыскания новой ме­

тодики достоверной количественной оценки свойств цементно­

зольных композиций в бетонах.

Седиментационный метод исследования точно и значительно быс

трее некоторых известных методов оценивает поведение конкретной

золы заданной цементной системе, комплексно учитывая:

дисперсность золы и цемента;

водопотребность и смачиваемость;

кинетические свойства системы "зола-цемент";

реологические свойства изучаемой системы.

Седиментационные процессы в дисперсных системах, к которым

относятся цементное вяжущее и зола, находятся в границах приме­

нимости закона Стокса, что обеспечивает возможности управления

процессом и теоретического расчета ряда его характеристик.

Определяя водоудерживающую способность цементно-зольных ком

позиций методом свободного оседания в концентрированных суспен­

зиях, можно судить о количестве свободной, отделившейся воды

независимо от того, сколько её удержано в коагуляционных струк­

турах твердой фазы. Однако, для оценки технических качеств це­

ментно-зольных композиций важно знать характер получаемых струк­

тур, причины, порождающие их образование, "степень свободы"

удерживаемой в них воды и т.д. Эти характеристики нельзя полу­

чить при определении общего количества воды, удержанной цемент-

но- зольной композицией. Для их исследования необходимо знать

механизм водоотделения, его последовательные стадии, а также по­

лучить сведения о том, как они различаются по скорости процесса

водоотделения.

Для экспериментальных работ использовались портландцемент

класса В 30 и зола сухого отбора Экибастуэской ГРЭС.1 1

Составы цементно-зольных композиций представлены в таб-■

лице I, кинетика седиментации - на рис.I.

Таблица I

Составы цементно-зольных композиций

Номер ! Количество, %состава | цемента

1 100 '2 80

3 60

4 50

5 40

6 207

Рис.1 Скорость седиментации, см/мин

Е.М.Пороцкий отмечал, что кривые седиментации состоят из

двух участков - прямолинейного и криволинейного. Прямолинейный

участок соответствует постоянной интенсивности водоотделения

и был назван периодом постоянной с.корости. Криволинейный учас-

2040

50

60

80

100

1 2

ток соответствует постепенному уменьшению этой интенсивности'

до полного прекращения водоотделения. Такой вид кривых был

принят за типичный для характеристики процесса водоотделения

по времени.

Нами предлагается разделить седиментационные кривые не

на два периода, а на три: период постоянной скорости, пере­

ходный период и период постоянного относительного водоотде­

ления. Кривые водоотделения позволяют установить продолжи -

тельность каждого периода постоянной скорости, время полного

водоотделения и другие характеристики процесса.

Анализируя зависимости относительного водоотделения от

скорости седиментации, можно отметить, что введение золы в ко­

личестве 20...80$ от массы цемента уменьшает начальную ско -

рость седиментации, в 1,4 раза увеличивает период постоянной

скорости и период постоянного водоотделения, но сокращает в 4

раза переходный период.

Сравнивая кривые седиментации цемента и золы можно отме­

тить их принципиальное различие. Цементная суспензия имеет ко­

роткий первый период, длительный второй и короткий третий,

суспензия золы наоборот - длительный первый и короткие два

следующих периода.

Таким образом, для получения наиболее сформировавшегося и

плотного осадка до начала его схватывания необходимо либо

увеличить скорость седиментации, например, за счет снижения

вязкости среды, либо удленить период постоянной скорости без её

изменения путем предотвращения ранней коагуляции.

Постоянство скорости водоотделения показывает, что новые

продукты образующиеся в результате реакций в этом периоде, не

влияют существенным образом на поверхностные контуры частиц

твердой фазы. Возможно, что образующийся вначале слой продуктов

гидратации, обтекаемый водой при её отделении, имеет достаточно

рыхлую структуру и в состоянии вобрать в себя небольшое коли­

чество продуктов, образующихся в течение этого периода. Части­

цы твердой фазы продолжают оставаться разрозненными.

На основе анализа экспериментального материала и соотнесе­

нии периодов седиментации со структурообразованием цементно­

зольных смесей, можно сделать вывод о том, что:

в первом периоде - периоде постоянной скорости - ввиду

отсутствия контактов между частицами твердой фазы, действует

13

закон Стокса. Свободное падение частиц в дисперсионной среде'

происходит за счет сил тяжести. Связь между частицами отсут­

ствует а связность теста обусловлена только гидрадинамичес-

кими Факторами;

второй, переходный период - период начала формирования

структуры осадка. Ранее этот период не выделялся. Флокен ха­

рактеризуется более медленным осаждением твердой Фазы за

счет столкновений частиц и под действием встречного потока

жидкости со дна сосуда. При этом в период существования фло-

кена действует как закон Стокса, так и закон вязкого течения

и теория проницаемости Козени-Кармана. В переходном периоде

возникают первые контакты между частицами;

в третьем периоде - периоде постоянного водоотделения -

завершаются процессы формирования осадка. Структура его ста­

билизируется. Начинается схватывание осадков цементных и це-

ментно-зольных суспензий.

Оптимальный состав, установленный ранее проведенными опы­

тами, (Ц : 3 = "а*) незначительно отличается по кинетике седи

ментации от чистого цемента.

Для технологии необходимо, чтобы первая была во много

больше второй, тогда тесто будет более плотным. Если начавшееся

схватывание прекращает процесс водоотделения до полного физи­

ческого завершения его, то внизу осадка может находиться слой

завершенной "зоны седиментации", а наверху - В/Т сохраняет свою

исходную величину. Таким образом, в конечном осадке не будет на­

блюдаться однородности твердой Фазы, осадок будет неоднороден.

Таким образом, цементные, зольные и цементно-зольные сус­

пензии имеют не два, а три периода процесса седиментации: пе­

риод постоянной скорости, переходный период и период постоянном

относительного водоотделения. Переходный период процесса седи*-

ментации соотносится с периодом существования Флокена. Уста -

новлено, что период постоянной скорости и постоянного водоотт

ления оптимального состава цементно-зольной композиции увгличп

вается. а второй период - уменьшается. Следовательно, киноти!л

процесса седиментации цементно-зольных суспензий позволяет

регулировать конструктивное структурообразование, а поэтому

является существенным дополнением к характеристикам зол.

14

ОРГАНОМИНЕРАЛЬНАЯ ДОБАВКА

ДНЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

К.К.Абдрахманова

В последнее время в области строительных материалов

превалируют интенсивные исследования по рациональному ис­

пользованию местного сырья и промышленных отходов,на­

правленные на разработку конкурентноспособных технологий.

Специфика строительных растворов обусловлена проти­

воречием предъявляемых к ним требований: повышенной удо-

боукладываемости, водоудерживающей способности и жизне­

способности, требующих значительного расхода вяжущих ве­

ществ, и не высокой прочности, регламентирующей расход

вяжущего.

В результате изучения вопроса оптимизации соотноше­

ния дисперсных частиц двухфракционных систем применитель­

но к строительным растворам получены данные по рациональ­

ному соотношению фракций минерального скелета в объемных

частях как 1 : 2,33.

Сохранить необходимый для получения удобоуклацывае-

мой растворной смеси и обеспечения плотной структуры ра -

створа объем теста возможно, заменяя часть цемента тонко­

молотыми добавками-наполнителями.

Введение высокодисперсных минеральных добавок объяс­

няет увеличение водопотребности цементных систем, приво­

дящее к снижению их долговечности. В связи с этим повы­

шенное водосодержание и неоднородность промышленных отхо­

дов ограничивают применение добавок минерального происхо­

ждения в строительных растворах.

Эффективное сочетание зысокодисперсных техногенных

отходов минерального происхождения с органическими повер­

хностно-активными веществами /11АВ/ привело к созданию ор­

ганоминеральных добавок / ОВД /.

В качестве минерального наполнителя использованы от­

15

ходы камнедробления известняка Карачаганакского месторож­

дения Уральской области. Рентгено-фазовый анализ показал,

что известняк относится к разновидностям мергелистого из­

вестняка с содержанием СаС03 более 85$ и значительными

включениями окиси железа. В качестве ПАВ применялись вод­

ные растворы лигносулыЬоната.

С привлечением методов математического планирования

получены многофакторные модели, адекватно отражающие за -

висимость прочности строительных растворов различного на­

значения от содержания минерального / Н / и органическо­

го / Д / компонентов органоминеральной добавки:

К = 19,875 - 0.477П + 2,82Н + 12.71Д - 0,09П2 -

- 35.97Н2 - ЗД45Д2 - 0.983ПН - 0.125ПД - 2.9ВД

Проведенные исследования с применением современных

методов статистической обработки полученных данных по­

зволили разработать рекомендации по подбору составов стро­

ительных растворов с ОМД.

Принятое оптимальным соотношение между цементом и за­

полнителем 1 : 2,33 по'абсолютному объему позволяет интен­

сифицировать процессы структурообразования и сохранить вы­

сокую концентрацию твердой фазы. Изменение содержания на­

полнителя, замещающего эквивалентную долю цемента, при со­

хранении объема теста в растворе, обусловливает изменение

прочностных характеристик растворов.

Изменяя содержание ПАВ в ОМД можно регулировать про­

должительность периодов начального структурообразования и

направленно управлять кинетикой структурообразования стро­

ительных растворов.

Таким образом, снижение расхода цемента при сохранег-

нии слитной структуры строительного раствора можно обес­

печить путем разбавления цемента органоминеральной добав­

кой. Регулируя содержание ОМД, можно получить весь спектр

строительных растворов различных марок и назначения,улуч­

шая при этом основные свойства растворных смесей и раст­

воров.

16

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ АНИОНИТОВ

Р.Ш.Еркасов, К.И.Иманбеков, К.Х.Жапаргазинова

Органические иониты с анионнообменными свойствами широ­

ко используют в гидрометаллургии в качестве сорбентов ионов

цветных металлов, для обработки промышленных сточных вод,для

обессоливания воды, в качестве катализаторов при химических

реакциях и других областях. Поэтому изыскание новых более эф­

фективных путей синтеза ионитов различной структуры с улучшен­

ной кинетикой сорбции, является актуальным.

При синтезе ионообменных материалов большое внимание уде­

ляется проницаемости, термической и химической устойчивости,

механической прочности и сррбционной способности ионитов. Про­

изводные пиридинкарбоновых кислот и эпоксидные мономеры, обла­

дающие достаточно высокой реакционной способностью и рядом цен­

ных физико-химических свойств, представляют в этом отношении

определенный интерес.

Авторами былх синтезирован:ряд новых ионитов на основе производных пиридинкарбоновых кислот, эпоксидных соединений и

полиаминов.

С целью нахождения оптимальных Условий синтеза сшитых

анионитов варьировали различные факторы: соотношения исходных

веществ, температуру конденсации и условия отверждения.

Изменение соотношения исходных концентраций эпоксидного

мономера и полиамина позволило выяснить, что массовое соотноше­

ние ППК: ЭМ : ПА = I : 2 : 2 является оптимальным. Статическая

обменная емкость новых ионитов по аминогруппам составила от 5,0

до 10,0 мг-экв/г., набухаемость 4,5 - 7,5 мл/г. Установлено

также, что процесс конденсации протекает наиболее полно при

40-50°С. Оптимальным значением времени отверждения является $

6 часов с момента гелеобразования.Исследования показали, что при использовании в качестве

аминирующего агента полиэтиленполиамина увеличение массового

соотношения (ППК : ЭМ) : ПА свыше 1,0; 2,0 массовых частей

приводит к образованию растворимых анионитов,что нежелательно.

Определение химической устойчивости свидетельствует, что

полученные иони11Т

17

института

Н г$0<1 и МаОЦ а также более стабильны в среде 1н. раствора

НМ03 по сравнению с промышленными образцами. Потери обменной емкости по аминогруппам при испытаниях на химическую стойкость

/. составили менее 10$.

Изучение сорбционной способности анионитов по отношению

к ионам цветных металлов:проводили в статических условиях.

Установлено, что иониты сорбируют ионы Си,, У^г+, С о из

слабокислых и кислых модельных растворов.

Статическая обменная емкость по составила 5,0 .мг- экв/ г,

по Ш —1,5 мг-экв/г, по Со - 1,2 мг-экв/г.

Исследована также зависимость сорбционной способности ио­

нитов от соотношения полимер : металл, от рН среды, строения

исходных веществ и конечных полимеров.

Структура и состав синтезированных ионитов установлены

методами элементного анализа, инфракрасной спектроскопии и тер-

ыогравиметрии.

Как видно из материалов приведенных в данной работе, по-

лифункциональные ионообменники обладают достаточной обменной

емкостью, термически и химически устойчивы, что расширяет

область их применения.

Решение проблем окружающей среды, комплексной переработки

минерального сырья, создания безотходны* технологий невозможно

без применения таких материалов.

Таким образом, пиридинсодержащие ионообменные материалы,

благодаря макроциклической структуре обеспечивают высокую сорб­

ционную емкость по ионам цветных металлов, что позволяет исполь­

зовать их для концентрирования и извлечения ионов из промышлен­

ных растворов, и широко использовать такие иониты в других от -

раслях промышленности.■/,

18

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И РЕКОН­

СТРУКЦИЙ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК ОПТИМИЗАЦИЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРА­

МЕТРОВ

Ишимцев М.Ю., Михайловский В.П.

Промышленность сборного железобетона - одна из крупней­

ших потребителей тепловой и алектрической энергии, что в пер­

вую очередь связано с необходимостью проведения такой техно­

логической операции, как тепловая обработка изделий и конст­

рукций. В то же Еремя имеются значительные потери энергии за

счет низкого коэффициента полезного действия оборудования для

тепловой обработки, который на многих предприятиях не превы­

шает 15$. Однако, можно добиться существенного сбережения не

только энергии, но и материальных ресурсов еще на стадии про­

ектирования и реконструкции комбинатов и заводов, если рацио­

нально подобрать геометрические параметры установки.

Важным критерием при выборе оптимальных размеров устано­

вок является отношение площади поверхности установки к ее

объему (У), который определяет относительный расход материала

на ограждения установки и потери тепла через эти ограждения.

Для тепловых установок имеющих шаровидную или кубическую фор­

му это отношение имеет вид:

где X - размер диаметра, стороны установки.

Так, например, согласно зависимости (I) использование

одной тепловой установки имеющей линейный размер 4м вместо 8 тепловых установок, имеющих линейный размер 2м и тот же объем, позволит снизить расход материалов на ограждения и потери те­

пла через них в 2 раза.Для тепловых установок, имеющих форму призмы и цилиндра,

получены следующие зависимости:

У = 6 / X (I)

(2 )А В Н

(3)

19

где: А, В, Н - размеры сторон и высоты призматической

установки;

Д, - размеры диаметра и длины цилиндрической установки.

Примером тепловой установки цилиндрической формы является

автоклав, и из зависимости (3) еидно, что при увеличении объ­

ема автоклава наиболее целесообразно увеличивать его диаметр,

что приведет к меньшему расходу материала на ограждение и

меньшим потерям тепла.

Для тепловых установок призматической формы установлена

зависимость расхода материала на ограждения и потерь тепла

через них от отношения размеров сторон установки. При одина­

ковой высоте установки эта зависимость имеет еид:

У = А / В + I

2 \[Г7~Ъ00

Анализируя зависимость (4), следует отметить, что теп­

ловые установки будут тем экономичнее, чем с'лиже их сечение

в плане к квадрату.

Допустим, необходимо запроектировать вертикальную пропа­

рочную камеру для тепловлажностной обработки железобетонных

изделий в формах размером 2 х б м. Расстояния (допуски) меж­

ду формами и стенами приняты 0,5 м.

Рассмотрим два варианта компоновочной схемы вертикальной

камеры (Рис, I):

"а" - обычно применяемый, традиционный;

"б" - рекомендуемый с учетом результатов исследований.

Варианты компоновочных схем вертикальной камеры

а)

5)

15,5ю

1 ■■ г 11 2 ]?

Ра=33м

5*а=4 0 , 5 м2

Рб=25 м п 56=38,5 м

Рис. I

1 - восходящая стопка форм с изделиями.

2 - нисходящая стопка форм с изделиями.Ра, Рб - периметры стен установки.

5а, $б - площадь поперечного сечения установки (стрелками по­

казано движение форм с изделиями.

При применении компоновочной схемы по варианту "а" пере­

расход материала и последующие дополнительные потери тепла в

окружающую среду через стены по сравнению с рекомендуемым ва­

риантом "б" составляют

РаРб .10056= -100?= 32#. (5)Рб 25

Благодаря более удачной компоновке вариант "б" позволяет

получить дополнительный эффект ресурсо- и энергосбережения за

счет уменьшения поперечного сечения камеры, который составит

по расходу материалов на пол, крышу и потери тепла через них:

100*= % (6) 5б 38,5

Кроме того, при использовании компоновки по рекомендуемо­

му варианту уменьшаются расходы энергии и время, необходимые

на перемещение форм с изделиями с восходящей стопки на нисхо­

дя щуу, т.к. расстояние перемещения форм сокращается с 6,5 м

(вариант "а") до 2,5 м (вариант "б").

21

к ВОПРОСУ О ДИНАМИКЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПРИ ДЕЙСТВИИ УДАРНЫХ НАГРУЗОК

М. К. Кудерин

В настоящее время при проектировании железобетонных ог­

раждающих конструкций ответственных сооружений остро встала

Проблема расчета их на аварийные ударные воздействия высокой

интенсивности. '

В результате действия этих нагрузок на строительные

конструкции возникает такое напряженное состояние, при кото­

ром в наиболее нагруженных сечениях величина напряжения пре­

вышает предел упругости и в конструкциях возникают пласти­

ческие деформации. Случаи, в которых рассматриваются такие

виды нагрузок, представляют интерес для инженера-строителя.

К числу подобных воздействий следует отнести: падение тяже­

лых грузов на перекрытия промышленных зданий:

падение камней на укрытия (бункера), предназначенные

для хранения сырья:

удары транспортных средств в опоры эстакад и путепрово­

дов:нагрузки от разлетающихся осколков разрушашегося обо­

рудования.

Существует необходимость первоначального расчета строи­

тельных конструкций или, хотя бы, их оценки с точки зрения

уменьшения повреждений при ударе. Это используется в тех

случаях, когда считается, что результаты местного поврежде­

ния и возможного проникания через конструкции будут достато­

чно серьезными или же, когда риск подобного нагружения явля­

ется достаточно большим.

Расчет железобетонных плит - конструкций, чаше всего

воспринимавш их упомянутые воздействия, к настоящему времени

развит крайне слабо.

При рассмотрении вопросов расчета ж/б плит при действии

аварийных нагрузок возникает необходимость в решении ряда

задач, в том числе учета возможности появления в конструкции

больших пластических деформаций, изменения прочностных хара­

ктеристик материалов при скоростном загружении, возможности

2 2

хрупкого разрушения и т.д. Как правило, защита осуществляет­

ся за счет использования обычного бетона с достаточной тол-

шиной для того, чтобы выдержать удар "снаряда”. Основным

критерием повреждения является глубина проникновения снаряда

в материал. Отмечаются затруднения, связанные с попытками

определить категорию нагрузочных условий, способных вызвать

местные повреждения, так как это связано с взаимодействием

целого ряда факторов. Для установления определенной связи

между параметрами импульса удара, толщиной плиты, процентом

армирования и формой ударной массы при разрушении плит, были

проведены эксперементальные испытания ж/б плит на воздейст­

вие ударной нагрузки.

Нагружение осуществлялось на специальной установке

С рис. 1а) падашим грузом, представляшим сплошной стальной

цилиндр. Удар наносился по центру плиты. В процессе испыта­

ний с помощью динамических прогибомеров измерялись прогибы

в середине и четверти пролета. Деформации, в точках на верх­

ней поверхности плиты, измерялись с помощью тензорезисторов

С рис.16).

Электрические сигналы от прогибомеров и тензорезисторов

передавались через усилитель на осциллограф.

Контактная сила удара РСО измерялась с помощью динамо­

метрического элемента, вмонтированного в ударник.

Опыты показали, что характер разрушения плит зависит,

главным образом, от начальной скорости удара Уо и соотноше­

ния й/1, где 1 - толщина плиты, й - диаметр ударника.

Ударная нагрузка вызвала разные уровни разрушения ж/б

плит: проникание снаряда в плиту, откол, полное пробивание и

общее деформирование плиты. Проникание (х) можно определить

как вход тела в "мишень" Сплиту) без сквозного проникания

последней С рис.2а).

В противоположность этому при пробивании (1р) "снаряд”

насквозь проходит "мишень" (рис.2в).

Откол С12) - это разрушение под действием растягиваюлих

напряжений, возникающих при отражении волн сжатия от тыль­

ной поверхности плиты С рис.26).

Проведенные опыты показали, что могут быть установлены

минимальные "пороговые" значения толшины плиты 1з и 1р, при

23

а)

Н а гп р о - Я * я /о су я

аа/,

Ъ/ОО'Ыбйо ,г7е/>ъГ

пп п 2

^5-* /

-Кг/у я/штггс?

тъорныи

б)

а)

И

б)

•м

-1 с1- О -

^ г;.

V

Л Г - л----1_____ |____Л_

эис. 2.

24

*«>г

5

которых еще не происходит откола или пробивания. Поэтому в

качестве нормируемой величины может быть принята величина 1з,

т.к. образующаяся бетонная откольная пробка , сохраняющая

значительную скорость, может играть роль вторичного ударника

и представлять серьезную угрозу находящимся под плитой людям

и оборудованию.

Выводы:

На основании эксперементалъных исследований были решены

следующие задачи:

1.Разработана методика проведения динамических испыта­

ний ж/б плит при действии интенсивных ударных нагрузок.

2.Аппаратурное обеспечение эксперемента, так как от вы­

бора аппаратуры, являющейся наиболее оптимальной для иссле­

дования поставленных задач, зависит полнота и достоверность

полученной информации, трудоемкости обработки опытных данных.

3.Определены схемы разрушения ж/б плит при ударном наг­

ружении и в зависимости от скорости падения ударника-инден-

тера, диаметра, формы "носа" и массы индентера, геометричес­

ких размеров и армирования ж/б плит, условий их опирания.

4.Установлены особенности разрушения и деформирования

ж/б плит, которые представляют необходимую информацию для

разработки методов расчета этого класса конструкций.

5.Определение динамических харктеристик:

динамических усилий, динамических перемещений, скорости,

частоты собственных колебаний ж/б плит, деформаций в точках.

6.На основе эксперементалъных данных разработана мето­

дика оценки несущей способности ж/б плит, опертых по контуру,

при локальном ударном нагружении.

7. Изучение контактных явлений и оценка влияния системы

армирования.

Литература:

1.Кудерин М.К. Методика эксперементального исследования

ж/б плит, опертых по контуру, на действие ударных

нагрузок. Деп. во ВНИИИС, 1987.

25

О ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ БЕТОНА

ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ

ОБЬЕМНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

В. И. Данилов

Развитие строительной индустрии неразрывно связано с за­

дачами дальнейшего совершенствования методов расчета, конс­

труктивных Форм и способов возведения зданий и сооружений.

Успешное решение поставленный задач во многом зависит от

того, на сколько правильно при проектировании и возведении

зданий и сооружений будут учтены особенности поведения мате­

риалов в эксплуатационных условиях.

Как известно, материал многих реальных конструкций рабо­

тает в условиях трехосного напряженного состояния, однако

действующие нормативные документы этого пока не учитывают,

ограничиваясь рекомендациями зависимостей расчетных характе­

ристик бетона для плоского нагружения. Такой подход сдержи­

вает возможности рационального проектирования железобетонных

конструкций и приводит к снижению их экономической эффектив­

ности, поэтому получение опытных данных об особенностях пове­

дения бетона в условиях объемного нагружения позволит повы­

сить экономичность, долговечность и надежность конструкций и

сооружений.

В связи с этим нами были проведены испытания бетона на

прочность в условиях трехосного напряженного состояния ме­

тодом внутрипорового избыточного давления, о беспечиваюшем

возможность проведения испытаний материалов по единой методи­

ке, на одних и тех же образцах из одного и того же материала

в условиях различных видов напряженного состояния и широком

диапазоне скоростей нагружения.

Для определения прочностных и деформативных свойств бе­

тона в условиях различных напряженных состояний была изготов­

лена серия образцов-цилиндров диаметром и высотой 100 мм из

мелкозернистого бетона класса В-10. Перед испытанием все об­

разцы высушивали до постоянного веса при температуре +60 С,

чем исключали влияние их влажности на результаты испытания.

Деформации бетона измеряли тензорезисторами с непрерывной за­

26

писью процессов деформирования на Фотобумагу. Контроль за ве­

личиной избыточного давления проводили по образцовому мано­

метру. Время нагружения образцов, измеренное при обработке

осциллограмм деформаций, находилось в пределах 0,1 с., что

соответствует скорости нагружения 15 МПа в с. Нагрузку прикла­

дывали ступенями. Средние значения прочностных и деформатив-

ных характеристик бетона получали по результатам испытания

шести образцов-близнецов на каждом уровне нагружения. Коэффи­

циент вариации результатов испытаний не превышал 4%.

Полученные экспериментальные данные подтверждают значи­

тельное влияние вида напряженного состояния бетона на его

прочностные и деформативные свойства.

Разрушение бетона в условиях сложного напряженного сос­

тояния наступает при деформациях намного меньших, чем в слу­

чае простого растяжения. Так, при переходе от одноосного к

двухосному и трехосному равномерному растяжению, предельные

относительные деформации снизились соответственно с 9.2x10

отн.ед. до 7,1x10 * Сна 22,8%) и 5,1x10 4 Сна 44.6%) отн.ед.

При переходе от одноосного к двухосному и трехосному

равномерному растяжению сопротивление бетона разрушению уве­

личилось соответственно сложности вида напряженного состояния

с 2.06 МПа до 2.25 МПа Сна 23,8%) и 3.2 МПа Сна 55,3%).

В условиях предварительного одноосного или двухосного

равномерного сжатия с последующим двухосным равномерным или

одноосным растяжением соответственно способность бетона соп­

ротивляться разрушению зависит как от вида напряженного сос­

тояния так и от уровня сжимающих напряжений. При этом величи­

на сопротивления бетона растяжению и его предельная растяжи­

мость имеют двухветвевую зависимость. До определенного С кри­

тического) уровня сжимающих напряжений эти значения пропорци­

онально возрастают и могут превышать соответствующие значения

сопротивления для случая простого растяжения. В дальнейшем,

начиная с критического уровня сжимающих напряжений, который

для одноосного и равномерного двухосного предварителоного

сжатия будет различным, прочность бетона и его предельная

ратяжимость резко снижаются для всех видов исследованных на­

пряженных состояний. Особенно настораживают в том и другом

случае низкие значения этого уровня, что говорит о возможном

27

снижении долговечности и надежности предварительно напряжен­

ных железобетонным конструкций, материал которых находится в

Условиях трехосного напряженного состояния.

Анализ результатов, полученных при испытании бетона по

единой методике и при одинаковых условиях С состав бетона.

Форма и размеры образцов, скорость нагружения), где единствен­

ным изменяемым параметром был вид напряженного состояния ма­

териала, позволяет сделать ряд общих выводов:

1 . Исследования показали, что сопротивление бетона разру­

шению решаицим образом зависит от вида напряженного состояния.

2. Учет в нормативниых документах степени влияния объем­

ного напряженного состояния на способность бетона сопротив­

ляться разрушению позволит расчетными методами более точно

прогнозировать долговечность уже построенных сооружений и

назначать экономически обоснованные значения прочности бетона

для проектируемых конструкций и сооружений.

Литература.

1 . Щеканенко Р.А., Данилов В. И. Способ испытания бетонов

и других пористых материалов на растяжение. Автор, свид.

N 512403. "Открытия, изобр., пром. обр.. тов. знаки” 1976, N16.

28

СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ СЛОЯ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ'

В СТЕСНЕННЫХ СЦЕПЛЕНИЕМ УСЛОВИЯХ

В.П.Михайловский

Слои цементного камня или раствора в бетоне, конструкциях

и изделиях находятся в условиях, особенности которых заключа -

штся в длительном протекании температурно-влажностных деформа -

ций, стесненных сцеплением с менее деформативным основным и

гюлее массивным материалом, как заполнитель, арматура, различ­

ные основания и т.п.

Это оказывает существенное влияние на деформативные свой­

ства слоя и прежде всего на его предельную деформацию при рас -

тяжении. Благодаря сцеплению слой материала при растяжении де -

'Нормируется более равномерно, чем отдельный образец этого ма -

териала, в котором значительное увеличение деформаций наблюда­

ется только в месте будущего разрыва.Силы сцепления повышают

однородность слоя посредством равномерного распределения микро­

трещин. По аналогии с изменением свойств тонких смачивающих

прослоек воды, свойства цементирующего слоя цементного камня

или раствора в бетоне, изделиях и конструкциях также изменяются.

Для случая, когда нарушение монолитности слоистой систе­

мы происходит от растрескивания, предельная деформация слоя

определяющая эту монолитность, будет величиной зависящей от

толщины слоя Н , наличия сцепления его с основанием /1Сц , д л и ­тельности действия нагрузки Я? . Предельная деформация слоя

при растяжении кроме того, будет уменьшаться на величину недо-

пущенной усадки слоя в стесненных сцеплением условиях • с0"

здающей дополнительную растягивающую нагрузку в слое. Тогда за­

висимость предельной деформации слоя можно представить в виде

следующей функции:

= / (н , я с ч , -с, а * ) * О 11где &пр~ предельная деформация слоя при растяжении в мо-

^ мент испытания в стесненных сцеплением условиях;

&пр - предельная деформация слоя материала при рас­тяжении и хранении образцов во влажных условиях

(температура 20+3°С, относительная влажность 100%)

и отсутствия сцепления с основанием.29

и отсутствия сцепления с основанием.

При равной толщине слоя, предельную деформацию слоя

при растяжении в момент испытания представить в следующем

виде:

Е пр = 6*р + А 6си, + Л бх - Л 8 ч с , (2)

где А &СЦ ~ доля предельной деформации, обусловленная сцеплением слоя с основанием;

А <5 х. — Д°ля предельной деформации, обусловленная

длительностью процесса деформирования в

стесненных сцеплением условиях;

а бус “ Доля предельной деформации, обусловленная ве­

личиной недопущенной усадки слоя в стеснен­

ных сцеплением условиях.

Очевидно, что истинная величина предельной деформации

лоя при растяжении в стесненных сцеплением условиях будет

равна сумме предельной деформации слоя в момент испытания и до­

ли, обусловленной величиной недопущенной сцеплением усадки

( бпр + д ) -Используя устройство (а.с. 898324, СССР) для определе­

ния предельной деформации строительного материала при растяже­

нии была предпринята попытка установить количественную связь

между составляющими зависимости (I).

Для этого изготовливали две серии образцов-колец из цемент-

но-песчаного раствора на Карагандинском шлакопортландцементе

марки М 400 с объемной концентрацией цементного теста 0,3 и

истинным водоцементным отношением 0,4. Основанием служил прак­

тически недеформируемый металлический сердечник. Для образцов

первой серии с целью устранения сцепления шлифованный сердеч­

ник смазывали машинным маслом. В образцах второй серии наобо­

рот создавалось сцепление, препятствующее их отслоению при ис­

пытании.

Предельную деформацию слоя при растяжении в стесненных

сцеплением условиях определяли на образцах второй серии

после суток нормального твердения и последующего хранения в

среде с температурой 25*30°С и относительной влажностью 40*50?.

Долю предельной деформации слоя, обусловленную сцеплением

4 бсц > определяли как разность предельных деформаций образцов

30

второй и первой серий ( 8 пр - б ) •Долго предельной деформации материала слоя, обусловленной

длительностью процесса деформирования в стесненных сцеплением

условиях л <5Г определяли как разность предельных деформаций- образцов твердевших сутки в нормальных условиях и далее в сухих

и образцов твердевших во влажных условиях и затем интенсивно

высушенных в течение 3-6 часов до влажности первых образцов

( 6 лр - 6 ).

Долю предельной деформации слоя, обусловленную величиной

недопущенной усадки слоя с стесненных сцеплением условиях д8 ус

определяли на образцах второй серии как разность предельных де­

формаций образцов твердевших до испытания во влажных условиях * ' перел , с М с \

и образцов интенсивно высушенных испытанием ко пр - с> це '•Результаты эксперимента представлены в таблице.

Толщина!Возраст ! Деформация слоя при растяжении, 1х1СГ3слоя,

см

■иираацив!при испы­тании,! сутки

г !° прг а яс пр

сл Оси ^ ! Д С цс 1

/д <5 т

1 8 пр +

1 + Д 5 9С0,5 7 1,52 1,56 0,33 0,92 0,55 2,44

1,0 7 1,44 1,51 0,21 0,86 0,52 2,30

1,5 7 1,31 1,40 0,14 0,77 0,52 2,08

1,5 14 1,33 0,85 0,27 0,62 0,73 1,95

1,5 28 1,41 0,48 0,42 0,47 0,98 1,88

Испытания показали, что предельная деформация слоя мате­

риала при растяжении в момент испытания, как и истинное её

значение зависят от толщины слоя и его возраста: с уменьшением

толщины значение предельной деформации при растяжении возрас­

тает, а с увеличением возраста слоя истинное значение предель­

ной деформации при растяжении уменьшается.

Определенную часть предельной деформации при растяжении,

возрастающую во времени и практически не зависящую от толщины

слоя составляет доля деформации обусловленная длительностью

процесса деформирования.

31

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УСТРАНЕНИЮ ПОСЛЕДСТВИИ ПОЖАРА

В СКЛАДСКОМ КОРПУСЕ № I ГТГЗ

Саканов К„Т„ (ЭИГИ), Кудерин М.К. (ПГУ),

Агимбетов Е.Т, (ПТЗ)

В результате пожара, вызванного возгоранием обивочного

материала из полистирола, в октябре 1991 года произошло обру­

шение ребристых плит покрытия складского корпуса № I. Возго­

ранию, по-видимому, способствовал оставленный непотушенным

окурок работавшими в складе рабочими.

Пожар вызвал резкое повышение температуры воздуха и в

плитах покрытия, находящихся непосредственно над огнём, про­

изошли неравномерные деформации в арматуре» Нарушение анкеро-

вки напрягаемой арматуры способствовали обрушению плит покры­

тия.

Пожар носил локальный характер, так как горевший матери­

ал занимал небольшую площадь, примерно в 30 м2 . В силу этого

продолжительность пожара во времени была незначительной, око­

ло 30-40 минут.

Несмотря на это последствия пожара оказали влияние на

состояние конструкций, находящихся вблизи от центра очага по­

жара, - колонн и ферм опкрытия. Бетон указанных конструкций

имел трещины, в некоторых местах была оголена арматура.

При помощи ультразвукового метода и применением молотка

Кашкарова оыли уточнены прочность бетона. Данные проверочного

расчёта показали, что несущая способность указанных выше ко­

лонн достаточна, а фермы по оси 16 ниже проектной на 20%. В

связи с чем был разработан вариант ее усиления. Кроме того,

учитывая, что помещение неотапливаемое в качестве ограждающих

конструкций покрытия вместо обрушившихся плит рекомендованы

легкие металлические настилы. Для изготовления последних раз­

работаны чертежи0

Предложенные по результатам обследования решения позво­

лили ускорить время устранения последствий пожара и сэконо­

мить значительные средства на демонтаж плит покрытия, ферм и

монтаж новых ферм и плит.

32

О ПРЕДЕЛЬНОМ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИИ АРМАТУРЫ ОТНОСИТЕЛЬНО БЕТОНА

П.П.НАЗАРЕНКО

Известно, что ГОСТ 8829-85 на испытания железобетонных

инделий и конструкций [1] при оценке результатов рекомендует

признавать конструкции выдержавшими испытания лишь в тех слу­

чаях, когда смещения концов самоанкерующейся арматуры (перио­

дического профиля-стержневой и проволочной, а также канатов)

относительно бетона на торцах не превышают значений 0.1 мм.

Согласно ранее установившимся в теории сцепления предс­

тавлениям закон трения арматуры относительно бетона или зави­

симость "касательные напряжения сцепления - взаимные смещения",

т.е. X - % характеризуется восходящей от нуля кривой на на­

чальном этапе взаимодействия и нисходящим участком, где после

достижения взаимными смещениями некоторого критического значе­

ния екр начинается падение величины касательных напряжений

сцепления. Таким образом, существуют такие предельные взаимные

смещения, после увеличения которых усилие в арматуре возрас­

тать больше не может, и только уменьшается. В связи с этим

назначение некоторой предельной величины взаимных смещений,

характеризующей при испытаниях невозможность дальнейшего уве­

личения усилия в арматуре, вполне оправдано. Однако справедли­

вость распространения единого значения (0.1 мм) на все виды

армирования вызывает сомнение.

Многочисленные исследования сцепления канатной арматуры с

бетоном [2-4], результаты испытания конструкций с такой арма­

турой показывают, что указанное требование ГОСТ 8829-85 в от­

ношении канатов неоправдано завышенно. По этому поводу имеются

публикации [5], где авторы опытным путем опровергают справед­

ливость столь жесткого требования в отношении канатов.

Анализ исследований сцепления стержневой и проволочной

арматуры с бетоном, выполненных бывшим ВНИИЖелезобетона [б],

показывает (рис.1), что максимальные касательные напряжения

сцепления ■ССцтах. если ограничиться ходовыми диаметрами 14-25

мм и прочностью бетона более 25 МПа, достигается при смещени­

ях, от 0.05 мм до 0.3 мм, зависящих от класса бетона и диамет­

ра стержня. Аналогичные результаты получены и для проволочной

33

10. 2°- 25. 30. МЛа

Ри,с. /. &5аимнб/& см ещ ен ия, о/п& ^а/ощ ие 2 ^"' заёи.си^ШС-/7?и. о/л средней л /ю ул 'ос/ни . 'де/лам 'д **

&ле/>М'Це$ой а/ж а/пу/О б/ л ои ее ^//л^ги^аА 'ии из а^оазцо/.

34

арматуры периодического профиля, лишь с большим разбросом ре­

зультатов по смещениям.

Результаты на рис.1 получены соответствующей обработкой

данных, приведенных в [6]. Дальнейшее увеличение смещений ар­

матуры относительно бетона в опытах приводило к падению каса­

тельных напряжений. Видимо эти результаты и послужили в свое

время источником информации в ранее действовавшие ГОСТы

8829-66, 8829-77.

Однако редакция текста ГОСТа [1] такова, что требование

по предельным смещениям арматуры в торцах распространяется на

все виды армирования, в том числе и на канаты. Из данных исс­

ледований [3,5] следует, что максимальная разрушающая нагрузка

при канатном армировании может значительно (в несколько раз)

превышать ту, при которой указанные смещения составляют вели­

чину 0.1 мм. Таким образом, требование ГОСТ 8829-85 в отноше­

нии предельного проскальзывания арматуры в бетоне на торцах

конструкций очевидно касается стержневой и проволочной армату­

ры периодического профиля. Для канатного армирования величины

предельных смещений, как показывают опыты [3-5], после которых

начинается падение касательных напряжений на контакте, а вмес­

те с ними и усилия в арматуре, достигают нескольких миллимет­

ров.

Не следует забывать о том,что при значительных смещениях

канатов относительно торцевых сечений бетона могут наступать

предельные состояния не по прочности сцепления, а по ширине

раскрытия трещин, либо по жесткости. Однако при испытаниях

конструкций с канатной арматурой проблемы, связанные с шириной

раскрытия трешин или жесткостью не возникают [2,4].

Таким образом требование ГОСТ 8829-85 по предельным сме­

щениям стержневой и проволочной арматуры вполне оправдано и

подтверждается опытными данными. Что касается канатного арми­

рования, то смещение в 0.1 мм совсем не указывает на предель­ное состояние прочности сцепления. Для канатного армирования

необходимо накопление экспериментальных данных, подобных изоб­

раженным на рис. 1 и назначение предельно-допустимых значений взаимных смещений.

Учитывая, что с позиций механики контактного взаимодейс­

твия величина взаимных смещений не является независимым аргу­

35

ментом закона трения [73, в дальнейшем возможен другой подход

к оценке предельного состояния по прочности сцепления арматуры

и бетона.

Библиографический список

1. ГОСТ 8829-85. Конструкции и изделия бетонные и железо­

бетонные сборные. Издательство стандартов, 1985. 24 с.

2. Панюков Э.Ф., Редько Ю.М. Некоторые особенности сцеп­

ления витой проволочной арматуры с высокопрочными бетонами

//Сб. науч. тр. НИИЖТ, вып. 116 /Строительные конструкции.

1970. с. 50-61.

3. Рожненко М.Д. Монтажные петли из отходов канатной ар-

матуры//Бетон и железобетон. 1973, N 8. с. 26-28.

4. Диаковский В.Г. Деформационные характеристики и расчет

усилий взаимодействия арматурных канатов с бетоном: Автореф.

дисс. ... канд. техн. наук. Новосибирск. 1988. 20 с.

5. Диаковский В.Г., Емельянов М.П. О предельной величине

смещения канатной арматуры на торцах конструкций при испытани-

ях//Межв. сб. науч. тр./Строительные конструкции транспортного

и общего назначения (исследование, проектирование, примене­

ние). Новосибирск. 1982. с. 57-62.

6. Холмянский М.М. Контакт арматуры с бетоном. М.: Строй-

издат. 1981. 184 с.

7. Кравчук А.С. К постановке краевых задач теории упру­

гости с трением на границе//Межв. сб. науч. тр. КГУ,

вып.2./Механика деформируемого твердого тела. Куйбышев. 1976.

с. 102-105.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НОЖНИЦ

С ЭПИЦИКЛИЧЕСКИМ ДВИЖЕНИЕМ РЕЖУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

В.С. Бочаров

Е.В. Реутов

При раскрое листовых материалов в строительстве, машино­

строении, при‘ремонте техники и др. используются устройства с

возвратно-поступательным и вращательным движением режущего

элемента, у которого скорость резания и угол приложения усилия

резания постоянны. Эти параметры оптимальны при раскрое матери­

алов с постоянной прочностью, структурой и физико-механическими

свойства',®. Одним из возможных направлений совершенствования

процесса раскроя материалов с различной прочностью является ис­

пользование рекущего элемента с переменными скоростью вращения

и углом приложения усилия резания. Это может быть реализовано

при его эпициклическом движении.

При обкатывании производящего круга 2 радиусом Ъ (рис.1)

по направляющей окружности 3 радиусом Я точка М, жестко свя­

занная с производящим кругом и находящаяся от его центра на

расстоянии производящего радиуса а. , описывает плоскую фигуру I

- гипотрохоиду. Форма гипотрохоиды и количество её ветвей за­

висят от величины производящего радиуса а и отношения радиусов

г и /? . Если они относятся как целые числа, отличающиеся

на единицу, например, Я/г=(*+ *)/г и составляют 3/2; 4/3; 5/4

и т.д., то при обкатывании производящего круга точка М опишет

плоскую фигуру, у которой г + I конгруэнтных вершин и ветвей (правильные треугольник, четырехугольник, пятиугольник и т.д.),

где г- число сторон гипотрохоиды.

Уравнение гипотрохоиды в параметрической форме имеет вид:

X - в созв + сс сау V 7

у - - В хгл. в + О, Л« V )

где е = 002 = Я-т- - эксцентриситет;

в - угол поворота эксцентриситета вокруг центра 0;

V - угол поворота производящего радиуса вокруг центра Ор

л- - производящий радиус.

С учетом того, что Я/г = ( 2 + *)/^ , В - # - г = > V * - — ,

37

Рис.1. Образование гипотрохоид а) и внутренних огибаю: :п к б) при числе вершин 21 равном тпем

Рас.2. Влияние параметра формы С на изменение конфигу­

рации гапотрохоиды при числе вершин 2 , равным трем* а) и четырем б)

38

уравнение гипотрохоиды можно представить в виде:

С с о в ? ) [

у = ^ ~ ~ 2 V + с С05 \

где С-параметр формы гипотрохоиды.

Анализ показывает, что для использования в кинематических

схемах наиболее целесообразны варианты отношений радиусов:

равным 4/3; 5/4; 6/5.

В зависимости от величины параметра форш ветви гипотрохо­

иды могут быть вогнутыми, выпуклыми или иметь прямолинейные

участки, что позволяет производить раскрой по криволинейной и

плоской поверхностям. Если построенную гипотрохоиду жестко свя­

зать с направляющей окружностью и последнюю обкатывать вокруг

производящего круга (рис. 16), то точки гипотрохоиды опишут се­

мейство кривых эпитрохоид 4, имеющих внешнюю 5 и внутреннюю 6 огибающие. РСонтуры внутренней и внешней огибающих имеют по

ветвей и вершин, т.е. на единицу меньше чем у самой гипотрохо­

иды. При обкатывании по направляющей окружности производящего

круга вместе с внутренней огибающей вершины её контура описы­

вают ту же исходную гипотрохоиду. Ветви внутренней огибающей .

при этом перекатываются с некоторым скольжением по контуру ги­

потрохоиды. При отсутствии скольжения между производящим кругом

и направляющей окружностью

в 9 = -г г,тогда

д= -2. - я г.С учетом того, что К / г - т , радиус сателли­

та равен Тзв(г-*), а радиус колеса Я = В ( г + * ) ■Кривизна гипотрохоиды определяется выражением:

С г + 2 С а * Г г + /) у - н*Д = -------------------------------- -

ъ ( С* - гС с с 5 (г+ П V + * ) /1Для нахождения параметра форш С, при котором кривизна в

середине гипотрохоида равна нулю, т.е. при значении угла

= Л / с г ■>■■/) » подставим это значение угла У7 в уравнение

кривизны и решая его относительно С, получим С=2г .Так как производящий радиус /2= в ъ , а Т--'гС , но = 2 *3

39

Таким образом, при С = Я и Л- г 2 & ветви гипотрохоида

имеют практически прямолинейные участки. Для этого случая ана­

лиз выражения С 2 + С ( г - * ) с о $ V - = Опоказывает, что ветви гипотрохоида (рис. 2) имеют практически

прямолинейные участки в интервале значений С г - / « С ^ г . . Отклонения от прямой имеют место в вершинах гипотрохоиды, где

производящая точка описывает плавную кривую с большей кривиз­

ной. При значениях С > в ветви гипотрохоиды становятся выпук­

лыми, а при С*- г-1 - вогнутыми.

Контур рекущей кромки подвижного ножа выполнен совпадаю­

щим с контуром внутренней огибающей семейства эпитрохоид, а

его ветви перекатываются с некоторым скольжением по контуру

гипотрохоида. Угловой зазор между подвижным (вращающимся) и

неподвижным ножами при этом циклически изменяется от минималь­

ного до максимального значений. И если в этот зазор поместить

материал, то он будет затягиваться под нож и разрезаться, не

требуя при этом усилия для его подачи оператором.

Для расчета, построения и анализа формы ножа получено

уравнение его контура:

ха1 - г8 (С сс$ 2 ,8 - л /? 2 ^ 8 ^ и ,2 8 ± с 2- м * ? Я саз 28а х 2 .5 )

Уп = г Е(Сзи,2,& - -^з1п2г&$1*2.8V ^р г~ й,гг 8со$28^ 28,

Применяя его для любых значений параметров 2 , в и С,

можно построить контур нота (спрофилировать нож нужной конфи­

гурации) в зависимости от условий раскроя.

Основные геометрические параметры ножа и планетарного ме­

ханизма при известном 2. определяется через величину эксцентри­

ситета В .

В связи со сложностью выполнения контура в виде внутрен­

них огибающих его целесообразней апроксимировать дугами окруж­

ности с достаточной точностью для инженерных расчетов. В част­

ности, контур с нечетным числом сторон может быть выполнен в

виде фигуры постоянной ширины. Для. ножа квадратной формы кон­

тур режущей кромки списывается дугами окружностей, центры ко­

40

торых совпадают с концами диагоналей повернутых на угол 45°.

Скорость движения ножа определяется зависимостью:

V** со .т |! 1+ с г- г С с о х (г + <)1'де окружная скорость производящего круга.

Она периодически изменяется от минимального при

V = 0, до максимального значения при ^4

а интервалом 2 Ж / ( г + г ) .При резании различных.материалов, например, грунтов, кри­

волинейной рекущей поверхностью наблюдается разность скоростей

режущей кромки 2^ и разрезания (разрушения) материала 1/> . При этом скорость режущей кромки больше скорости резания на вели­

чину л У :V н ~ 1/р ^ <4 2 ^

где А ТГ - скорость проскальзывания.При гипоциклическом движении ножа из-за разности скорос­

тей режущей кромки подвижного ножа и скорости резания так же

происходит проскальзывание кромки по материалу. Величина прос­

кальзывания определяется отношением длины резания за один

цикл к длине режущей кромки и может выражаться коэффициен­

том проскальзывания: .

А

- С*/>$ -

лДлина режущей кромки определяется зависимостью ьк ~ ля

'Т- 9а длина резания - = в ( С г. у-2 ) .

Отсюда г.& С С 2 + 2 )л$ -

Я К

С учетом коэффициента проскальзывания усилие резания оп­

ределяется выражением :

Рр . о . И К я К , 6 , ^ ,где Кп - коэффициент перекрытия ножей, ( К „ = (& + * )/ & ) , здесь Н - толщина материала;

5/ - предел прочности при растяжении;

<р<. - угол резания..

Угол резания определяется как арктангенс отношения тол­

щины разрезаемого материала к горизонтальной проекции ли­

нии резания:

оС - а г с Ь ■ — ;----- - ■ - - . - г ■^ У и с ( 2 б в - / ? с ) - 1 ^ 7 5 ^ 4 7

41

где 4 - высота сегмента (■4 =4 '‘‘), здесь Ьп- величина пере­крытия, ножей;

Момент сопротивления резании определяется выражением:

М с = Рр 2 С СОЗ2 9/ .Мощность резания: , г

А/Р = 1 А - ^ г д с а з г Ч 'где Л /- коэффициент затраты мощности на изгиб кромки;

/2^ - частота вращения ножа.Производительность определяется из расчета длины резания

за единицу времени:

П * ( е ( г г+2) - У/гс (26 е - 4 )) п нЧтобы нож мог набегать на метериал и разрезать его необ­

ходимо выполнить условия:У* , т.е. где У - угол

трения, ^ - коэффициент трения материала о нож. Но / Ч ,

значит У/2 Ч* . Следовательно угол захвата ножниц не должен

превышать двойного угла трения, т.е. 2. Ч>.Поскольку с#$у= ~ а , то

= С о н Г ) / у * - соз* Г \Подставив значение со$ у в уравнение получим

= к / Т / 2 * Ь \т-е- или я= к / .

Используя эту формулу при известном радиусе ножа могло

определить толщину материала и наоборот.

В результате аналитических исследований определены основ­

ные параметры ножниц, режущий элемент которых выполнен в виде

внутренних огибающих семейства эпитрохоид. При его движении за

счет разницы скорости резания и скорости движения режущей кро­

мки происходит проскальзывание последней по разрезаемому мате­

риалу, что приводит к снижению усилия резания. Кроме того, за

счет существенного снижения момента сопротивления резанию в

середине ветви гипотрохоиды, что обеспечивает значительное уве­

личение усилия резания, возможен раскрой прутковых материалов,

а так же металлокордных полотен.

42

ВЛИЯНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ РАСКОСА БУЛЬДОЗЕРНОГО ОБОРУ - ДОВАНИЯ НА ' УГОЛ РЕЗАНИЯ

Б.С.Бочаров, Р.А.Козбагаров

Бульдозер является наиболее массовой маминой, используемой в строительстве. Изучение и систематизация результатов провед­енных исследований бульдозерного оборудования [2 ] позволяет оп­ределить тенденции в их развитии и установить направления даль­нейших исследований, одним из которых является создание рабоч­их органов, обладающих свойствами широкой адаптации к внешним условиям и видам выполняемых работ. Эта тенденция проявля­ется в создании конструкций навесного оборудования (НО), поз­воляющего осуществлять поперечный перекос отвала и изменение угла резания. Повышение эффективности работы бульдозера в зна­чительной мере связано с совершенствованием конструкции НО, его кинематическими и силовыми параметрами. В токе время испо­льзуемые на практике схемы НО обычно конструктивно подобны, независимы от компоновочной схемы базовой машины. Однако на эффективность бульдозера оказывают влияния не только параметры НО и базовой машины, взятые в отдельности, но и согласованно­сть их взаимной работы. Таким образом, встает вопрос о выборе рациональной схемы НО.

Для определения путей решения этого вопроса рассмотрим влияние на эффективность рабочего процесса бульдозера, особен­ностей НО и его связей с базовой машиной. Известно, что в про­цессе работы бульдозера, большая часть его мощности расходует­ся на копание грунта, движение его по рабочему органу и пере­мещение на сравнительно небольшое расстояния, что и отражается известными инженерными методами расчета параметров. Существую­щие конструкции оборудования не обеспечивают автоматического изменения угла резания и. соответственно, усилия копания. У них углы зафиксированны жестко и составляют 55 - 60 , что не позво­ляет повысить производительность бульдозера и надежность его конструкции.

Для улучшения этих показателей раскос подвески бульдозерн­ого оборудования необходимо установить между базой и отвалом,

43

тогда при изменении положения отвала автоматически измспм ется угол резания. Необходимо исследовать возможные вариант установки раскоса и определить оптимальные точки крепления пи к базовой машине и отвалу. Наиболее рациональной траектории! рабочего движения отвала будет та. когда в момент внедрения пи в грунт угол резания имеет максимальное значение с последующий его уменьшением, что является оптимальным по условию минимум.! энергоемкости процесса резания грунта.

Схема НО бульдозера (р и с .1 ) представляет собой четырехзт нный шарнир АВСД. Условно выделим [1,3,43 механизм параллелог рамма АБВ'Д (р и с .2 ).

Из ь ВСВ’ и ь. ДСВ по теореме косинусов получим :

\СЬ'\2 = I2 + е2 - 2 1 1 С 0 $ у ,|св'| = К2+ г2 - 2. Я гсо з (у - у ) .

Откуда

Из формулы (1 ) находим величину угла^:

0 08 ^ где : 1_ - длина отрезка АД :

I - длина отрезка ВС ;- длина толкающего бруса ;

г - длина раскоса ;- угол наклона толкающего бруса к вертикальной

оси ;у - угол наклона раскоса к вертикальной оси.

Значение угла резания составляет :

О^аЦЗ-Т’-у , (2)

где : Т - угол наклона отрезка АД ;и) - угол между отвальной поверхностью и режушим

элементом НО ;

44

45

^ - угол поворота отвала в вертикальной плоскости при его заглублении.

Величина угла X определяется расположением точек й и Д :

где : Xс.Ус - координаты точки й ;Хв .3 0 - координаты точки Д .

- и? = {во°- + с< 0 }

где : С0 - угол между горизонталью и линией, соединяющей верхнюю кромку отвальной поверхности с режущей кромкой среднего ножа отвала при его установке на уровне поверхности грунта ;

- угол резания при основной установке отвала. Подставим значение углов и) ,Т и ^ в уравнении (2 ), получим :

< ■ ш о " - г 0 . ^ - а г с ( э ( ^ ) - а м с 1к ( ^ - | й !' т г [№ И ) я '

Полученное выражение (3 ) изменения угла резания НО при его заглублении, учитывает конструктивные параметры бульдозерного оборудования рассмотренной схемы, йнализ этой зависимости поз­воляет установить координаты точки крепления раскоса к базовой машине и его длину с учетом глубины резания и возникающих соп­ротивлений копания, определяемых категорий разрабатываемого грунта.

Литература :

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1974, с. 432

2. Ветров Ю.А. Резания грунтов землеройными машинами. - М.: Машиностроение, 1971. с. 357

3. Муратов А.М., Наймов Т .Т. Методическое указание для вы­полнения курсовой работы по теории механизмов и машин.- йлматы : 1938, с. 51

4. Семенова М.В. Кинематические и динамические расчеты ис­полнительных механизмов. - Л .:Машиностроение, 1974, с. 432 46

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ НА РАЗМЕРЫ БУНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ

Бочаров В.С., Киенкожаев М.С

Непрерывная устойчивая работа бункерных установок воз­

можна лишь при бесперебойном истечении материалов. Как по

казыв&ет опыт эксплуатации, увеличение срока хранения .ма­

териала в бункере приводит к его налипанию на стенках и

нарушению технологического процесса с образование;/ устой­

чивых статических сеодов, которые временно или полностью

прекращают выход материала. Это отражается на работе все­

го предприятия и приводит к снижению производительности и

ухудшению качества продукции.

Надежным методом предотвращения СЕСДообразования мате­

риалов в бункере является правильный выбор его основных

параметров в соответствии с физико-механическими свойст­

вами хранимого материала, и в первую очередь, его еысоты

и размера выпускного отверстия.

Давление на вертикальную стенку бункера от силы тяже­

сти связных материалов [2.~\ , определяется выражением:

в'е - (I)где: У - плотность материала, Н/м ;

И - высота слоя, м;

С - предел прочности на сдвиг при нормальном

давлении, равном нулю, Па;

^ - угол внутреннего трения материала, град.

Сцепление среды снижает давление на стенку бункера

от силы тяжести материала на постоянную по всей высоте

стенки величину раЕнуп: 2 С у ( 4 5 0- %-) ,

где: _ предел прочности ка сдеиг с учетом плотности

материала.

На некоторой глубине Н0 суммарное давление будет равно

нулю.

Найдем значение глубины Н0 из условия б'в-о ,

оно равно:

и -Т'Ь^Чб0--^;) (2)

4?

РисЛ. Влияние содержания битума Б и температуры Т

породы при х' = 17 кН/м на глубину с нулевым давлением на

вертикальную стенку: 1-11$, 2-1Ь%, 3-20%, 4-2'о%, И-20%, о-0°, 7-10°, 3-20°, 9-30°, 10-40°

Рис.И. Эпюра давления материала на стенку бункера при

положительном (о,) и отрицательном ( <5~”) углах наклона.

48

1С* ■ (4)

(5)

Влияние плотности и связности, например, содержания

битума и температурь: битум©содержащей породы, на глубину

с нулевым давлением на вертикальную стенку бункера показа­

но на рис Л.

Полное давление связного материала ка вертикальную

стенку бункера составляет:

т в* 1 » - * * ) (3)Полное давление в рассматриваемом случае при условии, что

Ц0 < Ц > можно определить и по формуле:

рв" т Ч й('|5°4 )-гС1»*3 "^)+АуВ большинстве случаев стенки буккера наклонны. Дав­

ление связного материала на наклонную стенку бункера

(рис.2) определяется напряжением:

при положительном угле наклона (рис.2а):

при отрицательном угле наклона (рис.26):

п , 1 / „ г« ч \ ^ соя Ч , ( 6 )6с = ^ ^ 5- т ) ~ СИ со«;2(м7“~ р ) '

где: - угол наклона стенки бункера с вертикалью, град.

Равнодействующая полного давления на наклонную стенку

бункера составляет:

при положительном угле наклона й :

Р е * ( » - Н о ) ; ^ ( 7 )

при отрицательном угле наклона ^ :

Р < Г * ; ( 8 )Для определения точки приложения равнодействующей дав­

ления породы на стенку бункера строят эпюру распределения

давления и находят ее центр тяжести. При треугольной форме

эпюры равнодействующая приложена на одной трети высоты от

низа бункера, т.е. -3 • Сносят полученную точку

центра тяжести эпюры на стенку бункера и в этой точке при­

кладывают силу равнодействующего давления так, чтобы ее

направление составляло угол ^ с нормалью к стенке бунке­

ра (см.рис.2 ).

Для обеспечения устойчивой работы бункера при раз­

грузке связного материала (рис.З) сила тяжести (5 выде-

49

ленного элементарного объема толщиной с1к. должна быть боль­ше или равной сумме сопротивлений нормального отрыва й., и

сдвига по боковой поверхности . При отсутствии нормально­

го давления (6 = 0 ) , условие разгрузки равно:

С ^ (9)где: О- - сила тяжести выделенного объема;

5^- сопротивление нормального отрьша;

Ях- трение на боковой поверхности.

Сила тяжести злементарного объема составляет:

& - & с 1 к . ЛС)

где: В - размер выпускного отверстия, м;

<А. - толщина элементарного выделенного объема, м;

Сопротивление нормального отрыва на поверхности, равной

площади разгрузочного отверстия, равно:

Я1= Б- (II)где: ^ - коэффициент влияния плотности.

Сопротивление сдЕигу по 6 окоеоГ: поверхности отверстия,

образующегося при разгрузке связного материале, составляет:

Ка.» Су-Ццси (12хПо"ставив зависимости (10,11,12) в формулу, получим:

8 с(А$ Ъ- 6 К о 'К г С С '4 ^ уПосле преобразования, принимая «ДА*!, подучим:

6 - - ; си'

Влияние плотности и связного материала, например, со­

держанке битума л температуры бнтумосодеркащей породы, по­

казано на рис.4. Снижение связности (повышение температуры

или содержания битума в породе) приводит к уменьшению раз­

мера выпускного отверстия бункера.

В результате аналитических исследований были получены

зависимости высоты бункера с нулевым давлением и размера

выпускного отверстия бункера, учитывающие физико-механи­

ческие свойства материала. Наибольшее влияние ка размеры

бункерных устройств сказывают сцепление и плотность связ-

50

Рис.З. Расчетная схема для определения выпускного отверс­

тия бункера приСе = 0 и Ф = С.

Рис.4. Влияние битумосодержащей породы на размеры выпуск­

ного отверстия бункера: 1-5 содержание битума соответственно

10.15.20.25 и 30$; 6-10 температура породы соответственно 10,

15.20.25 и 30°.

51

К АЭРОДИНАМИКЕ ЭКОЛОГИЧНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ЗАСТРОЕК

Д.Ж.Темирбаев

Городские застройки обычно формируются из условия их

лучшей продуваемости /1,2 и др./. Это справедливо для атмос­

ферных течений над городом. Надземные течения (на уровне пе­

шеходов) приводят к совершенно противоположному эффекту - к

накоплению и длительному удержанию отработанных газов (ОГ)

автомобилей в приземном слое, что составляет до 80 % загряз­нения атмосферы городов.

Ориентировочная оценка (без учета температуры ОГ) сог­

ласно /3/ подтверждает это положение. При значениях скорости

ветра: 1;Ю и 0,0001 м/с на расстояниях между автомобилями 15

(135) м высота расположения наибольшей концентрации ОГ над

осью выхлопных труб составляет 0,045 (0,225); 0,015 (0,075) и

4,5 (22,5) м. Отсода видно, что в безветрие практически ОГ

автомобилей поднимаются значительно круче.

Изложенное можно наглядно демонстрировать сравнением

положения факела дымя из труб (ТЭЦ,котельных и т.п.). В без­

ветрие дымовые газы поднимаются вертикально вверх, а при вет­

ре факел стелится по городу. Отмеченному соответствует прок­

ладка широких улиц с плотным их ограждением зелеными насажде­

ниями, планировка жилых кварталов микрорайонно и т.п.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гусейнов А.Н. Урбаэкология: проблемы архитектурно-

-планировочной структуры промышленных узлов и оздоровления

городской среды // Инженерная экология.1995.$6.С.120-139.

2 . Современные проблемы формирования малых и средних го­

родов // Тр ПНИ ПИ по градостроительству / Под ред. Е.М.Мар­

кова. -М.: ДНИ ПИГ, 1984.-196с.

3. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.-М.:Наука,1969.- 742 с.

ОБЕСПЫЛИВАНИЕ КАРЬЕРНЫХ АВТОДОРОГ

М. Жараспаев, у.Щ.Нургабылов

Из практики эксплуатации карьерных и автодорог на 01 валы известно, что для авт°машин грузоподъемностью 25т и

более при интенсивности движения 3- 3 ,5 тыс.машин в сутки

пригодны дороги с щебеночно-гравийным покрытием.

Процесс пылеобразования и пылевыделения на ав10доро гах происходит в результате разрушения покрытия, высыпания

из кузова, внесение пыли колесами автомашин и т.д. На лн

тенсивность пылевыделения существенное влияние оказывает

скорость автомашин, обусловленная возникновением вихревых

потоков.Для снижения интенсивности пылевыделения при движении

автомашин полотна д о р о г и обрабатываются водой, водными рас

творами гигроскопических солей различного процентного со

держания и эмульсиями вяжущих веществ. При этом эфсгектив

ность снижения интенсивное™ зависит от нормы разлива сма

чивающих и вяжущих средств и определяется пылеемкостью по

лотна автодорог. Норма разлива различных растворов с раз

личным процентным содержанием вяжущих добавок определяется

на единицу площади полотна автодорог. 3 то время как по

лотно карьерных так и отвальных Д°Р0Г имеют ле только пло

щадь, но и определенную высоту. Следовательно норму расхо­

да раствора и пылеемкость определяется исходя из представ

ления, что полотно автодороги представляет пористую не

связную среду с определенными физико-меха шческм..и харак

теристиками. 3 зависимое™ от гранулометрического сосва

полотна дороги изменяется его плотность и порисюсхь.

Злагоудерчивающая способность полотна дороги пре.кде всег.

зависит от его пористости.Для того чтобы увеличить срок службы положа автодо

роги необходимо увеличить его влагоудерживающую способ

ность, которая в свою о еРеДь зависит от его оыоси*ель

ной влажности. Увеличение относительной влажности полотна

автодороги увеличит пылёмкость, уменьшит удельны.1 с.сход

пылесвязывающих растворов и воды. Таким образом по.охна

53

карьерных и автодорог на отвалы должны формироваться из гр.ч

нул щебня определенными физико-механическими свойствами,

позволяющими увеличить пылеёмкость и срок службы автодорог.

Удельный расход раствора для ооработки полотна дороги

рекомендуем определять по выражению / I /:

*' I - ( * * г ^ + 2 Ь У\,

где - удельный расход пылесвязывающего раствора, м3/ м3;

/Ч - плотность пылесвязующего раствора, "/ м3;

- пористость полотка дороги, м3/мэ;

- относительная влажность полотна дороги, %;

\'н - максимальная молекулярная влагоемкость частиц размером

до I мм, составляющий компоненту полотна дороги,%;

'л/с.- естественная влажность щебенки или гравия,

^ - веховое процентное содержание частиц размером до I мм,

входящее в состав полотна автодороги,#.

Как видно из формула удельный расход зависит от порис­

тости и относительной влажности, которые являются основными

характеристиками полотна дороги. Выражение /I/ минилизируя

по величине пористости находим относительную влажность, а

по величине относительной влажности определяем размеры гра­

нул по формуле

где К, - толщина слоя раствора, обволакивающий гранул по­

лотна дороги, которая определяется по молекулярной влаго­

емко сти; 1 - линейные размеры гранул, м.

Отсыпка полотна автодороги обоснованными параметрами

позволяет увеличить его срок службы, уменьшает удельный

расход, все это ведет к снижению затрат на содержание по­

лотна дороги.

ЛИТЕРАТУРА

I. А.С.СССР. ,1' 1377403. Способ определения удельного

расхода жидкости для обработки навала горной массы.

Жараспаев М.

54

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИ РЕМОНТНО - СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТАХ Г. ПАВЛОДАРА

Г. Г. МАТИЕВ

Одной из проблем при проведении ремонта и строительства кровель является подбор такого материала, который по своим технико-экономическим свойствам смог бы обеспечить реальный срок эксплуатации в 10 и более лет. Эта проблема особенно

актуальна при производстве ремонтных работ широко

распостраненных железо-бетонных и мягких кровель из рубероида. Известно, что железо-бетонные кровли пропускают воду как правило по стыкам. Влияние на железо-бетонную конструкцию

атмосферных осадков, перепадов температур приводит к снижению

прочностных свойств конструкций. Многолетние наблюдения за мягкой кровлей из рубероида на битумной основе показали, что

рубероид вздувается поскольку он является паронепроницаемым

материалом. В результате на поверхности мягкой кровли

образуются трещины, которые могут быть следствием и других

причин, а именно, из-за несоблюдения технологии, применения

битума или рубероида не соответствующих марок.Для решения указанных выше проблем нашей фирмой был

заключен контракт с Российской компанией Гермопласт на приобретение их продукции' и представление ее интересов на территории Республики Казахстан [ 1 ]. Компания Гермопласт вот уже четыре года представляет собой сильного конкурента на

рынке высококачественных кровельных, гидроизоляционных,

герметизирующих и других строительных материалов. В основном

они производятся из высококачесвенного первичного сырья. Большинство выпускаемых материалов, в том числе из вторичного

сырья, помимо высоких эксплуатационных свойств, обладают

экологической чистотой.Мощный научно-технический потенциал компании Гермопласт,

работающей в тесном контакте с ведущими НИИ, гарантирует

55

высокую эффективность продукции. Материалы компании Гермоты. I

используются не только в странах СНГ. но и в Западной Европе

Продукция этой компании вот уже два года используется л им ремонта кровель и пр. в соседней Новосибирской области фирм- и

Амис. I

В частности, мастика Битурэл - современный кровелып.т

материал, предназначенный для устройства новой мастичпмн

кровли и ремонта всех видов старой кровли, в том чи< ни

рулонной, шиферной и металлической. Основным преимущесп..Битурзла является высокая технологичность производства рек ш>

выполняемых любым механизированным способом или в ручную

Нанесение Битурзла может производиться на влажную или д. «и мокрую поверхность, при этом сохраняется высокая адгезия им всем видам материалов, что * позволяет продлить сезонные ерш и выполнения кровельных работ. При устройстве изоляции 1н вертикальных участках узлов примыканий кровли в Битурэл могу! вводиться различные виды наполнителей, повышающие его тиксотропность С цемент до 30% и др. ). При устройстве кровли

из Битурзла не требуется дополнительного армирования к. ж

основной поверхности, так и узлов примыкания. Однако, и

отдельных случаях при значительном разрушении узлов примыкани.1 их ремонт может их ремонт может производиться путем нанесена.I 2-Зх слоев Битурела с армированием. Битурэл обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому облучению, поэтому для его

защиты не требуется дополнительного светоотражающего слоя. При

необходимости снижения теплового потока через покрытие по свеженанесенному слою Битурзла наносится светозащитный слой и виде мелкого гравия, крупного песка, алюминевой пудры и другим

материалов, средний расход материала составляет 3,5 кг на 1 м

С от 2 кг при ремонте металлической кровли, до 4 кг при устройстве кровли по пористой или неровной стяжке ).

Битурэл поставляется в виде комплекта из двух жидких

компонентов С разфасованных, как правило, в 200-литровых

бочках ). Смешивание компонентов в заданном соотношении С .«> м. ч. компонента 1 и 70 м. ч. компонента 2 ) осуществляется

непосредственно перед нанесением на строительной площадке и

любом смесительном оборудовании или вручную. Жизнеспособность композиции после смешивания компонентов составляет не менее !> часов. Через 3 - 5 часов после нанесения С в зависимости от

климатических условий ) Битурэл приобретает повышенную стойкость к атмосферным осадкам, в том числе к ливневым дождям. По истечению суток после нанесения Битурзла происходим

56

гго практическое затвердевание, о чем свидетельствует

отсутствие отлипа в сочетании с твердостью и упругостью.

В 1995 году Мами были сделаны две кровли в г. Павлодаре

м.ктикой Битурзл. Одна из них железобетонная, а другая мягкая

кровля, с полной заменой стяжки. За год эксплуатации на работы но железобетонной крыше рекламаций не поступало. По второй

кровле технической службой Фирмы выявлены следующие замечания. н.| одной части кровли С 20% ) образовались трещины шириной

1 1,5 мм. По данным экспертов они появились в результате

нарушения технологического процесса, а именно, из-за

преждевременного нанесения мастики на неотвердевшее покрытие

стяжки. Но, в любом случае, согласно паспорта на мастику ьитурэл относительное его удлинение составляет не менее 500%.

следовательно, другой причиной образования трещин могло

послужить нарушение процентного соотношения компонент при

изготовлении Битурзла.Стоимость затрат на изготовление кровли из мастики

Питурэл выше чем из рубероида в 1,6 раза. данное

обстоятельство сдерживает широкомасштабное внедрение мастики

Ьитурэл при производстве ремонтных и строительных работ.

Однако, такие показатели, как: полное отсутствие огня и потребности в грузоподъемных механизмах, возможность обойтись

без металлических Фартуков в местах примыканий строительных конструкций и др. являются преимуществами мастики Битурзл

перед другими кровельными материалами.Дальнейшее направление совместных работ технических служб

Фирмы и компании Гермопласт по использованию мастики Битурзл

на строительных объектах г. Павлодара связано с разработкой

новых составов мастики, учитывающих климатические особенности

Прииртышья.

.ЛИТЕ-РАТУРА

1. К.Маринина. Гермопласт. Строительная газета, N44 С 9329),

1995. 20 с.

57

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ МУФТ СЦЕПЛЕНИЯ

ТРАКТОРОВ

Т.Т.Токтаганов ПТУ им.С.Торайгырова

В конструкции современных тракторов одним из наиболее сла­

бых узлов является фрикционная муфта сцепления /МС/. Поэтому

проблема повышения ее долговечности является важной народнохо­

зяйственной задачей.

Наиболее широкое применение в тракторах кл.3-4 тс получили

2-х дисковые МС.

Опыт эксплуатации, а также результаты лабораторных исследо­

ваний 2-х дисковых МС показывают, что износ накладок ведомых

дисков неравномерен.Одной из основных причин,вызывающих неравно­

мерность износа является различная величина осевой силы, дейст­

вующей на накладки дисков в процессе Замыкания МС.

Результаты проведенных исследований /I/ показали, что на-

груженность моментом трения первого ведомого диска /счет ведет­

ся от нажимного диска/ в 1,60 - 2,02 раза больше, чем нагружен-

ность второго ведомого диска 2-х дисковой МС трактора ДТ-75М. А

коэф$ицент участия "К", равный отношению момента трения переда­

ваемого одним ведомым диском к общему моменту трения МС составил

0,57 - 0,62 для первого ведомого диска, 0,38 - 0,43 для второго

ведомого диска /при изменении статического коэффицента запаса МС

от 3,45 до 1,70/.

Различная нагруженность моментом трения ведомых дисков, п

также различная продолжительность нахождения их в работе /в се­

рийной МС при ее заключении первоначально вступает в работу пер­

вый ведомый диск, а затем второй/ вызывает и различное распреде

ление работы буксования по ведомым дискам, как по абсолютной ве­

личине, так по характеру ее изменения. Наибольшая работа буксо­

вания наблюдается для первого ведомого диска, она превышает ра­

боту буксования на втором ведомом диске в 1,5 - 2,1 раза.

Для обеспечения равномерной силовой нагруженности моментом

трения дисков МС, на основании анализа существующих конструкций

механизмов раздвигания ведущих дисков, был разработан механизм

раздвигания ведущих дисков МС /рис.1/, отличительной особен­

ностью которого является установка отжимных пружин между нажим­

ными и средними дисками. Это обеспечивает силовую разгрузку пер­

вого ведомого диска и более позднее вхождение его в работу.

Исследования нагруженности моментом трения ведомых дисков *

58

Рис.1 Конструкция механизма для раздвигания дисков МС

1- маховик; 2- ведомые диски; 3- средний ведущий диск; 4- отжим­

ные пружины; 5- кожух МС; 6- направляющая шпилька; 7- регулиро­

вочная гайка; 8- контрогайка; 9- нажимной диск.

МС трактора ДТ-75М с опытным вариантом механизма раздвигания

дисков проводились на стенде инерционного типа кафедры АТ ПТУ.

Инерционные массы ведомой части стенда имитировали разгон трак­

тора на УП передаче с прицепом.

Для замера моментов передаваемых ведомыми дисками применен

специальный тензометрический вал МС телескопического типа, поз­

воляющий измерять момент трения, передаваемый каждым ведомым

диском в отдельности.

Анализ результатов испытаний показал, что применение опыт­

ного варианта механизма раздвигания /жесткость отжимных пружин* • 59

54,3 Н/мм/ позволило существенно улучшить распределение общот

момента трения МС по ведомым дискам. При этом коэффицент участии

"К" составил 0.52 - 0,53 для первого и 0,48 - 0,47 для второго

ведомого дисков, что значительно выше, чем для МС с серийным ми

ханизмом раздвигания.

Более равномерная нагруженность ведомых дисков и поздно"

вхождение в работу первого ведомого диска оказывает благо'прчлт

ное влияние й на распределение общей работы буксования по ведо

мым дискам, разница в работах буксования между первым и вторим

ведомым дисками составляет 8 - 12 %.

С целью определения влияния распределения момента трения МО

по ведомым дискам на износ поверхностей трения были проведени

сравнительные износные испытания МС с серийным и опытным меха

низмами раздвигания ведущих дисков. ;

Анализ результатов износных испытаний серийной МС показал,

что износ накладок ведомых дисков неравномерен. Наибольший износ

наблюдается у накладки Л 2, работающей в паре с маховиком /счет

накладок ведется от нажимного диска/. Такое соотношение можно

об"яснить различными условиями теплоотвода, а также меньшей ра­

ботой трения на втором ведомом диске в связи с уменьшением

действующей на него нажимного усилия пружин МС.

Величина суммарного износа накладок первого ведомого диски

в 1,7 - 2,5 раза превышает суммарный износ накладок второго ве­

домого диска. Следовательно, работоспособность МС предопределя­

ется износом одного ведомого диска, в результате срок службы МО

до последующей замены накладок оказывается меньше возможного,

соответствуиД0г° условию равномерного износа накладок ведомых

дисков.

Применение опытного механизма раздвигания ведущих дископ

привело к уменьшению суммарного износа накладок первого ведомого

диска, а соотношение его с износом накладок второго ведомого

диска составляет 0,96 - 1,2 единиц.

Таким образом применение опытного механизма раздвигания

дисков позволило выравнить износ ведомых дисков и в результате

этого повысить срок службы МС.Ш

Литература:

1. Токтаганов Т.Т. Исследование тепловой напряженности муфт

сцепления трактора и методы ее расчета. Автореферат к диссерта­

ции. Москва 1975 г.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЛЕНТОЧНЫХ ТОРМОЗОВ

МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА КЛАССА 3 - 4

А.Нуржауов (ПГУ им.С.Торайгкрова)

Тракторч ДТ-75МР, ДТ-75МП, выпускаемые АО "Павлодвртрак-

тор", оборудованы бульдозерной лопатой и широко используются при

роизвоДстзе земляных работ.Основными видами этих работ,установ­

ленные Дри наблюдении за использованием этих машин, являются

разработка траншей, котлованов, планировка (со снятием слоя

грунта) и др. Выполнение указанных работ сопровождается включе­

нием в работу механизма поворота МП трактора, что приводит к из-

носу тормозных лент •

Трансмиссия тракторов ДТ-75МР и ДТ-75МП имеет планетарный

механизм говорота с ведущей коронной шестерней.Наименее долго­

вечным элементом МП трактора, определяющий ресурс всего механиз­

ма, являются фрикционные накладки и колодки тормозов. Поэтому

для определения ресурса МП были проведены ресурсные испытания

тормозов механизма поворота гусеничного трактора ДТ-75ЫП на

стенде хсафедры "Автомобиле- и тракторостроение" Павлодарского

государственного университета.Испытания проводились по методике,

разработанной на кафедре под руководством автора.

В ходе испытаний температура поверхностей трения и об”емная

температура тормозных накладок не превышали возможных максималь­

ных значений их,полученных при тензометрировании в реальных ус­

ловиях эксплуатации бульдозера. , .

В соответствии с методикой испытаний периодически производи­

лись замеры износа сечений накладок ленты тормоза поворота и ко­

лодок ленты остановочного тормоза.Следует отметить, что е техни­

ческих условиях на колодют фрикционные для ленточных тормозоЕ

трактора ДТ-75 и его модификаций ресурс тормозных лент не был

указан. Поэтому была поставлена задача определить износ накладок

и колодок, при которых мокно было бы считать, что наступило их

предельное состояние.

ресурс тормоза механизма поворота,кроме прочих факторов,

зависит от способа крепления фрикционных накладок к ленте. Фрик­

ционная накладка тормоза поворота крепится к ленте с помощья 48

заклепок, расположенных по два в ряд. Величина предельного изно­

са, опреДелйВДая ресурс тормоза поворота зависит от глубины ъ.

"утопания" головок заклепок. Поэтому при испытаниях был проведен

61

анализ крепления накладок к лентам (табл.1 , рис.1 ) -На рис.2 показана гистограмма для глубины 1г ''утопания" го­

ловок заклепок в накладке, -построенная по данным микрометража

лент тормоза поворота.Число К интервалов, на которые былисгруп

пированы статистический ряд глубин к, определялось по известной

формуле Старджесса:

К = 1 + 3,3 1&1 (п.5)

где а - размер выборки. Размер выборки п в пешем случае равнялся

88 . Найденное среднее значение П глубины "утопания" гол о боксрзаклепок равнялось 2,12 мм. Анализ гистограммы и статистических

данных показал, что только 46% гслоеск заклепок утоплены на глу бину, большую чем Л , 3295 - меньше чем на глубину 2,32 мм. Из

анализа статистических данных можно принять, что предельный из-

нос 1пл.х ленты Т0Р?газа поворота данной конструкции рзьен 2,20 мм, при котором будет изношена 75% головок заклепок.

На ленту остановочного тормоза МП свободно посажены колодки

фрикционные, изготозленные из материала шифра дз-612-67 (фрлтел-612) методом горячего формования. Толщина фрикционного

материала равна а мм.Поэтому можно принять,что для тормозной

ленты остзновочного тормоза предельный износ равен 8 мм.

На рис.з показаны эпюры износг, колодок остзновочного тормо­

за, построенные по результатам экспериментальных исследований.

Из рисунк? видно, что износ колодок фрикциона носит неравномер­

ный характер. В соответствии с характером рабочего цикла бульдо

зера и направлением вращения тормозного барабана большему износу

подвергаются участки обоих концов лент.На характер износа оказы­

вает также наличие оттяжной пружины,установленной на участке пя

той колодки.Она достаточно жесткая и во время работы тормоза на­

полняет роль жесткого крепления тормозной ленты к кронштейну,как

видно кз рис.з при эекплуатацконных испытаниях на ШС,видимо ти

пружина была снята.

Сравнение данных стендовых и эксплуатационных испытаний тор­

мозов МП показывает, что результаты их удовлетворительно совпа­

дают. Это позволяет сделать вывод, что режимы испытаний тормозов

по разработанной методике выбраны правильно.

В результате проведенных стендовых ресурсных испытаний тор­

мозов механизма поворота гусеничного трактора ДТ-75МП установле

но, что ресурс ленты тормоза поворота, определенный по разрабо

танной методике варьирует в поеделах 2700-3000 часов, а остано- 62

м м

3.0

2 .0

и о

о,о

ф

•

<-г-! и \. *А а • 1-5- • •

0Л1 X ** •

4 в 12 /6 20 24н о м е р а з а к л е п о к —-- *—

Р и с . 1. Г л ц З и н а „ у /п о л о н и # 2.о*о&оА Зсг/с/юлоА; АрР/м &нс/0 с в о и м и , и О Н н а й н а А л а с Р А с /

Р и С .З . Э п г О р ь / СУЗ н о С а А о /> о д о А О С /У > С Л ^ О ^ С < /^ о г О /г><Э уО Л*О За;

/ , 2 , . . . ; / 3 — л /о м ^ о а А о л о д о А ; ---- э п ю р а и з н о с а А о ^ о о Ь А /у э и о е с у р с -

Н Ь /Х С п -у& н с? о & Ь /Х с /е л ь /т о г н с /Я Х ( с < -"ч и т с // /о о & а н а /^ о р с у ^ о п 7 /:а 7~~ ч -о З О < /.)•

---- т о ж е при рёСу/эслуб/х эАсп^уатас^с/О/уны у с/сльу/п о н с /ЯХ.

Б.

Р и с. 4-. КриДб/е сРинангиАс/ с/з/?оса Ао/юс?оА: {& .) с/с«ч&нис/ Г Я) хен/г) тсуонюЗоЁ механс/з л-гсу по&суэотаг

63

1 2 Л

Рис. 2. Гистозрсгнгнтаг 2*удинб/ "Утопани#" го/Ю&аА 'Зацепок крег)лвН<-'& срриА:сио/уно<} л/с//к*сУо>Ас/

Таблица 1Статистическая совокупность значений глубины К "утопания"

головок заклепок крепления Фрикционных накладок к лентам

тормоза поворота МП

к п ММ Азак­

п мм л п ММ

зак­ лэнты лента зак­ лентылепка » 1 Л 2 лепки » 1 № 2 лепка № 1 № 2

1 2,02 2,06 16 2,10 3,20 31 3,07 ' 4,06

2 2,10 2,06 17 3,05 1,15 32 1,2 1,13

3 2,08 2, Об 18 2,10 2,24 33 2,19 1,13

4 2,04 2,10 19 2,16 2,04 34 2,10 1 ,10

5 2,12 1 ,08 20 2,19 2,12 35 2,06 2,12

6 2,04 2,06 21 2,12 3,13 36 2.06 1,157 2,21 2,14 22 2,04 2,10 37 2,08 3,078 3,20 2,21 23 1,11 2,22 38 4,'5 2,10

9 2,08 2,14 24 1.15 2,04 39 3,20 2,08

10 2,16 1,15 25 1 ,03 2,18 40 3,20 1,1711 2,10 2,08 26 1 ,09 2,18 41 3,20 1,11

12 2,10 2,04 27 1 ,07 2,12 42 2,10 1 ,07

13 2,16 2,06 28 1 .09 1,18 43 3,20 1,1914 3,05 2,10 29 3,05 2,16 44 2,80 2,21

15 4,21 2,06 30 3,05 2,04

Таблица 2

Статистический ряд значений глубины Ъ "утопания" головок

заклепок крепления фрикционных накладок к лентам тормоза

поворота МП

Размен интер­вала глубины 1,03-1,75 1,76-2,5 2,51-3,25 3,26

Л. , мм

частота

интервала0,163 0,558 0,232 0,052

64

ночного тормоза - около 7000 часов (рис.4). Малый ресурс тормоза

попорота предопределен технологией крепления фрикционной наклад-

пи к тормозной ленте,а именно неравномерным "утопанием" головок

■вклепок крепления. Анализ данных стендовых испытаний показывает,

что для повышения ресурса ленты тормоза поворота до 8000 чэсое

необходимо довести среднее значение глубины утопания голоеок за­

клепок до 3, 4 мм или установить фрикционные колодки шифра

■13-612-67 (фрителъ-61 г). В последнем случае оптимальная толщина

фрикционных колодок для тормоза поворота мокет быть установлена

ресурсными стендовыми испытаниями.

В результате проведенных работ по исследованию условий ра­

боты бульдозеров на базе трактора ДТ-75М и стендовых испытаний

тормозов МП установлено:

износ фрикционных колодок и накладки тормозов МП носит не­

равномерно распределенный характер по длине ленты;

величина износа фрикционных колодок остановочного тормоза МП

после имитации 4080 часовой работы бульдозера составила

0,97 - 6,7 мм;

предварительно прогнозируемый ресурс фрикционных колодок

остановочного тормоза равен - 7000 часам;

ресурс фрикционной накладки тормоза поворота зависит от ка­

чества крепления ее к ленте.Установлено,что только'головки

заклепок "утоплены” на глубину большую чем, 2,12 мм. Глубина "утопания” головок 75$ заклепок крепления составляет 2,20 мм. '

Ресурс фрикционной накладки тормоза поворота не превышает

3000 часов,при котором изнашиваются головки 75% заклейок;для повышения ресурса тормоза поворота МП до 8000 часов не­

обходимо иметь глубину "утопания" головок заклепок равной з,4 мм или заменять материал фрикционной накладки.

Разработанная методика позволяет проводить ускоренные испы­

тания тормозов МП при значениях нагрузочных, тепловых и скорост­

ных параметров их,равных их величинам при реальных условиях экс­

плуатации. Козффицент ускорения, достигнутый при испытании тор­

мозов МП варьирует в пределзх 2 2 - 2 4 .

65

ВЫБОР ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ТОРМОЗОВ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА ПРОМЫШЛЕННОГО ГУСЕНИЧНОГО

ТРАКТОРА КЛАССА 3 - 4

А.Нуржауов (ПГУ им.С.Торайгыроеа)

На процесс износа тормозов механизма поворота гусенични»

тракторов оказывает влияние большое число факторов.При ускорим

ных ресурсных испытаниях тормозов для получения правильных

результатов необходимо стремиться к изменению лишь масштаб»

Бремени,не подвергая изменению закономерности развития

износа.Методы ресурсных испытаний тормозов,в которых ускорений

достигается за счет увеличения действующих нагрузок или

повышения их теша или одновременного применения указанных

способов,дают результаты,н есовпадающие с реальными. Поэтому мри

ресурсных стендовых испытаниях необходимо выбрать рациональным

границы изменения действующих факторов или параметров и

обеспечить их выполнение с определенной точностью.

Разработка данной методики основывалась на данных рядои и

эксплуатации бульдозеров Д-606 и ДЗ-130 ка базе тракторов

ДТ-75МР и ДТ-75МП с планетарным механизмом поворота с ведущмП

коронной шестерней.

Для разработки указанной методики автором в течение ряди

лет ставились и решались следующие задачи :

сбор статистических данных по испытанию бульдозеров Д-60с>

(основные районы использования; основные вида бульдозерных

работ и распределение времени использования бульдозера ка этих

работах; время работы на различных передачах; частота и про,!: т

жительность воздействия оператора на органы управления

трактором,в том числе и тормозами механизма поворота при

выполнении этих работ);

определение характера изменения и величины нагрузочных ям

раметров (моменты на валах ведущих колес и двигателя), темпера-

туры (поверхностная и об"емная) нагрева тормозов;

установление характера изменения и величины угловых скорое

тей вращения барабанов остановочного тормоза и тормоза поворот*

МП;

определение времени включения (или выключения) в работу

тормозов,продолжительности нахождения тормозов во включенном

(или выключенном) состоянии;66

обоснование и выбор значений и характера изменений пара­

метров для ресурсных стендовых испытаний тормозов МП;

разработка варианта методики ресурсных стендовых испытаний

ю|1мозов механизма поворота;проверка возможности реализации на стенде разработанной ме-

I I ники;

корректировка методики ресурсных стендовых испытений тормо-

|щ механизма поворота;

определение характера износа колодок и накладки тормозов МП

гусеничного трактора класса 3 (ДТ-75МР);

В результате работ,проведенных по сбору статистических дан­

ных по использованию бульдозеров Д-606 на базе трактора ДТ-75МР,

было установлено,что основная масса (около ЬО%) их используются

н северных областях Казахстана и соседних с ними областях России.

Поэтому при определении вида выполняемых бульдозерных работ,а

также распределения времени использования на этих работах,было

установлено наблюдение за бульдозерами Л-606,эксплуатировавшихся

в хозяйствах Павлодарской области Республики Казахстан.

Сбор информации о распределении времени работы бульдозера

по передачам,определение частоты и продолжительности воздейст­

вия на органы управления,в том числе и тормозами механизма пово­

рота,проводились с помощью специально сконструированного измери­

тельного комплекса ИК-ПИИ. ' ИК-ПЖ устанавливался попеременно

на 12 бульдозерах Д-6С6,нз которых работали опытные операторы со

стажем работы от 12 до 37 лет.

Для определения характера изменения и величин нагрузочных

параметров,угловых скоростей вращения барабанов тормозов МП,а

также поверхностной и об"емной температуры нагрева накладок и

колодок тормозных лент б};.пс проведено тензометрирование бульдо­

зера ДЗ-150 при выполнении характерных бульдозерах работ (пла­

нировка, засыпка траншеи,разработка котлована).В результате обра­

ботки многочисленных осциллограмм к анализа их данных был уста­

новлен характер изменения момента ведущих колес трактора,их уг­

ловой скорости при включении тормозов механизма поворота на вы­

шеуказанных видах бульдозерных работ.Исходя из полученных данных

была построена диаграмма изменения во времени моментов Мтп к

Мот на тормозе поворота и остановочном тормозе (рис.1).

При тензометрировании также были определены статистические

характеристики (математическое ожидание,дисперсия,среднеквадра-

67

Рис.1. Диаграмма процесса поворота бульдозера при

стендовых испытаниях тормозов МП

Мт[1> Мо„- момент тормоза поворота (ТП) и остановочного тормоза

(ОТ) МП; - скорость вращения ведущего вала конечной передачи;

М , М и со - установившиеся значения М , М итп.уст. от .уст. к .уст . тп эт

ш; II - напряжение питания порошкового тормоза ТП-250М; р - дав­

ление рабочей жидкости муфты (МГ) с гидроподжимом; 5, и - со­

ответственно ход рычага ТП и педали ОТ; Тпа и Тов - время воз­

действия на рычаг ТП и педаль ОТ; Т„ и т. - соответственно время

работы и выбора зазоров между тормозной лентой и барабаном ТП и

ОТ; 1; , 1; и 1: - соотвественно время выключения,выдержки и

включения ТП; *д, 1: - соответственно время включения,вы­

держки и выключения ОТ; -Ьв и *10, - соответсвенно время

выбора зазоров в системе тяг управления ТП и ОТ; 1; - время за­

держки включения ОТ после выключения ТП; 1: - время задержки

включения ТП после выключения ОТ; ,2 - время задержки выключения

подачи а послэ выключения ТП; 1; - время задержки включения ТП

после II; 1; - время задержки между смежными включениями МП.

68

тическое отклонение,коэффицент Еариации) установившихся нагрузок

на ведущих колесах и на валу двигателя при выполнении различных

бульдозерных работ;установлены максимальные значения температуры

поверхности трения и об"емной температуры тормозных колодок за

4 - 4 , 5 часа непрерывной работы бульдозера.

Далее,на основании полученных данных был произведен выбор

значений параметров,значения которых должны быть заданы и про­

контролированы при стендовых ресурсных испытаниях тормозов меха­

низма поворота. - Такими параметрами являются условная продол­

жительность вида работы в течение рабочей смены (месяце, года,

срока службы) при имитации этого вида работы бульдозера на стен­

де, установившаяся нагрузка на валу ведущих колес,установившееся

значение момента остановочного тормоза,скорость вращения ведущего

элемента трансмиссии (вторичного вала коробки передач), продол­

жительность и число воздействия на органы управления тормозами

(число включений) и их последовательность (циклограмма работы

тормозов N511).

Условная продолжительность в Течение смены (месяца, года,

срока службы) вида работы,на которой испльзуется бульдозер,была

определена как произведение продолжительности смены (месяца,года,

срока службы) на частость использования бульдозера на этой рабо­

те. При этом условная сменная продолжительность работы бульдозера

при рядовой эксплуатации на засыпке траншеи составила 0,98 часов (53,8 мин),на разработке котловане - 2,1С4 ч. (126,24 мин.), на

планировке -.0,79 часа (47,4 мин.) и на других видах работ -

4 часа 07 мин.

Для определения условной сменной продолжительности работы

бульдозера при нормальной эксплуатации его проведем анализ ба­

ланса времени Т смены.1 СМ

Уравнение баланса времени смены можно представить в виде:

Т =Т У-+Т +т +т , +т ,см раб пз вс сое отд

где Т^б - чистое рабочее вре;«я;

Тпз - время выполнения регулярных подготовительно-заключи­

тельных работ;

Т - вспомогательное время;ас ~ '

Тобс - время организационно-технического обслуживания;

Тотд - время регламентированных перерывов на отдых и личные

надобности обслуживающего персонала.

69

Для определения составляющих Тснбудем ориентироваться нм

ранее полученные данные. Время Тпз включает в себя время на

ежесменное техническое обслуживание (ЕГО),затраты времени ни

подготовку машины к переезду,на переезды в начале и в конце ими

ны, на получение наряда и сдачу работы.Для трактора ДТ-75М про должителькостъ одного ЕТО равна 0,4 часа.По данным нормативны*

станций России для тракторов остальные элементы Тпз составляют

33 минуты.

Вспомогательное время Т включает в себя время ТИТг ВС г X т о

на холостые ходы в технологическое обслуживание, Тпер- внутри-

сменные переезды с едкого рабочего участка на другой.

Для бульдозеров холостой ход назад с подворотами и поворо­

тами входит в рабочий цикл.Кроме того при нормальной эксплуатм

ции технологическое обслуживание (например,замена бульдозерной

лопаты) осуществляется редко.

Время Т Еключает затраты времени на проверку качества ра­боты',регулировки и техническое обслуживание в течение смены.

Время Т составляет 25-36 минут.Принимая во внимание,утчотд

Т б при нормальной эксплуатации бульдозера составляет небольмуш

величину,можно пршшть.что сумма То6с, Твс, Тотд равна 1,53 ч.'нм,

Тогда при нормальней эксплуатации бульдозера Т ,равном з чаемм,

чистое время бульдозерной работы равно 6,42 часа, а частость ш

пользования бульдозера на этой работе равна 0,8025-

Следует отметить,что при контрольных наблюдениях за испсии.

зованием бульдозера ДбОб при его рядовой эксплуатации в услоии

ях Павлодарской области было установлено,что частость использо­

вания его ка различных еидзх работ в хозяйствах составило о,л*.■:•••,

а частость холостых ходов и нахождения на стоянке равнялась

о,1476.Поэтому при нормальной эксплуатации частость длительного

использования бульдозера на каком-либо одном виде работы,напри

мер на разработке котлована (планировке,срезке косогоров,разрм■

ботке траншеи и т.д.),можно принять в пределах 0,80 - 0,85- При

этом сменная условная продолжительность этого вида работы будот

находиться в пределах 6,40 - 6,80 часов.Затраты времени на переезды в начале и в конце смены, а

также на внутрисменные переезды можно принять равными 0,66 часом (40 минут). Будем предполагать также,что при переездах испольиу

ются 1У - УН передачи. Тогда продолжительность и частость ис­

пользования на переездах каждой из этих передач можно принять

равными соответственно о,165 часам и 0,02.70

ПУТИ ИНТШСИФИШЩИ ПРОЦЕССА ВПРЫСКА

ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЯХ

Ю.П. Макушев

Под интенсификацией процесса впрыскивания топлива пони—

г.чется сокращение продолжительности впрыскивания за счет

увеличения давления топлиВДля увеличения давления повышают

скорость движения плунжера• уменьшают объем системы,повышают

давление начала впрыскивания, увеличивают жесткость системы

насос - топливопровод - форсунка.Интенсификация процв^са впрыскивания необходима в том

случае,если она повышает экономичность дизеля, снижает дым­

ность отработавших газов. Процесс интенсификации не сложный.

Достаточно.например,уменьшить объем системы и давления топ­

лива существенно возрастает.Но при этом увеличивается и цик­

ловая подача. Снижая её Д° уровня требуемого значения,напри­

мер,уменьшением хода плунжера,мы вновь возвращаемся к пер­

воначальному процессу т011ЛИВ0П0ДачИ!Целью данной работы является поиск путей сохранения

интенсификации впрыска при уменьшении циклоеой подачи до

требуемого,оптимального значения.Расчеты выполнялись с испо­

льзованием ЭВМ , для топливной аппаратуры дизеля Д -440 с

начальной цикловой подачей равной 93 мм при Л = 875 мин.

Расчеты показали,что исходный вариант с объемом штуцера

2,3 см3, объемом надплунжерного пространства 0,6 см3, при

давлении начала впрыскивания Рф0= 19 МПа и эффективном прохо­

дном сечении распылителя ~ 0«27 мм3 имел продолжительность

впрыскивания Ц3 = 11,30 ,^аксшальное давление в полости фор­

сунки Рм = 32,5 М П а ,среднее давление Рс. = 19,3 МПа.

Затем уменьшили объем штуцера до I см3, а надплунжерное

пространство до 0,2 см3 и цикловая подача увеличилась до

НО мм3. Используя известный способ - уменьшение активного

хода плунжера,за счет уменьшения положения рейки,цикловую

подачу удалось снизить со НО до 93 ммс>/ цикл.При снижении цикловой подачи за счет уменьшения актив­

ного хода плунжера ухудшается процесс впрыскЕ. Максимальное

и среднее давления падают, продолжительность впрыскивания

возрастает.Данный способ влияния на снижение цикловой пода­

чи не сохраняет полученную интенсификацию процесса впрыска.

71

К числу основных конструктивных параметров форсунки,

определяющих гидродинамику процесса впрыскивания, следует

отнести давление начала впрыскивания Ро, диаметр иглы с! и

и эффективное проходное сечение распылителя -$•.

Оптимальное значение выбирается с учетом устойчивой

работы форсунки,качественного распиливания топлива, долговеч­

ности запорного конуса иглы и распылителя,отсутствия порыва

газов в полость распылителя.

В табл. < показано влияние.Й5» НА снижение цикловой подачи.

Благоприятное влияние на цикловую подачу сЕязано с тем,

что падение подачи топлива сопровождается ростом Рм и Рс

и снижением ф . Данный способ снижения цикловой подачи

путем увеличения Рсро является прогрессивным с точки зрении

сохранения и повышения интенсивности впрыскивания.Но следует

помнить, что при Рсро более 30 МПа снижается долговечность

запорного конуса иглы и распылителя.

Таблица I

Рсро, МПа С] 14 , мм3 Ч>,граД Рс,МПа РмМПа

20 НО У.7 ;м - 42

25 105 9 25,5 42,530 100 8,7 27 43

35 97 8 28,5 43,5

40 93 7.5 29 44

Особый интерес представляет увеличение Рф0 без изменения усилия на пружине и контактных напряжений в запорном конусе

распылителя. Для получения интенсивного впрыскивания топлива

необходимо к моменту открытия иглы в камере распылителя мак­

симально поеысить давление. Давление начала впрыскивания

зависит от выражения

ри - рп

где

Ц>0

Р п -

6 * -

* * -

сила сжатия пружины;

площадь поперечного сечения иглы;

площадь посадочного конуса иглы.

Из выражения(1) следует, что при неизменной Рп значение

72

Рц>о можно увеличить путем уменьшения -§■ и .

В табл.2* показано влияниеС1и и, соответственно- на па­

раметры процесса впрыскивания. При уменьшении с(ис 6 до

4,5 мм увеличилось Рфо с 19 до 59 МПа. При этом снизилась

цикловая подача и повысилась интенсивность процесса впрыски­

вания. Значение усилия на пружине оставалось постоянным и

соответствовало 340 Е.

Таблица 2

й и, мм Цц, ММ3 М5, град Рс, МПа Рм, МПа

6 ПО 9,7 24 42

5,5 105 9,2 25 43

5 95 8,2 26,5 46

4,5 85 7 29 48

Данный способ накопления энергии в полости форсунки

является наиболее перспективным,особенно для двигателей фор­

сированных по мощности. Снижение диаметра иглы не только инте­

нсифицирует топливоподачу, но и увеличивает давление,при кото­

ром игла садится на седло. При этом устраняется прорыв цилин­

дровых газов в полость распылителя и его закоксовывание.

Значительное влияние на процесс топливоподачи оказывает

изменение эффективного проходного сечения распылителя }{■$-.

Так,при снижении _|Ц\ с 0,3 до 0,2 среднее давления у фор­

сунки возрастают , с 25 до 29 МПа но увеличивается продолжи­

тельность впрыскивания с 9,5 до 10 град. При этом цикловая

подача уменьшается со НО до 90 мм3.

По результатам выполненных расчетов на ЭВМ можно сделать

следующие выеоды:

1. Уменьшение активного хода плунжерас целью снижения

цикловой подачи,значительно снижает интенсивность процесса

впрыскивания.

2. Интенсивность впрыскивания незначительно возрастает

с увеличением Р<р0 и уменьшением .

3. Для сохранения интенсивности впрыскивания, получен­

ной известными способами, и снижении до требуемого уровня

цикловой подачи рекомендуется уменьшение диаметра иглы.

73

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР МОДУЛЬНОГО ТИПА

Ю.П. Макушев

В.П. Василевский

В.М. Климов

ТеплоЕые генераторы служат для поддержания требуемогн 1

температурного режима путем сжигания жидких и газообразных ша *

плив. Они могут применяться для нагрева металла',обжига кирпичи,!

керамики, обогрева помещений и других целей.

На кафедре ДВС ПТУ разработана и испытана серия теплотпм

раторов,конструкция которых может изменяться по желанию

заказчика. Конструкция теплогенератора строится на модульн.м

принципе путем подключения к базовой модели дополнительных

устройств, выполняющих самостоятельную функцию.Базовая мод-1, состоит из электродвигателя,вентилятора,насоса,форсунки, сие

темы зажигания,пульта управления. Данная модель может работать I

на сырой нефти, а так же жидких топливах нефтяного происхожу*

ния - керосине,дизтопливе,топочных мазутах марки М - 40.

Производительность теплогенератора от 2 до 25 кг/ чае..

При сгорании I кг. топлива выделяется мощность около 12 кВт.

Для качественного сгорания топливо подается из форсунки под

давлением 1 - 2 МПа. На выходе из сопла оно принимает вращптп-

льное движение , создавая турбулентное ядро с воздушным пото ■

ком, закрученным в противоположном направлении.Бездымное его

рание (пламя светло-соломенного ЦЕета) обеспечивается подачей

требуемого количества воздуха,регулируемого дроссельным путем.

Подача топлива регулируется изменением давления,сменой сопла <

другим проходным сечением или при помощи дросселя, устаношпиш

го на выходе из форсунки.

Для розжига горелки применяется система зажигания(защит..

ная а.с. И 1211528), между электродами поддерживается напри«и■

ние 10 тысяч вольт. Базовая модель имеет массу около 80 кг.

При необходимости работы теплогенератора на тяжелых мину­

тах марки М - 100, М - 200 на базовой модели устанавливается

подогреватель,с приборами контроля и регулирования температур1'.

Масса увеличивается на 20 кг, конструкция усложняется на 30

По желанию заказчика базовая модель теплогенератора сип.

рудуется прибором контроля пламени, который отключает подину

топлива в случае гашения пламени.

74

УСТОЙЧИВОСТЬ РАбОТЫ ФОРСУНОК

А.К.Каракаев, А.А.Каракаев

На распределение топлива в ФРГ влияют ^г»^го»?фо> -Рфоп* У*

Си./т.^с Сси ДР-параметры ПВ и ТС/1,2/,причем справедливы при­

мятые в /I/ обозначения и сокращения. Если при ФП перетечки

уменьшают количество топлива в кармане Уф, то при ФГ, ФГМ и ФГК

наличие Рр и Ргов НП является своего рода дополнительным источ­

ником .подпитывающим Уф.Большие утечки и МГЩ.а также рост 5'у по

мере подъема иглы приводит к тому,что при прочих равных услови­

ях игла ФП поднимается на меньшую высоту,в результате чего рас­

тут потери под иглой из-за дросселирования потока, снижается

и ухудшается УРФ на режимах холостого хода (XX), малых нагруз­

ках и частот вращения(МНЧ).

Г.Г.Калишем/3-5/ впервые было установлено,что дробящий или

прерывистый ПВ(ДППВ) наблюдается при малых (Эф,имеющих Р^ на

гидравлической характеристике форсунок(ГХФ). Ухудшение УРФ.т.е.

неустойчивая РФ (НУРФ), с понижением п вынуждает- поддерживать

гг11 не минимально возможными по регулятору,а значительно более

высокими, что повышает расход топлива и износ машин. Т.Ф.Кузне­

цовым явление ДППВ в ТС с ФП было изучено на основе общей тео­

рии автоколебаний (ОТА), но без учета утечек =Су/6/.

Сравнительные исследования УРФРТ на основе ОТА с учетом Су

для упрощения анализа и повышения наглядности результатов были

проведены сначала при Рг=0 для ФП и Рг=Рго Для ФГ.ФГМ и ФГК,

для чего было принято: й/йХ ((Сн-Су)-Сф)=(дн-С?у )-Оф=-В.,у, (I)

г д ' =/т{2Т{1-Ъ/с)-Рф+?0)/ (ср); Жф/^=Сф=цс/ сСс;ДЛЯ ФП: ЙСуп/Ж=Оуп=ВфРф;

для ФГ, ФГМ и ФГК: Жуг/с»Г=Суг=Вф(Рф-Рго).

Продифференцировав/1,(6)/ по I при /ир=/и,подставляя затем

в полученное выражение <2РфЛ22: и учитывая(I) .получаем уравнение

сРу сРу 8 йу автоколебания иглы (УАИ):—=• +г—5 + — + ~^В^у=0; (2)

<я3 рси2 м са а 1 2

где 0у=опб’+8ф;бф=/итф;7ф= (1+й))/(аУф);й=(цн/н)/(цс/с)2;

/н^ (^0 ,5у з1п т)уз1п(т;/2); (3)

с-диаметр колодца перед СОР;/н~проходная площадь под иглой с

75

углом запорного конуса т. Все коэффициенты (А =1 л, -

=0 /К; А0=ТфВ1 /И) в (2) положительны, т.е. выполняются необ:м

димые условия УРФ, а достаточные условия УРФ по Раусу-Гурвицу и

ГУРФ (граница между УРФ и НУРФ) будут следующими: (А2А1^ •Л( ,I

гр^ф®1 * ' 1 1 откуда,допуская бу=Зф,так как б'=(0,03-0,04)бф,где бф-гидравли

ческая жесткость,и,подставляя значения 5ф и тф из (2),получа<м

т.е. движение иглы будет утсойчивым тогда, когда правые,части

(4,5) меньше ?Ж/СИ /1,(6)/ или при больших силах трения и малы»

С0 .Практически это может быть при задирах иглы или попадании

частиц грязи в прецизионную часть,в результате чего ДППВ явлн

ется показателем хорошего состояния распылителей. УРФГ насту

пает в *п/*г раз быстрее. Подставив В1 (I) в (5) получаем

грГ^/М ^ф-(Оп у), (6)

т.е.УРФ может быть обеспечена и при 0ф>(0в~0у)-

При совершаются затухающие гармонические колеба

ния иглы (ЗГКИ): сРу/(Н3+ (гр/М)с^у/а1г+ (ву/Щ<ЗуЛй=0 (7)

со скоростью затухания г^/М и частотой колебаний йу/М.Когда си

ла воздействия топлива на иглу снизу будет строго равна Р , (2)

превращается в уравнение гармонического осциллятора, соверша

ющего незатухающие ГКИ (НГКИ) с частотой ДППВ й /М:

с*3у/сг{3+(0у/#)<*/ЛИ=0 _ (8 )

Из равнения неразрывности = М-0/ссс <

где Сн=12(Рф“?ф)/Р’ Сс={2 (?Ф'Рц)/р) ’ с учетом (3) получаем:

РФ_Рц= й/<1+й>(рф-рд) ^ РФ=ЙРФ/(1+&)- (9)

Из /1,(6)/ при /==/„ после преобразований с учетом (9):

р*-рц -(*^1 тз>-

откуда с учетом (9): Рц)/((1+й)Р>-

Преобразуем (6): гр/ жу/М+(0я~Яу) 1ф или

(г^/мнОв- а,))/о#и.Уравнения(10-12) показывают,что при выбранном / с

шением \ьаГ0,М,Рфоп,Рфо,у.?я./±,Рр.6± и с ростом Рц УРФ обеспе

чивается при меньших (Рф-Рц) и <2ф.

С ростом Рри ?госокращается этап выжимания(ЭВ) топлива из

СЮР, улучшая экономические и экологические показатели дизеля,

( Ю )

( И )

(12)

умень-

76

но возрастает возможность ГЗИ ФГК.ФГМ и ФГ.что обусловило необ­

ходимость исследования УРФРТ с учетом выявленных особенностей и

взаимосвязей гидромеханических процессов в ТС с ФРТ /I/.

с2Р1 Р.-Р, сЗй й е2> 1 <2Р„Из второго (9): —* = -*—% — + ------® + ------У, (13)

ей (1+й) ей 1+й ей 1+й ей

а из (3): —==-р-р|/|— +1С— =2/ х(<-уз1т)з1п----, (14)ей нсй нсй -1 ей ы ^ 2 ей

в которых х=сопз{.В согласии с экспериментом при разных Р и у

были обоснованы /2,8/: постоянство цс/с и аппроксимированная

зависимость цпо закону прямой ломаной линии(цн=а+Ьу).состоя­

щую из 3 участков, а следовательно, на каждом из участков:

ф^сй=2 нфн/й?=2цнМу/сй; ей/ей =&уйу/сй, (15)

где Яу=2^ н(/нЫ-цн1С((1к-уз1т;)81п(т/2 ) )/(Ц ^).

ЙР' Р--Р, йй й <2Р. 1 е2Р_Из (13-15): —$ = % К — + ------ф + ------ц. (16)

ей (1+й) у ей 1+й ей 1+й ей Продифференцировав/1, (6)/ по { и подставив с1Р/сй (16), а затем

<2Рф/ей и аРг/сИ /I, (3,4)/,после преобразований (бу=1; /кр=/и):

Шэу /^3+''р 2У /^2+буКФ/ -Тф(/тй,’”-5фу(Рф-Рг)-

-с/с0с>-Тг(оЛг,Г'-Вфу(Рф-Рг))-Л ^1+й>> Л У "-0’ (1?)

Д сП3 Д ОР еЮ Преобразуя в (17): —- —ц=-® — -^=Т *-^= 7*'0г,*Учитывая (!)

1+й ей тф 1+й ей фей ф ^

и принимая дополнительно:

а/аиогСг-Су) ^ г<1тг-Яу=-В2у; Р3У,' (18)

будем иметь:

^ (19,гУ-М М гН*- М гН 'М ' и ч

с условиями УРФ и ГУРФ: греук/йТфВ1 +ТгЯ2+ТфВ1 ’ (20)

в которых бук=опв'+Зг+бф-/Ку(Рф-Рц)/(1+й)2; бг=/иТг: Для ФГ Я

ФРМ: тг=/и/(аг7г); для ФП и ФГК: 7г=./у (а'7г); еЮу/сй=<гу=Вф'

‘ (Рф~Рг ); агсйтг/с24=агСтг=аг-/,тг (Рг+2№г (1 )‘ Рго ) /(С гРг> (для ФГ 11 ФГМ); при ФП: 17’=Рг+2*г(П/(Ср), так как Рго=0; при ФГК аг=0,

так как / =0. Остальные обозначения известны.4 тгПодставляя значения В1(1),52 и 5^(18),представим (20) так:

гр°укУ/*+0гТАг+ ц-Т'г1V V ' V (анЛ > > • (21)откуда при Сф=Он-Оу с учетом <Зу=Вф(Рф-Рг) следует

гр0уКУ/*+сгТг5тг+Тф<Зц+ТгВфРГ'гВфРф- (22)В (17,19) в отличие от (2) добавились две новые составля

ицие в четвертый член (19),в котором первая,как ив (2), харак

теризует изменение по I силы воздействия на иглу топлива, про

текащего через вторая и третья - силы воздействия на иглу

соответственно сплошной среды в НП и Рц, причем следует отмс

тить, что при движении иглы обязательно возникает давление в НП

из-за перетечек,насосного действия иглы и волновых явлений в НП

даже в том случае, когда НП связана с атмосферой,т.е. и При ФП.

Кардинально изменился и третий член, характеризующий восстанав

ливавдую силу, где (20) значительно отличается от (6у) (2),

дополнительно учитывая влияние конструктивных параметров НП

(7Г,/И) и распылителя (/и,йуД),свойств среды в НП,т.е. топлива

в НП ФП и ФГК (а) или ЗЖ в НП ФГ и ФГМ (о ), параметров ПВ (Р.)

и РЦЦ (Рц).

Таким образом,уравнения(17,19) с условиями УРФ и ГУРФ (20-

22) являются наиболее общими для проведения комплексных иссле­

дований на УРФРТ с более полным учетом конструктивно-технологи­

ческих, регулировочных и эксплуатационных параметров и процес­

сов, происходящих в ФРГ, включая и процессы в зазорах распыли­

телей, под и над иглой, а также в цилиндре двигателя (Рц).

Анализ (17-22) подтверждает результаты (2-12) о существен­

ном УРФ и расширении ГУРФ при ФГ.ФГМ и ФГК из-за меньших 0у, в

особенности при ФГ (Мг«Мп), а также то, что УРФРТ наступает с

ументшением при меньших <3 . Это подсказывает це­

лесообразность использования в дизелях ФГ, ФГМ и ФГК, в кото­

рых осуществляется регулирование и управление ПВ непосредствен­

но на работающем двигателе (ФГ.ФГМ).саморегулирование ПВ (ФГК),

и ступенчатого ПВ (уменьшается \ис/ с при работе на XX, МНЧ), в

особенности при использовании двух игл, каждая из которых с

меньшими цс/с и М обеспечивает более УРФ на XX, МНЧ, расширяя

ГУРФ и снижая Автором созданы технические решения, защи­

щенные 39 а.с. и патентами СССР, РФ и РК.

Следует отметить,что ЕГКИ типа (7) будут иметь место не

при тогда,когда 0ф-(0н-ду)-бц=0,но при 0у=<гтг(ФГ.ФГМ

и ФП) и фу=0 (ФГК),а НГКИ типа (8) - только тогда, когда силы

трения будут равны силам, воздействующим на иглу снизу и свер­

ху, куда наряду с воздействием пружины и давления топлива под

иглой добавились силы воздействия на иглу сплошной среда в НП и

78

газов в цилиндре (Рц). Но самый главный и замечательный резуль­

тат заключается в том, что в условиях УРФ появляется новый член

°г7АгЖх22), показывающий, что труднее обеспечить УРФГК, чем

ФГ.ФГМ и ФП, так как, увеличивая в них Стг, уменьшая Р и Рф0П,

можно повышать УРФ и расширить ГУРФ, причем наличие ЗЖ или топ­

лива в НП (даже при ФП,когда Рго=0) играет роль демпфера. Если

рост Рг=Рго+АРр уменьшает амплитуду колебаний иглы (АКИ) вверх,

то рост <Этг уменьшает АКИ ениз,благодаря чему в ТС с ФГ, ФГМ и

ФП не происходит ГЗИ, но оно может иметь место в ТС с ФГК- при

малых 7ц,так как из-за отсутствия ССТ(аг=0) в ПМЦПВ и ПЦПВ пос­

тепенно нарастают Рро и Рр и через несколько десятков или сотен

ПЦ происходит ГЗИ ФГК,если насос укомплектован ГНК.Снижения Рго

• и Рг,а следовательно,устранения ГЗИ ФГК удалось добиться путем

перепуска топлива из НП в ЛНД через НК двойного действия/7/ и

РНК/пат.К2:975,977-980,984;а.с.и пат.СССР и РФ: 1201543,1416736,

1416737,1492075,1758272,1793089,1806290,1825884,1825890/.

На основе гидродинамического анализа и расчета ПВ, в том

числе и с учетом волновых явлений до СОР, еключэя энергетичес­

кий баланс/2/ и баланс действующих на иглы ФРГ сил /8/ и иссле­

дования на УРФРТ, установлена целесообразность: плавного или

ступенчатого сужения Уф в направлении к запорному конусу распы­

лителя: уменьшения и Ук; выполнения СОР нз запорном кону­

се; увеличения РфОП,Р^э (Рго) по мере роста нагрузки и п, обес­

печивая минимальные значения их на XX, МНЧ; осуществление сле­

дующего закона изменений Рг в каждом ЦПВ: сохраняя или уменьшая

рг и Рго в момент начала подъема иглы, рекомендуется резко уве­

личивать Рр в момент начала посадки ее, сокращая српос и ЭВ, что

может быть достигнуто в ТС с ФГ, ФГМ и ФГК, а в ТС ФГК и РНК

обеспечивается саморегулирование ПВ в каждом ПЦ. При этом, сох­

раняя работоспособность ФГК без ГЗИ и стабилизируя ПВ на XX,

МНЧ, удалось интенсифицировать ПВ путем повышения Р , особенно

в конце ПВ, что достигалось уменьшением длины разобщающего (Уф

и 7р) элемента иглы (1рд),причем это /9-12/ позволяет значи­

тельно уменьшить Рфоп,повышая УРФГК и уменьшая контактные нап­

ряжения в механизме пружинного запирания,что дополнительно по­

вышает надежность работы и срок службы ФГК.

79

ЛИТЕРАТУРА

1.Каракаев А.К.Гидродинамика впрыскивания топлива:Доклад//

Проблемы комплексного развития регионов Казахстана:Тр. между­

народной конференции (Настоящий сборник).-Павлодар,1996.

2.Роганов С.Г..Каракаев А.К.Распределение потока топлива в

форсунках//Известия ВУЗов.Машиностроение.- 1 9 7 9 . 9 . -С.85- 89.

3.Калиш Г.Г.К вопросу об устойчивости работы форсукки//Тр.

НАТИ.-М.-1940.-Вып.40.-3 с.

4.Калиш Г.Г.Неустойчивые режимы работы форсунск//Тр. НАТИ.

-1945.-С.3-22.

б.Калиш Г.Г.,Эджибия И.ф.Подобие форсунок по их характери­

стикам: Доклад//Поршневые ДВС:Тр.конф.по поршневым двигателям.

-М.:АН СССР,1956.-С.261-271.-Обсуждение:С.334-336,350.

6.Кузнецов Т.Ф.Автоколебания иглы форсунки//Тр.ХИИТ.-1963.

-Вып.68.-С.53-58.

7.Каракаев А.К.Исследование топливных систем с нагнета­

тельными клапанами двойного действия и с форсунками без слива

топлива//ПоЕышение эффективности использования автомобильного

транспорта и автомобильных дорог в условиях жаркого климата и

высокогорных районов: Тез.докл. Всес.научн.-техн.конф.-Ташкент:

ТАДИ.-1982.-Часть 2.-С.45-46.

З.Роганов С.Г..Каракаев А.К. Анализ работы форсунок с пру­

жинным и гидравлическим запиранием игл//Известия ВУЗов. Машино­

строение. -1979. -И 10.-С.83-88.

9.А.с.1201543 СССР.МКИ Р02М59/44.Топливная система для ди­

зеле й/А. К .Каракаев;ПИИ//Б.И.-1985.-N2.-1991.-N2.-9с.

10.А.с.1416736 СССР, МКИ Г02М59/44. Топливная система для

дизелей/А. К. Каракаев; ПШ//Б. И. -1988. -N30 .-6с.

11.Пат.977 К2.МКИ Р02М59/44. Топливная система для дизеля

/А.К.Каракаев; КазГТУ//Б.И.-1994.-Кт2.-6 с.

12.Пат.980 К2.МКИ Р02М59/44. Топливная система для дизеля

/А.К.Каракаев; КазГТУ//Б.И.-1994.-N2.-18 с.

80

УТОЧНЕНИЕ ЧЛЕНА, УЧИТЫВАЮЩЕГО КАСАТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

ТРЕНИЯ ПРИ НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ

(НДСС) ПО КАНАЛАМ С ПЕРЕМЕННЫМ ПО Х,1 СЕЧЕНИЯМ (/)

А.К.Каракаев, А.А.Каракаева

Не делая никаких предположений о виде закона трения при

выводе уравнения количества движения (УКД).И.А.Чарный и его со­

трудники /I/ получили для учета трения":

Г Xно пренебрегая первым членом, учитывающим вязкостное трение.при

составлении УКД учитывают трение только с помощью второго чле­

на, выражающего касательные напряжения трения (х ) на стенке

трубы: -<й|тшах=-т:шх<К. (2)

XСчитая, что учет трения с помощью (2) является наиболее общим,

справедливым для любого потока газа или жидкости (как ньютонов­

ской, так и неньютоновской) при условии, что созг(пх)«1 и 1/Ях«

«1, где х=:Г/ег -смоченный периметр сечения; бг - гидравлический

радиус; п - внешняя нормаль к поверхности трубы; &х=Ь - отрезок

трубы; т -хх - компонента тензора вязких напряжений, бт /<Эх -

сила внутреннего трешм, приходящаяся на-1 см-*; Ях-радиус кри­

визны оси х; тпх-среднее по % значение проекции на ось х каса­

тельного напряжения на стенке трубы. Считая, что суммарное х=

=гхх+тпх является величиной постоянной,авторы/2,3/ также утвер­

ждают,что в турбулентной области течения можно пренебречь хн .

Исследуя изменения давления и скорости (с) на фронте уп­

ругой волны (ФУВ), распростаняющейся внутри сжимаемой жидкости

в трубопроводе, и предполагая, что скоростью частиц жидкости

можно пренебречь по сравнению с с, И.А.Чарный /I/ "более под­

робно рассматривает процесс прохождения ФУВ при ссИлх' ’. При

этом считает, что "в начальный момент на ФУВ возникло ударное

давление ср(И-ГО0 ), где И и У?о средние в сечении скорости до и

после возмущения. Когда фронт пройдет <ах=ссИ;, вследствие сил

трения ударное давление на ФУВ снизится на (-сй(рТС)):

-сй(р№)Г=-(т-т:0 )хсй1:(1/2), (3)

81

где г0 и до возмущения (при стационарном движении) и пос­

ле возмущения. Множитель 1/2 введен /I/ потому, что избыточная

сила трения на йх=са1; нарастает по линейному закону от нуля до

значения (т-т )%сс!1; и ее среднее значение на этой длине в 2 ра­

за меньше конечного значения". Выражая г=Хр№2/8,ия (3) получает

-ей (р №)=- (ХР-ХоРо) СйХ/ (160Г), (4)

которые являются исходными для нахождения скорости и давления

на распространяющемся ФУВ.

Второй член (I) можно вписать в УКД следующим образом

-^п х ^=-йхЛтпхХ =- (Хта-тпхо (5)X X X

1 1Л Так как х=—> то /й%=Дх=Х2-Х1 ~ ~ Т~' №)

1 X г2 Г1

Для круглой трубы: 1^%-Т^/А', !г=%-др4; йг1=Б1/4; Зг2=В2/4,

а для кольцевой трубы или щели:% о О ^ о о 0о—СЬч

Г2 = ~ (Г12 _(12'’: Йг1 = ’ 6г 2= Т^~'Для круглой трубы после преобразований

В„+В., В. 4 В-В2 В1 4 Ийх=Ах=т:(В?-В1 )-^-1 -1 = !- — !— = ---ДГК =---К, (7)

х 2 1 В.+В., В, В, 4 В ^ В, * вг1 »

Г АГследует из (5): -а х |^*=" ^ ; р ^ ~ й(тпхГ2-'1пхоГ1 НЧ (8)

XГ1 Йг1

отличается от известных: Ку=В1/(В2+В1)=0г1(0р2+8г1), (9)

названного автором коэффициентом Каракаева, учитывающим измене­

ния размеров (диаметров) канала по х ,!. При НДСС по каналу с

1=сопз1;,например,по цилиндрической трубе,Кг=0,5. Он по мере су­

жения 1=1 (х, 1;) увеличивается до К..=1 при полном перекрытии ка­

нала, а по мере расширения канала Ку стремиться к нулю,но это не

значит,что составляющая с гв УКД также стремиться к нулю,т.к.Д1 0Г1 т 12 гл------- •---------------- =-ах(т — ---- т _— -— ). (10)Л Л +Л +Л Л +Л ПХ-О» ,»г1 г2 г1 г2 г1 г2 г1 0г2+0г1

Таким образом, введение /I/ множителя 1/2 (3) справедливо

только при НДСС по каналу с Г=сопв1;,когда Ку=0,5, причем он по-

лучеатся автоматически из (9) при В2=В1-Так как ДГ=Г2~Г1,то по

82

мере сужения канала по х,1: составляющая с гпх меняет знак на

противоположный, т.е. по мере сужения Г=Г(т,4) давление потока

повышается в результате уменьшения 12 и роста Ку.

В кольцевой трубе или щели

/йХ=АХ=и:((В2+(12 )-(Б1+(11 ))=тс((Б24Б1)-(с!2-а1)),9 по аналогии

фщиенты Каракаева, учитывающие изменения большего и малого ди­

аметров (размеров) кольцевой трубы (канала) по х.Х. Они изменя­

ются в тех же пределах, что и К . При ВДСС по цилиндрической

кольцевой трубе: К^К^О.5. При сЦ =йр=0: Кп=Ку(Э) и К =0, т.е.

труба - круглая.

Сила трения от т на стенке цилиндрической круглой трубы

длиной Ь=<1х определяется через ^ по формуле Пуазейля:

Еще в 1938г.проф.Г.Г.Калиш /А/ предложил формулу для рас­

чета расхода утечек топлива (СЗу) через кольцевой зазор между

втулкой и плунжером(КЗ), внося поправку к статье В.С.Любинецко-

го, в которой была допущена ошибка при выводе формулы для 0у,

расчет по которой в 4 раза превышает фактический.Г.Г.Калиш дает

вывод двумя способами.В первом рассматривается условие равнове­

сия кольцевого цилиндра топлива, толщина стенки которого распо­

лагается симметрично относительно окружности среднего радиуса

(ООСР) геометрического КЗ, и, исправляя ошибки В.С.Любинецкого,

получает: 0 =1сДР(Я-г3) (Я+г)/(Т2т)Ь). (14)

При этом Г.Г.Калиш, критикуя предположение В.С.Любинецкого

о том, что изменение № по КЗ распределяется симметрично ООСР,

считает это неправильным для случая истечения вязкой жидкости

(ИВЖ) через КЗ, однако допускает возможным принять такое пред­

положение как допущение для относительно малой величины КЗ.

Обосновывая, что вывод получается значительно проще и нагляд­

нее, если рассматривать поток в плоском канале с шириной 2тсЯ и

( И )

(12)

К]Э=В1 / (Бд+Б, )=вВ1/(ес2+С1)1); К^ЙЦ/ +сЦ )=бй1/«\з2+в<11 Ькоэф-

(13)

83

высотой (й-г), приходит /4/ также к (4). В дальнейшем таким л.ч

способом /5/ была получена (14).

При движении цилиндра или плунжера (течения Пуазейля и К у

этта) и эксцентричном расположении плунжера относительно цилип

где 8-радиальный зазор при концентричном расположении цилиндр; >

(Я) и плунжера (г); е-е/е-относителышй эксцентриситет(е). Учи

тывая, что ет =б, получают при е„ . В соединенях гидроШ а л . у Шсха пилл.

агрегатов Оучерез КЗ находится в пределах от 0у до /5-7,

2/. Так как е и е определить практически невозможно, то дли

практических расчетов принимают/5-7,2/ среднее, между входом и

выходом, сечение щели и среднее значение вязкости между ними,

причем измерения показывают, что расчетный Зуср несколько пре

вышает фактический /5-7,2/.

Сила трения от *с на стенках концентрического КЗ

которые отличаются от (3),причем при <1=0: Не =Не и %Щ-=Х>К0 Фак­

тор гидравлического сопротивления А.щ=26/Нещ в 1,5 раза больше А,

(13), т.е. \, =1,5,\. Это подтверждает заключение Г.Г.Кзлиша/4/ о

неправильности для случая МЕЖ через КЗ предпололожекия о том,

ра КЗ несколько превышает фактический /5,6,2/, но, несмотря на

это, расчет по (14-16) находит широкое применение для анализа,

расчета и проектирования процессов в гидросистемах, в том числе

и в ТС /6,7/.

Практический интерес е сеязи с вышеизложенным представляет

анализ течения в кольцевой трубе (КТ), когда Б значительно от­

личается от й. Для отыскания 41 в КТ с различными формами Г по­

лучено уравнение Пуассона с постоянной правой частью /3/, гра­

ничным условием для которого является равенство нулю скорости

на стенке трубы. Используя цилиндрическую систему координат

ввиду осевой симметрии течения по КТ и оператор Лапласа в ци­

линдрических координатах, получаем /3/ распределение скоростей

(16)

что изменение 7? по КЗ распределяется симметрично ООСР. Об этом

свидетельствует и то, что расчетный (2 с учетом среднего раз-У ср

(17)

84

где а^Ь; а и Ь - радиусы внешнего и внутреннего цилиндров;

Ч - скорость перемещения внутреннего цилиндра по оси х, причем

И'=0 при г-а и И’=11 при г=Ь. Если нет АР, получается осасим-

мотричное течение Куэтта:

1п(а/г) <357» И*• =ц --------- ; г =-Т)----- =Т| - — 9----, (18)

1п(а/Ь) От 1п(а/1>)

т.е. с уменьшением разности (а-Ь) значительно возрастают т

тс-АР г , , (а2-Ъ2)2 -■Расход /3/: 0=-------а-Ъ4------------ , (19)

8-т]-Ь 1 1п(а/Ъ) *

откуда, после деления на площадь колодца тс(а2-1)2 ), следует для

средней скорости:

АР А2 А2 ? ? а2-Ь2 1 г „ 2 В2-й277-------- : —=а2+Ь2--------- =- Е т(Г---------, (20)

8т]Ь 4 4 1п(а/Ь) 4>- 1п(В/й)-1

так как Б=2Я=2а; й=2г=2Ь. При Ь=0 (20) перейдет в (13). Сила

трения от на стенках КТ через ТС: Р,.,5Г=32т)ТСГйх/А2 . Умножив и

разделив на (Б—(I)2•№, после преобразований получим:

Л оТС2 64 (В-й)2

П7"К= ’"К= ~ ? ? ^ ^ )ш а к Еек Бь-+12-(Б--й‘-)/1п(В/й)

где Нек= Нещ и %к=хщ (16). При й=0: \=\, Нэк=Ке; хк=Х (13),

т.е. (17-21) являются более общими уравнениями.

Гидравлические потери (ГП) при НДСС в общем случае отлич­

ны от ГП при установившемся ДСС, что связано с видоизменением

профиля скоросей по сечению трубы/8,9/.Так,при ускоренном .дви­

жении жидкости профиль делается более полным,а при замедленном

более Еытянутым, причем в отдельных случэях вблизи стенки труба

возникают даже противотоки/8,9/. В частном случае ламинарного

течения с гармоническим изменением 0 от 1; в закон Пуэзейля, за­

писанного для данного 1;, надо вводить поправочный коэффициент,

называемый коррективом эеа:

ае„ = —- + 0,4, (22)2

который по исследованиям Д.Н.Попова является функцией безраз­

мерной частоты ы, связанной с основными критериями подобия - с

числами Рейнольдса и Струхаля - следующим образом:

85

32 3 2 -V V

где Не - максимальное (амплитудное) Не; 'Я.,, - максималмгш шах швт

средняя ч (амплитуда) жидкости; ш - угловая частота колебаний

жидкости с кинематической вязкостью V в трубе диаметром Б. 11- мере роста ш и возрастание ГП может быть весьма значительным,

причем различие между ГП при ламинарном и турбулентном режим: к

уменьшается /1,8,9/-

ЛИТЕРАТУРА

1.Чарный и.А-НеустановиЕшееся движение реальной жидкости н

трубах.-2-э изд., перераб. и доп.-М.:НедраД975.-296 с.

2.Гидравлика,гидромашины и гидроприводы:Учебн.для ВУЗов/

Т.М.Бэшта,С.С.Руднев,Б.Б.Некрасов и др.-2-е изд.,перераб.-М.:

Машиностроение, 1982.-423 с.

3.Емцев Б.Т.Техническая гидромеханика:Учебн.для ВУЗов.-М.:

Машиностроение, 1978--463 с.

4.Калия г.Г.Поправка к статье инж.В.С.Любинецкого "Регули

рование впрыскивающей системы быстроходного дизеля//Дизелестро

ение. -1938. -N2. -С. 9-18"//Дизелестроение - -1938. -N7. -С. 36.

5.Объемные гидравлические приводы/Т.М.Башта,И.3.Зайченко,

Е. В. Ермаков, Е. М. Хвймович; Под ред.Т. М.Башты. -М.: Машиностроение,

1968.-628 С.

6.Реганов С.Г-,Каракаев А.К.Гидродинамический расчет про­

цесса впрыска топливных систем дизелей//Известия ВУЗов.Машино­

строение .-1974.-ГП Т.-С.91-95.

7.Каракаев А-К.Влияние объема колодца распылителя, разме­

ров прэдсопловых каналов я сопловых отверстий на процесс еппыс-

К8//ЙЗВ8СТИЯ ЕУЗоВ.Машиностроение.-1978.-N7.-С.71-75.

8.Попов д.н.Нестационарные гидромеханические процессы.-М.:

Машиностроение,1982.-240 с.

9.Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосис­

тем :Учебн. для ВУЗов. -2-е изд., перераб. и доп.-М. :Машинострое-

кие,1387.-464 с.

86

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИОКР ПО РАЗРАБОТКЕ, СОЗДАНИЮ, ВНЕДРЕНИЮ

И ОРГАНИЗАЦИИ РЯДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ НОВЫХ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ

НА ДИЗЕЛЯХ, В ТОМ ЧИСЛЕ И НА 48 ТРАКТОРАХ И БУЛЬДОЗЕРАХ

В 6 ХОЗЯЙСТВАХ ПАВЛОДАРСКОЙ ОБЛАСТИ

А.К.Каракаев, А.А.Каракаева

Справедливы обозначения и сокращения, принятые в /1,2/.

Разработанные гидродинамика ПВ,теоретические,реализованные

па ЭВМ расчетные методы исследования,стенда,установки,устройст- па и способы для исследования, диагностики,регулирования и тех­

обслуживания ТС и дизелей,например,/3-5/,позволяют более глубо­

ко исследовать особенности и взаимосвязи гидродинамических про­

цессов (ОВГП) в ТС с ФРТ и с достаточной точностью решать задачи

разработки новых и модернизации существующих ТС с ФРТ,сокращая

материальные и трудовые затраты. Практически ценно,что в ТС с

ФГ и ФГМ в отличие от ТС с ФП стабилизация и интенсификация ПВ

достигается путем регулирования Рго и Рнепосредственно на ра­

ботающем дизеле /6/, а в ТС с ФГК осуществляется саморегулиро­

вание ПВ в зависимости от режима работы, причем разработаны но-

Еые ТС с изменяемой структурой, когда роль ССТ в ПМЦПВ выпол­

няют ЛВД.РНК и ЛНД(а.с.и пат СССР и РФ:1201543,1416736,1416737,

1492075, 1758272, 1793089, 1806290, 1825884, 1825890 и пат.ГК:

975,977-980,984).ТС с ФГ и ФГК позволили устранить тлевшие мес­

то в ТС с ФП растянутый и дополнительный ПВ(РДПВ).расширить ди­

апазоны УРФ,ТС и дизелей, повысить эффективные, экономические и

экологические показатели(ЭЭЭП) дизелей и сроки службы форсунок,

укомплектовывать их распылителями с повышенными диаметральными

зазорами (Ср) до 15-20 мкм или изношенными распылителями (ИР),

причем ЭЭЭП дизеля возрастают по мере износа и роста бр. ИР вы­

браковываются при ФП из-за роста слива топлива из НП, в том

числе и на землю, что повышает загрязнение и пожароопасность

окружающей среды,ухудшает гигиену труда, а также вызывает паде­

ние мощности(К ) дизеля из-за снижения V .с Ц

Согласно актам внедрения Коломенского тепловозостроитель­

ного завода (КТЗ) по НИР НЭ284 (от 06.07.1971 г.) и N3291 (от

27.01.1972 г.), которые выполнялись в МВТУ им. Н.Э.Баумана с

участием автора по заданию КТЗ в период с 1965 по 1971 г. по

87

теме А-ХУ1-1065, утвержденного распоряжением СМ СССР N660 РО от

06.04.1965 г., выполненные НИР имеют большое практическое зим

чение для даигателестроения,результаты их использованы при рам

работке технических проектов новых мощных двигателей 8Д49.22ДГ,

20ДГ,полученный научно-технический задел используется КТЗ и Ги

неральным Заказчиком при создании новых форсированных дизелей.

Также отмечается,что согласно утвержденному техническому проек

ту общий годовой экономический эффект (ГЭЭ) только от создания

тепловозного дизель 20ДГ (20ЧК 26/26) мощностью 6000 л.о. при

выпуске 47 штук в год составляет 2,5 млн. руб. в год (здесь и

далее курс рубля старый,по дате актов),что разработаны варианты

распылителей и рекомендовано применение гидрозапирания форсунок

(ТС с ФГ), дающее возможность снижения п 11 дизеля и улучшения

РПД, характеризуемого значительным повышением экономичности на

ЧН,особенно на ХХ,МНЧ,что на специальном моторном стенде разра

ботана методика уменьшения устойчивых п^п двигателя и это дол­

жно улучшить работу двигателей в области ХХ.МНЧ примерно на 6%.

Следует отметить, что этот прогноз в дальнейшем подтвердился в

эксплуатации /6/, так как установление при ФГ, оптимальное

для каждого режима, снизило среднеэксплуатационный расход топ­

лива (С ) на 8%, а уменьшение Р с серийных 32 до 22 МПа пони­

зило п2Х с 350 до 200 мшГ1. Это наряду со снижением Ст умень­

шает и износ машины. В акте(N3291) отмечается,что общий ГЭЭ от

внедрения рекомендаций и предложений только по тепловозному ди­

зелю 6Д-49 (6ЧН 26/26)при выпуске 200 штук в год составляет 590

тыс. руб.,причем из этой суммы ГЭЭ от использования ТС с ФГ со­

ставил 494 тыс. руб.,что проведены расчетнотеоретические иссле­

дования по гидродинамическому анализу ПВ с ФГ и ФП и необходи­

мость такого анализа обоснована тем,что только при опытном кон­

струировании и экспериментальной доводке трудно обнаружить наи­

более целесообразные пути доводки из-за многочисленных парамет­

ров,влияющих на ПВ, что разработанная методика расчета ПВ дает

хорошие качествешше и количественные совпадения с эксперимен­

том и существенно уточняет расчет ПВ, особенно в области малых

Р,и позволяет сократить время и повысить качество работ при

конструировании и доводке новых образцов ТС.

ТС с ФГК позволяет отказаться от ССТ, уменьшить себестои­

мость изготовления, монтажа и демонтажа,ремонта и техобслужива­

ние ТС и дйзелей, экономить топливо и материалы, устранить слив

топлива, в том числе и имевший место слив топлива на землю на

дизелях А-41 и А-01М,устанавливаемые на трактора ДТ-75М "Казах­

стан" производства ГАО "Павлодартрактор" и Т-4А производства

ЛТЗ и их модификации (в настоящее время слив топлива на землю

устранен), и не загрязнять сливаемым топливом окружающую среду,

улучшить гигиену труда и экологическую и пожарную безопасность

ири производстве, эксплуатации и техобслуживании ТС и дизелей.

[’ЭЭ, утвержденный АМЗ,от экономии материалов и уменьшения себе­

стоимости изготовления из-за упрощения ТС и дизеля при програм­

ме выпуска дизелей 1976 г. составил 248,4 тыс.руб.,от устране­

ния слива топлива на землю 5 млн.530 тыс.руб. в год.Акт внедре­

ния составлялся по методике НАТИ, по которой в течении года ди­

зель эксплуатируется 1300 ч, согласно данным Поволжской МИС

(Протокол испытаний N32-74 испытаний контрольного образца трак­

тора ДТ-75МХ"Казахтан"(N507708) 1973г. изготовления.-г. Кинель,

1974.-С.22-23):за год (1300 ч) на землю сливается с каждого ди­

зеля А-41 и А-01М соответственно 530 и 800 кг дизтоплива.

Разработка "Форсунка без слива слива топлива ФГК" ПИИ, АМЗ

и Минвузом КазССР была рекомендована для широкого внедрения в

народное хозяйство.По предложениям РО "Казгоскомсельхозтехника”

и Минсельхоза КазССР, ВО "Союзгоссельхозтехникз", Минтракторо-

сельхозмаша и Минсельхоза СССР и их головных институтов с мая

1977 г.в 6 хозяйствах Павлодарской области автором (научный ру­

ководитель разработки) и сотрудниками АМЗ (инженер-конструктор

Фоминых Н.Ф.).облсельхозуправления (начальник Госсельхознадзора

Зайнуллин К.Д.) были переоборудованы и организованы эксплуата­

ционные испытания ТС с ФГК на 48 тракторах и бульдозерах,выпол­

няющих разные сельскохозяйственные и строительно-дорожные (Пав-

лодарпромстрой и Облстройдоруправление) работы,к каждому двига­

телю прилагались схемы преобразования, информационные листы и

паспорта для заполнения результатов испытаний, причем ФГК уста­

навливались на дизели, уже несколько лет находящиеся в эксплуа­

тации. ФГК были укомплектованы распылителями с рекомендованными

(ПИИ и АМЗ)для внедрения бр=6-9 мкм вместо серийных бр=2-3 мкм.

Все хозяйтсва в своих актах испытаний отмечают нормальный

пуск,стабильность параметров и устойчивость работы дизелей, от­

сутствие течи топлива и перерегулировок ФГК,рекомендуя внедрить

их на дизели,в том числе и на эксплуатируемые. По актам испыта­

ний к/за им.Тельмана ка I га условной пахоты экономится 2 литра

89

дизтоплива.С мая 1977 г.по январь 1978 г.дизель А-41 на тракт-

ре ДТ-75М в Павлодарской МИС проработал 1501 ч. Торможения мм

проводились после 500 и 1046 ч: на режиме ком удельный эф; 1 тивный расход топлива (§е) составил соответственно 178 и Гл

(при ФП с 8р=2-3 мкм:бе=185 г/(элсч)),а на режиме максимально|м

крутящего момента(М)-185 и 184 г/(элсч), т.е. по мере износи

распылителей снижался. Такие же данные были получены и в ла

бораторных условиях, когда на режиме при ФП §е со 183 сни

жался до 177,8 г/(элсч) при ФГК,а на режиме со 187 (ФП) до

180,9 г/(элсч) при ФГК. При этом улучшение экономичности проис

ходит как от полного устранения слива топлива на землю,так и от

улучшения ПВ(растут Рвпр и сокращается ЭВ). Эти данные подтвер

ждаются 800-часовыми заводскими испытаниями на АМЗ, рядовыми

эксплуатационными испытаниями ТС с ФГК на дизелях А-41 и А-01М

в течение 5000-6000 ч в подшефных хозяйствах АМЗ. Устранение

слива топлива на землю и внедрение ФГК в производство были

включены в мероприятия (утвержденные Минтракторосельхозмашем и

согласованные с "Союзгоссельхозтехникой" 06.06.1977 г.)по повы­

шению технического уровня и качества дизелей А-41 и А-01М с

целью доведения их конструкции до требований высшей категории

качества. Работы по ФГК были включены в план Минсельхозмаша на

1979 г.по проблеме"Внедрение комплекса мероприятий,обеспечиваю-

щих ресурс работы форсунок 8000-10000 ч с заменой распылителей

не ранее 5000 ч на дизелях: СМД-14Н, Д-240, СМД-60, Д-85Н.АМЗ и

ВТЗ".В этой связи следует отметить,что механизаторы констатиро­

вали (во время установки нами ФГК на эксплуатируемые дизели),что

они зачастую не могут собрать один комплект из 4 и 6 распылите­

лей из 20-30 новых (выполняемых при ФП с малыми бр для уменьше­

ния слива топлива на землю) в результате прихватывания иглы при

сборке ФП опять же из-за малых Ср. Согласно акту внедрения АМЗ

от 1981 г. ГЭЭ только от экономки металла при ФГК составил уже

324988 руб. в год. В своем отзыве от 30 июля 1982 г. начальник

отдела внедрения новой техниюГКазгоскомсельхозтехники" В.Н.Ва­

сильев на основании полученных в эксплуатации данных по эконо­

мии топлива,упрощения ФГК,снижения загрязнения окружающей среды

считает целесообразным и необходимым принятие решения о внедре­

нии ФГК прежде всего в сельскохозяйственном производстве.По ак­

ту внедрения Павлодарского облсельхозуправления от 1983 г.в об­

ласти имеются 3459218 га пахотной земли и только при однократ-

90

пой вспашке этой земли экономится 6918436 л или 5769976 кг диз­

топлива (7т=0,834 кг/л), что при цене' 70 руб. за тонну ЭЭ ссс-

ТВВИЛ 403898 руб. В письме N179 от 18.12.1986 г.начальника АТК-

;:1 (М-М.Белоконь) треста Мособлстройтранс Главмособлстроя при

Мосгорисполкоме на имя ректоров МВТУ и ПКИ сообщается, что ТС с

ФГК, разработанной и усовершенствованной ПИИ совместно с МВТУ,

переоборудован 8-ми цилиндровый У-сбразный дизель ЯШ-238 авто­

мобиля МАЗ-500,который проходит рядовые эксплуатационнные испы­

тания с 23 октября 1986 г. на АТК-21, что переоборудование осу­

ществлено из деталей эксплуатируемой ТС путем полного устране­

ния ССТ под руководством и с непосредственным участием предста­

вителей МВТУ (Ю.В.Миртов) и 1МИ (А.К.Каракаев),что наряду с уп­

рощением ТС, ее монтажа и демонтажа улучшается тяговая характе­

ристика автомобиля при нормальном запуске двигателя, что преи­

муществом ТС с ФГК с новым рабочим ПВ является также возмож­

ность укомплектования ФГК распылителями с повышенными 6р и ИР,

которые обычно выбраковываются из-за резкого возрастания слива

топлива через ИР, что при использовании ИР с повышенными бр

уменьшается закокосовываемость СОР,улучшается гигиена труда ме­

хаников и водителей, повышается пожаробезопасность автомобиля и

мастерских,что целесообразно продолжить сотрудничество с целью

использования на практике разработки МВТУ и ПИИ. При установке

ФГК на дизели семейства КамАЗ только из-за экономии материалов

ЭЭ составляет сЕыше 25 руб (в старых ценах) на I дизель.

ТС с ФГК и РНК с малыми 5рэ=0,5;1,5 и 3 мм (а.с. СССР:

1201543 и 1416736 и патенты РК: 977,980) позволила интенсифици­

ровать ПВ даже при уменьшении Р,рэп со 17,5 до 6-10 МПа и

полностью устранить тлевшую место сильную вибрацию дизеля при

серийной ТС с ФП на ХХ,МНЧ,но самое главное преимущества в том,

что происходит автоматическое саморегулирование ПВ в зависимос­

ти от режима работы двигателя,повышая ЭЭЭП. Существенно повыша­

ются ЭЭЭП дизеля в широком диапазоне режимов с ТС, в которой НП

каждой форсунки сообщена через обратный клапан с ЛВД любой дру­

гой форсунки согласно порядку работы ТНВД и дизеля/а.с. СССР N

П34757/.Разработаны простейшие способы и устройства для отклю­

чения части цилиндров на XX, МНЧ, например,/7/,заключающиеся в

том, что на отключаемые цилиндры установлены ФГК. и в соответ­

ствующие секции насоса - ГНК, что позволяет при малых из-за

ГЗИ ФГК отключать эти цилиндры, резко повышая экономичность и

91

уменьшая износ дизелей и машин. Анализ конструкций ТС дизели и

различных назначений показал,что эффективное использование фгк

возможно не только на дизелях автотракторного и строительно

дорожного назначений, но и на дизелях других типов, в том число

и на дизелях с высоким наддувом.

На конференциях в Москве, Ташкенте, Харькове, во Владимир!1

отмечалась практическая целенаправленность исследований по ТС >•

ФГК,готовность ее для внедрения в производство,причем работа пи

ТС с ФГК характеризовалась как новое перспективное научное на

правление в области упрощения конструкции ТС и совершенствова

ния ПВ в дизелях.Об этом свидетельствует и то,что изобретениями

автора заинтересовалась фирма "КоЬегЬ Воас1г"(ФРГ), поставляющая

ТС на 90% дизелей,выпускаемых фирмами стран Запада, т.е. во всо

страны мира, кроме стран СНГ. Целесообразно внедрение ФГК на

эксплуатируемые дизели в условиях Казахстана,переоборудуя их ТС

с ФГК из деталей штатных ТС с ФП.что может быть осуществлено в

условиях ремонтных мастерских. Это актуально в связи с тем, что

в Казахстане нет заводов по производству ТС для ДВС. У нас опыт

по переоборудованию эксплуатируемых дизелей ТС с ФГК имеется.

ЛИТЕРАТУРА

1.Каракаев А.К.Гидродинамика впрыскивания топлива:Доклад//

Проблемы коплексного развития регионов Казахстана .междуна­

родной конф.(Настоящий сборник).-Павлодар;1996.

2.Каракаев А.К. .Каракаев; А.А.Устойчивость работы форсунок:

Доклад// Там же.

3.Датчик для регистрации подъема иглы форсунки/А.К.Карака­

ев, А.А.Дамер.Ю.П.Макушев,Л.П.Музыка//Там же.-1974.-N49. -С.4-7.

4.А.с.1086206 СССР,ШИ Р02М 65/00.Устройство для определе­

ния давления начала впрыскивания топлива/А.К.Каракаев ,}

Б.М.Кривенко и З.М.Ройфберг.-б с.//Б.И.-1984.-N14.

5.А.с.1837117 СССР.МКИ Р02М 65/00.Способ определения угла

опережения начала подачи топлива/А.К.Каракаев и Б.М.Кривенко.

-8 с.//Б.И.-1993.-N32.-1.!.

6.Оптимизация параметров впрыска в дизелях автоматическим

регулированием давления начала открытия иглы форсунки/С.Г.Рога-

нов.А.Н.Крылов,Ф.И.Пинский,А.В.Башкин и А.К.Каракаев//Известия

ВУЗов.Машиностроение.-1973.-N4.-С.94-98.

7.А.с.1825884 СССР.МКИ Р02Б 17/02.Двигатель внутреннего

сгорания/А.К.Каракаев;ПШ.-8 с. //Б.И. -1993.-N25.

92

РАЗРАБОТКА НА КОМПЬЮТЕРЕ ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА

И АНАЛИЗА СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (САР) .СОСТОЯЩЕЙ ИЗ ДВС

И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА (АР)

А.К.Каракаев, Е.В.Кауров

Последовательность и алгоритм расчета и анализа стати­

ческих и динамических свойств двигателя, всережимного АР и

САР, состоящей из двигателя и АР, приведены в работе /I/, а

реализация на компьютере инженерных методов расчета их - в

дипломном проекте /2/. Статический расчет двигателя включает

в себя расчет характеристик даигателя и потребителя с по­

строением их на компьютере (рис.1); затем определяется

фзктор устойчивости двигателя на номинальном режиме. При

динамическом расчете двигателя как регулируемого объекта

рассчитываются, строятся и анализируются переходные процессы

двигателя при ступенчатом воздействии на орган управления,

рассчитываются и строятся вещественные, мнимые, амплитудные,

фазовые и амплитудно-фазовые частотные характеристики дви­

гателя. В . разделе учебно-исследовательских работ анали­

зируется влияние времени двигателя (Тд) и коэффициента

самовыравнивания двигателя и потребителя (Кд) на выше­

названные частотные характеристики двигателя. Пример постро­

ения амплитудно-фазовой частотной характеристики по резуль­

татам расчета приведен на рис.2.

Далее производятся расчет и анализ свойств всережкмного

АР прямого действия, определяются основные размеры автома­

тического регулятора, строятся его основные статические и

динамические характеристики. Исследуются четыре типа регу­

ляторов (рис.З), которые находят применение в ДВС различных

назначений. Рассчитываются его переходные процессы (рис.4)

при разных значениях Бремени регулятора (Т ),степени нерав­

номерности (б) и Бремени катаракта (Тк), откуда видно, что с

уменьшением времени катаракта длительность переходного про­

цесса возрастает.

Далее производятся расчет и анализ системы автомати­

ческого регулирования на основании расчетов даигателя и АР,

93

где определяются регуляторные характеристики двигателя при

разных положениях органа управления, включая крайние поли

жения, которые наносятся на график внешней скоростной харак

теристики двигателя и потребителя (рис.1). Рассчитываются и

строятся зависимости степени неравномерности и степени не

чувствительности от регулируемого скоростного режима. Ди

намический расчет САР выполняется в следующем порядке: опре

деляются коэффициенты дифференциального уравнения на номи

нальном режиме, критерии подобия, характеристические точки

наносятся на диаграмму Вышнеградского для оценки характера

переходного процесса. Оценивается методом Рауса-Гурвица ус­

тойчивость работы САР, двигателя и АР.

Программа написана на языке программирования высокого

уровня ТигЬо Разса1, занимает 140 кВ на магнитном носителе,

для работы необходимо наличие свободной памяти в 200 кВ.

Программа предназначена для работы на ЭВМ типа 1ВМ РС ХТ/АТ

и 1ВМ-совместимых копмьютерах, тип монитора ЕСА/7СА/ЗУСА.

Вывод на печать результатов и графиков предусматривает

наличие печатающего устройства с системой команд управления

типа Ерзоп РХ-800/РХ-1000. Программа работает в графическом

режиме, используемый формат вывода для печати - А4. В про­

грамме дается методика пользования ею, которая будет ос­

вещена в докдаде. Результаты работы могут быть использованы

не только студентами при выполнении контрольных и учебно­

исследовательских работ, но и инженерами при расчете и про­

ектировании систем автоматического регулирования.

ЛИТЕРАТУРА

1.Каракаев А.К. Методические указания к выполнению кон­

трольных работ (домашних заданий) и учебно-исследовательских

работ по дисциплине "Автоматическое регулирование и управле­

ние двигателей внутреннего сгорания" для студентов специаль­

ности 15.01.-Павлодар:ПИИ,1992.-33 с.

2.Кауров Е.В. Разработка на компьютере программ инженерных

методов расчета и анализа статических и динамических свойств

системы автоматического регулирования, состоящей из двигате­

ля и автоматического регулятора:Диплоный проект/Руководитель

проекта А.К.Каракаев.-Павлодар:11ГУ им С.Торайгырова,1996.

-189 с.94

95

Рис

1.

Взаим

ное

протекание

характеристик

двиг

ател

я (М>

и потребителя

(Мс>

к

регаляторные

характеристики

двигателя

со

всережимным

АР

Рнс 2. Лип л\\ та дно-фаз о вне частотные характеристики двигателя

счсд ч *

с г сОООс с с ь— ►— н-I I I I I I

с с с0 0 0с с сПЗ ГО фэН РН м01 01 01 ООО

I I I I I I

лз го т-*-» -о-о 4->

------

------

- Тр

= Тр

пом

Ое

......

......

....

Тр =

Трпо

и О

е---

------

----

Тр =

Трпо

и О

е

:

Е11)

111: \

11 • \*: \1 \

:\

: ч '* ч

ч._

О ’ю 'о 'ю 'о ‘|П 'о Ю О 1/7 ш ч , '3, с о т м с ч н - < оо о о о о о о о о о

< ------------- |

98

Рис

4.

Переходные

проц

ессы

регулятора

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ КОНЕЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ (РВКИ)

В ИНВАРИАНТАХ КАРАКАЕВА

А.К.Каракаев

Справедливы сокращения и обозначения, принятые в/1-3/.

В гидро- и нневмолиниях машин и систем,включая ДВС и ТС, /

зависит от режима работы их, причем на XX,МНЧ / колеблется в

ПЦ,не достиная зачастую возможного / .На основе уточнений и

уточненных решений уравнений количества движений(УКД) и нераз­

рывности (УН) были получены новые закономерности(НЗ) НДСС /4,5/

по каналам с /=/(х,{).Уравнения этих НЗ НДСС при описании левых

частей(ЛЧ) их частными(ЧП) и субстанциональными(СП) производны-

мис учетом уточнений составляющих трения(УТС),что докладывалось

на/6/,будут следующими (6Р =с2Др):О о 1+Р о д о 1+Р о

— (вР. ± ср«г± — раг)+(ш±с)— (0Р.± сриг± --- риг) =дХ ± 2 дх - 2 р

й о 1+Р о с с Ар Э /=— (6Р ± сраг± — раг)=—а(х,Х)(с ± т соэ(а.х)* ю)-----------Л * 2 / д ^ дХ

с2рш 9 / ерш <9/ с3Ар 3 / 1+р , 3 / 1+Р--------- + ------- + -------- + ---- сриг— + ---(—==- +

/1 дх /1 дХ /1 ах /1 ах /1 Ах Иу

т а/ ш±с а ш2+ -^)Кбх— ♦ а г (1+р)т__-------- б_4 (1+р )р— (— ) , ( I )

бг1 у 6.Х * 2вг * дХ 2

где: Яу=01/(02+01) - коэффидаент регулирования и управления Ка-

ракаева/3/;о, и о+-ступенчатые управляющие функцки:о=1 при /=

сопз1;ау0 при Э/=0;а+=0;а_=1;д(хД)=аМд/Эх;Л?д и шд - массовый

расход и скорость дополнительного потока(ДП);соз(д,х)-косинус

угла между осями основного(ОП) и ДП;р-поправка Кариолиса на не­

равномерное распределение скоростей в УКД через среднее ю и р;

аРм/Эх=д(х,{')(шдсоз('<7,х.)-ш);Рм-сила внешнего механического воз­

действия на поток (ВМВП); с = -ГК7р-местная скорость звука;

й=гж/(1+еКз(/Е)-приведенный модуль упругости;Хж,Е-модули упруго­

сти жидкости и материала трубы; е=Т)/1\; 2),?г-внутренний диаметр и

толщина стенок трубы.Верхние знаки(±) или(+) относятся к волнам

сжатия (В+ ),а нижние-разряжения(В_).если же перед членом имеет­

ся только один знак(+) или (-),то он относится к обеим В±,что

справедливо и в дальнейшем.Остальные обозначения известны/1-3/.

Заменяя в правой части(ПЧ) дх=±скХ, после преобразований

99

получаем при описании ЛЧ(1) в ЧП:Г 9 ± 2 К ± 2Л. 91 2А +

— В = -- ----- -; АВ = ------- - ---(2)пад 2 ± ю/с М пад 2 ± ю/с А1 2 ±ю/с

. 2А. Дха при замене 3*=Дх/±с: АВ* = --------- , (3)

°ад ш ± 2с Д{

где: 4±=2?*+?±; ?*=•— - (хД)(с ± юдсоэ(д,х)+ ю);

ДГ . 1+Р 1 I 1+р -г -г

?+=---(Впал+т)-°Г --- тпх — : т= — ( + — >+ ^ пад 2 2бг 2 Дх2у Сг1 у

Р-=- — (В"ад-т+(1+Р)раЯ)+а;Г — - 2(1+р)ршДш.

1 1 ^ г

г а ± 2л+ ахПри описании ЛЧ(1) СП: —В” = — ; АВ = 24+— , (4)

•)сй пад А* пад ±АГ Дх Дх 24+ Дх 24.

а при замене сй=— и далее Д?=— : АВД_ = --------=----— .(5 )ш+с ±с ± с Д( 1 ± ю/с

В(2,4) падащие на стык волны Вад=(бР+ ± срш2±(1+р)рш2/2, (6)

а их ударные разрывы (УР±) на стыке равны:

ДВцад=ДР*т± срДш±(1+р)ршАш; ДВттяд=АРПФ± срДш±(1+р)ршДш, (7)

откуда при внезапном торможении потока (/2=0; Д/=-/1 ):

пад ст* срш1?(1+р)рг4; АВ ад=ДРт? срю^О+Р) . (8)

где: АРст(ЛВпад) и йот(ЛВ1гад5“скачки Давлений (волн) на сты­ках каналов при описании ЛЧ(1) соответственно ЧП и СП.

2 Р 2?При отсутствии ДП и ВМВП: ДВ* =---, (9)

пад 2±ш/с (1пад 1 ±й)/с

откуда при ш«с: ДВ*ад=Р±; АВ ад=2?±=2ДВ*ад, (10)

подставляя куда значения Р+(3) при /2=0(Д/=-/1; К =1; аг=0):

ДВ+Т =В+ +т; ДВ~Т =В~ -т;+3(1+Р)рш?; ДВ^Т =2ДВ±Т . (II) пад пад ’ пад пад ' ^ 'г 1 ’ йпад пад ' '

С учетом (6) и (8):ДР =с2Др±2срш1+1,5(1+р)рш ±'г; (12)

Дрйст=2л?сттсрш1?(1+Р)рш1 (13)Из (3) при НДСС по цилиндрической трубе (Д/=0;о =1) следуют

Р+=Р+Ц=* С1+Р ) ■ (4вг) Р_=?-ц=* С1+1Р) ' ( 4бг )-2С1+р)ршАю,., (]1.4)откуда при торможении потока (и>2=0;/2=0).учитывая(8,10).получаем

1+0 Т/АР ц=±сра»1 + (1+Р)ра<2± - -хпа;А Р ^тц-2АР^ц±ерю1 + (1+р)рв .(15)

резко отличающиеся от(12,13), т.е.торможении потока с ?=сопз1 и

/=/(х,{) получаются совершенно разные результаты.Следовательно,

при торможении потока НДСС по цилиндрической трубе необходимо

100

решать общее уравнение(3) с условиями торможения.

С точки зрения теории,как отмечает акад.Л.И.Седов/7/, све­

дение дифуравнений(ДУ) в ЧП к обыкновенным (ОДУ) - это уже боль­

шое достижение, позволяющее получить численные решения более

простыми методами, причем возможность такого сведения для новых

функций-представителей чрезвычайно упрощает задачу с математи­

ческой точки зрения и в ряде случаев позволяет находить точные

аналитические решения,кроме того,они представляют собой те пре­

делы,к которым асимптотически стремятся ДУ в ЧП- В нашем случае

АВад значительно больше АВ*дд, а при ю*с ЛВ ад=2АВ*ад,увели­

чиваются и составляющие трения, причем (1-12) получены с учетом

НЗ УСТ, например,/3/.

При рассмотрении структуры фронта ударной волны (ФУВ) на

уровне сильного межмолекулярного взаимодействия (УСМВ) получены

/8/ соотношения для оценки АТ и ширины кг ФУВ Р.-Р„ 1А(Р,-РП) 1гМп 1>п

дг=2» -Г =_!— 1— Я- или Ах (16)

СР Ро ро согде: М-число Маха на ФУВ;с0 и 00 - скорости звука в покоящейся

среде и ФУВ(й0>с0).Когда (^-1)«1(УВ малой амплитуды) предлага­

ется оценивать Ах~10/{Ыр-1),т.е. масштабом Дх служит длина сво­

бодного пробега молекул(10 ).причем ударный скачок АР во ФУВ ха­

рактеризуется резкой турбулизацией потока и с ростом ее умень­

шается Ах=1/Ке /9/,с -теплоемкость при постоянном давлении.

Когда ПЧ=0, из(1) следуют уравнения РВКИ в новых инвариан­

тах (НИ), названных автором инвариантами Каракаева(Ж).отличаю­

щиеся от инвариантов Римана(ИР)/10,9/. ИК(Й+) получаются из (I)

путем деления их на ср, когда ПЧ=0: дКуд1+№±с)дК±/дх=0, (17)

где К±=Р± т± (1+р)ш2/(2с); Р=Р/(ср),а при (3=0:К±=Р± т и?/(2с).

В ЛЧ стоят одномерные индивидуалные производные от К+,свя­

занной с точкой,движущейся вдоль оси х со скоростью {тс), и от

й_,связанной с точкой, движущейся вдоль той же оси со скоростью

(ш-с).Для изэнтропического течения идеального газа получено/11/: 2(с-сп) й-1 й+1 2 0,827

Р=--- --,с=сп±—ш;шс=±с„н--а»; 1-1. =----- гг—Г=—V—ГГ*( )*-1 0 2 0 2 “ 1 (Й+1)ш1 (хт) 1ы1(хт)1

а для изотермического НДСС/4/: Р=2(с-с0 );с=с0± /2;ш±с=+с0+1,5ш;

^ . , = - 1 / ( 1 , 5ш- (хт ) )= 1 /(1 ,5 |ш 1' (Хт ) | )= 0 ,6 7 /|ш 1' (хт ) | . (19 ) в которых (^00-41)-промежуток 1 с абсцииссой х=хт, по истечении

которого распределение скоростей с максимальным по абсолютной

величине уклоном |и>.| (хт)| при В+ перейдет в скачкообразное рас­

101

пределение, соответствующее образованию УВ+.

Как известно/10,9,II/,в отличие от малых возмущений в слу

чае РВКИ в ИР скорости (тс) не одинаковы для В+ и В_, причем

РВКИ может происходить при помощи простых волн,если один из К,

постоянен во всей области течения,для чего достаточно, чтобы он

был постоянен в момент (=10 - Пусть постоянен К_. Тогда, полагая

Р=Р0 при ш=0,будем иметь во всей области течения и в любое 1:

Р-ш-ш2/(2с)=сопз =0 или Р=ти-и/(2с). (20)

При постоянстве К+: Р+тиР/(2с)=сопзХ=0. , (21)

Подставляя Р(18) в (20), преобразуя и решая,получаем для изэн-

тропического течения,например,при РВКИ в ИК по газу для В+ :

с, ,2=(с0/2+(й-1)ш/4)±(с0^ ) /2; ш с >2= (22)

=(с0/2+(й+3)1У/4)± (с0^ ) / 2 ; ^ = 1 + (й-1 )ш/с0+ ((к2+2к-3 )/4) (г/с2 ),

а при ш«сп(И*=0):° 8 к-1 к+3 к-1 к+3

с1=с„+— ю; шс.=сп+---ш; с0=— ю; ая-с0=— ш=1,1ш. (23)4 4 2 4 4

Подставляя Р (18) в (21),получим РВКИ в ИК для В_:

с1 >2=(со/2-(&-]:)и)/4)±(Со'Г0)/2 ; «ь-с1>2= (24)

= (-0 2+ (&+3)а>/4)? (с0-Г )/2;1);=1-(й-1 )ю / с0+ ((й2-6й+5)/4) (щ2/с2 ),

а при ш«с0 (1Г=0):

й-1 й+3 к-1 й+3с.=сА-----ш; ш-с.=-сп+---ш; с0=— ш; иьс„=— ш=1,1а;. (25)

4 4 4 4Подставляя Р(19) в (20), при РВКИ в ИК для изотермического

НДСС и для В+: с1 2= (с0/2+ш/4)±( ) / 2 ; (26)

т с1 2=(с0/2+5ш/4)±(с01ц )/2; П =1+ш/с0+(5/4)(ш2/с2 ), а при

ю«со(В*=0): с1=с0+ш/4;!м-с1=с0+5ш/4;с2=с0+ш/4;аи-с2=5ш/4. (27)

Подставляя Р(19) в (21), получим при распространении В_:

С1,2=( с0/2-10/4) ± (С0-ГБ) /2; (28)

иьс1 2= ^ сО/2+5ш'/4'^ сО-’ т,/2; Вт=1_ш/с0~ (3/4) (ш2/ ^ ), а при

ш«с0 (0~=0): с1=с0-ш/4;ш-с1=-с0+5ш/4;с2=с0-гу/4;ш-с2=5ш/4. (29)

При РВКИ ИК для изэнтропического и изотермического НДСС:4 0,909 4 0,8

-------- *---- = “ *----- ; ^ 1 = ---- ?---- = — ----- : (30>001 (к+3)юТ(хт) \юТ(хт )\ 001 5шг(хт) ^ ( х ^ ) !

Большой практический интерес представляет РВКИ в газожид­

костной среде или смеси(ГС), например, в воде или топливе,насы-

102

щенной пузырьками воздуха, процессе образования которой носит

название барботака,причем р„„=ар + (1-а)р .где р_ и р - удельныеС1Л Г Б Г Ж

плотности газа и жидкости; а, (1-а) -их объемные концентрации в

ГС.На практике рекомендуется пользоваться полученной из формулы

Вуда приближенной формулой для скорости звука в ГС: с =

=Р/(а(1-а)рж),а по аналогии с(18)или(19) могут быть определены:

р =2(с -с _)/(2е—I) или р =2(с -с ~). (31)ксм ' см- с м О " у ' ^см 4 см смО' , ' '

Согласно теории РВКИ в ИР(18,19) уклон кривей |ш(д: )| при

В_ уменьшается и тенденция к образованию УВ_ отсутсвует. Значе­

ния параметров НДСС при РВКИ в ИК(20-30) отличаются от парамет­

ров в РВКИ в ИР, но самое главное отличие заключается в том,что

имеют место две с,т.е. с1 и с2 ,при Б+, значительно отличающиеся

от с(18-19) и друг от друга, причем при гу«с0 как для изэнтропи-

ческого(23,25), так и для изотермического (27,29) НДСС (а>2+с2 )=

=(ш2-с2 ), из чего следует очень важный и замечательный по своей

физической сущности вывод о возможности образования УР_ и при

распространении В_. Ранее было получено(10), что УР_ образуются

при обеих В по мере расширения канала, стремящегося к со при

/2=оо, т.е. при выходе обеих В± на свободную поверхность (в ат­

мосферу), причем, что очень важно, УР+ возникает не только при

больших ш.но и при ш«с0.Глубокие УР_,стремящиеся к со,могут быть

именно при распространении В_(2,3,5).причем АБпад=оэ при ш/с=2 и

АБддад при т/с=1.Таким образом,УР_ образуются не только в ве­

ществах с аномальными свойствами/12-14/, на основе которых было

открыто неизвестное ранее явление образования УР_/15/,заключаю­

щийся в том,что в УСМВ, приводящего к уменьшению с с ростом Р,

область разженеия распространяется в виде УВ_.Следовательно,УВ±

можно конструировать подбором конструктивных параметров проточ­

ных частей машин и их систем, а также управляя и регулируя / по

х,{. Рассмотрение РВКИ в ИК характеризует более точно и логично

величины Вддд.ДВцадйпад’ чем в±=в?±Р!у2 РВКМ в причем при отражении волн от стыка, например,между колодцем (/ ) и СОР

(/ ) резко увеличивается площадь (/к>/с)■ в результате чего из

жидкости выделяется растворенный в ней воздух, а также через /с

интенсивно засасываются газы из цилиндра, что позволяет более

обоснованно объяснить механизм закоксовывания СОР и отрыва соп­

ловых наконечников распылителей,особенно в насос-форсунках.

ЛИТЕРАТУРА

I.Каракаев А.К.Гидродинамика впрыскивания топлива:Доклад//

103

Проблемы комплексного развития регионов Казахстана:Тр. Мекдуня

родной конф. (Настоящий сборн.) .-Павлодар, 1996.

2.Каракаев А.К..Каракаев А.А.Устойчивость работы форсунок :

Доклад//Там же.

3.Каракаев А.К. Даракаева А.А.Уточнение члена,учитывающего

касательные напряжения трения (т ) при неустановившемся движо-

нии сплошной среды (НДСС) по каналам с переменными по х,1 сече-

ниями:Доклад//Там же.

4.Каракаев А.К.НеустановиЕшееся движение сплошной среды в

трубах с переменным по времени и координате сечением//Известия

ВУЗов.Машиностроение.-1988.-N5.-С.142-148.

5.Каракаев А.К. Неустановившееся движение сплошной среды

при наличии дополнительного потока//Там же.-1988.-N4.-С.72-77.

6.Каракаев А.К.Совершенствование процессов впрыскивания на

основе физико-математического моделирования//Актуальные пробле­

мы машиЕостроения:Тр.Респ.конф.по проблемам машиностроения Ка­

захстана на этапе перестройки.-Алма-Ата:Наука, 1989.-С.236-238.

7.Седов Л.И.Механика сплошной среды.-В 2т.-М.:Наука,1970.

8.Зельдович Я.Б.,Райзер Ю.П.Физика ударных волн и высоко­

температурных гидродинамических явлений.-М.:Наука,1966.-688 с.

9.Заславский Г.М.,Сагдеев Р.3.Введение в нелинейную физи-

ку:От маятника до турбулентности и хаоса.-М.:Нзука,1988.-368 с.

10.Металл В.ИеЬег Й1е РогЬрХапгшб еЬепег ЬиИдаеПеп уоп

епйИсЬег 5сНет1п8ивд№е1зе. -Соипдеп: Б1е1;ег15с11е ВисЬНапсИилз,

1860.-25 3.

Н.Лойцянский Л.Г.Механика жидкости и газа.-3-е изд.,пере-

раб. и доп.-М.:Наука,1970.-904 с.

12.Зельдович Я.Б.О возможности ударных волн разряжения//

ЮТФ.-1946.-Т.16.-Вып.4.-С.363-364.

13.Обнаружение ударной волны разряжения вблизи критической

точки жидкость-пар/Зельдович Я.Б., Кутателадзе С.С., Накоряков

B.Е. и др.//Вестник АН СССР.-1983.-N3.-0.3-8.

14.Иванов А.Г.,Новиков С.А.,Тарасов Ю.И.Откольные явления

в железе и стали, вызванные взаимодействием ударных волн разре-

жения//ФТТ.-М.-Л.:АН СССР.-1962.-Т.IV.-Выл.I. -С.249-260.

15.Явление образования ударных волн разрежения. Открытие

СССР N321 по заявке 0Т-Ю012 от 30.01.79/ 0Т-10353 от 31.10.80/

А. Г. Иванов, С. А. Новиков, Ал. А. Борисов, Ан. А. Борисов, Я. Б. Зельдович,

C.С.Кутаталадзе и В.Е.Накоряков//Б.И.-1987.-Н29.

104’

УЛУЧШЕНИЕ РАБОТЫ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГА­

ТЕЛЯ ПРИ ГЛУБОКОМ ДРОССЕЛИРОВАНИИ

Е. К. Ордабаев

Как известно, в городах с интенсивным транспортным дви­

жением автомобильные двигатели большую часть времени эксплу­

атируются на режимах малых нагрузок, холостого и принудитель­

ного холостого хода (.ПХХ), отличающихся крайне неблагоприят­

ным условиями с точки зрения топливной экономичности и ток­

сичности отработавших газов. Например, работа карбюраторного

двигателя на ПХХ сопровождается непроизводительны!® затрата­

ми, увеличенным расходом масла и выбросом углеводородов в

атмосферу, известные средства не решают проблем ПХХ в ком­

плексе и полной мере.

В этой связи заслуживает внимания подход к улучшению

экономических и токсических показателей карбюраторного дви­

гателя, основанный на использовании решркуляшш отработавших

газов на режимах глубокого дросселирования. До настоящего

времени этот метод рассматривался специалистами в основном

как способ уменьшения выброса окислов азота при работе дви­

гателя с повышенными нагрузками.

В условиях ПХХ карбюраторный двигатель можно переводить

на полную рециркуляцию, т.е. на замкнутый никл газообмена,

поскольку при торможении автомобиля двигателем последний пе­

рестает быть силовой установкой и развивает тормозной момент.

.Благодаря этому предотвращается выброс вредных веществ в ок­

ружающую среду, а разрежение во впускном трубопроводе и ци­

линдрах снижается до величины, исключающей подсос масла и

топлива. Разработанная для реализации этой идеи система ре­

циркуляции отработавших газов работает следующим образом.

Режим ПХХ обнаруживается как работа двигателя при зак­

рытой дроссельной заслонке карбюратора с частотой вращения,

превышающей некоторую заданную. При этом цепь I (рис.1) зам­

кнута датчиками 5 и 6, по ней проходит максимальный ток, в

результате чего устройство 4 переводит клапан 2 в открытое

положение для полной рециркуляции газов. Поскольку впускной

трубопровод сообщается с открытой выпускной системой двига­

теля, то разрежение в нем уменьшается до минимума и поступ-

105

Г°\

Рис.1. Схема системы рециркуляции отработавших газов:

I - рециркуляционный канал, 2 - клапан рециркуляции, 3 - впускной трубопровод, 4 - магнитоэлектрическое устройство,5 - датчик частоты вращения, 6 - датчик положения дроссель­ной заслонки, 7 - дроссельная заслонка карбюратора, 8 - блок управления, I и II - электрические пепи управления.

ление топлива и масла в цилиндр прекращается. При снижении

частоты вращения ниже заданной датчик 5, а при переводе дви­

гателя в режим нагрузки датчик 6 размыкают электрическую пепь

I устройства 4, которое полностью закрывает клапан рециркуля­

ции газов.

При работе двигателя под нагрузкой сила тока в цепи II

магнитоэлектрического устройства плавно изменяется блоком уп­

равления 8 (например, реостатным датчиком) в зависимости от

величины управляющего рециркуляцией сигнала либо совокупности

сигналов. Такими сигналами могут служить степень открытия

дроссельной заслонки карбюратора, изменение разрежения во

впускном тракте, изменение температуры газов и т.п. Соответ­

ственно устройство 4 открывает клапан 2 на определенную вели­

чину для частичной рециркуляции отработавших газов с целью

106

уменьшения выхода окислов азота, данная система имеет патент­

ную зашиту (а .с . СССР гё 1502872).

Ухудшение показателей карбюраторного двигателя на малых

нагрузках и холостом ходу связано главным образом с количес­

твенным регулированием нагрузки путем резкого изменения мас­

сового наполнения цилиндров. Для уменьшения несоответствия

между неизменным рабочим объемом двигателя и переменной наг­

рузкой применяют метод выключения цилиндров. Однако групповое

выключение цилиндров не отвечает плавному изменению нагрузки,

а продувка выключенных цилиндров наружным воздухом приводит к

нарушению теплового режима в них и росту потерь на трение.

Поэтому эффективным представляется индивидуальное выключение

цилиндров по мере снижения нагрузки с сохранением теплового

режима и изоляцией их от окружающей среды. Это возможно при

полкой внутренней рециркуляции газов с высокой температурой,

которую можно осуществлять следующим образом (рис.2 ) .

Рис.2. Схема устройства индивидуального выключения цилиндров*карбюраторного двигателя:

I - цилиндр, 2 - впускной патрубок, 3 - выпускной патрубок, 4 - перепускной клапан, 5 -электромагнит, 6 - микровыключа­тель, 7 -дроссельная заслонка карбюратора.

107

Перепускной клапан 4, управляемый электромагнитом 5,

находится в положении рециркуляции А, если ток в цепи элек­

тромагнита отсутствует, а при включении его - в положении г,

соответствующем нормальной работе цилиндра. Такое устройство

имеют всё цилиндры двигателя, за исключением одного или двух

постоянно работающих. В режиме холостого хода дроссельная

заслонка 7 доводится до упора (положение 0) и электромагнит

выключаемых цилиндров с помощью мккровыключателей 6 обесточк

ваются. Следовательно, клапан 4 перекрывает впускной натрубпи

2 со стороны карбюратора и сообщает его с выпускным патрубком

3 того же цилиндра,обеспечивая внутреннюю рециркуляцию газо)'.

Поступление топливовоздушной смеси в цилиндр прекращается кик

вследствие перекрытия впускного патрубке, так и резкого умень­

шения разрежения в нем благодаря полной рециркуляции газов.

По мере увеличения нагрузки привод дроссельной заслонки

посредствоммикровыключателей 6 постепенно (положения 1,11,111)

включает электромагниты 5 , в результате чего перепускной кла­

пан очередного цилиндра переводится в положение Б, прекращая

в нем рециркуляцию газов и открывая доступ свежему заряду.

При полной нагрузке работают все цилиндры двигателя.

Описанный способ более эффективен в отношении работы

двигателя с выключенными цилиндрами и, очевидно, улучшает его

токсическую характеристику. Можно также ожидать облегчения

пуска двигателя в зимнее время при рациональном сочетании

условий пуска с внутренней рециркуляцией газов. Способ защи­

щен авторским свидетельством СССР & 1747727.

Таким образом, применение известного метода рециркуляции

отработавших газов на режимах глубокого дросселирования карь

бюраторного двигателя вполне возможно и позволяет получить

существенный эффект в отношении топливной экономичности и

сокращения вредных выбросов, что однако требует некоторых из­

менений в конструкции двигателя и организации рабочего про­

цесса, в частности, газообмена.

108

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ С ВЕТВЯЩИМИСЯ ШТОКАМИ

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПРОИЖОДСТВЕ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВНУТРЕННОП) СГОРАНИЯ

Т.Ш.Баймагамбетов

Обследований моторостроительных заводов(ВАЗ,КаМАЗ и др)

показали,что при производстве блоков цилиндров ДВС,корпусов

топливных насосов,головок цилиндров и других корпусных дета­

лей широко применяются автоматические линии со сложной стру­

ктурой. Все линии построены из агрегатных станков с различ­

ным числом участков, с ветвящимися потоками и различной вмес­

тимостью накопителей. Традиционная технологическая последо­

вательность производства корпусных деталей этого класса сле­

дующая: группа фрезерных работ,черновая расточка отверстий

под цилиндры в блоках,сверлильные и резьбонарезные работы ,

чистовая обработка отверстий и их хонингование, контрольные

операции.Деление линии на участки может выполняться как,по технологическим признакам,так и в зависимости от степени

надежности станков.

Одной из существенных особенностей автоматических линий

этого типа является их многопоточность.Участки многопоточной

линии могут работать с оптимальным или близкими к оптимальным

режимами резания.Рассмотрим , кек будут изменяться параметры

надежности участков эквивалентной однопоточной автоматической

линии.Предстагим сблокированную часть автоматической линии

( жесткосблокированная автоматическая линия или разветвленный

участок расчлененной линшОсостоящую из т потоков.

Система, состоящая из сп потоков, может находиться в

следуют их состояниях:

Есе потоки в работе:

один из потоков в состоянии отказа, а остальные

в работе;

отказали ^ потоков,а т- потоков в работе;

отказали все т потоков системы.Процесс функционирования такой системы относится к простым

Марковским процессам.

109

Представим перехода системы в различные состояния в Еиде

графа, в которой верхние дуги., соответствуют отказам системы,

а нижние их восстановлению.

Для такой системы вероятность того, что одновременно

^ потоков находятся в состоянии отказа, а потоков в

состоянии работы определяется по выражению

П - 3-Ц -г){}'-<) ■■■Ун, р

‘ / ^ (/Ч) ЛГ»Ч) Ц-2)---Ч )- интенсивность перехода системы из состояния

в состояние ]' ,<?

- интенсивность перехода системы из состояния ^

в с о с т о я н и е .

- вероятность того,что все элементы системы на­

ходятся в работоспособном состоянии.

__________________ 1__________________ '

1 -/■ 7(т-!)т ,,, 2ц ^ з г - ^ 2 1 ''' № 2.1 2

Если каждый поток имеет одинаковые удельные простои В- ^ и

систз.*. 1 не ограничена в восстановлении,т.е. система восстанав

-ЛвЕ-аэтся без ожидания наладчиков,то вероятность Р1 определя­

ется по формуле

п ____________________________1___________________ ?

П ' ЧЛ>Я 4. 4/Я.}** + т(т-1)...(т^41)/ъМ ,/<? 1 После ряда преобразований получщ.

_у

' ' ~ Т Т Т Т ч ^

На основе аналогичных допущений

Р ^ г п '^ У Ч , , Р„ = гг,@- Г'р, .

Производительность эквивалентной однопоточной линии

^ 1^ ~ ' 1+Яэь1 ;где Т д л и т е л ь н о с т ь рабочего цикла эквивалентной

однопоточной линии,

В - удельные простои эквивалентной линии

гае

Л а - о

4

110

Производительность эквивалентной линии определяется через

вероятности состояний системы

= — Р ■+ п,~> Р + + ® ~ * Р + , + ~ РЦ г& б Г ц г * Гч г г * " ’ 7ц V Тч •Подставив в эту формулу выражения вероятностей состояний

системы и произведя преобразования,получим

1

Так как справедливо равенство

1 . / _ П.> _ _ ^

7 ^ ? ^ 1 ■+&}*.(, 7~ц / ’ + 2-. >

то следует

Т , = -2*- /Зае^ - %-‘ ц гиб П) ) ^

Следовательно, многопоточную линию с неограниченным вос­

становлением можно в расчетах заменить эквивалентной

однопоточной , у которой длительность рабочего цикла

равна циклу линии , уменьшенной в гт> раз, а величина

удельного простоя эквивалентной линии равна удельным

простоям одного потока.

Проведенные обследования действующих линий,расчеты

и моделирование многопоточных линий на ЭВМ показали,

что относительная ошибка не превышает 1- 5 I .

Предложенная методика может быть использована в инже­

нерных расчетах на стадии технического предложения и при

проведении эксдертно- оценочных работ технических и

рабочих проектов.

РАСЧЕТ ЛИТНИКОВОЙ 'СИСТЕМЫ С ФИЛЬТРОМ

М.М.Суюцдиков

В настоящее время для литья ответственных деталей все

чаще применяют технологию фильтровальной очистки расплава в

литниковой системе с помощью специальных высокоэффективных

фильтров. Исследования гидравлической характеристики фильт­

ров показали, что при равной проницаемости площади (т.е.сум­

марной площади отверстий) в зависимости от диаметра отверстий,

частоты расположения и состояния их входной кромки, гидравли­

ческое сопротивление фильтров могут сильно отличаться. С нали­

чием дополнительных особенностей конструкции(например, конус­

ности отверстий, извилистости каналов, шероховатости стенок

пор и .т .д .) . эта разница усиливается еще больше. Пренебреже-

, нив этими положениями могут привести к ошибкам в расчетах

литниковых систем с фильтром.

Путем гидравлического моделирования установлено, что все

существующие фильтры для очистки металлов в литниковой систе-

. ме вызывают потери напора пропорционально нвадрату скорости

потока, что свидетельствует о турбулентном характере течения

в отверстиях и порах. Были определены коэффициенты сопротив­

ления фильтров, необходимые для гидравлических расчетов.

Данные модельных опытов позволяют научно обоснованно

расчитать размеры фильтров и в зависимости от них - размеры

литниковой системы.

Рассмотрим два случая использования данных наших-экспе­

риментов.

Первый случай - когда фильтр устанавливается в действую­

щую литниковую систему и требуется сохранить прежний расход.

После установки фильтра в литниковую систему необходима

последующая корректировка размеров питателя так,чтобы прежняя

скорость заливки сохранилась без изменений и форма запаешлась

в заданное гремя.

Для решения этой задачи составляем уравнение полного на­

пора в литниковой системе с фильтром

и — Л Ус2 . > + ёх.с 2% Ъ -лх 2 $

112

ЪУ~л<р(I)

'и в ситеме без фильтра * г

Н ~ Ъёх.сУд + ^с-лх~2 7 (2)

где, Н - полный напор в литниковой системе;

</<&'. е , 4с-лх, §<р7 <$// - коэффициенты гидравлического сопро­

тивления входа в стояк, поворота из стояка в литниковый ход,

фильтра и входа в питатель,соответственно;

Ч?С, О'лх, 1%р, гУъ<р, О я - скорости штока в стояке .литни­

ковом ходе, перед фильтром, в питателе после установки фильт­

ра и питателе до установки фильтра.

Принято, что потери на трение ничтожно малы, и в уравне­

ние они не входят.

Из условия баланса потерь, после совместного решения (I)

и (2 ) получим

В то же время, по условию задачи

У^ = ^50 • Гр - Ол Рп — Опер ‘ Г/ср ,

где Р/т<р - искомая площадь поперечного сечения питателя в

литниковой системе с фильтром.

Подставляя (4) в (3) после некоторых преобразований по­

лучим __________________

Кср _ Рэр л / / ________ .

/у/ р„ г /А ^ _ _ ' . ( }По формуле (5) по известным ) р ^ и Р/7 оп­

ределяется соотношение Рлср/Гп , откуда — Р/7<р.

Например, в литниковую систему устанавливается керами­

ческий пенофильтр с эффективной площадью Гэ<р- 16 см2 . Коэф­

фициент сопротивления входа в питатель - 1 ,2 . По ре­

зультатам наших экспериментов коэффициент сопротивления дан­

ного фильтра <$<р =30 . Площадь поперечного сечения питателя

до установки фильтра Рп = 2 см2 . Тогда Гэ<р/Гп = 8 и по

формуле (5) Рп<р/Гл ~ 1 ,13. Т .е ., для сохранения прежне­

го расхода необходимо увеличить площадь сечения питателя в

1,13 раз и назначить Рпср = 2,26 см2 .

Другой, второй случай - когда необходимо сравнивать и

оценивать различные фильтры 1с точки зрения их компактного

113

•расположения в форме.

В результате обработки данных экспериментов получены гра­

фики зависимости эффективной площади фильтров от потери напора

при заданных значениях массового расхода. На график (рис..)

для сравнения перенесены кривые, соответствующие четырем ти­

пам фильтров: керамический пенофильтр с 6 пор/см (кривая I ) ,

сетка из стеклоткани(кривая 2 ), керамический пенофильтр с

4 пор/см (кривая 3) и ячеистая керамическая фильтровальная

сетка (кривая 4 ) .

Рис. 1.

114

Сравнение осуществляется при одинаковых, фиксированны*

значениях расхода ГП г = 7 кг/с . Из рисунка следует, что

для обеспечения одинакового расхода т т = 7 кг/с при одина­

ковом перепаде напора л/г = Н.<р. требуется совершенно раз­

ная площадь фильтра Гэ<р . Например, при /г<р = 20 см

требуется Р"з<р = 30 см^. для керамического пенофильтра, имею­

щего 6 пор/см(кривая ( I) и только 10 см^ для ячеистой фильт­

ровальной сетки (кривая 4 ) . Это значит, что последний фильтр

при прочих равных условиях занимает 3 раза меньше площади в

разьеме формы, чем керамический пенофильтр, и освобождает до­

полнительное место для размещения моделей на плите.

Таким образом,полученные в экспериментах данные о гид*-

равлическом сопротивлении фильтров позволяют научно обоснован­

но расчитать литниковые ситемы с фильтром.

В заключение следует добавить, что рекомендуемые в лите­

ратуре конструкции и методы расчета литниковой системы с

Фильтром несовершенны и обладают рядом недостатков, приводя­

щими к нарушению режима заливки и нерациональному использо­

ванию Фильтров. В основном они связаны с ошибочным совмеще­

нием шлакоулавливаюцей и дросселирующей функций Фильтров.

В конструкции литниковой системы, предложенной н а ш , предус­

мотрен дополнительный элемент - дроссель, расположенный пос­

ле Фильтра. Применение дросселя, как специального элемента,

лимитирующего расход из литниковой системы, освобождает от

необходимости ограничивать проходное сечение Фильтра с целью

обеспечения требуемой скорости заливки. Такое решение пре­

доставляет возможность использования всей элективной пло­

щади фильтра для очистки расплава от неметаллических вклю­

чений. При этом, в первую очередь повышается эффективность

адгезионной очистки от наиболее дисперсных частиц вследствие

увеличения поверхности контакта металла с Фильтром.

Результаты экспериментов показали, что при больших зна­

чениях отношения эффективной площади Фильтра к площади се­

чения дросселя, равных Р3<р: Р%р.- 16 : I , расходы из литнико­

вой системы с Фильтром и системы без него оказываются прак­

тически одинаковыми. В этом случае отпадает необходимость в

расчетах по корректировке размеров узкого сечения - дросселя

или питателя.

: - 115

ВЫБОР СКОРОСТИ ФИЛЬТРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ

М.М.Суюндиков

С целые, определения оптимального режима процесса Фильтро­

вальной очистки металлов были проанализированы данные зарубеж­

ных и российских авторов. В работе / / / выведена Формула, ус­

танавливающая зависимость между эффективностью очистки и ско­

ростью Фильтрования: ^

/2 = 1 - ; (1)

где - коэффициент полезного действия Фильтра, характери­

зующий эффективность очистки;

Ко - коэффициент кинетического параметра;

Ь - толщина фильтра.

Из Формулы следует, что чем болыю скорость Фильтрования, тем

хуже эффективность очистки.

Другими авторами /2 / путем математической обработки

данных экспериментальных исследований была получена зависи­

мость следующего вида:

с = с' - 7тт"Х ’ (*)1 + Ь - р

где С - концентрация включений в расплаве после Фильтра;

С0 - концентрация включений в расплаве перед Фильтром;

Л*я- коэффициент адгезионной активности материала

Фильтра;

(Ж - диаметр гранул зернистого фильтра.

Для удобства сравнения приводим (2) к виду (%). С этой

целью вспомним, что в сущности коэффициент полезного действия

Фильтра можно записать в виде

Тогда, из выдажений (3) и (2) получимЛ \-4

2 =

Имея в виду, что из теории Функциональных рядов

116

или приблизительно <3Х - 1 + Х , где в нашем случае Х=Ка-^/с!2,

получим окончательно

(*)

Как видно, в последнее выражение не входит тУср . Авторы

сообщают о слабой корреляции между эффективностью очистки и

скоростью Фильтрования. гЬиболее существенным Фактором приз­

нана адгезионная активность материала Фильтра Ка » с увеличе­

нием которой повышается эффективность очистки.

Анализируя зависимости (1) и (5 ) можно прийти к вызоду,

что при наиболее общем случае Фильтрования эффективность оч­

истки будет определяться результирующим действием двух разных

по природе сил: полезного действия силы адгезионного взаимо­

действия материала Фильтра с включениями и агрессивного дейс­

твия силы гидродинамического воздействия потока на осевщих в

порах фильтра частиц. Первая из них учитывается в формуле (5)

показателем Ко , а вторая - в (1) скоростью Фильтрования т7ср.

Когда прочность сцепления частиц с материалом Фильтра окажется

столь велика, что осевщие включения не поддаются агрессивному

воздействию гидродинамических сил, эффективность очистки будет

вне зависимости от скорости Фильтрования, как видно и? (5 ).

Сднако, так бывает очень редко и только тогда, когда имеется

возможность тщательного подбора материала в соответствии с

природой неметаллических включений в расплаве. В подавляющем

большинстве случаев скорость Фильтрования будет определенным

образом влиять на эффективность работы Фильтров.

Следует учесть, что Фильтр, установленный в каналах лит­

никовой системы, вызывает потери напора пропорционально ква­

драту скорости Фильтрования - И<гр= Ь ,с р (^/2^) . Чем меньше

скорость Фильтрования, тем меньше потери напора на Фильтре.

Таким образом, при проектировании технологии Фильтроваль­

ной очистки металлов следует стремиться к уменьшению скоросед

Фильтрования, что создает благоприятное условие как для очи­

стки, так и для течения расплаза.

117

В литературе можно найти подтверждение этому выводу. Напри­

мер авторы работ / 3 , 4 / добиваются достаточной степени очистки при

= 6 ,1 и 10,9 см/с. В другой статье / 5 / рекомендовано не

превышать максимального значения скорости Фильтрования =33 см/с,

при котором еще возможна нормальная работа Фильтра.

В собственных экспериментах по исследованию пропускной спо­

собности литникозой системы с Фильтром и дросселем уменьшения ско­

рости Фильтрования, а значит и потери напора, добивались путем

постепенного увеличения соотношения/^,: Р^р. Где Рэ<р- эффективная

площадь Фильтр!, а Рур - площадь проходного сечения дросселя.

Полный напор в литникозой системе варьировался в пределах от 150

до 400 мм. Установлено, что с увеличением/5^ :Г$р значительно умень­

шаются 1 , и /г<р . При значениях Рср '.Р р = 8 .. .16 , что соответствует

28 -~СГср э\Г5 см/с, потери в системе незначительны. А, при

* 16, когда 1^, ^ 15 см/с, потери напора на Фильтре практически

отсутствует, т .е . настолько малы, что не сказывается на скорости

заливки. Дальнейшее увеличение/^ ,: Рдр допустимо только в случае

Фильтрования особозагрязненных сплавов, когда существует опас­

ность преждевременной остановки потока вследствие закупоривания

отверстзий и пор неметаллическими включениями большого количества.

Список использованных источников

/. Л/геРсап, %). апс1 МибНагадап., Р>. : ^ои гл а? оРтс/а?$,

/980, Ж 9, р./4-/8.2. А'ип<7ю.ш'& Д. в. и ФлюссёаА сч^аР^тгса и / а ^ н -

пи/гсбсгнссг аи^исшси^их/ишиигбеб, Р/.: , ,/5Щ /9ёс,

3. , Ь . 5 . и . а . : гЛх-веМила с/сг < ? / а / ' , / а /

сйнс^ /псё /сега/писУге/1 71//сен /сЛашч- -

Мги/с&ч. Осемеан -Ргамз, /$Я7-/ //?8, Я.//3 - /22..

4 Нщ /сеы ъ, иУ.7). Я Р Н и н у * * * * * геасАе*-

/п с т г ^е ^п / аис/ г/ес/тс’Л ^ , /V Ж ,

р.4(7, 42,44,4$.3~. /Зоз^е , /г- ’Т'ииЛсс/еп-, ■?№, 34, />.2- /4.

118

.ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГОСТИ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ ПРИ ПРЕССОВО-УДАРНОМ

ПРОЦЕССЕ

Е.С.Абдрахманов, А.О.Горст

Как известно, прессово-ударный процесс состоит из друх эта-

п о е : статической подпрессовки смеси до образования пакета и удар­

ного доуплотнения пакета о модельную оснастку. При этом •возника­

ют упругуе свойства формы, зависящие не только от смеси, но и от

способа уплотнения.

Для измерения численных значений упругих свойств смеси при

уплотнении были проведены серии экспериментов.

Под действием прикладываемой нагрузки смесь претерпевает

структурные изменения,зависящие от ее реологических свойств:уп-

ругости, вязкости, пластичности. В начальный период уплотнения,

смесь ведет себя как пластическое тело, а затем,по мере повыше­

ния ее плотности, происходит деформация связующих оболочек, и

смесь ведет себя как вязкое пластическое тело. При дальнейшем

уплотнении частицы смеси приходят в соприкосновение друг с дру­

гом, наступает их упругая деформация. В этот период проявляют-

ся упругие свойства смеси.

На рис. I представлена конструкция прибора"Ракетка" для из­

мерения упругости смеси. Она состоит из корпуса 3, внутри кото­

рого находится катушка индуктивности 4 с экранированным кгбелем

9 и со штоком-сердечником 5. Корпус крепится к основанию 2 с по­

мощью четырех винтов 8, а основание крепится к подвитлому столу

I . На первом этапе уплотнения на корпус насаживается гладкий на­

конечник 6 и поворотом на 90° с помощью двух сегментных бурти­

ков 7 крепится в сегментной канавке корпуса.

На втором этапе уплотнения (над А) гладкий наконечник за­

меняется на наконечник 10 с наружными кольцевыми проточками 12

для схватывания его со смесыо 13. ^ток-сердечник завертывается

в наконечник и последний по скользящей посадке плавно опускает­

ся на шейку корпуса до упора. После ударного нагружения пакета

смеси, величину упругой деформации Д Я определим по осцилограм-

ме. Общая высота прибора 120 мм, диаметр наконечника - 30мм.

Материал корпуса, основания и наконечника - сталь 3 .

Экспериментально установлено, что большое влияние оказы­

вает на упругость смеси силы нагружения.

119

Прибор для измерения .упругости смеси.

. При нагружении смеси со скоростью 5,3 м/с продольные упру-

го-вязко-пластические волны при распространении производят сжа­

тие и растяжение уплотненных слоев смеси, которые под действием

большой энергии удара сопровождаются отрывом зерен друг от дру­

га, т .е . увеличивают их подвижность ( колебание слоев и частиц

смеси). При этом, между частицами смеси существенно сжимаются

силы взаимного сцепления и они более свободно движутся друг от­

носительно друга,и с меньшей затратой энергии более плотную упа­

ковку. При уплотнении применялась песчано-глинистая смесь № I

следующим составом:

оборотная смесь - 56,2$

свежий песок - 37 ,1%

бентонит - 5,6 %

лигносульфат - 1,1 %

вода - 1,5 %

На осцилограммах изменение напряжения носит волнообразный

характер, и волны напряжений, образовавшиеся при ударе затухают

не монотонно, а периодически. Так, после первой волны через 0,03с

появляется вновь, но с меньшими амплитудами и меньшими обратными

упругими деформациями. После третьей, еле заметной,волны напря­

жений исчезают и наступает полная стабилизация волн деформации.

При = 5,3 м/с амплитуда волн сжатия О-тах больше, чем при

1ГП = 4,62м/с. Это объясняется тем,что частота колебаний сме­

си при У п = 5,3м/с больше, чем при У п = 4,62 м/с.

Уменьшение обратной упругой деформации при прессово-ударном

методе-вызвано разрывом когезионных связей между частицами смеси

на поверхности модельной плиты и модели. Это вызывает "переупа­

ковку" уплотненной смеси из кубической в гексагональную структу­

ру. По окончании процесса связи частиц смеси вновь восстанавли­

ваются. Толщина такого упроченного слоя составляет от 7 до 9 мм,

считая от поверхности модели.

Использование результатов исследования позволяет уменьшить

формовочные уклоны, что в свою очередь повышает геометрическую

точность и снижает массу отливок.

121

ВОЗДУШНО-ИМПУЛЬСНАЯ ФОРМОВКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЁ

ВНЕДРЕНИЯ В КАЗАХСТАНЕ

А.З.Исагулов, А.А.Смолькин, Т-К.Балтаев

Важной проблемой литейного производства заготовительной ба­

зы машиностроения Республики Казахстан является повышение раз -

мерной точности, улучшение качества поверхности, снижение массы,

уменьшение стоимости отливок. Проблема качества отливок остра при

литье в сырые песчано-глинистые формы. Эта проблема существенно

зависит от метода формообразования.

Существующие технология и оборудование для формовки в Республике

Казахстан не оправдали себя ни по качеству отливок, ни по произво­

дительности. Формовочные машины и агрегаты физически и морально

устарели. Это вызвано необходимостью разработки новых способов уп­

лотнения литейных форм. Авторами предложен воздушно-импульсный

процесс уплотнения. Особенность метода состоит в том. что формовоч­

ная смесь уплотняется посредством воздушной ударной волны.

Важным резервом повышения эффективности технологического про­

цесса формообразования является снижение рабочего давления до се­

тевого (0,5...О,6 МПа). Это обеспечивает снижение энергоемкости

и капитальных затрат, улучшение условий труда формовщиков, повы­

шение качества отливок и уровня безопасности, производительности.

Анализ известных клапанов с пневмо-, пневмогидро- и механическим

приводами показал, что основной недостаток всех пневмоприводов -

в наличии противодавления воздуха в полости истечения, которое

обусловливается многими факторами (площадью выхлопного сечения

и длиной магистрали, конструкцией запорных устройств и др.). Эк­

спериментами доказано, что избежать противодавления воздуха прак­

тически невозможно. И для достижения требуемой скорости открытия

клапана, а следовательно, времени импульса = 0,01 с, в кон­

струкциях некоторых клапанов используют пневмогидравлические ус­

тройства давлением 50 МПа. Все это привело к разработке клапана

КЛТИ с пневмоприводом, который был запатентован. Его отличие в

том, что он открывается специальным механизмом быстрого сброса

давления прижима клапана. Воздушный клапан позволяет снизить

объем ресивера до соотношения УСм =0,5.. .1,0 вместо 3...4у зарубежных, что дает возможность успешно встраивать его в мо­

дернизируемые существующие установки. Небольшой по размеру клапан

122

позволяет уплотнять опоки размером 0,8x0,7x0,15 м. Такие клапаны

хорошо компонуются в группы от 2 до 8, при этом синхронно срабаты­

вают от одного привода.

Импульсная установка с таким клапаном устойчиво работает при

давлении воздуха 3,5...5,0 атм. То, что узел импульсного клапана

является единым узлом для импульсных машин любых габаритов, чрез­

вычайно важно для их эксплуатации и обслуживания.

Импульсная формовочная машина •5—109 предназначена для изго­

товления литейных малогабаритных форм радиаторов и котлов (в эк­

спортном исполнении) из песчано-глинистой смеси методом воздушно­

импульсной формовки.

Машина состоит из механизма уплотнения (воздушно-импульсной го­

ловки), механизма срезки смеси, бункера-дозатора с аэратором,

тележки полуформ, механизма поджатия, устройства штифтового съе­

ма.

Воздушно-импульсная головка состоит из направляющей I, трубопро­

вода 2, корпуса 3, патрубка 4, клапана сброса сжатого воздуха 5,

поршня б (рис.1). Тележки сварной конструкции перемещаются по

верху станины с помощью двух пневмоцилиндров, соединяется тягой

с бункером-дозатором. Они предназначены для перемещения оснастки

в зону формовки полуформ и обратно в зону протяжки. На одной те­

лежке формуется полуформа верха, на другой тележке - полуформа

низа.

Механизм формования литниковой воронки состоит из двух

пневмоцилиндров, на концах штоков которых крепятся модели стоя­

ков с воронками.

Техническая характеристика машины

воздушно-импульсного действия

Размеры опок в свету, мм

длина

ширина

высота

цикловая производительность, форм/час

привод клапана сброса воздуха

объем камеры (пневмоимпульсной головки),м^

давление сжатого воздуха в импульсной

головке, МПа

размеры надопочного отверстия выхлопного

отверстия головки, мм

760

676

Н О

100пневматический

0,5

0,5* *.0,6

123

5

124

/5г

а

длина 720

ширина 6ВД

Работа машины

Тележка с опокой верха I перемещается в зону формовки

(рис.2 ). Одновременно передвигается бункер-дозатор 2 и устанавли­

вается над опокой. При этом начинают вращаться валы аэратора 3.

Открываются заслонки дозатора и смесь просыпается, разрыхляясь

штырями вращающихся валов и заполняет опоку. Закрываются створки

дозатора, останавливается электродвигатель привода валов аэрато­

ра. Бункер-дозатор перемещается в исходное положение, а пневмо-

импульсная головка 4 займет его положение.

Одновременно включается подача воздуха в головку. Механизм под-

жатия 5 поднимает стол с опокой и наполнительной рамкой, запол­

ненной смесью, прижимая их к фланцу импульсной головки.

Головка работает следующим образом. Клапан сброса 5 закрыт.

Через штуцер в патрубке ** воздух под давлением подается над пор­

шнем 6, что заставляет занять поршень нижнее положение, отсоеди­

няя тем самым атмосферу над опокой от объема внутри корпуса 3. В

корпусе 3 через его штуцер подается воздух под давлением. За счет

разности площадей поршня, находящихся под давлением сверху и сни­

зу, поршень удерживается в нижнем положении. Подача воздуха под

давлением в обе полости происходит постоянно. Открывая клапан

сброса 5, снижается давление над поршнем до т т . Давление воз­

духа в корпусе 3 заставляет поршень двигаться вверх, тем самым

соединяется полость корпуса с надопочным пространством-происхо-

дит выхлоп воздуха из корпуса в надопочное пространство. Конус

в корпусе I распределяет воздушный поток над опокой. Закрытие

клапана сброса 5 повышает давление над поршнем и возвращает его

в нижнее положение, отсекая полость корпуса 3 от атмосферы. Оче­

редное открытие клапана сброса 5 производит выхлоп воздуха из

корпуса.

Полученные на формовочной машине импульсного действия фор­

мы котлов и отливки имеют высокую чистоту поверхности.

Внедрение первой и последующих пневмоимпульсных головок бу­

дет производиться без потери мощности цеха.

Импульсные машины могут использованы для изготовления литей­

ных форм в АО "Теплоприбор" (г.Караганда), АО "Павлодартрактор",

на заводах АО "Каргормаш", на Темиртауском литейно-механическом

заводе, на Испат-Кармете и др.

125

л

126

Ри

с.2

Фор

мов

очна

я м

аш

ина

ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ

ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

А.А.Смолькин, О.А.Шарая, А.З.Исагулов

Детали машин и механизмов во многих случаях работают

при высоких тепловых и механических нагрузках, в химически

активных и абразивных средах. Увеличение срока, их службы

можно обеспечить путем образования на поверхности деталей

машин слоев или покрытий, обладающих высоким уровнем требуе­

мых свойств. Применение технологии улучшения свойств поверх­

ности материалов расширяет перспективу проектирования и

производства оборудования с более высоким уровнем эксплуата­

ционных показателей, что в свою очередь, позволяет сократить

потребление энергии и повысить производительность труда в

различных отраслях промышленности. Из существующих способов

поверхностной обработки наиболее перспективным является ла­

зерное микролегирование.

В работе были проведены исследования лазерной обработки

стали с предварительным ее микролегированием путем оплавления

шликерных покрытий, которые показали ограниченность примене­

ния данного способа. В процессе лазерной обработки шликерных

покрытий на поверхности стали образовывались, в виде валиков,

новые тугоплавкие материалы. Однако, по обеим сторонам вали­

ков возникали оголенные зоны, образование которых было обус­

ловлено выгоранием связующего материала и затягиванием порош­

ка в расплав. При необходимости наложения рядом последующего

валика требовалось восстановление слоя пасты. Поэтому, про­

цесс лазерного микролегирования с оплавлением шликерных пок­

рытий перспективен при нанесении единичных валиков. Получение

же широких поверхностных слоев с перекрытием полос можно

осуществить при лазерной обработке предварительно напыленных

или наплавленных покрытий. Преимуществами этих методов перед

лазерной шликерной наплавкой являются: отсутствие выгорания

слоя по сторонам от оплавленного объема, более полное исполь­

зование порошка, отсутствие копоти и сажи. Одновременно в

этом случае удается улучшить свойства полученных покрытий, в

особенности их прочность сцепления с подложкой.

127

В качестве способа предварительного нанесения покрытия

нами была выбрана плазменная наплавка, в связи с чем, возник­

ла необходимость разработки экспериментальной установки для

предварительного микролегирования перед лазерной обработкой.

Плазма представляет собой вещество в сильно ионизирован­

ном состоянии. В I см® плазмы содержится 10^-10^ и более

заряженных частиц. Ионизация плазмообразующего вещества проио

ходит в результате потери одного или нескольких электронов

из оболочки его атомов, вызванной приложением внешних сил.

Такими внешними сила™ являются упругие столкновения частиц,

вызываемые либо действием высокой температуры, либо дейст­

вием высокочастотного электрического поля.

Благодаря тому, что энергетические, тепловые и газодина­

мические параметры плазменной струи сравнительно легко регу­

лируются в достаточно широких пределах, плазменная струя в

качестве источника теплоты находит широкое применение в раз­

личных технологических процессах обработки материалов, в том

числе в сварке и наплавке металлов / I / .

Условия плавления металла влияют на процесс последующей

кристаллизации и соответственно на свойства наплавленных слоев.

Рассматривая влияние условий плавления на последующую кристал­

лизацию и свойства, необходимо остановиться на роли неметал­

лических включений и карбидов легирующего материала, неизбеж­

но присутствующих в сталях и металле наплавляемой ванны. И те,

и другие, сохраняясь после расплавления в жидком металле, так­

же могут служить центрами несамопроизвольной кристаллизации.

На практике несамопроизвольную кристаллизацию используют для

модифицирования - измельчения кристаллитов при затвердевании.

Модифицирующее действие тагах включений сохраняется только

в том случае, если они не растворяются в ванне расплавленно­

го металла. В связи с этим представляют интерес температуры

плавления и растворения твердых и тугоплавких включений, ко­

торые могут находиться в стали при ее нагреве и плавлении. По­

ведение этих включений при плавлении особенно большое значе­

ние имеет для микролегирования, так как продолжительность пре­

бывания металла при высоких температурах в твердом и жидком

состояниях очень невелика.

Ниже приведены приблизительные значения температур раство­

рения труднорастворимых карбидов различных элементов при наг­

128

реве стали в твердом состоянии / 2 / :

Элемент, образующий карбид у

Температура растворения карбида,°С 720 1100 1300 1200

Поскольку растворение карбидов - процесс диффузионный,

оно протекает во времени. Приведенные сведения относятся к

продолжительности нагрева ~ 3 мин. При меньшей продолжитель­

ности нагрева полного растворения карбидов вольфрама, ванадия,

титана при нагреве стали в твердом состоянии может не прои­

зойти, и карбиды частично перейдут в жидкую ванну. В ванне

расплавленного металла даже при небольших степенях перегрева

карбиды всех основных легирующих элементов должны растворять­

ся в соответствии с данными тройных диаграмм состояния желе­

зо - углерод - легирующий элемент. Однако, процесс их раство­

рения и в этом случае носит диффузионный характер и протекает

во времени. Поэтому при быстро протекающем нагреве, малях

степенях перегрева и малой продолжительности существования

ванны наиболее тугоплавкие карбиды могут сохраняться. Об отно­

сительной скорости растворения в жидкой стали различных карби­

дов и нитридов можно судить по температуре их плавления:

СоединениеИплС о 9с3 НУС •УС

Температура плавления, °С 1500 1480 1940 2900 3100

Соединение //о* с Ъ .с V*/ 71-л' ПСТемпература плавления, °С 2900 3800 2320 3200 3100

Известно, что кристаллизация складывается из двух однов­

ременно протекающих процессов. Зарождения центров кристалли­

зации и роста кристаллов из этих центров. Чем мельче зерно,

тем более высокие механические свойства имеет изделие в усло­

виях эксплуатации.

Основными компонентами углеродистых и легированных ста­

лей являются железо и углерод. При микролегировании поверх­

ностного слоя карбидообразующими элементами конечна структура

зависит от характера взаимодействия элементов, образующих

сплав. То или иное состояние затвердевающего сплава зависит

от взаимодействия между атомами состовляющих его компонентов.

Стремление к энергетически более устойчивому состоянию систе-

129

мы обуславливает форму взаимодействия.

При нагреве поверхностных слоев до определенных темпера

тур происходит превращение феррита в аустенит.. Образование

аустенита происходит в две стадии. На первой стадии реали­

зуется сдвиговый механизм «с -*/'-перестройки кристаллической

решетки. При этом возникают области метастабильного аустенита

с пониженной концентрацией углерода по сравнению с той, ко­

торая следует из диаграммы состояния при данной температуре.

На второй стадии превращения растворяются карбиды, и аусте-

нит обогащается углеродом в результате процессов диффузии,

приобретая устойчивость к росту при температуре, превышающей

температуру критической точки А02«

Наиболее полно к настоящему времени исследовано состоя­

ние фаз при температурах от 800°С до 1200°С и недостаточно

выше 1300°С. Отмеченное объясняется трудностями, возникающи­

ми при анализе фазовых превращений в интервале - 1350°С,

так как в этом случае наряду с твердыми фазами присутствуют

жидкие фазы. Для таких систем практически отсутствуют анали­

тические методы анализа, а экспериментальные данные краше

ограничены и не позволяют определить кинетических параметров

фазовых превращений в области превращений при нали­

чии жидких фаз.

Формирование поверхностного микролегированного слоя ста­

новится возможным при условии обеспечения расплавления порош­

ковых присадочных материалов тугоплавких металлов и слоя незна­

чительной глубины поверхности обрабатываемой детали за счет

высокоэнергетического воздействия от источника питания. Для

этой цели в работе решено применить высокоэнергетическую уста­

новку для плазменной наплавки.

Основным узлом, обеспечивающим высокоэнергетическое воз­

действие на обрабатываемую деталь, является плазмотрон. Прин­

цип действия которого основан на сжатии дуги водоохлаждаемым

соплом и проходящим через него газом. Плазмотрон состоит из

водоохлаждаемых катода и анода, отделенных друг от друга изо­

лятором, изготовленным чаще всего из текстолита. В катоде

крепится вольфрамовый неплавящийся электрод, в аноде предус­

мотрены каналы для формирования плазменной дуги, подачи га­

зов, наплавочного порошка тугоплавких металлов.

130

Порошковый питатель предназначен для содержания порошка,

регулирования его расхода и обеспечения стабильной и равно­

мерной подачи через плазмотрон в зону наплавки. После плаз­

мотрона порошковый питатель является наиболее важным узлом,

определяющим качество наплавки. В настоящее время в установ­

ках, главным образом, для газотермического напыления применя­

ют различные по конструкции типы порошковых питателей: инжек­

торные, вертикально- и горизонтально-барабанные, шнековые и

другие. Как правило, перечисленные типы питателей обеспечи­

вают стабильную работу при расходе порошка не менее 25-30 г/мин.

В то же время при плазменной наплавке требуется равномерная

и бесперебойная подача порошка от 4 г/мин и менее. Для этого

серийно выпускаемый питатель приходится дорабатывать путем

установки в дозирующее устройство шайбы с меньшим отверстием.

На шкафу управления сосредоточены пусковые, измеритель­

ные, сигнальные приборы и устройства, контролирующие процесс

плазмообразования и водоснабжения. Основное назначение шкафа

управления при плазменной наплавке с подачей порошка в жид­

кую ванну - обеспечение включения установки только после пода­

чи в плазмотрон охлаждающей воды и плазмообразующего газа.

В противном случае плазмообразующее сопло расплавится и плаз­

мотрон выйдет из строя.

Колебатель предназначен для возвратно-поступательного пе­

ремещения плазменной горелки вдоль оси наплавляемой цилиндри­

ческой детали с заданной частотой и амплитудой с целью повы­

шения производительности труда путем получения валика требуе­

мой ширины за один оборот детали. При наплавке плоских поверх­

ностей колебатель перемещает плазмотрон перпендикулярно нап­

равлению подачи наплавляемой детали, формируя валик необхо­

димой ширины.

Для питания установки плазменной наплавки с подачей по­

рошка в жидкую ванну требуется источник питания постоянного

тока с падающей вольт-амперной характеристикой и напряжением

холостого хода не ниже 60 В. Этому требованию удовлетворяют

серийно выпускаемые сварочные выпрямители.

Кроме перечисленного оборудования в экспериментальную

установку для плазменного микролегирования входят: балластные

реостаты для регулирования тока и создания падающей характе­

ристики источника тока; осциллятор или блок поджига для зажи-

131

гания плазменной струи; дроссель для предохранения изоляции

источников питания от пробоя высоковольтными и высокочастот'

ными разрядами осциллятора; баллоны высокого давления; редук

торы для понижения давления газа до рабочего; ротамеры для

определения расхода газа.

ВЫВОДЫ. С целью повышения твердости и износостойкости

применяемых в промышленности стальных изделий и для восста­

новления изношенных деталей не подлежащих дальнейшей эксплуп

тации разработана новая технология их упрочнения с применением

предварительного микролегирования и последующей лазерной

обработкой. Для решения данной проблемы предложено осуществ­

лять микролегированйе поверхности стальных изделий твердосп­

лавными элементами: вольфрамом, ванадием, кобальтом, хромом

и молибденом.

Предложен и разработан способ микролегирования поверх­

ностных слоев стальных деталей с применением метода плазмен­

ной наплавки.

С использованием высокоэнергетической установки УПНС-304

и технологического С02~лазера "ХЕБР-2500" непрерывного дейст­

вия создана экспериментальная установка, позволяющая обеспе­

чить поверхносное микролегирование стальных деталей с более

стабильными результатами, чем при нанесении шликерных пок­

рытий.

Изучено состояние по наиболее изнашиваемым деталям из

углеродистых и легированных марок сталей и подобрана номенк­

латура конкретных деталей для последующего их восстановле­

ния и повышения поверхностной прочности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хасуи А . , Моригаки 0. Наплавка и напыление / Пер. с

яп. В.Н. Попова; Под ред. В.С. Степина, Н .Г. Шестеркина.-

М .: Машиностроение, 1985. - 240 с.

2. Лившиц Л .С ., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и

термическая обработка сварных соединений.- М.: Машиностроение,

1989. - 336 с.

132

Анализ структурны х диа гра м м соответствия жнивалентных толщин отливок, полученных

до и после перегрева чугуна.

Л .Д .К л ю ч н и ко в , Ж .К .К а м б а р о в , X .М .Х а м и то в ,

В аж ны м и в с тр у кту р о о б р а зо в а н и и чугуна я вл я ю тся п р о ц е с с ы11 |.п|>итизации ц ем ентита в за тв е р д е в ш е м м еталле . Ф а кт и ч е с ки■ •пи п р е д ста в л я ю т собой п р оц ессы пе ре ход а си сте м ы ф аз из > V I ас I а бил ьного состава в стабильное состояние . О сновны м и па-1 1. 1м «трам и,управляю щ им и этими процессами, являются тем перату­ра, нремя и химический состав чугуна. Чем выше те м п ер атур а ,те м (и.к ф е е происход ит граф итизация цем ентита . Во врем ени этот п р о ц е сс проте кае т следую щ им образом : сначала граф итизация п|>.1ктическине наблюдается, затем ускоряется и, наконец , зам ед л я­ется.

И з о сно вн ы х ко м п о н е н то в чугуна наиболее ва ж н ы м и являю тся уг п е р о д и кр е м н и й . П о это м у первая стр у кту р н а я д и а гр а м м а чу- I уна, д и а гр а м м а М аур ер а , была п о стро ен а в ко о р д и н а та х % С -% 5п О д н а ко ввиду нео б хо д и м о сти отр ази ть на о д н о й из о сей к о о р ­д и на т ки н е ти че ски е парам етры , Грей нер и (Слингенштейн о б ъ е д и ­нили с о д е р ж а н и е углерод а и кр ем ни я в едины й п а р а м е тр С + 51,что в н а сто я щ е е врем я нельзя считать о п р а в д а н н ы м .

В качестве параметра кинетики структурообразования чугуна Грейне­ром и Клингенштейном была принята толщина стенки отливки. Несмотря на попытки вывести более обобщенный параметр (скорость охлаждет ния,скорость продвижения фронта кристаллизации), толщина стенки ос­тается до настоящего времени наиболее приемлемым параметром кинетики структурообразования чугуна. Дальнейш ее уточнение этого параметра заключалось лишь в следую щ ем . Было введено понятие эквивалентной толщ ины отливки [ 1 ] ,численно равное уд во енно й ве­личине приведенной толщ ины* , т .е . ф актической толщ ине плоской стенки и половине диаметра цилиндрической отливки.

* П риведенная толщ ина отд ельного узла отливки равна о тн о ш е ­нию его объ е м а к площ ади е го п о вер хн ости . 1 3 3

Ввиду н екорректности применения параметра С + 5|, в качесии критерия хим ического состава чугуна был разработан ряд стр уктур ных д и аграм м в коорд инатах % С - % 3\, в частности диаграм м ы Гирш овича Коф ф е (см .р и с . 5). Ввиду того , что каж д ая из д и а гра м м со о тве тств уе т ка ко й -то одной толщ ине отливки, пользование ими за тр уд н е н о . Более удобны м и для п р акти че ско го пользования ии ляю тся ном ограм м ы , построенны е на базе тех или иуых стр у кту р ных диаграм м .

Из анализа структурны х диаграмм полученных и опытных резул !.1.1

тов данных видно,что на термодинамический стимул процесса влияк н и активности других элементов,в первую очередь кремния. Таким образом ,кремний как бы дважды влияет на терм одинам ику процесса, изменяя активность углерода и изменяя свою собственную активность.

Э то и учтен о в сл е д ую щ е й ф орм уле , д а ю щ е й вы р аж ен и е для константы скл о н но сти чугуна к первичной граф итизации [3 ].

N 5/ С В1

Кгр = Ьё а Г +

где

асцсм- а ктивность углерод а в сплаве при л е д е б у р и тн о м п р е в р а ­щ ении

N 5 1 , - ко н ц е н тр а ц и я крем ния и углерода (в атом ны х д ол ях);

С '* , С51 - ко н ц е н тр а ц и я крем ния в аустените а ус те н и тн о -гр а - ф итной и л ед еб ури тн ой эвтекти ке со о тв е ств е н н о .

Д ля получения чугуна стандартны х м а р о к р е гу л и р у ю т хим и­ческий состав, условие охлаж дения и д р уги е ф актор ы .

Для выбора хим ического состава чугуна в зависим ости о т тре ­буем ой структуры , а следовательно, и свойств опы тны м путем стр о ­ят так называемые структурны е диаграммы . На рис. 1 приведена структурная диаграм м а,характеризую щ ая структуры ,ко тор ы е пол­учаю тся в зависимости от сум м арного содерж ания углерода и кр е м ­ния в отливках с разной толщ иной стенок. Так, если детали отлиты из чугуна состава С + 51 = 4% (на диаграмме пунктирная линия а - а), то в деталях со стенкой толщ иной до 1 0 м м получается белый чугун,

134

о ю га за 4п л? Со ?о во то иа тго

Толщ ина стенки, м м

Рис. 1. З ависим ость структуры чугуна от толщ ины стенки отливки и сум м ы углерода и кр ем ни я ; Э 1°п, Э г", Э з ° " -

кривые, построенны е по данны м опы тны х плавок.

Области чугунов:1 - белый; II - половинчатый; III - серый перлитный;IV - серый ф ерритноперлитны й; 'V - серый ф ерритны й.

<>| 20 д о 60м м - перлитны й серы й ч угун , о т 60 д о 120 м м - ф о р р и тн о -п е р л и тн ы й серы й чугун . Как ви д н о из д и а гр а м м ы

Эг0", Эз°п - кривы е , п о с тр о е н н ы е по р е зу л ь та та м опы тны х данны х, хо ро ш о со гласую тся с "заданны м и" станд артны м и кр и - иы м и. О тливки из с е р о го чугуна ш и р о ко п р и м е н я ю т в м аш ино ­строении: для станин металлорежущих станков,м аховиков,корпусов , п о р ш н е в ы х ко л е ц ,го л о в о к б л о ко в д в и га те л е й ,п о р ш н е й , гильз автом обильны х и тракторны х двигателей, рам и д р уги х деталей.

ЛИТЕРАТУРА:в

1. Вопросы теории литейных процессов , гл. VI, М аш гиз, 1960.

2. М атериалы в м аш иностроении. Вы бор и прим енение , т .4 Чугун, изд-во "М аш иностроени е", М ., 1969.

3. Э м ингер 3 ., Вебер К. П роизводство отливок из специальных сталей. М .М а ш ги з ,1960. 1 3 5

ЗАВИСИМОСТЬ СТРУКТУРЫ ЧУГУНА ОТ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ

ОТЛИВКИ И СУММЫ УГЛЕРОДА И КРЕМНИЯ

Ключников А .Д ., Камбаров Ж.К.,Хамитов М.Х.

Важными в структурообф&эовании чугуна является процессы

графитизации цементита в затвердевшем металле. Фактически они при-

дставляют_,а собой процессы перехода системы фаз из метастабильно: •(>

состава в стабильное состояние. Основными параметрами,управляющими

этими процессами,являются температура,время и химический состав

чугуна. Чем выше температура,тем быстрее происходит графитизация

цементита. Во времени этот процесс протекает следующим образом:

сначала графитизация практически не наблюдается, затем ускоряется

и, наконец, замедляется.

Из основных компонентов чугуна наиболее важными являются

углерод и кремний. Поэтому первая структурная диаграмма чугуна,

диаграмма -Маурера, была построена в координатах % С — /о 5 б .

Однако ввиду необходимости отразить на одной из осей координат

кинетические параметры, Грейнер и Клингенштейн объединили содержа­

ние углерода и кремния в единый параметр С ■+ 5 I ,что в настоящее

время нельзя считать оправданным.

В качестве параметра кинетики структурообразования чугуна

Грейнером и Клингенштейном была принята толщина стенки отливки.

Несмотря на попытки вывести более обобщенный параметр (скорость

охлаждения,скорость продвижения фронта кристаллизации), толщина

стенки остается до настоящего времени наиболее приемлемым парамет­

ром кинетики структурообразования чугуна.

Дальнейшее уточнение этого параметра заключалось лишь в сле­

дующем. Было введено понятие эквивалентной толщины отливки

численно равное удвоенной величине приведенной толщины * , т .е .

фактической толщине плоской стенки и половине диаметра цилиндри­

ческой отливки.

* Приведенная толщина отдельного узла отливки равна отношению

его объема к площади его поверхности.

136

Ввиду некорректности применения параметра С. ^ I в

>"|'1(>стпе критерия химического состава чугуна был разработан ряд

• руктурных диаграмм в координатах °/0 С- — /о $ с частности

ни'прдммы Гиршовича Коффе (см.рис.5 ). Ввиду того,что каждая из ди-

п рммм соответствует какой-то одной толщине отливки, пользование ими

и.труднено. Более удобными для практического пользования являются

и >м<>1 |шммы, построенные на базе тех или иных структурных диаграмм.

Из анализа структурных диаграмм полученных и опытных результа-

и1 п данных ,г видно, что на термодинамический стимул процесса влияют

и иктивности других элементов, в первую очередь кремния. Таким обра­

ти, кремний как бы дважды влияет на термодинамику процесса,изменяя

|| гимность углерода и изменяя свою собственную активность.

Это и учтено в следующей формуле, дающей выражение для конс-

•пшты склонности чугуна к первичной графитизации ^3 .

к1р .

где

цещС{_ с - активность углерода в сплаве при ледебуритном

превращении

/ Ч ; , л ' - концентрация кремния и углерода(в атомных долях)

С. } _ концентрация кремния в аустенитно-графитной и

ледебуритной эвтектике соответственно.

Для получения чугуна стандартных марок регулируют химический

состав, условие охлаждения и другие факторы.

Для выбора химического состава чугуна в зависимости от тре­

буемой структуры, а следовательно, и свойств опытным путем строят

так называемые структурные диаграммы.

137

□ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМ УРАВНЕНИИ ЗАПОЛНЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ РАСПЛАВОМ ПОЛ НАПОРОМ СТОЯКА

А. И. Калиев, Ж. К. Камбаров, Б. К. Уразбаев, М. X. Хамитов

Ввиду сложности явлений, происходящих в системе литнико­

вая чаша - стояк - коллектор - питатели - литниковая Форма,

вопросы динамики движения потока жидкого металла мало изуче­

ны и решаются, в основном, экспериментальными методами.

Поэтому в данной работе на основе анализа предыдущего опы­та исследователей, предпринята попытка отображения динамики

неустановившегсся движения потока жидкого металла в системе

литейной Формы.При определенных условиях течение жидкого металла в полос­

ти Формы можно считать как течение несжимаемой жидкости с не-

изменяющейся вязкостью и несодержащей твердой Фазы.

Литейная Форма представляет собой известную систему ре­

зервуар - трубопровод — резервуар. Напишем для этой системы

уравнение Бернулли к случаю неустановиошегося режима движе­

ния потока жидкости для сечений, удовлетворяющих условия са­

мопроизвольного перетекания из чаши через литниковую систему

в Форму.

Уравнение имеет вид:

и ^ 1 "^4 || ^ ^ 2 ! I

н ’ + - г + - к г = м ^ + - ^ + ^ - 4 ' " - ' 1 1

где р. ~ атмосферное давление на зерна/ о расплаве

- атнос* газово.

плава е Ф о р м е ;

и - е * п>: кинетической энергии, учитываю­

щие неравномерность распределения скоростей в рас­

сматриваемых сечениях ;

У - удельный вес ;

Ц и Т/ф гоответ( венно, скорость потока в чав и в

Форме ;

9 - ускорение свободного падения ;

ЬЦи~ инерционный напор, пре/ 1 жющий собой изменение

кинетической энергии расплава в объеме между плос-

138

костями сравнения, отнесенный к весовому расходу ;

Ь|д работа всех сил сопротивления, относящихся к еди­нице веса жидкого металла при перемещении его на рас

сматриваемом участке ;

и ” напоры, соответственно в стояке и в Форме.

I /и-* ТГ - время .

Пренебрегая давлением газа и считая распределение скорос-

и и п■ ’1 всем сечениям равномерным, а также имея ввиду .будем

........

. , 3 ,

и у — плотность расплава.

рмула п имеет ВИД*

, ( А )

где пРе ставляет собой сумму всех потерь по длине от­

дельных последовательных участков системы;

п сумму всех местных потерь напора.

Применительно к рассматриваемой системе выражение (А) при

мет вид: - . * „З ,

^п- и з ж ^ ~ ^ Г Ч' Л ^ст-) * + 2

139

.. и р у ? ~р у ? , у V,{

где коэффициент сопротивления входа в Ф орм у ;

коэффициент сопротивления при выходе из питателей е

Ф о р м у ;

Т, - коэффициент сопротивления з колене :^ Кол

^ — коэффициент сопротивления по длине рассматриваемо­

го элемента ;

- длина рассматриваемого элемента Формы ;

с [ - диаметр рассматриваемого элемента Ф орм ы ;

1ГС Г 1ГК ~ соответственно, средняя скорость движения по­

тока в стояке и коллекторе.

Выясним, чему равен интеграл в уравнении (3) , выражающий

инерционный напор в Форме:

Л. Э г

Считая, что е любой моисн4, премени скорость жидкости во всем объеме Формы постоянной и равной скорости свободной по­

верхности расплава переходим в подынтегральном выражении от частного производного э щ / э Г, к полному диФФеренциалу, а так-

вить в ь.иде:

г ' ^ м , 4 ^ А —с-1 дт а уп 0 п ь

( 7 )

Используя условие постоянства расхода приведем скорости

потоков з различных элементах литейной Формы ( уравнения 3,

5 > к скорости подъема расплава в Форме :

1Г,Р, -У лР ^ У 3 Р3 - с о п ^ .

140

или

_ с/н, _ ^ , е ,

Г , Ы г ,1Г‘ Г- ы ^ ' « • » / * ,

г де Р с т ^ К л “ площади поперечных сечений потоков в

чаше, стояке, коллекторе, питателях и Форме.

Имея ввиду ( 5 , 7 , 6 ) и произведя перегруппировку членов ура­

внения получим дифференциальное уравнение процесса запол­

нения газонепроницаемой Формы жидким металлом под напором

стояка:

Обозначая постоянные коэффициенты буквами приведем уравне­

ние (8) к более компактному виду:

А ; 1 % + $ ( 4 ! ! ± р у Н у ц

с 1 г *- V с(т / О V , ( 10)

Уравнение (10) явпяется непинейным, неоднородным диФФерен-

циальным уравнением второго порпч*

В этом уравнении коэффициент (О) представляет собой массу

движущегося металла; козффициенти (В) - сумму гидравлических

сопротивлений вдоль рассматриваемой системы.

Предварительный анализ структуры данного уравнения показы­

вает, что при литье под напором стояка движение жидкого ме­

талла имеет колебательный характер, причем амплитуда колеба­

ний зависит от суммарного коэффициента гидравлических сопро­

тивлений движению расплава вдоль системы литейной Ф о р м ы .

141

ОПТИМАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ КОНВЕЙЕРОВ

С ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ

К.А.Омаров, З.Т.Акашев

Для определения оптимального алгоритма построения ст­

руктурных схем конвейеров с фрикционной передачей тягового

усилия, необходимо изучить статические и динамические свой­

ства тяговых и ведомых органов, а затем, сформулировав наи­

более общее свойство их как математическую задачу, решить

ее на оптимум и установить основной признак классификации

конвейеров с фрикционной передачей тягового усилия.

Абсолютное удлинение тягового органа выражается следу­

ющим образом: /

ш

где )/- удельное сопротивление движению тягового органа,

Е - жесткость тягового органа, / - длина конвейера, для кото­

рого определено удлинение, Е - относительное удлинение тяго­

вого органа, X - расстояние от привода до рассматриваемого

сечения тягового органа.

Статические и динамические свойства тяговых и ведомых

органов можно сформировать и представить как математическую

задачу, описываемой системой дифференциальных уравнений

вида:с!а 1 _ п V /

ж :жсИ 2сИ

4 * = а Ш _ = г

С/Хг _ У д 7/

Г СИ - г- Ес/х5 _ У О. _ 77./Г

сН ~ а ~

(2)

где а - скорость распространения упругой волны, м/с; / - те­

кущее время, с;А/, - абсолютное удлинение тягового органа, м;

& - усилие в тяговом или ведомом органе, Н; Х ^л А , /

и Х$=к>- координаты тазового пространства X ; Ц - управляющее

воздействие.

Решая систему уравнений (2) на оптимум, пользуясь

142

"принципом максимума" и введя органиче-'Ние по усилию 7 ,

гди/<5У- допустимое статическое усилив на тяговый орган, Н.

;)то и есть оптимальный закон изменения . скорости дешор-

|пм.пи в тяговом органе конвейеров.

Кдинственным параметром, характеризующим динамическую

прочность тяговых и ведомых органов, конвейеров, является

продольная жесткость ш Е(.9), линейно убывающая по длине

Vчистка, а для получения оптимального алгоритма управления

и каждом конкретном случае необходимо знать закономерность

распределения тягового усилия между тяговыми и ведомыми

| 'рганами.

При транспортировании грузов на большие расстояния, об­

щее сопротивление движению , то есть для его

преодоления создается необходимая прочность тяговых органов

путем суммирования их допустимых статических усилий, что до­

стигается определенным:, усложнением:. структурной схемы кон-

пойеров: ЦЦ

2 1 [ 8 ]< ^ У о 2 + 2 сб (4)

Для конвейеров с канатным тяговым органом с фрикционной

связью между взаимодействующими контурами условие (4) может

быть реализовано следующими способами: с использованием в

конвейере передачи тягового усилия непрерывным контактом

трения от привода /77/ параллельно расположенным, контурам ;

прерывистым контактом трения от привода / % последовательно

расположенным участкам ведомого контура или от Шг последо­

вательно расположенных приводных участков ведомому контуру;

непрерывным или прерывистым контактом трения от /773 привозов

соответствующим им параллельно расположенным ведомым конту­

рам или последовательно расположенным ведомым участкам

контуров.

Под непрерывным контактом трения понимается непрерывная

фрикционная связь между взаимодействующими автономными кон­

турами конвейера, а под прерывистым контактом трения-фрикци-

онная связь через упругие опорно-захватные, зажимные и т.д.

Э"лементы между взаимодействующими контурами конвейера.

Автономные контуры могут быть ведущими (тяговыми),имею­

имеег.

143

щие раздельные приводы или ведомые не имеющие раздельного

привода.

Под участками контуров следует понимать отрезки конту­

ров, находящиеся между упругими, опорно-захватными, зажи­

мными элементами или отдельные последовательно расположен­

ные ведущие или ведомые контуры, связанные фрикционной свя­

зью с одним ведомым или ведущим контурами. Составлющие еди­

ницы: /77/- параллельно расположенные автономные контуры;

/Пг - последовательно расположенные участки контуров; '

/7?з- приводы.

В связи с этим равенство (4 ) , являющееся общей формулой

искомого конвейера можно представить в следующем виде:

^ ,[ 3 ] = Е (и . -Ж- + 5а)1=1

(5 )

где К - коэффициент перегрузки тягового участка или кон­

тура, С;- жесткость единичного автономного контура.

Очевидно, что искомые конвейеры (конвейеры с передачей

тягового усилия контактом трения), по формулировке задачи

мохшо условно назвать "бесперегрузочными" (ЕК) и синтезиро­

вать их как ЕК с непрерывным контактом трения и параллель­

ными автономными контурами (I класс), ЕК с прерывистым

контактом трения и последовательными участками контура или

автономными контурами (2 класс) и ЕК с непреры^нш!^/ко6н'тактом

трения (комбинация I и 2 классов). Следовательно, беспере-

грузочные конвейеры с передачей тягового усилия контактом

трения подразделяется на три класса с различными закономер­

ностями синтеза передачи тягового усилия трением, поэтому

поиск новых, перспективных схем конвейеров с канатным тяго­

вым органом и рациональным распределением усилий в тяговом

контуре должен осуществляться обратным действием - анализом

структурных схем конвейеров, а признаком классификации их

должна служить закономерность распределения усилий в тяговых

контурах.

При непрерывном контакте трения передача тяговсго уси­

лия между фрикционного взаимодействующими параллельными

контурами будет осуществляться пропорционально их продольным

144

жипткостям, а натяжения в них изменяться на величины:

(6)| общая допустимая статическая нагрузка их

тУ ' ы и т

При прерывистом контакте трения передача тягового уси­

лии мовду взаимодействующими фрикционно:' автономными конту­

рами будет осуществляться по участком пропорционально их

сопротивлениям, а натяжение в них изменяться на величины:

л $~ ^РЪ КпеР=1 1 = (8)м общая допустимая статическая нагрузка их

Ъ щ - Е ^ в г * - +Зс!1 »)</--/ 14 П?гПри непрерывном и прерывистом контактах трения передача

типового усилия между фрикционно взаимодействующими конту­

рами от ведущего контура будеэ? одновременно как пропорцио­

нально их продольным жесткостям, так и по участкам пропор­

ционально их сопротивлениям, а натяжение в них изменяться

на величины:А 8 - Щ~тг Кпер Рсцс 1 0 )

а общая допустимая^ "статическая нагрузка их

Е [ 5)= Ё К % г - + З ф Е [ Щ ^ + & < г ] (Ш/=/ & Щ .:С; г-1 г

На первом‘уровне классификации ЕК с передачей тягового

усилия контактом трения по виду связи между фрикционно вза­

имодействующими контурами делятся на ЕК с непосредственной

фрикционной в связью между параллельными контурами и после­

довательно расположенными участками контура* и на БК с

косвенной связью между автономными тяговыми контурами. БК с

непосредственной фрикционной связью между взаимодействующими

контурами применяются конструктивно без верхнего контура с

углом установки до 1 8 .. .2 0 в зависимости от физико-механи­

ческих свойств транспортируемого груза. БК с косвенной

связью между взаимодействующими автономными тяговыми контура­

ми конструктивно представляют собой конвейеры с верхним удер-

145

живающим контуром и могут применяться как крутонаклонныв.

Распределение общей нагрузки конвейера между нижними и

верхними подгруппами тяговых контуров должно осуществляться

пропорционально их суммарной статической:

1 » - ^ V , _ !

^ У н 1где параметры с индексом"В" относятся к верхней группе тяго­

вых контуров, а с индексом "Н" - к нижней.

Левая часть равенства (13) для конкретной конструкции

конвейера - величина известная, поэтому Л1 = СОЛ$ё>

Для конкретной конструкции конвейера

у ; { (13)

Щ [8]- 1П ,*- 5а- кУ4 Цр

Конвейеры сУ1=0, т.е. отсутствует верхний удерживающий

контур, а нижние контуры в этом случае выполняют тяговую,

несущую и поддерживающую функции, располагаются последова­

тельно в горизонтальной плоскости подресущим контуром или

взаимодействуют фрикционно, находясь один под другим, связь

мевду автономными контурами осуществляется либо через неп­

рерывный либо через прерывистый контакты трения.

Конвейеры с Л = о о , т.е. отсутствует нижняя группа кон­

туров, а верхний поддерживающий контур в этомчзыполняет тя­

говую и удерживающую функции, располагаясь над грузом.

И, наконец, конвейеры с 0 < Л ^ 0 ° . В этом случае

в наличии обе группы тяговых контуров, а транспортируемый

груз размещается между ними, поэтому связь между тяговыми

контурами осуществляется через груз.

На следующем уровне классификации БК с передачей тягово­

го усилия контактом трения подразделяются на одноконтурные и

многоконтурные. Одноконтурные конвейеры представляют собой

обычные конвейеры без фрикционной передачи тягового усилия.

Многоконтурные конвейеры конструктивно состоят из неско­

льких контуров (приводными могут быть как один контур, так и

все одновременно), влияющие на степень распределения тягового

усилия между ними.

146

11РИНЩЩ ПЕРЕДАЧИ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ТРШИЕМ В КОНВЕЙЕРАХ С КАНАТНЫМ ШГОШМ ОРГАНОМ

К.А.Омаров, М.А.Касымов

дли уяснения физики сложного явления передачи сил пос-

1<|Д(!твцм непрерывного и прерывного контактов трения в нача-

'м■ били рассмотрены саше простые схемы передачи трением.

'гп )чIот возможность установить основы расчета более слож­

ных схем, как, например, пр1вода с гибкой связью, а такие

ш1]:одачи трением в специальных ленточных, канатно-ленточных,

п/|митно-пластинчатых, канатно-ковшовых конвейерах.

Рассмотрение модели передачи тягового усилия мевду уп-

;|,у Iим элементом кусочно-прерывистой футеровки и канатным

тяговым контуром позволило установить, что при равномерно

|попределенной внешней сдвигающей силе Р0 , непревышающей

полной силы трения покоя, наблюдается незначительное пред­

варительное смещение по всей плоирди контакта, соответствую­

щие "предварительному смещению первого рода".

Если сдвигающая нагрузка _р> достигнет величины полной

силы трения покоя, происходит срыв контакта относительного

покоя, и канаты начнут скользить по резиновому упруг ал у

элементу ведаемого контура.

Рассмотрение модели передачи тягового усилия мезду

всей кус очно-прерывист ой футеровки вед отлог о контура и канат­

ным тяговым контур ал, представленная в виде длинного и пре­

рывистого контакта трения, позволило установить, что смеще­

ние несравненно больше, чем в первой модели. Смещение про­

исходит за счет всей зоны скольжения, возникающей в начале

контакта трения на резиновых элементах футеровки конечной

длины, называемой "предварительным смещением второго рода".

Эксперименты показали общее проскальзывание несущего

пластинчатого полотна (ведшого контура) относительно тяго­

вых канатов. Максимальное значение проскальзывания отечен о

на участке у приводного шкива, и оно убывает от приводного

шкива по длине конвейера в сторону натяжного шкива.

Длина зоны упругого скольавния определяется из следую­

щего выражения

147

о _ &1К ~ &<г> (С к/С ср) г у ,

(465-гофиг+Ъгтр /-&л*д / + га /{<,>)/д2/гцсо$р - Ур&п/з) ' ' 'Анализ формулы (I) показывает, что длина зоны упругого

скольжения тем больше, чем больше угол наклона в конвейер­

ной установке и жесткость кусочно-прерывистой футеровки

(при неизменной жесткости тягового канатного контура) и тем

меньше, чем больше коэффициент сцепления тяговых канатов

с резиновыми элементами кусочно-црерывистой футеровки.

Коэффициент сцепления зависит от способа свивки кана­

тов, коэффициента заполнения канатов, состояния поверхности

канатов и упругих резиновых элементов, геометрических и кон­

структивных параметров опорно-захватных и упругих элементов

несущего полотна и зажимных колодок поддерживающего контура,

физико-механических и упругих свойств канатов и резины, тем­

пературных условий и т.д.

Коэффициент сцепления , соотношение жесткостей

Ск/Сер , погонная нагрузка и угол наклона/5 влияют на дли­

ну участка упругого скольжения. А от правильного выбора дли­

ны упругого скольжения зависит рациональное перераспределе­

ние натяжений в тяговом и ведомых контурах в зависимости от

соотношения жесткостей последних; деформация; напряженное

состояние и срок службы опор по-захвати ых, упругих и зажим­

ных элементов ведомых контуров, а также нормальный пуск и

работа конвейеров.

Расчетные модели для схем конструкции конвейеров (ка­

натно-ленточные, канатно-пластинчатые и канатно-ковшовые

конвейеры) представляют собой упругие стерши - число упру­

гих стержней равно числу фрикционно взаимодействующих кон­

туров конвейера - взаимодействующих мезду собой на длине

контактирования силами сцепления с определенным шагом и на­

груженных соответствующей распределенной нагрузкой. Во всех

расчетных моделях к тяговым стержням приложены сдвигающие

усилия V / , удельные силы сопротивления и силы

сцепления мезду фрикционно взаимодействующими стержнями

Конвейеры с непосредственной фрикционной связью между

взаимодействующими контурами по характеру контакта трения

подразделяются на конвейеры с непрерывным и прерывистым

контактами трения, а также на конвейеры с комбинацией пер­

148

ни* дпух контактов трения.

В конвейерах с непрерывным контактом трения, в основ~_

и*.м статно-ленточные, передача тягового усилия между ф р%_

и"нно взаимодействующими контурами происходит пропорцио-

11/1.М1,П0 их продольным жесткостям, что подробно изложено в

м'К'.ьдке и трудах проф. А.В.Андреева.

К конвейерам с непосредственной фрикционной связью

ми аду взаимодействующими контурами с прерывистым контакте^

гугнил относятся следующие типы конвейеров: трех- и двух-

кпитурные ка на тн о-пластинчаты? конвейеры, двухконтурный

1 .шмтн о-ковшовый конвейер и лент очно-катко вый конвейер (МЦЦ).

При приложении в вышеуказанных конвейерах к ведущему

пторжню тягового усилия V ^ на ведомых стерннях возникнут

Iкь'жции @1 , которые по своей природе являются силами сцеп_

пиния между тягошм органом и взаимодействующими с ним коп­

ту рами.

Если жесткости ведомых стершей будут значительно мець-

пи) жесткости ведущих стержней (тяговых канатов), что воз­

можно в случае наличия провесов в гибком органе ведомых Кон­

туров, то совместное деформирование фрикционно взаимодей­

ствующих элементов будет отсутствовать и тяговое усилие

будет передаваться по участкам. При передаче тягового уси-

|щя по участкам вследствие отсутсвия скольжения также будет

отсутствовать накопление натяжений в гибких органах ведомых

контуров.

При этом силы сцепления между тягловыми органами и фрик-

ционно взаимодействущши с ними элшлб'тами ведомых контуров

, то есть реакции /?/ будут уравновешивать силы со­

противления движению соответственно взаимодействующих стер­

шей на данных участках. Условие равновесия в общем виде

будет иметь следующий вид:

Усоррг < Р сЦ I

\1соор-1 ~\1сопРг = . . .- Усопр.а =Усопр I

Рси , 1 = Р Ы -г = • • • = = Р ф -1 .

где Усопрг - сила сопротивления движению ^ -того участка

ведомого контура; - сила сцепления тяговых канатов с

упругими, шорно-захватными элементами / -участка ведомого

контура.

Определенным подбором жесткостей С/, взаимодействую­

(2)

149

щих элементов достигается уменьшение длины зоны скольжения.

В результате оптимизации соотношения жесткостей фрикционно

взаимодействующих элементов натяжения грузовой и порожней

ветвей ведомого контура будут изменяться по пилообразному

закону, ш ея минимальное и постоянное значения по величине

и вдоль всего контура конвейера.

Из условия отсутствия относительного проскальзывания

определяются шаги устаножи упругих, опорно-захватных и

зажимных элементов ведомых контуров, ковшей и подвижных

роликоопор.

В случае совместного деформирования в за им од ей ству щих

контуров их натяжения будут распределяться пропорционально

их продольным жесткостям и, следовательно, изменяться в

каждом пролете между контактирующими элементами ведомых ор-

га„ов на (3 )

14 Лдце С[гр - погонная масса груза, кг/м; погонная масса

I.-того ведомого органа, кг/м; /2- число ведомых органов;

- продольная жесткость { -го ведомого контура (органа);

- расстояние между / -ми контактирующими участками ведсг-

мых контуров.

Совместное деформирование имеет место также в случае

предварительного натяжения контуров.

Из условия равновесия сил между тяговыми канатами и

взаимодействующими с ними контурами определяются длины зон

упругого с ко ль лее ни я.

150

ОБ ОДНОМ АЛГОРИТМЕ МОДЕЛИРОАВНЙЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ НА ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ

П.Л .Лысенко

I' » * отно , что автоматизация труда инженера охватывает ши —Г"» ии круг вопросов : планирование задания , технологическую подготовку производства, и Управление производственной систе­мой

11г•1 решении задач технологической подготовки производства ва­нную часть составляет процедура проектирования технологическ­ие процессов.

При разработке автоматизированных систем проектирования те- ■ и.-логических процессов основу методических положений проек- 1 'Макания , как правило , сотавляют фундаментальные и конкре- |имя положения технологии всех уровней и логика традиционного проектирования -

Описанные в литературе методологические подходы к автоматиз-

щии процесса проектирования с позиции теории систем пока не •и* голили разработать общую теорию решения задач автоматизации проектирования технологии машиностроения , поэтому в настоящее прямя существует достаточное количество САПР технологических процессов , отличающихся уровнем автоматизацции инженерного груда.Каждый автор-разработчик таких САПР учитывает определенную сп­ецифику производства , имеющиеся технические средства и тради­ции проектирования своей организации (предприятия) .

Предлагаемые алгоритмы автоматизации проектирования технолог­ических процессов изготовления деталей и сборки изделий и сб.• лпниц реализованы‘и апробированы автором и используются на практических занятиях по САПР

Суть решения задачи при механической обработке в общем виде <•, тлит б последовательной классификации поверхностей детали и

преобразовании конструкторских размерных связей в технологичес­кие .

Формирование технологического процесса механической обработки детали производится в следующие три этапа :I ) определение последовательности координации поверхностей де­тали , определение основных и необрабатываемых баз в каждом координатном направлении , Построение множества возможных баз и установление порядка обработки баз и поверхностей ;2’) построение классов поверхностей детали и определение устано­

вочных баз для групп поверхностей ;3) определение методов обработки каждой поверхности , выбор ср­едств изготовления и уточнение состава операций и последоват- . ельности их выполнения .

Для определения координации поверхностей используются неорие­нтированный граф , например (:^ . Е котором в качестве верш­

ин (а; ) берутся поверхности детали , а в качестве дуг - линей­ные размеры между ними .

Построенный граф (у содержит подграфы (где 1=х,у,2,1 ) ,при этомм,у * г - направления по осям координат ,

1 - произвольное направлениеНеориентированный граф (3<* п ре образ уте я в направленный

Полученная последовательность координации поверхностей устана­вливает исходные базы по каждой координатеНаличие связности вершин графа позволяет легко выбирать базы для групп поверхностей с учетом требований формирования технологи­ческих операций

151

После определения и проверки комплектов технологических баз формируются технологические переходы .Исходная информация , необходимая для автоматического формирова­ния технологических переходов , содержит постоянную и переменн­ую части .

В постоянной части информации сформированы следующие таблицы :

табл.1 группы деталей- валы ,- ходовые бинты ,

- фланцы ,- зубчатые колеса ,- станины , «- кронштейны ,- плиты ,- корпусные детали ,- рычаги и вилки ;

в табл.1 содержатся реквизиты :- материал ,- габаритные размеры детали ,- группы деталей ,- символьный код детали ,- рекомендуемые базовые поверхности ;

табл.2 - методы обработки в которой содержатся реквизиты :- положение поверхности ,- вид паоверхности ,- метод обработки и- шероховатость ;

пер>ечень технологического оборудования , применяемого при механической обработке деталей ; перечень применяемых ср>едств оснащения ; данные для расчета припусков и выбора заготовки .

В переменной части вводимой информации содержатся таблицы: табл.6 - исходные данные , содержащие реквизиты :

- наименование детали ,- номер» поверхности ,- положение поверхности ,- е ид поверхности ,- соотношение поверхностей ,- р>азмер>ы поверхностей детали ,- шерюховатость обрабатываемых поверх­

ностей- кьалитет ,- размер партии обрабатываемых деталей,- материал ;

табл.7 - последовательность обрабатываемых поверхностей .На основе этой информации алгоритм разработки технологическо­

го процесса имеет еид - см. рис. 1.

табл.3

табл.4 табл.5

152

Рис.1 . Схема алгоритма автоматизированной еитемы проектирования операционной технологии механической обработки деталей .

154

П'и'.-т программ автоматизированной разработки технологии сбор­ни пключает постоянную и переменную информацию.II.н I пиная информация , созданная в виде базы данных (БД) ,сод-* «мг файл сборочных операций и файл сборочного оборудования .

И' I" манная информация , записываемая в базу данных , содержит ‘(шил спецификаций деталей в сборочной единице (издеии) .

I ' и л сборочных операций разработан на. основе общесоюзного кл- и ' нфикатора технических переходов машиностроения и приборостр-'ЩШЯ

II'■ I ч ценная информация содержит такой набор параметров , кото- Iпп позволяет произвести нормирование сборочных операций по |. | м у л а м , п о л у ч е н н ы м на основании м и к р с н о р м и р о Е а н и я выполняе­мых действий

■1 I м и р о Е а н и е маршрутно-операционных карт сборки изделий прои-

Ч1 1.ДМТСЯ в диалоговом режиме .Л...ритм работы проектировщика состоит в следующе1м .

Используя отображенные на экране файлы спецификаций , сбороч- ного оборудования и разработанную схему сборки , технолог в

у к п ‘,анной последовательности сборки производит ( е диалоге)I-ц|'ор деталей из отображенной на экране спецификации и сбороч­

ного оборудования с помощью курсора .11 I основании выполненных действий автоматически формируется

под сборочного перехода , который затем позволяет автоматичес- | и произвести расчет норм времени на выполнение сборочных опе- I мини и сформировать файл технологического процесса .

Код перехода содержит слледующую информацию :

X X X X X X

код выполнен, действия

признак нормирования

гыполяемое действие

предмет труда или обьект приложения действия

Файл технологического процессу сборки отображается на экране,

при необходимости корректируется .На заключительном этапе формируется файл технологических карт

и производится их вывод на печать -Описанный подход к автоматизированному проектированию технол­

огии составляет основу создания автоматизированных систем тех-

нологичсекой подготовки производства .Он существенно ускоряет разработку технологических процессов , сокращает рутинную работу проектировщика, и создает машинный архив (БД) разработанных технологических документов .

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ

МОДЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ГЛИНОЗЕМА ПО СПОСОБУ БАЙЕРА.

ЕМ. ЗАЙЦЕВА

В настоящее время актуализировались проблемы построения

математических моделей промышленных производств для оператив­

ного управления им. Существует три причины этого явления: (1)

повышение динамичности и стохастичности функционирования и

развития предприятий, (2) возростание требований к точности

этого вида управления вследствие повышения конкуренции на

рынке , (3) появление мощной компьютерной техники и ее прог­

раммного обеспечения, пригодных для создания эксплуатационно

удобных многомерных математических моделей. Особенно важно

решение задач компьютерного моделирования для сложных в уп­

равлении производств.

К их числу относятся заводы по непрерывному получению

глинозема (промышленного оксида алюминия). Усложняют задачи

управления и моделирования ими следующие особенности глино­

земного производства:

- производство замкнутое , и основные возвратные потоки

переносят вещества в количестве в несколько десятков раз

больше , чем прямые потоки;

- буферные межпередельные емкости малы , и время пребы­

вания в них в несколько раз меньше всреднем , чем в аппаратах

переделов;

- велики запасы веществ в незавершенном производстве,в

десятки раз превышающие суточный выход.

Экспериментальные наблюдения за действующим производс­

твом и анализ литературы о его моделировании показали наличие

принципиальных трудностей при создании регрессионных моделей

данного производства. Поэтому было отдано предпочтение детер­

минированному описанию физико-химических процессов пребразо-

вания кольца переделов по способу Байера.

Разработаны упрощенные статистическая и динамическая мо­

дели получения глинозема из бокситов щелочным способом. Пер­

вая предназначена для ситуационного оперативного управления 156

впПогтоимостью глинозема, вторая - для прогнозирования дина-

ни1 и изменения производительности переделов в кольце при уп-

|.м11 л<11ии нагрузкой на головной передел завода. Статическая

м. • д*-лI. представляет собой систему из 50 преимущественно нели-

ш иных неголономных соотношений (уравнения материального ба-

имиг.ч для переделов и описание кинетики процесса выделения

п'.|'|>:шсэ глинозема из раствора в присутствии катализатора).

Штдение в нее 50 дополнительных голономных соотношений для

"пи'мния динамики преобразования веществ в цепи последова-

ими.ных аппаратов разложения алюминатного раствора позволило

получить динамическую модель.

Модели связывают качественные показатели режимных пара­

метров XI ( . . ,п) с количественными показателями Р;),

г до ^номер потока материала(твердое вещество, суспензия или

р.и-вор), а п количество потоков. Вектор X} включает в себя че­

тыре основные компоненты: концентрацию оксида алюминия( А;|) и

каустической соды (В;0 в жидкой фазе потока, их молярное от­

ношение М], называемое модулем, и содержание 6] твердой фазы

м объеме суспензии.

Использованы следующие численные методы: Ньютона-Зейделя

для решения систем нелинейных уравнений, метод Эйлера для ре­

шения систем дифференциальных уравнений и метод градиентного

спуска для решения оптимизациооных задач.

Одной из самых важных и сложных задач построения матема­

тических моделей является их идентификация. Разработанные мо­

дели имеют шесть идентифицируемых параметров: четыре для

идентификации статики и два - для адаптации динамики. Решение

сложной задачи их многомерной идентификации стало возможным

благодаря использованию удобного графического интерфейса,

разработанного на базе языка программирования Паскаль.

Ниже описываются некоторые аспекты человеко-машинного

решения задач идентификации указанных моделей.

Задача идентификации статической части модели была пос­

тавлена как задача оптимизации . Критерий оптимизации был

выбран в виде суммы квадратов относительных невязок модели и

системы трех режимных параметров , значения которых поддержи­

ваются на определенном уровне в реальной системе ( это кон­

157

центрации щелочи в аромводе Ш и модули алюминатнсл'о и маточ­

ного растворов М3 и № соответственно , индексом "м"

обозначены те же режимные параметры .значения которых рассчи­

тываются с помощью модели ,к1,к2,кЗ - весовые коэффициенты ).

Так как задача идентификации данных моделей относится к

задачам многомерной оптимизации, то построение плоских ( дву­

мерных ) графиков от одного из всей совокупности параметров

дает далеко не полное представление о поведении функционала

ошибки Поэтому для исследований была применена трехмерная

графика ,с помощью которой строилось объемное изображение

функционала от сочетания двух идентифицируемых параметров.

Поворачивая изображение на экране вокруг любой из трех осей

координат, иследователь может хорошо представить характер по­

ведения функции .

Известно что наибольшую трудность при решении многомерных

задач оптимизации представляют функции , имеющие "овраги". С

помощью построения трехмерных графиков достаточно просто оп­

ределить параметр .вызывающий "оврагообразование" . Помимо

определения оврагообразующих параметров возникла возможность

формирования "нужного" вида функционала посредством весовых

коэффициентов к1,к2,кЗ , с помощью которых можно подавить

влияние "оврагообразующего" коэффициента .

Получение "безовражного" критерия оптимизации позволило

оснастить модель автоматической идентификацией . Идентифика­

цию модели можно представить в виде отдельного блока , в ко­

тором с помощью применения градиентных методов будут опреде­

ляться оптимальные значения идентифицируемых параметров , что

сильно облегчает применение модели и ее адаптацию к постоянно

изменяющимся внешним воздействиям , что ,в свою очередь ,

позволит облегчить управление предприятием в новых экономи­

ческих условиях.

,1 ~ к1

158

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОБРАБОТКИ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

РЕЮЩЕГО И ШТАМП030Г0 ИНСТРУМЕНТА;

Л.З. МИКОЗА

)цним из наиболее перспективных методов повышения эксплу-

• г'шипнной износостойкости деталей ревущего и штампового инст-

I.,•' 1*’11Т1 является лазерное поверхностное упрочнение, для вне-

I к ни п которого рекомендуется применение отечественных.техно-

тч инческих установок типа "КЗШТ". Установки "К31НТ-16" ре-

М‘ 1Ч"1|дуются для упрочнения инструмента мелкого размера, а ус-

| импки "КЗШТ-18" (снабженные ЧПУ) рекомендуются для деталей

■ 1ммюго профиля.

Упрочняемые поверхности имеют различные конфигурации и

1*|;швры, поэтому обработка их имеет некоторые особенности. При

.прочнении прямолинейных ре»уиих кромок центр первого луча фо­

кусировался у начала кромки и после каждого импульса центр

нуч.ч сдвигался на величину шага обработки:

При упрочнении криволинейных кромок центр лазерного луча

совмещался с центром радиуса закругления или с точкой пересе­

чения продолжения прямолинейных участков ревущей кромки, в

никоторых случаях с режущей кромкой:

1 - упрочняемое изделие,

2 - "пятно" закалки от воздействия лазерного

луча на поверхность,

3 - режущая кромка.

I I

1 Р|Р

Упрочнение производилось за один импульс, причем линия

перемещения центров лазерного луча совпадала с регущей кромкой

или на 0 ,5 I мм смещалась "ЗГЛУБЬ" обрабатываемой поверхнос­

ти.

При упрочнении наклонных поверхностей лазерный луч напра­

влялся не перпендикулярно, что увеличивало площадь облучаемой

поверхности, но при этом уменьшалась плотностью излучения. Для

определения оптимальной энергии (в случае падения луча под уг­

лом оС к обрабатываемой поверхности) использовали формулу

Е ^ Е о /з и г ос , где

90 - оптимальная энергия в случае перпендикулярного падения

лазерного луча.

При обработке боковых поверхностей цилиндрических изделий

ось ориентировалась параллельно или перпендикулярно краю сто­

ла лазерной установки, при упрочнении всей боковой поверхности

после кругового обхода деталь смешали вдоль оси и обработку

повторяли аналогично. Упрочнение по боковым поверхностям (а не

с ториэ) позволяет получить более ощутимые результаты, т .к .

позволяет многократную переточку без повторного упрочнения

(напризер: пуансонов вырубных штампов круглого сечения).

Производительность существующих установок определяется

максимальным размером светового пятна (до 5 мм ), частотой сле­

дования импульсов (до 0 ,4 гц) и вспомогательным временем .связа­

нным с установкой обрабатываемой поверхности относительно лазе

рного луча, поэтому наиболее целесообразно упрочнять дорогосто­

ящий и дифииитный материал, отдавая предпочтение инструменту,

переточка которого после упрочнения по одной поверхности

не отражаются на стойкость (ножи гильотиновые, отдельные

виды фрез, резцы, пуансоны вырубных и пробивных штампов).

1 СП

11"->0хо/'.и’ЛО учитывать конструкцию и габариты ревущего и штам-

....п т инструмента, позволявшего разметать их на предметном

■ I >иг установки и обеспечивающие свободный доступ лазерного

иучч II зону обработки.

3 таблице приведены режимы упрочнения:

| именования Материал Реким обработкиизделия Диаметр

пятнаЭнергия | Напряжение

I . Пробивные

пуансоны У Ю

Ь 5 ,6 мм

(1710-4475)

■ Трубные

пуансоны

(1710-4475) У Ю

. Пробивные

пуансоны

А 3 ,5

(20-02) У Ю

4. Пробивные

пуансоны

0 5 мм

(105-037-

4 ,0

2,0

12

1 8 ,5

5 ,3

1350

1525

1250

1721-4021) У8 3 ,0 12 ,3 1375

5. Злрубные * 'г'’

пуансоны

(012-1541-

6351-) Р645 4 ,0 16 ,5 1500

XI21 4 ,0 2Э ,3 1300

7. Сверло ц/х

0 1 2 ,0 Р6Л5 4 ,5 13 ,2 1575

3 . Сверло и /х

0 4 Р6Л5 2 ,0 4 ,2 1100

Проведенные исследования и производственные испытания уп­

рочненного инструмента позволяют сделать вывод о перспективно­

сти лазерной термообработки ревущего и штампового инструмента.

1Й1

ПОВЫШЕНИЕ ПУСКОВЫХ КАЧЕСТВ ТОПЛИВНЫХ

НАСОСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ БОШ ТИПА ЕР/УЕ

А .А . Следюк

Как показывает многолетний опыт эксплуатации автомобилей

оснащенных малолитражными быстроходными дизелями с установ -

ленной на них топливной аппаратурой БОШ ЕР/УЕ,значительные

примеси абразивных частиц в отчественных дизельных топливах

вызывают прогрессивный износ прецизионных деталей.Особенно

данный процесс интенсифицируется в связи с заменой штатных

фильтров тонкой очистки на отечественные,обладающие меньшей

тонкостью фильтрации.Абразивный износ в парах плунжер-дозатор

и плунжер -головка приводит к снижению плотности прецизионных

пар,особенно на режимах малых частот вращения из-за значительт-

ного Бремени на перетечки из зон еысокого давления в зоны низ­

кого давления.Этот процесс наиболее характерен на режиме пуска

дизедя.Устройство обогатителя топливных насосов высокого дав­

ления (ТНВД) БОШ ЕР/УЕ позволяет для устойчивого пуска дизеля

повышать Оу в 1 ,5 -2 раза относительно номинального режима

(с 35 до 65 мм^-75 мм^).11ри этом типовая регуляторная ха­

рактеристика имеет вид (рис. ,).Это справедливо для неизно­

шенных прецизионных пар.При абразивном износе,особенно в соп­

ряжении плунжер -дозатор пусковая подача резко падает и харак­

теристика насоса приобретает вид(рис. 2 , ).Как показывает прак­

тике, снижение пусковой подачи ниже 55мм не обеспечивает запуск

дизеля со стартера.Кроме того,по мере износа топливного насоса

ухудшается пуск прогретого дизеля из-за снижения вязкости ди­

зельного топла.

Оумм,

Л5Ъо" Эмхэп.мшГ-1- \№о зссоп.мин

Р и с .] , Ри с , 2,

—N.

кл

_т

162

При незначительной степени износа предусмотрено увеличе-

|ч подачи топлива по всем режимам с помощью регулировочного

интл 1 , который через всережимный центробежный регулятор Я

прямого действия перемещает дозаторЗ по ходу движения

Однако при таком способе увеличения

пусковой подачи возникает ряд

проблем.Т.к. значительное ухудшение

дозировки происходит на низкой час­

тоте вращения плунжера , а на номи­

нальном режиме в связи с малым вре­

менем на перетечки топлива практи­

чески остаётся неизменным,то увели­

чение пусковой подачи путем регулиро

-вки вызывает соответствующее увели

-чение цикловой подачи на всех ос­

тальных режимах.Это приводит к повы­

шенному расходу топлига, дымности

отработавших газов и повышенным'

оборотам холостого хода,

при увеличенной степени износа регулировка топливного

нисоса с целью увеличения пусковой подачи невозможна,т.к.

характерной особенностью данных ТНВД является срыв насоса

нразнос.т.е. одновременно с увеличением пусковой подачи

не обеспечивается еыход насоса на холостой ход. Поэтому

в данном случае требуется ремонт ТНВД.

При традиционных методах ремонта и регулировки требует­

ся замена прецизионных деталей, а именно головки ТНВД в сборе,

что,фактически означает замену насоса целиком,т.к. стоимость

головки составляет около 60% стоимости насоса.

На кафедре ДВС разработан метод восстанов ления пусковых

свойств ТНВД БОШ ЕР/УЕ без замены прецизионных деталей. Он

основан на увеличении хода дозатора относительно существую­

щего.

При изменении кинематики регулятора возможно обеспечить

увеличение пусковой подачи сохранение холостого хода и

неизменность цикловой подачи на номинальном режиме.

Как показывает практика, с помощью данной методики мото-

' ресурс ТНВД БОШ ЕР/УЕ увеличивается как минимум на 30$ .

163

ииунаераА (р и с .З ,) .

МЕТОДИКА ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ

А .В . Живоченко

Основными критериями взаимозаменяемости распылителей

является форма камеры сгорания, способ смесеобразования,

угол раслыливающих отверстий в " плане" и " шатре", число

отверстий и их диаметр.

Камеры сгорания в ДВС применяют разделенные ( в головке

цилиндров) и неразделенные ( в поршне). Способы смесеобразо

-вания используют объемные , вихревые, пленочные, объемно­

пленочные. Для получения объемного смесеобразования обычно

используют распылители от 3 до 6 сопловых отверстий, пленочного

- одно отверстие, объемно - пленочное - два. Вихревые камеры

сгорания и предкамеры работают со штифтовыми распылителями.

В исходные данные программы закладывают для всех

отечественных двигателей форму камеры сгорания, способ смесе­

образования, конструктивные и регулировочные параметры рас­

пылителей и форсунок.

Методом сапостовления выбираются распылители с полной

и частичной взаимозаменяемостью,при которой отклонение пара­

метров от исходных не превышает 25 % .

Так например для топливной аппаратуры дизелей с нераз­

деленными камерами сгорания семейства Ярославского моторного

завода с полной взаимозаменяемостью могут применяться рас­

пылите™ Алтайского моторного завода типа 6А1 - 20с 3 .

Для дизелей СМД - 125 , СМД - 14 , СМД - 14А, СМД - 14 Б,

СМД- 14 К, СМД - 15 К, СМД - 15 КФ Харьковского тракторного

завода с разделенными, вихревыми камерами сгорания, взаимо­

заменяемы распылители МТЗ - 50152, Д - 54 А , Т - 75 Т Вла­

димирского тракторного завода.

В качестве примера с частичной взаимозаменяемостью мож­

но применять распылители трактора МТЗ - 8 0 1 8 2 ,типа 11 .1112 .

110 - А , для автомобилей "КамАЗ", трактора ДТ - 75Б и Т - 150,

Вильнюсского завода топливной-аппаратуры.

Применение данной методики позволяет упростить процесс

приобретения одной из дефицитных деталей топливной аппаратуры

ровременных автомобилей и тракторов - распылителей.

164

ВЛИЯНИЕ ДЗП СЗЕРЗЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ФЛОРУ

Прозорова Т .А . Черных И .Б .

В последние годы проведено ряд работ по изучению влия-

••ия электрического поля на рост и развитие растений,их уро-

гайность.Эти работы показали,что сверхвысокие напряжения в

и'ячительчой мере влияют на растительные организмы.В зоне

пильного электрического поля растения развиваются медленее,

изменяется их генеративная сйера.

Перед нами была поставлена цель-изучить некоторые ас­

пекты влияния ЛЭП 500 и П 5 0 кЗ на дикорастущую Флору,где

напряженность электрического поля может достигать 30 кЗ/м и

более.Для достижения поставленной цели необходимо было ре­

шить следующие задачи:

I) изучение влияния электрического потя на высоту и

состояние дикорастущих растений;

2 ' изучение влияния электрического поля на прохождение -

''аз развития дикорастущих растений;

3} изучение влияния электрического поля на урожайность

дикорастущих растений;

4 1) изучение влияния электрического поля на рост куль­

турных растений (пшеница,горох,Фасоль в аппарате"Искусст-

в^нная погода"’'.

3 естественных условиях работа по выполнению первых

трех задач проводилась в зоне ЛЭП Экибастуз— окчетав в 15-

17 км к северо-западу от г.Экибастуза.Для изучения необхо­

димых параметров попррек ЛЭП было заложено два трансекта,на

которых выделены и обозначены учетные площадки по I м , в

двадцатипятикратной повторности на каждом трансекте на рас­

стоянии друг от друга 5 м.На протяжении всего срока работы

выполнялись на одних и тех жр площадках в границах разнот­

равно-злаково1" и типчаково-ковыльной ассоциаций.Все наблюде­

ния проводились в течение трех лет.

При изучении трансекта с разнотравно-злаковой расти­

тельностью было установлено,что по видовому составу опытные

площадки превосходят контрольные.На контроле отсутствуют

такие виды,как осока ранняя, вероника длиннолистная,астрагал

165

яичкоплодный, чина луговая .тимьян ползучи*1,клевер луговой,ко­

выль волосатик,полынь холодная,клоповник сибирский,гвоздика

уральская и проломник северный.

Трехлетние исследования показали,что костер безостный,

тысячелистник обыкновенный, сирения стручковатая, синеголов­

ник плосколисный,тимофеевка степная,подмаренник настоящий,

смолевка золжская,зопник клубненосный,горец птичий на опыт­

ных площадках превышают по высоте контрольные растения.Из

всех произрастающих видов на контроле лишь б'аскильница1рас­

ставленная, полынь обыкновенная и полынь маршалловская пре­

вышают на несколько сантиметров опытные.

Костер безостный в контроле на протяжении всего вегета­

ционного периода,в течение трех лет,находилея в хорошем сос­

тоянии^ в опыте лишь 30-90?.Под ЛЭП в августе до 50^ расте­

ний засыхают.

У пырея ползучего в опыте уже в начале вегетационного

периода только 65^ находится в хорошем состоянии,а в кон­

троле до Ю О ^.З конце вегетационного периода опытные расте­

ния начинают засыхать раньше,чем контрольные.

В августе 1007 растений полыни маршалловская в контро­

ле находятся в хорошем состоянии,тогда как в опыте до °0? в

удовлетворительном состоянии.

Полынь обыкновенная на контрольных площадках раст°т и

развивается лучше,чем ча опытных.3 конце вегетационного пе­

риод.». засыхание происходит быстрее у опытных растений,чем у

контрольных.

Видовой состав типчаково-ксвыльно4 растительности го­

раздо беднее разнотравно-злаково3 . Доминирующи'и вицами ча

контрольных и опытных площадках являются овсяница бороздча­

тая (типчак’' , вероника длиннолистная,ковыль волосатик,тимофе­

евка степная,полынь холодная и подмаренник настоящий.Опытные

растения типчака за все три года не отличаются по высоте от

контрольных.Контрольные растения вероники длиннолистной,ти­

мофеевки степной,подмаренника настоящего,бурачка пустынного,

ковыля волосатика превышают на несколько сантиметров опытные,

-контрольные растения типчака,тимофеевки степной,ковыля

волосатика вступают в Фазу колошения,а вероники длиннолист­

ной, подмаренника настоящего, бурачка пустынного в Фазу цвете-

166

■»«« |1Аммк*,чем опытные.Однако это соотношение затем меняет-

•.я,'>1 'ы 11п.|г• растения быстрее проходят все фазы развития.

У'южл',ность разнотравно-злаковой растительности в опы-

щ пыша па контроль,она составляла в опыте Ю 5 г/м сухо-

■ ■ ’ .п контроле-92 г/м ;на втором году исследований в

...... 11 У г/м ,в контроле-Ю8 г/м и на третьем году в опыте-

М'| | 'и ,в контроле-86 г/м .

Урожайность типчаково-ковыльной растительности на опыт-

М11< площадках также выше,чем на контрольных.Аналогичная за-

ЙП1' )М»рчость установлена с сортами вишни.Собранный урожай

,1 : 'Н.1 исследований в опыте превышал контроль.

лабораторных условиях проводились работы в аппаратах

"Искусственная погода".Данные опыты позволяют перенести ес-

I ценные условия воздействия электрического поля на тасти-

г щ,м>сть в лабораторные условия.В аппарате имеются две ка-

|" |и1. с>цна из них находится под действием электрического по-

»другая—контрольная.8 камерах поддерживалась постоянная

температура,водяное орошение,вентиляция.3 качестве источника

Опета и тепла используются две электродные лампы переменного

■| и две ртутно-кварцевые лампы,которые являются источни­

ком упьтоафиолетовогс излучения.

Напряженность электрического поля в опытной камере сос-

глвляла 0,6-1 кВ/м,в зависимости от расстояния металлических

пластин,создающих электрическое поле.

Опыты закладывали с сельскохозяйственными культурами:

пшеницей,Фасолью и горохом, в десятикратной повторности.?жвд-

" снно отмечали состояние растений,фиксировали высоту,а также

отмечали появление всходов.Полив проводился чераз два дня по

30 г воды в каждый контейнер.

В ходе исследований и исходя из данных магматической

обработки,было установлено,что всходы пшеницы в опыте и кон­

троле появляются иа трети**-чвтвертый день.Средняя высота

растений по вариантам через восемь дней после всходов в кон­

троле составляла 7 4 ,9 см,а в опыте 26 ,1 см.Максимальная вы­

сота растений в контроле достигала 3 0 ,1 см,в опыте-31,9 см.

В хорошем состоянии через 5 дней после всходов в опыте на­

ходится 6 5 ,Vе?,а в контроле БЗ,З^.При максимальной высоте

6 3 ,3 ^ растений в опыте и контроле в хорошем состоянии.Дли­

167

тельность вегетационного периода в опыте и контроле составля­

ет 13 дней.Математическая обработка результатов показыва°т,

что растения пшеницы,нагодящився под действием электрическо-

/. го поля и без н°го существенно не отличаются.

Опытные растения Фасоли и гороха под действием поля

всходов н° давали,контрольные растения же развивалисть хоро­

шо.

Нами проводилась работа и по определению жизнеспособ­

ности пыльцы (под действием электрического поля и «а кр«т-

роле).Повторность опытов показала,что в контроле пыльна зна­

чительно чаще жизнеспособна,чем в опы те,т .набл ю дается

стерильность пыльцы под действием электрического поля.

Максимально0 значение напряженности электрического ^оля

на высоте 0 ,1 м чад поверхностью земли составляет 7 ,5 к^'м

на высоте 1 ,8 м-14 к В ^ (при габарите приводов до земли

20 м^ .Расхождение максимальных значений напряженности элек­

трического поля,ос'»тп1естБ.леннмх ка ЭВМ и по результатам изне-

ррнии объяснения тем,” то при расчете на ЭШ был принят габа­

рит проводов до зем.ли 18 м ,а при измерении прибором ПЗ-1М

Фактический габарит составлял 20 м (определен при помогли

теодолита и мерной ленты).

Напряженность измерялась прибором типа ПЗ-1М,изготов­

ленным СКВ Всесоюзного научно-исследовательского ичст"тута

охраны трупа в Л^нингпаде.Положение прибора Фиксировалось

дерер.янчой штанго'11 на высоте 1 ,8 И 0 ,1 м от поверхности зем­

ли. кривые” измерения наПРЯЖеЧНОСТИ электрического по"Я под

оОО кВ (в габаритах 500 кВ> в зависимости от расстоя­

ния от осп лчнии.Максимальнор значе«и° напряженности эл°кт—

ричог>кого по*я составляет на уровнях 1 ,8- 0,1 м от поверхнос­

ти земли соответственно 8 ,4 и 5 кВV.Максимальное з«ал;ечт.о

напряженности электрического поля наблюдается в точках п ро с-

транства,расположенных вблизи поверхности нал кпа*но?» *азой

линии элрктоопеледа«и.По кецр увеличения расстояния напря­

женность поля плавно снижается.

->ак показали результаты исследований влияние ЛсП св^ рх-

высоких напряжений на йлопу с'^тцествринч.

168

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ

УГЛЕДОБЫЧИ ЭКИБАСТУЗСК0Г0 БАССЕЙНА.

С.Х.Сайбулатов, В .Т . Станевич,

Б.Ч.КуДрышова.

Павлодарская область по своим природным ресурсам и эко­

номическому потенциалу является одним из крупнейших регио­

нов Казахстана. На ее территории расположен Экибастузский

угольный бассейн, при разработке которого ежегодно вывозит­

ся в отвалы 160 млн. тонн вскрышных пород. В настоящее вре­

мя отвалы занимают около 8 тыс. га земли и имеют высоту от

30-40 до 100 м.

Актуальной является проблема охраны окружающей среды

т .к . отвалы являются источниками пыльных бурь, повышенной

загазованности и имеют значительные концентрации экологичес­

ки вредных элементов.

Нами проведены исследования вскрышных пород угледобычи

различных литологических типов и горизонтов залегания по

оценке их экологической чистоты.

Анализ результатов определения эффективной удельной ак­

тивности естественных радионуклидов показал, что по радиаци­

онному фактору породы являются безопасным сырьем и могут

без ограничений использоваться для всех видов строительных

материалов. Эффективная удельная активность их состовляет

1 .6- 2 ,8 пКи/г, что значительно ниже предельной величины в

10 пКи/г.

С применением комплекса современных физико-химических

методов исследования сырья установлено содержание благород­

ных, редкоземельных и экологически опасных элементов. Благо­

родные и редкоземельные элементы во вскрышных породах содер­

жатся в незначительных количествах и не представляют ценнос­

ти для их промышленного извлечения.

Количество экологически опасных элементов /свинец, ва­

надий, хром, мышьяк, сурьма, т а л л и й , ртуть и д р ./ ниже пре­

дельно допустимых, что х а р а к т е р и з у е т породы как относительно

\

169

экологически безопасное сырье.

Оценивая содержание перечисленных элементов в единице

объема( г /т ) , можно судить о вскрышных породах как экологи­

чески безопасном сырье, не представляющем интереса для про­

мышленного извлечения из них ценных компонентов. Но, учиты­

вая объемы вскрышных пород, вывозимых ежегодно в отвалы и

складируемые вблизи г. Экибастуза следует особо отметить бо­

льшую концентрацию экологически опасных элементов, которые

в таких количествах наносят вред окружающей среде и здоро­

вью населения.

Одним из путей решений экологических проблем Экибастуз-

ского бассейна является утилизация отходов угледобычи, но

обязательным условием использования отходов для производст­

ва каких-либо материалов является стабильность их свойств и

состава.

Вскрышные породы угледобычи обладают различными Физи­

ко-механическими свойствами, которые снижаются от горизонта

+ 50 м к горизонтам +100, +150 м для всех литологических ти­

пов, что объясняется меньшей степенью уплотнения и большей

степенью выветривания, так как отсчет горизонтов ведется от

верха угольного пласта к поверхности почвы. В естественном

виде вскрышные породы угледобычи не размокают в воде, что

требует их механического измельчения с целью разрушения це­

ментационных связей глинистых составляющих.

Анализируя полученные значения коэффициентов вариации

химических составляющих алевролитов и аргиллитов различных

горизонтов, можно характеризовать породы высокой степенью

однородности по содержанию оксидов Б Ю г , А1гОз, Т Ю г , СаО,

ЫагО и КгО, за исключением высокого значения коэффициента ва­

риации у аргиллитов горизонта +50 м и алевролита горизон­

та +150 м.

Высокой степенью однородности по содержанию оксидов же­

леза КегОз+КеО обладают аргиллиты горизонта +50 м, осталь­

ные породы отличаются неоднородностью указанного признака.

По содержанию оксидов МнО и МпО вскрышные породы ука­

занных литологических типов и горизонтов залегания в основ­

ном характеризуются как недостаточно однородные или неодно­

родные, исключение составляют аргиллиты горизонта +150 м и

170

• •■пролиты горизонта +50 м.

Высокой степенью однородности по содержанию РгОв харак-

• при |уются аргиллиты и алевролиты всех указанных горизон-

1 ЧП, за исключением алевролита горизонта + 150 м, характери-

■ у»щ«;гося как недостаточно однородный.

Недостаточно однородно и неоднородно в исследуемых про-

|.лж содержание оксида серы, но количественное содержание ок-

< ила серы для всех пород не превышает 0 ,4 1 % . что характерно

или иизкосернистого, экологически безопасного сырья.

В целом, по химическому составу вскрышные породы харак-

мриэуются высокой степенью однородности. В зависимости от

■од*;ржания А1гОз и красящих оксидов породы относятся к груп-

|ц иолукислого с низким содержанием красящих оксидов сырья.

Исходя из качественной характеристики изучаемых отхо­

дом и стабильности их состава и свойств в зависимости от

глубины залегания и литологического типа, а также требова­

ний предъявляемых к сырью, определена область их применения.

Наиболее перспективным направлением утилизации отходов

угледобычи является производство керамического кирпича, че­

репицы, керамической плитки для внутренней облицовки стен и

полов, гончарных и майоликовых изделий, керамзита.

Производство керамического кирпича из отходов угледобы­

чи налажено на опытно-экспериментальном Калкаманском кирпич­

ном заводе. На производственном обьединении "Гамма" выпуска­

ются гончарные и майоликовые изделия на основе вскрышных по­

род угледобычи. В г.Экибастузе построен завод по производст­

ву керамзитового гравия. В настоящее время разработан техно­

логический регламент производства ленточный пазовой черепи­

цы пластическим методом и закуплена линия мощьностью 2 ,5

млн.шт. керамической черепицы в год. Отработаны составы ших­

ты и основные технологические параметры производства керами­

ческих плиток для внутренней облицовки стен и полов.

171

ЭКОЛОГИЯ "Я" И ПРИРОДА. ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ

В.А.Бородихин

Согласно общему закону сохранения энергии - биоэнергия

также не создается из ничего и не исчезает никуда, обеспечивая

коды генетического развития и программу жизнеобеспечения. Чело­

веку как временному носителю этой энергии лается интеллект, что­

бы грамотно управлять своим "реактором". Если биоэнергетика яв­

ляется как бы базисом функционирования форм и содержания на уро­

вне "Я" и "МОЕ", то психоэнергетика контролирует основу челове­

ческого общения и взаимодействия "Я" и другого "Я" и выступает:

1 / базисом технологического сотрудничества педагога и врача, ра­

бочего и инженера, служащего и руководителя.2 / молниносным кор­

ректором в экстремальных ситуациях. Но не всегда в природе целе­

сообразности интересы "Я" совпадают с интересами общества,вклю­

чая "МОЕ". Мы рассматриваем "Я" или "ЭГО" как неизменную интегри­

рованную основу квантового управления менталитетом, интуицией и

инстинктом самосохранения конкретного индивида на уровне подсо­

знания и осознания, перехода микромира в макромир и обратно, об­

еспеченную био - и психоэнергетикой. Если бы "Я" менялось в те­

чение жизни одного человека, то все люди были бы похожи друг на

друга. На наш взгляд, противоречия между "Я " , "МОЕ, другое "Я"

становятся все глобальнее. "Я" - эволюционирует и потому в сроки

одной /столь укороченной/ человеческой жизни практически не ме­

няется. И с этим необходимо считаться как обществу, так и науке,

как общей теории воспитания, так и практике физического воспита­

ния и физкультурного образования. "МОЕ" - совокупность биоархи­

тектоники и сошоматериала, отраженных в пирамиде общего, осо­

бенного и единичного, в сроки жизни человека делает скачки от

революционизма до авантюризма, вызывая пандемию синдрома эволю­

ционного опережения /СЭО /, в котором "Я" просто погибает. Поэто­

му на сегодняшний день ни одна формация, включая самые цивилизо­

ванные страны, не имеет системы народного образования и медицины,

которые обеспечивали бы достаточные условия и средства самосо­

вершенствования, универсальной творческой и высокопрофессиональ­

ной деятельности человека разумного. Эти системы не могут не на­

рушать космический закон целесообразности и всеобщей иерархии, по

которому может жить "Я " . А потому уничтожая "Я" , любая

172

Щ цими обречена на гибель. Чтобы формирование личности способ-_

| 9ЮМУЮ сохранению и развитию ее гармонии интересам социума,

и клипсов воспитания важно уделять внимание выработке деловой

• IиIи'■ ||0сованности и адекватных жизненных установок, развитию

и .и I или ума и тела, так и эмоциональной сферы. Если человеку

.минигл потребность к труду и, прежде всего к физическому труду,

нитлна гуманность человеческих отношений, рефлексы цели и по-

мчоские реакции, соответствующие этическим нормам общества,

с вто сформирует характер разумных потребностей и целенаправ-

динность деятельности. Если же у человека воспитывается неува-

■пмио к труду, потребность сладко поесть и долго поспать, то

•ч"|ч ли можно ожидать, что из него выйдет человек с большой бук-

ии, полезный обществу. № все больше склоняемся к тому, что по-

Млтии воспитания как категории социальной деятельности необходи-

к" почаще заменять средствами коррекции. А это значит - не тре-

и.имть слепого выполнения замечаний, указаний, окриков в чьих-то

пн сиросах. Но непременно в интересах развивающего обучения и при-

учииия воспитуемого. Создавать наиболее целесообразные условия и

нитувции в коррегировании волевых усилий, средств и методических

ириомов на пути достижения наглядной и доступной цели, которая

«му понятна, близка и дорога, не забывая, что он - далеко не чи-

(ий даст, на котором можно писать все, что кому-то вздумается и

ниму-то нужно.

На сегодняшний день многие ученые мира, включая лауреатов

IМилевской премии, отмечают, что ни один человек, которого го­

стит к жизни семья, общая теория воспитания и дидактика, меди­

цина и в целом здравоохранение, не был'до сих пор в состоянии по-

' тпчь, что такое жизнь. Молодой лосось возвращается неизменно в

гною родную реку, по которой прошла икра к молокам своего "Я " .

Бее угри начинают свою жизнь из глубин океана у Бермудских

■ " тровов, но ни разу в Европе не был пойман и зафиксирован ни

одним биологом и ихтиологом угорь, который принадлежал бы по ро­

ждению к американским водам.

Современные ученые определили, что средний человек развива-

■ т только десять процентов своих скрытых умственных способностей

и расходует 15$ нервной энергии. Следовательно вся медицина и пе-

идгогика, теория и практика физической культуры обслуживают и

контролируют, коррегируют и выравнивают биоэнергетику, которая

представляет десять - пятнадцать процентов биологического фун-

намента жизнеобеспечения физического тела и интеллекта, при ко-

173

тором человек, в лучшем случае, живет 5 0 - 8 0 лет. Но ведь в

природе пустоты нет. Куда же исчезают остальные 85 -90$ умст­

венных и физических способностей в целом. Что является их фун­

даментом и приемником? А/Ь можем предположить, что в основе их

лежит психоэнергетика, которая, в свою очередь, и является осно­

вой человеческого общения и педагогического сотрудничества. Но,

что это за комплекс, что за пласт, до сего времени, достаточно

неосознанного и невостребованного энергетического блока и како­

вы законы его действий, какова связь с инстинктом самосохране­

ния, пока еще остается большой тайной. Иначе человек не жил бы

в 10 - 20 раз меньше, чем ему определено самой природой и ее

законами.

Академик А.М. Уголев полагает, что пора путем самой широ­

кой пропоганды менять мировоззрения людей. Наряду с представле­

ниями о духовной и физической культуре необходимо ввести в оби­

ход понятие культуры биологической. А она включает в себя эко­

логическую, генетическую, физическую и физиологическую, послед­

няя, в свою очередь - культуру питания. Без этого говорить о

здоровьи человека и даже интеллектуальном потенциале нашего бу­

дущего потомства уже нельзя. Система медицинского контроля и

физической культуры в средней и в высшей школе не способны со­

хранить здоровье учащихся и студентов, в ней нет достаточной

профилактики заболеваний, не прививаются навыки здорового и ка­

чественного образа жизни современного человека.

Отсутствие учителя и врача по здоровью в подготовке работ­

ников профилактики, их заинтересованного сотрудничества в сов­

местном труде обрекают общество на многократные социально-эко­

номические потери для лечения больных людей, которых год от го­

да становится все больше и больше.

Контент-анализ проведенных н аш социологических исследова»

ний с 1975 по 1996 год среди учаяшхся средних школ и студентов

как промышленных, так и сельских регионов Казахстана и России,

включая Павлодарский индустриальный и педагогический институты,

Ленинградский вуз им. А.И.Герцена , Челябинский институт физи­

ческой культуры и Сибирскую государственную академию физичес­

кой культуоы/г. Омск / , дал многомерный фактический материал о

том. что за 20 последних лет ни один выпускник средней школы,

техникума, ГПТУ и СПТУ не назвал грамотно ни одно го лыжного хо­

да. 96 - 98% юношей не брались за гриф штанги, не знают, что >

174

•и' и комплекс ГТО и к какой медицинской группе они относя-

I ни ооитоянию своего здоровья и физическому развитию. Они не

1««| истицы между физическим развитием и физической подготов-

1ИНН1 и.ы, между физкультурником и спортсменом. И это при том,

■ мнгичжое воспитание как школьный предмет начинается с пе-

*■ I" к<1 :п;оа начальной школы.

■■'и считаем ненормальным, когда умственным воспитанием за-

н«|н |н - 33% учителей, и никто за это не несет конкретной от-

1и. ппости. А физический и трудовым - 1 - 2%, а то и оба

шпк'.иа ведет один преподаватель и за это отвечает сполна,

"ими ошибка такого специалиста порой не исправима ни се­

ми-г, ни школой, а то и всем обществом.Нам не приходилось быть

■ и(> шгп./тм, когда отец, а тем более мать, интересуясь успехами

9|йип> избенка в математике, родном языке, с такой же основа-

....... . и 11,ю выясняли и заботились о его физическом и психическом

§0(П1иШ1Ш1ии, гармонии его личного и социального роста.

дни того, чтобы обучить ребенка чувствовать воду и держа-

11.1 п ми поверхности требуется от 20 до 120 минут. А мы за 17-20

п р еб ы вани я в семье, детском саду, школе и высших учебных

ёии’Дпниях не находим этих минут. У нас высвободилось время про-

н I. п. у телевизора целое воскресенье, смотреть, как лыжники бе ­

су г коньковым ходом, но за всю зиму не выйти со своими детьми

мн коньках и лыжах. Неудивительно, что, спустя годы, у многих

...../п.пиков и студентов основным лыжным ходом становится ход из-

нид пилки. Здороваясь и желая доброго дня, утра и вечера, мы

...и м обогреть теплом и любовью своих знакомых, родных и близких.

Но только искренность несет силу радости встречи, успеху

нал сегодняшнего дня, дел твоего "Я" и другого "Я ", твоих това­

рищей и коллектива. Больной человек, в силу своего физического

■ остояния, не может быть полноценно радостным и глубоко счастли-

Iили, скорее умышленно или неумышленно он это отбирает у своих

родных, близких и знакомых.

Каждый директор и ректор, классный руководитель и препода-

1*итель-предметник, отец и мать должны знать и пошить, что зна­

нии родного языка и литературы, математики и компьютера нужны бо-

пиному человеку лишь для того, чтобы подсчитать зарплату, полу­

ченную по бюллетню, да написать грамотное завещание. "Две вещи

оонаруживают свою ценность, когда их потеряешь - молодость и

лдоровье", - говорит арабская пословица. Философия Востока гла-

оит: человек, который знает других - умен, человек, который

175

ёнает себя - мудр. Следовательно, весь интеллектуальный потенции^!

необходимо направить на познание самого себя и других в пяти

зонах функции основных принципов современной системы физическо­

го воспитания и физкультурного образования: 1 / научности, 2 / он -

доровительной направленности, 3 / всесторонности, 4 / прикладности,

5 / пирамиды повышения спортивного мастерства и спортивно-педа­

гогического совершенствования.

Анализ, выполненный демографами и медикам:! в разных стра­

нах показал, что перспектива у человечества не слишком радужная-

человечество будет стареть, приобретая хронические болезни сосу­

дов .легких, печени и почек, желудка и кишечника. Факторами риска

для этих заболеваний являются курение, употребление алкоголя, на­

рушение диеты, гиподинамия, артериальная гипертония, вредные вы­

бросы промышленности в окружающую среду и психоэмоциональные строе

сы в повседневной жизни. Все эти факторы с одинаковой силой воз­

действуют на взрослых и еще в большей степени на детей. А между

тем, по данным отечественного НИИ социальной гигиены, экономики

и управления здравоохранением, состояние окружающей среды влияет

на здоровье и взрослых, и детей на 20 процентов, качество работы

системы здравоохранения - лишь на 9 проц., зато образ жизни чело­

века влияет на 51 процент. То есть здоровье нас и наших детей

принадлежит здоровому образу жизни плюс чистота окружающей среды.

Это глобальное соединение включает в себя: укрепление здоро­

вья, рациональный жизненный режим, рациональное питание, гармони­

ческое взаимоотношение между людьми, правильное сексуальное пове­

дение, соблюдение гигиены в сфере учебы, труда и быта.

В океане методических пособий и рекомендаций вам дадут мас­

су советов - как стать брокером и менеджером, богатым и даже

красивым. Но нам не удалось обнаружить литературы, как стать ум­

ным, мудрым и счастливым. Хотя ум и соображение не в меньшей ме­

ре необходимы красивому и счастливому, здоровому и богатому на

протяжении всей их осознанной жизни. Насколько нам известно ни

одного человека-Маугли до сих пор не удалось сделать достаточно

разумным, чтобы он стал полноценным членом общества и не погиб

бы рано в человеческой неволе в то же время, представляя собой

гениальное творение ноосферы. Его и первые шаги, как ребенка -

это уже шаги гения от поколений. Куда же делся и девается этот

гений ? Вот вопрос, который захватил всю жизнь педагога совре­

менности Михаила Петровича Щетинина: "Дети - наши соратники над

‘каждым человеческим "Я " /мы бы добавили-с каждым человеческим

176

, иштчая и самого педагога.- Они не воспитанники, они на-

•« кникпижиики".

' :п шять потенциал новорожденного за 100$ условно, то к

I 4 Цимм он увеличивается до 500-600 - а к 8-9 - до 800-1000$.

Пинеда всеми силами старается сохранить эти способности,но

|| Г.» годам они уменьшаются более чем вдвое, а к 20-25 годам,

• I иго потенциала остается 10-15 процентов - на всю оставшую-

* (Ц нь.К ак сказано в НОВОМ ЗАВЕТЕ: "Если не множится то, что

М М ", опирается то, что имеется” .Ученые-психологи установили,

чгп мошшок в возрасте меньше месяца способен распознавать вы-

.....у, пышность и другие характеристики голосов разных людей и

щмни'пгп, более 6000 звуков. Но живя в рамках одной культуры,

ИМ)ин'>к должен делать выбор и использовать лишь /например, в

пищи....ритании/ 24 из 6000 звуков. Наши многолетние наблюдения

м цпслидования показывают, что подобная аналогия захватывает

и-и 1н .1 исключения биосоциальные стороны развития и формирования

Кмаинидуума как индивидуальности .Например, ребенок в возрасте

1,7 т д а способен поднять от пола гирю весом в полтора пуда. А

. 11' I л к в возрасте 3-х лет и 9 месяцев способен поднять от по-

|и Iирю весом в два пуда 50 раз. Девочка в возрасте 9 лет и 3-х

м. ■ ицеь, чередуя правой и левой рукой подняла от пола полутора-

м у и' жую гирю 110 раз. Коротко резюмируя сравнительный анализ ко-

нгрплышх протоколов испытаний студентов - Ж ) и Мастеров спорта

I 11 личных специализаций и динамику развития мальчиков и девочек

и ншоасте 1 , 7 - 1 0 лет. не занимающихся физическими упражнения-

I .1 и спортом, можно заключить, что все системы физического вос-

|.1 пишя без своевременного обучения и психофизического образова-

И.1П. запоздалого включения средств физической культуры служат

|ц:и ш навсего попыткой возвратить, как видно безуспешно, его соб-

| тонную гармонию от природы. Которую наши системы народного об­

разования и здравоохранения упускают в течение первых 57 месяцев

пт момента зарождения будущего таланта и гения, успокаивая себя

и «и, что гении рождаются один раз в столетие, а то и тысячелетие.

Хотя А.С.Макаренко отмечал, что отношение к детям является ва-

|,н.чшим мерилом благополучия цивилизованного общества, а глав-

пин основы воспитания закладываются уже в раннем возрасте и сос-

таляют 90$ всего воспитательного процесса."Я полагаю: на че­

мпиона в обществе обращают слишком мало внимания. На него- это

малое внимание обращают слишком поздно. Когда уже он- человек

пли нечеловек"

177

ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕШИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

К. Кас е нов, М.Жарас паев, Б . К .Есе кин,К.С. Исмаилов

В развитых странах при планировании экономического и со ­

циального развития первоначально изучаются вопросы экономии

материальных,топливно-энергетических,трудовых резервов,внедре­

ния малоотходных и безотходных технологических процессов,разви­

тия комбинированных производств,обеспечивающих полное и комп­

лексное использование природных ресурсов,сырья,материалов,иск­

лючающих или значительно снижающих вредное воздействие на окру­

жающую среду,обеспечения рационального использования земель и

сохранности сельскохозяйственных угодий.

3 настоящее время,в силу кризиса преобладающего количества

промышленных предприятий большое значение должно придаваться

вопросам перепрофилирования некоторых из них и технического пе­

ревооружения на базе внедрения новых высокоэффективных техноло­

гических процессов и оборудования.

Основными проблемами действующих промышленных предприятий

являются дефицит водно-энергетических и сырьевых ресурсов,необ­

ходимость привлечения отдаленных источников и связанных с этим

больших капитальных затрат,отставание темпов внедрения природо­

охранных мероприятий, моральный и физический износ инженерных

систем,требующий реконструкции практически во Есех предприятиях.

Назрела необходимость в качественном преобразовании природоох­

ранной деятельности,повышении ее эффективности,переориентации

на экономию и комплексное использование всех видов ресурсов

средствами оптимизации их распределения,сокращения производст­

венных потерь,потерь у потребителей путем применения энергосбе­

регающее технологий,рациональной компоновки потребителей,проду­

манного сочетания технических средств в общем комплексе приро­

доохранных мероприятий.

Неизученность и недооценка принципов формирования,динами­

ки развития и этапности задач природоохранной политики,которую

обслуживают инженерные средства,сложности взаимосвязанного пла­

нирования технологических процессов и природоохранных мероприя­

тий в значительной мере осложняют решение вышеуказанных проблем.

178

Ишшцвенотвование планирования пр родоохранной политики

(ии >11II:)I отсутствием обоснованных методических материалов по

ЦИДвмпиию как удельных выбросов промышленных предприятий так

м11|ц||'||Ц'111ЮЙ методики исчисления ущерба наносимого окружающей

й||Д||,м также действенной политики инвестиций в этой области.

Как видно из рис.1 объемы капитальных вложений на охрану

ЦеукминциИ среды и рациональное использование природной среды

тенденцию на снижение.X

всего;

на охрану и рациональ­

ное использование вод­

ных ресурсоз ;

Г "1 на охрану атмосферного

воздуха.

Рис.1. В сметных ценах 1991 г.,млн.тенге

Природоохранная деятельность является совокупностью сис-

I ни и подсистем инженерного обеспечения,исключающих различную

Ведомственную принадлежность, и распространяется на производст-

ИННую и социальную сферы.Приородоохранная деятельность являет-

1М частью материальной среды и должна рассматриваться как еди­

ним для всей территории Казахстана.

В докладе "Экологическое состояние окружающей природной

11‘дп в Республике Казахетан",опубликованном министерством эко­

логии и биоресурсов Республики Казахстан провиден комплексный

неIлиз состояния окружающей природной среды,чем еще раз под-

ты'ркдается тезис транс гранично с ти экологической проблемы.

На рис.2 приведены данные по суммарным выбросам загрязня­

ющих веществ в атмосферу от стационарных источников в областях

роснублики в 1994 году.

Принципы формирования,динамика роста,развитие природоох­

ранной политики зависят от особенностей развития экономической

иггивности того или иного региона.Приоритетным в дальнейшем

будет направление основных усилий не на экономические критерии,

/I на решние экологических проблем комплексно .координируя хо-

лпгственную,социальную и культурную деятельность.

Задачи хозяйственной деятельности состоят в том,чтобы уве­

личение производства и снижение затрат на единицу продукции не

179

противоречили комплексному использованию ресурсов,улучшению

окружающей среды и условиям жизнедеятельности в регионе.

I I 0 ,01 - 0 ,0 4 [Ц З 0 ,1 0 - 0 ,3 0

Г~^1 0 ,04- 0 ,07 Ш О 0 ,3 0 - 0 ,6 0

0 , 0 7 - 0 , 1 0 • Г I 0 ,6 0 и более

Одним из механизмов воздействия территориальных органов

на развитие предприятий является установление еще до разработ­

ки проектов лимитов по использованию трудовых и природных ре­

сурсов, а также ограничений в области воздействия на окружающую

среду.В части воздействия предприятий на окружающую среду их

деятельность должна т должна оцениваться с учетом экологическо­

го аспекта.Экологичность производства предпочтительно оцени­

вать коэффициентом использования вещества (отнесение веса гото­

вой продукции к весу веществ, использованных при ее изготовле­

нии) и носить нормативный характер.Кроме этого,учет экологичес­

кого аспекта включает разработку нормативов удельных выбросов

загрязняющих веществ в воздух и воду,остаточных произволетвен-

отходов на единицу продукции,уровня утилизации отходов, затрат

на очистку выбросов.

Учет выбросов вредных веществ более целесообразным явля­

ется вести по следующей формуле: 2

3 - --- , ( I )

180

I ,4 -объем образующихся за год вредных веществ (общее коли­

чество и по ингредиентам).отходящих от всех источников ■

загрязнения воздушного (водного) бассейна;

>, -коэффициент улавливания вредных веществ средствами

очистки;

!! -годовой объем производимой продукции.

Этот способ является более предпочтительным,чем нормати­

вы предельно—допустимых выбросов (ПДВ).которые больше орленти-

ВЦшни на создание очистных систем,а не на совершенствование

(биологии.Также в крупных городах Еопроо о доле загрязнения

гим или иным предприятием не может быть решен объективно,

цсижпдьку ПДВ обосновываются не технологией производсива, а

■Мовым загрязнением окружающей среда,когда каждое предприя-

|И0 будет стремиться завысить свои ПДВ за счет более строгого

игр’пиления выбросов других предприятий.

Анализ данных наблюдений за состоянием атмосферного воз-

духи на территории Казахстана показал,что за последние три

|0да загрязнение воздуха во многих городах стабилизировалось

Или уменьшилось,что скорее можно объяснить спадом производст-

им предприятий,основных загрязнителей,но все же его уровень

дотается еще достаточно высоким.

Список использованной литературы

1."Экологическое состояние окружающей природной среды в

Гоопублике Казахетан"-доклад министерства экологии и биоресур-

')|)Ц Республики Казахстан, 1994 г.

2 . Управление развитием крупных городов.Под редакцией

1 'игов.: И .И. -Л.: Наука, 1985.

181

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ КАЗАХСТАНА.В ГАЗООЧИСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

А.Г.Сармурзина, Т.В.Черненко, О.Е.Лебедева,

Г.Ш.Тлепиева, А. Талтенов

В результате образования большого количества отходов про­

мышленного, сельскохозяйственного и бытового происхождения на­

рушаются условия, позволяющие в прошлом самой природе справля­

ться с утилизацией отходов за счет взаимодействия с водой, воз- I

духом, бактериями и Т4Д. В атмосферу выбрасываются огромные ко­

личества различных газов, в том числе аммиака, уксусной и мура­

вьиной кислот.

Большое количество аммиака содержится в выбросах сельско­

хозяйственных предприятий, мясокомбинатов, заводов по выделке

кож и минеральных удобрений, существующих в Казахстане,, В респу­

блике производится металлургический кокс. Концентрация аммиака

в выбросах этого производства составляет 0 ,7 - 1 ,5% об. (/муравьи­

ная кислота содержится в выбросах на мебельных фабриках (ПО "Ком­

форт", АО "Мерей"), образующихся при ламиннировании плит, при

производстве древесностружечных плит. Карбоновые кислоты и альде­

гиды содержатся в газовых выбросах при производстве фталевого

ангидрида (ПО "Лакокраска"). Уксусная и муравьиная кислоты при­

меняются в качестве протравы или растворителя в текстильной про­

мышленности, используются при консервировании фруктовых соков,

для очистки бочек к т .п .

Интенсивное использование минерального сырья сопровожда­

ется образованием большой массы отходов и выбросов на различных

стадиях его переработки - на горных предприятиях, в процессе

транспортирования и на перерабатывающих предприятиях. Количество

отходов во многом случаях превышает количество полученной про­

дукции. Негативное воздействие на природную среду оказывают и

твердые отходы» В частности, отходы производства фосфорных удо­

брений, полученных на основе сернокислотного разложения фосфат­

ного сырья в г . Жамбыле, загрязняют окружающую среда соединения­

ми фосфора, фтора и других примесей. Следует отметить ущерб, на­

несенный земельным участкам, отведенным под хранение гзлектро-

термофосфорного шлака (г„1шмкент, г.Жамбыл, г,Актюбинск) .

Среди попутно извлекаемых и вскрышных пород значительное

место занимают пластичные глины, находящие применение в основ-

182

* н|и>п Iиодетве строительных материалов. *

и I мп.ч1 с этим в настоящее время необходимо разрабаты-

........ мически рациональные методы очистки газовых выбросов

МДиых примесей и изыскивать пути эффективного использова­

ния Цнч'цм' отходов промышленных производств.

Ними изучена возможность использования гидрослизистого

>*внч" и шжтротермофосфорного шлака для изготовления адсор-

|*мнпм, очищающих газовые выбросы от кислых примесей и аммиака.

!"'•< "I пи лабораторные испытания и научно обоснована методика

|*н|..... мнения различных сорбентов на основе указанных отходов.

Исследования показали, что для очистки воздуха от паров

м , ним и муравьиной кислот можно использовать хемосорбенты

пц >.< 11<111с гидрослизистого сланца, обработанного водой или слабо-

.... ....... . растворами и хемосорбенты на основе электротермофос-

фмрнм'о шлака, пропитанного водой. При времени контакта газовоз-

.....К смеси с хемосорбентом 0 ,8 с степень очистки составляет

и мыше. При увеличении времени контакта соответственно повы-

- и 1[ степень очистки газовоздушной смеси, Для данных процессов

нчумч! механизм и кинетические параметры реакций.

Для очистки воздуха от аммиака изготовлены промышленные

установки двух видов. Первый вариант установки состоит из двух

фили’ров, механизма подъема и сжатия, воздуходувки, рамы и

илпктрооборудования. Фильтр включает пять секций-корзин, которые

имполнены в виде цилиндрических камер, имеющих фланцевые соеди­

нении с резиновым уплотнением и штуцера для отбора проб Еоздуха (ри сД а ). Второй вариант установки состоит из бункера, заслон-

м , воздуховодов, вентилятора, электрооборудования. Бункер пре-

истлпляет собой сварную конструкцию из листа коробчатого сече-

нг.н. Сорбент загружается через верхний люк и размещается между

ще/мя сетками, которые вмонтированы во внутренней полости бун­

кера. Отработанный сорбент выгружается через нижний люк, снаб­

женный заслонкой (рис.1 6 ). данные установки, прошли испытания

и животноводческом помещении "Ак-Булак" совхоза "Каменский" Ал-

млатинской области. Воздух со скоростью 9 тыс. м /ч пропускали

через установку, при этом через каждый час проводили контроль

:щ содержанием аммиака в воздухе помещения и в воздухе, прошед­

шем через хемосорбер. При пропускании воздуха через хемосорбент

постигается высокая степень очистки 95-100%. Значительные измене­

ния произошли в относительной влажности воздуха и его подвижно­

183

сти. При работе установки в течение четырех часов влажность

воздуха уменьшилась с 92% до 73%, т .е . была в пределах нормы.

Скорость движения воздуха локально повышалась в 7-8 раз. Кро­

ме того, происходит одновременная очистка бактериальной загря­

зненности воздуха животноводческого помещения.

Преимуществом данной работы является то, что для удаления

вредных примесей из воздуха используются отходы других промыш­

ленных предприятий. Таким образом достигается двойной экологи­

ческий эффект. Кроме того, имеющиеся каталитические и термиче­

ские методы очистки воздуха от газовых примесей сопряженй с

техническими аппаратурными сложностями, большими экологическими

затратами и приводят к уничтожению ценных продуктов. Использо­

вание ионитов в данных случаях малоприменимо в связи с быстрой

отработкой адсорбента, экономически невыгодной его регенерацией

и значительным уменьшением адсорбционных свойств после регене­

рации. Используемые наш хемосорбенты легко регенерируются с

малыми экономическими затратами и при этом не снижают адсорбцион­

ных свойств. Кроме того, образующиеся при регенерации хемосорбе­

нтов соли аммония, ацетаты к формиаты можно использовать в раз­

личных отраслях хозяйства и бытовой химии.

Рис Л . Опытно-промышленные установки для очистки воздуха от

примесей: а-1 вариант; 6-2 вариант

I - фильтр; 2 - вентилятор; 3 - механизм подъема и сжа­

тия; 4 - бункер; 5 - сорбент; 6- воздуховоды; 7-заслонка;

184

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКИБАСТУЗСК0Г0

11 ■ : 1.ИI'.НО—ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (исторический аспект)

Б.А.Куватов

Отрицательное воздействие ЗТЭК на окружающую среду связа-

и и пожинающей и перерабатывающей направленностью его произ-

м. П' I т иной деятельности. Технологическое оборудование уголь-

мм. | < 11 ■ п о в АО "Экибастузкомир" и Зкибастузских тепловых

*»М'Т|ч.станций не отвечает современным экологическим требова-

ШИИ. и большинстве своем изношено и объективно не может под-

11 |<»иипть необходимое экологическое равновесие. Усугубляют

щнпшму недостаток очистных сооружений, неудовлетворительное

■ к'мпие газопылеулавливающих установок. В результате низкой

и-........ подобными устройствами средний уровень одной или

НМиольких примесей превьшает санитарно-гигиенические нормы,

и ми отдельным ингредиентам максимальная концентрация намного

..... допустимого уровня загрязнения.

Но показателям загрязненности и степени экологической

ишпюсти Экибастуз занимает второе место среди городов Казах­

стан». Такое экологическое положение сложилось исторически в

• I д г экстенсивного развития Экибастузского топливнс-энергети-

Ц| иного комплекса, когда недооценивались природные факторы при

и "I ировании и размещении промышленного лроизводства, отсутст-

пппмли научно обоснованные долгосрочные прогнозы состояния при­

родной среды, проводились на низком уровне проектные, строитель-

1 ил' и монтажные работы, остро не хватало высококвалифицирован­

но;-. кадров, недостаточно осваивались капиталовложения, вьщелен-

мнс на осуществление природоохранных мероприятий.

За сорок лет деятельности АО "Экибастузкомир" превратило

' пои разрезы и отвалы в нарастающий источник отрицательного

1и :'.действия на окружающую среду, в источник экологической уг-

р' мы. С начала освоения Экибастузского угольного бассейна в от-

пмлы вывезено почти 1 ,9 млрд.куб.м. С ростом спроса на уголь в

ммгштабах один к одному будет расти и объем вывозимой вскрыш­

ной породы.

Добыча угля по высокопроизводительной технологии в усло-

>11 их открытых работ сопрововдается значительный пылеобразова-

нипм. Запыленность производственной атмосферы в некоторых рабо-

185

чих зонах превышает предельно допустимую норму в 5-40 раз.При

этом в 1990-х годах объем выбросов в атмосферу пыли и окиси

углерода имеет тенденцию к увеличению. В настоящее время такое

положение является одним из факторов, определяющих экологичес­

кую обстановку в городе Экибастузе, особенно на прилегающих к

разрезам и породным отвалам селитебных территориях.

Тревожное экологическое положение складывается в накопи­

телях АО "Экибастузкомир". Еще в 1991 году все они достигли

проектного объема или существенно его превысили. Площадь ста­

рых накопителей составляет 47 кв.юл., превышая проектную - в

1 ,6 7 раза. Они продолжают создавать серьёзную угрозу для окру­

жающей среды.

Громадное влияние на состояние атмосферы в регионе оказы­

вают Экибастузские ГРЗС-1 и ГРЭС-2. Выбросы в атмосферу всех

тепловых электростанций в 1990 г . составили 40 7 ,8 ты с.т ., в

1991г. - 327 ,2 ты с.т ., в 1992г. - 3 3 4 ,9 ты с.т., в 1993г. - •

378 ,2 ты с.т., в 1994г. - 2 2 3 ,5 ты с.т ., в 1995г. - 268тыс.т.

Несмотря на крупные аварии и многочисленные неплановые останов­

ки, а также реконструкции и модернизации золоулавливающих ус­

тановок, ГРЗС-1 продолжает быть главным загрязнителем Павлодар­

ского Прииртышья. Станцией с 1986 по 1994 годы только одной зо­

лы, не учитывая газообразных веществ, выброшено в атмосферу 3 ,3

млн.т. сверх проектных показателей. На десятки километров вок­

руг Экибастуза почва покрыта серым налетом золы.

Такая тревожная экологическая ситуация как бы с самого на­

чала была запрограммирована в планах развития энергетической

части ЭТЭК. Проектирование и строительство ГРЭС-1 велось под

административно-нажимным лозунгом "Ка базе дешевого экибастуз-

ского угля должка возводиться самая дешевая в стране тепловая

электростанция". Новосибирские проектировщики сделали все,что­

бы удешевить стоимость будущей станции, вплоть до прямых нару­

шений закона, запрещающего загрязнение окружающей среды. Самым

труднообъяснимым моментом является то, что проектировщики, в

целом хорошо зная состав экибастузского угля, особенно его вы­

сокую зольность и природно-климатические условия местности бу­

дущей станции, где такой же сибирский климат и постоянные вет­

ра, как и в Новосибирске, не учитывали эти обстоятельства в хо­

де своей работы.

Проектировщики подошли к делу формально, без учета местных

186

жфмпиииг'гой. Проблему зольности они решили путем высотных ды-

и><1 >11нIд111,1 х труб, иначе говоря, рассеиванием золы на еще боль­

ший |«1'стояния, то есть загрязнением еще большей площади.

и качестве золоотвала проектировщики избрали котловину

. ■' |'п Илцпсор. Это соленое озеро овальной формы, размер его

нмпшпины - IV на 25 км и глубина - 65 м. Не учитывалось,что

........ достаточно сильные и постоянные ветры. 70 процентов вет-

I ‘ п имеет юго-западное направление, с мая по август скорость

....пушного потока достигает 14 метров в секунду. Малая фрак­

ции :шлы, достигающая размеров всего лишь 0 ,1 мм, составляет

71''.' исего её объема. Это значит, что жарким летом или мало-

■ ... жиой зимой зола распространяется неумолимо.

И :юне отрицательного воздействия золоотвала оказалось

множество поселков, участок канала Иртыш-Караганда и сам го-

||нд Лкибастуз. Экологической угрозе подвергается и Баянауль-

■ им И государственный заповедник. Возникает острейшая необходи­

мость вплотную заняться проблемой, масштабы которой сегодня

мпже трудно представить.

Новосибирскими проектировщиками была предложена самостоя-

н .и система золоудаления с помощью воды по трубам метрового

шшметра. Это стандартная схема, оправдавшая себя на многих

Г Ц и ГРЭС, если золоотвал находился недалеко. Ко здесь, в

’кибастузе, длина сбросных труб составила 21 км, что во много

1>м.ч больше,чем обычно. Уровень воды в самом озере Карасср в

целом низок и резко уменьшается летом. В итоге образовались

:юльные пляжи общей площадью уже несколько десятков квадратных

километров.

Нарушение технологии складирования золоплаковых отходов,

заключающееся в периодическом замыве зольной поверхности отва-

и/1 слоев связующего глинистого грунта, толщиной 30-50 с;.:, при­

водит ко вторичному загрязнению силикозо-опасной пылью, отрав­

лению водных источников, образованию в весенне-летний период

пылевых бурь, засыпающих сельскохозяйственные угодья. Многие

компоненты почв, такие, как гумус, карбонаты обладают высокой

способностью фиксации тяжелых металлов, длительное поглощение

которых растениями ведет к активной аккумуляции этих элемен­

тов в биомассе сельскохозяйственных культур.

Пока в экологическом плане идет борьба против атмосферно­

го загрязнения выбросами тепловых электростанций, в тени оста­

187

ется проблема золоотвала ГРЭС-1 и ГРЭС-2. Следует особо под­

черкнуть, что озеро Карасор ухе сегодня стало реальной угро­

зой, источником возможной зольной пустыни. Там фактический

объем накопленных золошлаков в 1990г. составил 207 млн.куб.м.,

в 1991г. - 20 8 млн.куб.м ., в 1992г. - 212 млн.куб.м., в 1993г.-

218 мл н.куб.м ., в 1994г. - 292 мл н.куб.м ., в 1995г. - 3 3 1 ,7

млн.куб.м., 'т .е . за указанные годы их объем возрос в 1 ,6 раза.

В районе озера Карасор из загрязняющих элементов в подземных

водах зарегистрированы: фтор в количестве 0 ,3 - 0 ,8 мг на один

куб.дц ., мышьяк - в количестве 0 ,01 мг на один куб.дм. Пока

содержание загрязнителей в подземных водах меньше предельно

допустимого. В то же время в самом золошлаконакопителе их со­

держание остается высоким.

Расчеты специалистов показывают, что при полной работе Эки-

бастузских ГРЭС-1 и ГРЭС-2 в озеро Карасор будет сбрасываться

до 50-52 млн.т. в год зольных масс и ежегодно ветром обратно с

озера выноситься и рассеиваться до 2- 2,5 млн.т. золы с прибреж­

ного пляжа. Здесь, на наш взгляд, рождается главная для завт­

рашнего дня угроза экологического благополучия большого регио­

на. Следовательно, следует не жалеть сил для решения проблемы

надежного складирования и закрепления золошлаковых масс, предо­

твращения пыления золы.

Следующая экологическая проблема Экибастуза - подтопление

земель. Основными причинами интенсивной обводненности является

фильтрация воды из канала Иртыш-Караганда, увеличение объемов

водопотребления и водоотвода вследствие развития города, отсут­

ствие очистного оборудования в канализационных сооружениях пов­

торного использования боды на водопроводных очистных устройст­

вах. В результате повсеместно происходит подъем уровня грунто­

вых вод. Отвод и аккумулирование бытовых сточных и дренажных

оод становится насущной проблемой Экибастуза.

Открытым остается вопрос о влиянии на человека и его дея­

тельность чрезмерного изобилия электрических зарядов в связи с

высокой концентрацией мощных ГРЭС на небольшой площади. Пока

эксплуатационники станции и подстанции иронизируют, что "от оби­

лия электрозарядов волосы дыбом стоят". Эта проблема тоже требу­

ет научного внимания. Поэтому пора подвести итог десятилетней

дискуссии и сделать оптимальный выбор: сколько строить ГРЭС в

Экибастузе - две, три или четыре. Ка наш взгляд, с учзтом проб-

188

«ми пишюгии и возможностей Экибастузского угольного бассейна

ими...... . остановиться на возведении двух - ГРЭС-1 и

■' - с полным доведением их стандарта до экологически бе-

• "их тепловых электростанций.

ноострение экологических проблем связано в первую очередь

1 ииализацией Павлодарского Прииртышья в выработке электро-

иш |"ии ка базе открытых экибастузских угольных месторождений.

•< м| |1 ч1иченных территориях крупномасштабно добывается и ис-

м>-ш.иугтся окибастузский высокозольный уголь и работают эко-

■ 1ич'Ч’ки опасные, чрезмерно загрязняющие окружающую среду Зки-

0|гтуаские ПРЭС-1 и ГРЭС-2. Атмосферные выбросы исчисляются

.....мшнами тонн в год. Вокруг Экибастуза заскладировано свыше

циу* млрд.т. вскрышных горных пород и золошлаков, отведены де-

нмп. нодоемов для экологически вредных водных стоков общей

.....щпдью 2654 кв.км.

Антропогенные влияния действующих ГРЭС-1, ПРЭС-2 и скоп-

"им на небольшой территории громадного количества экологи-

•н ' |.и опасных промышленных отходов не изучены в полном объеме.

И" первые научные разработки уже имеются. В 1991 году ученые

Н'щубликанского комитета "Человек и биосфера" НАН РК выполни­

ли прогноз экологических последствий строительства Экибастуз-

■ них ГРЭС. На основе анализа большого фактического материала

■ цилан вывод о том, что даже при выполнении всего комплекса

и"|Духоопасных мероприятий на ГРЭС-1 и при отказе от дальней-

"|* |'0 строительства ГРЭС-2 не гарантируется улучшение здоровья

населения из-за значительных количеств вредных веществ, нако-

миишихся в природной среде на ограниченной территории.

В то же время в ближайшем будущем Республике Казахстан не

удается отказаться полностью от строительства тепловых электро­

станций в связи с необходимостью обеспечения стабильной работы

Экибастузского угольного бассейна, надежного снабжения электро­

энергией территориально-производственных комплексов страны.Од­

нако в ближайшие годы экстенсивная технология, расточительное

"(•поение и нерациональное использование топливно-энергетических

ресурсов Экибастуза будут сохраняться в силу исторически ело-

киишегося технико-экономического положения ЭТЭК. Как и прежде,

главной целью ЭТЭК является надёжное и качественное обеспечение

анергией народного хозяйства Казахстана с учетом ограничений по

папасам, возможностей освоения природных энергетических ресур-

189

сов, а также ограничений финансовых, трудовых и материальных

ресурсов. Достижение этой цели требует повышения эффективнос­

ти ЭТЭК путем постепенного перехода его предприятий к преиму­

щественно интенсивной технологии на основе достижений научно-

технического прогресса. Это задача завтрашнего дня.

Однако на сегодня природоохранная деятельность не являет­

ся приоритетной и сопряжена с нежелательными для производст­

венников затратами, как правило, ухудшающими общую характерис­

тику основной деятельности. Бесспорно, природоохранная деятель­

ность должна быть непосредственно увязана с экономическими ин­

тересами трудовых коллективов, иначе нельзя рассчитывать на

положительный результат. Процесс охраны природы и воспроизвод­

ства общественного богатства должен иметь надежную финансовую

базу, четко определенную специальным законом Республики Казах­

стан об экологической защите. К тому же резервирование финан­

совых ресурсов для воспроизводства основных фондов и защиты

природы давно применяется в мировой практике. Следовательно,

учет природоохранного фактора, связанного с негативными послед­

ствиями создания ЭТЭК преимущественно на экстенсивной основе,

должен вносить существенные коррективы в ход его развития.

Решение экологических проблем, связанных с негативными

последствиями экстенсивного развития ЭТЭК должно протекать в

следующих направлениях:

- достижение максимально качественной работы существующих

очистных сооружений, газопылеулавливающих установок, строгое

соблюдение в полном объеме технологии складирования вскрышных

пород и золошлаков;

- широкомасштабное и комплексное освоение промышленных

отходов угольных разрезов и тепловых электростанций;

- постепенный переход предприятий ЭТЭК к преимущественно

интенсивной технологии на основе достижений научно-техническо­

го прогресса;

- разработка научно обоснованной комплексной программы-по

решению научно-технических, социально-экономических, производ­

ственных и экологических проблем ЭТЭК и на её основе перевод

предприятий ЭТЭК к высокотехнологическсму, экологически чисто­

му производству по принципу "Зкибастузский уголь-исходное сырье

безотходного производства".

190

Касабеков С.И.,Шомшекова Б.К.,Сапар- галиев Ч.К.

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТУ ОКРШ ЮЩ ЕЛ СРЕДЫ.П|к:лодствия загрязнения окружающей среды необходимо рассматри­

вать по крайней мере в 2-х взаимоувязанных аспектах: 1)Социальном• ". м аспекте оказываемого воздействия на здоровье человека;4 | '!■ ономическом,т.е. в аспекте оказываемого воздействия на обще- > I минное производство и его конечные результаты.

Конечно,такая классификация последствий загрязнения окружающей м|.плн не является взаимоисключающей,но она позволяет сосредоточить пиши ннимание на некоторых конкретных аспектах столь сложной мно- гигрпнной проблемы. ■*

||):)действия загрязненной окружающей среды на человека проявля­вши двумя способами:непосредственным,т.е. прямым и косвенным - (проз природную среду. , .

Вследствие непосредственного воздействия загрязняющих веществ им организм человека происходят определенные качественные сдвиги я состоянии его здоровья нарушаются физиологические функции,воз- пи г лют неврологические расстройства,нежелательные генетические нооледствия и тид. К последствиям косвенного воздействия следует отнести ухудшения условий для- отдыха,снижение качества продуктов питания,уменьшение количества кислорода в атмосфере,различные пси-, ■асоциальные и другие факторы.Косвенное действие оказывается не сра­чу,а постепенно,главным образом через те последствия,которые наз- ианы выше экономическими и экологическими.

Оценить действительный ущерб,который наносит загрязненная окру- *лищая среда здоровью людей -трудно. Однако,статистика свидетель- стиует о том,что люди,живущие в городах,особенно в зонах экологи- чоского бедствия,больше подвержены спецефическим болезням,чем жи­тели сельской местности,где воздух менее загрязнен(таблица I):

„ . [Виды заболеваний,спецефические'' I Зона,область „; _ (для данной зоны._I. Приаралье(Кзыл-Ординская,Актю- Болезни крови и кроветворных

бинская,Южно-Казахстанская обл)°Рганов системы кровообращения,инфекционные и паразитарные,нер-

’■ вной системы и органов чувств,кожи и подкожной клетчатки.

Зона Семипалатинского ядерного Новообразования,болезни эндок- полигона(Семипалатинская,Кара- ринной системы,расстройства пи- гандинская,Павлодарская и ВК0).тания>нарушения обмена веществ,

болезни крови и кроветворных органов,болезни нервной системы и органов чувств.

191'

- 2 -

I 1 _ __________2 _____________________ !_________________ 3______________

3. Восточно-Казахстанская обл. В дополнении к п.2:психически*расстройства,болезни сио-томи кровообращения органов дыхании

4. Акмолинская,Кокшетауская обл. Инфекционные и паразитарные пилезни, психические расстройсти», болезни нервной системы и оргшЦ чувств,системы кровообращении, орх'анов дыхания.

5. Дамбыльская Инфекционные и паразитарные змболевания. .•

6. Область-зона развития фосфор- Болезни эндокринной системы, рм ной промышленности. стролства питания и нарушения

обмена веществ,болезни нервной и мочеполовой системы,осложнении беременности,родов и после рол<>«| в о п периода,болезни кожи и под» кожной клетчатки, костно-мьшечнон системы и соединительной ткани, врожденные аномалии,пороки раз- ] вития.

7. Атырауская.Мангыстауская обл. Инфекционные и паразитарные за­болевания, болезни эндокринной системы,растройства питания и нарушения обмена веществ,болез­ни крови и кроветворных органов кожи и подкожной клетчатки, врожденные аномалии.

8. Талдчкорганская область. болезни костно-мышечных системврожденные аномалии,болезни ор­ганов дыхания,болезни крови и кроветворных органов.

Несмотря на снижение нагрузки на окружавщуп среду по общепри­нятым и спецефическим ингредиентам,загрязнения в 1993-94 года состояния здоровья населения Казахстана нептоизошло адекватных изменений. Сфоомировавшиеся за многие десятилетия "экологическое неблагоприятное состояние природы" в зонах влияния ядерных поли­гонов, Приаралье,регионах развития горнорудной и фосфорной про- мышленнорти,цветной и черной металлургии,сельскохозяйственного производства-продолжает оказывать мощн^ нзгативное влияние на репродуктивную функцию и естественное воспроизводства населения на заболева^ость, смертность и впервую очередь на детей и людей пожилого возраста.

Результатами проведенных медицинских обследований установлено, что частота заболевания кроыи.кроветворна органов и ряда других заболований, Казахстан находится на уровне стран с наибольшим развитием индустрии. Рождаемость по Республике имеет тенденцию к снижению:на 100 человек в 1992 году родилось 19,9 у 1993 году- 18,7, а в 1994 году -18,3. Умерших Сна 1000 человек)соответствен-

192

н« ни годы 18,1; 19,2; 19,5; человек. Следует так же обрати-, .......н и ш е ,что этот демографический показатель с 1980 года«и, IПЦД0НЦИЮ к увеличение и в среднем за год составляет 11,0

« 11И•« * человек, а в развитых странах -6 умерших Св год) на •I 'шпек. Также необходимо заострчть чнимание на смертность...и республики по отдельным причинам болезнейСна 100 тыс.

Ц^нишО;от органов кровеобращени я в 1992-336,0; 1993-429,0;Ы . '|9,0 человек от онкологических заболеваний,соответственно ... .ш годы 13б,0;138,0;13б,0; а от органов дыхания -72,0;85,0;

ц1/ Н

Ниш обностью искажать генетическую информацию обладает не толь- и . и,шинирующая радиация,мутагенами могут быть различные химичес- »М1 шчцоства и биологические факторы. Так например, уже много лет/ 1.... беспокоит проблема пестицидов. Стало очевидно,что она ка-... . не только работающих с пестицидами,но и всего населения

«'•няи, осей биосферы в целом. Дело в том,что многие пестициды обла- ч ч'Г 1п ключительно высокой стойкостью в окружающей среде. В настоя*-...... большие количества этих веществ мигрируют в окружающей

•и(|*1 и не исчезнут еще много десятилетий. По данным Министерства *■■.чогии РК в сельском хозяйстве республики применяется 150 наиме- . . и м м и и пестицидов общей массой 17 тыс.тонн которымк обрабатывЕ.т

... более 3 миллион гектаров земли. Среднее значение о^т1точных

... ДДТ в почвах в иелом по республики колебались в интер-|ц|мих 1,2 - 5,9 ЛДК(предельно-допус1имая концентрация). В 199 :Iмцу аналитическими службами ЦИНАО было отобрано 12 тыс.проб., н М # которых были обнаружены остаточные количества пестицидвнх и||пцаратов. В 1993 году этот показатель достигал 20%. На основа­нии сроведенпы:- экспериментальных исследований можно заключить, что предпринято в РК оежиме обработке пестицидами загрязнению ппдвер^агатся гт Ш дп 205 почв.

1 !о данным Талдыкорганского Облуправления экологии в 1995 году 111щ инвентаризации складов для хранения минеральных удобрени й и ндохиМикатов выявлено,что в складах хозяйств области имеются || тпичии непригодные удобрения и ядохимикаты в количестве ЗОтн.

13 последнее время широко реализуемся курс по ввозу в Казах- •■ гни различными иностранными фирмами пестицидных препаратов и приведению их опытно-промышленных испытаний. Обработано в 1993 г.'>М тыс.га из них установлению загрязненных почв 3 тыс.га.,а в

I г о д у обработано всего 26 тыс.га однако загрязнелно пестици- имми 2 тыс.га. При этом обнаружены в почве пестицидов:ГХЦГ с •онцентрацией ЗПДК, Трифлурамин с концентрацией 12 П№,прометрин и концентрацией 0,2 ПДК.

-3-

193

Все эти ядохимикаты- обладают мутагенным эффектом,т.е. спо­собностью искажать генетическую информацию,от которой зависит наследственность всех живых организмов в т.ч. и человека.. На­сыщение окружающей среды мутагенами представляет невидимую,но реальную угрозу для будущего человека,что подтверждаетсг наб­людениями врачей,согласно которым при имеющимся населе'п и Зам ли не менее 70 млн. новорожденных несет новые мутации. С накоп­лением в окружающей, среде лредных для часледственгости веществ эта цифра естественно увеличивается.

В эк ономическом аспекте последствия загрязнения окружающей среды проявляются как совокупность прямы;- и косвенных потерь, лозникагощих в результате снижения эффективности и объемов обще­ственного производства. Причиной слукит не полное использование природных и материально-технических производительных сг.л под влиянием на благоприятные факторы окружающей среды Это наиболее широкий и разнообразный пласс последствий, к гому же имеющий наиболее разработанную гетодику определения ущерба.

В частности главной производительной силой общества-трудящих­ся, гоциальной аспекты расгмгтрения последстхия загрязнения ок­ружающей среды пересекаются.

Ввиду этого,последнему монет быть дана экономическая интер­претация в виде суммы затрат на лечение,стоимость потерь от вынужденной нетрудоспособности,преждевременной смерти и т.д. Определение экономического ущерба от загрязнения округающей среды связано со многими трудностями.средг которых ъожно выде­лить д б о основные:1)недостаточное изучение прямых и 2)косвеп- ных биологических,фнзичесн.их и химических последствий загрязне­ния среды и выражение последствий загрязнения в стоимостной форме т .е. форме пригодной для использования данного показа­теля л систем социально:— экономического планирования и прог- ".очирования.

Вопросы экономики природопользования стали сравнительно недав­но объектом особой отрасли, экономической науки. Как и всякая другая экономичоская наука она изучает производственные отноше­ния, складычающиеся в процессе взаимодействия между развитием общества и природной средой.

Основные задачи экономики природопользования формулируются с следующим образом:

-опредолечио перспективных направлений развития обществен­ного производсгва с учетом состояния качества окружающей среды п рационального использования природных ресурсов,степень удов­летворения населения и их потребностей;

-V

194

|и>■.ллонив путей и методов по обучению и повышении эф-... гспользовагия- природных ресурсов;, | г жгномической оцен;:и природных ресурсов в окономи-

;>мсчетах;имологиуэски обоснованнее планилогание капитальных эложе-

Н1.и <м1 финансирование мероприятий по охрано окружающей среды К и"гч'|-доние социально-экономической эффективности экологических

..аиго-экономическая оценкг производства,строительства... . перевооружение предприятий и отраслей народно-.... шйотва;

р илоние режима экономии и планово-хозяйственной дисциплк- ■м| 11 V от экономного использования материально-сырьевых,топ-... .шергетических и других природных ресурсов;

комплексно? использование сельскохозяйственного сырья и мифичных ресурсов производства в целях усиления охраны окру-• (ницпй среды от загрязнэния и др.

разработка финансозо-кродитного механизма охраны рациона- ■И.1ПГО использования .минерально-сырьевых реоупсов и охраны нпцр водных,земельна и лесных ресурсов,растительного и жипот- нпго мира, енчжэчия загрязне.шя атмосферного воздуха,воды и почин отходами промышленности.строительства,траспорта,сельско- 10 и коммунального хозяйства.

- 5 -

195

О МОНИТОРИНГЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ В г.ПАВЛОДАРЕ

А.М.Бондаренко, В.А.Козионов

В настоящее время такая область научно-производствен-

ной деятельности человека, как мониторинг окружающей среды,

получает все большее распространение и развитие. Решению

вопросов мониторинга, как системы планомерных наблюдений за

состоянием и динамикой окружающей среды в связи с антропо­

генной деятельностью посвещены многочисленные исследования.

Лучше всего вопросы мониторинга разработаны в системе гидро­

метеорологической службы. В то же время мониторинг гидрогео­

логической среды, как инструмент для эффективного решения

задач проектирования, строительства, эксплуатации инженер­

ного сооружения, требует разработки конкретных методических

и организационных основ.

Создание постоянно действующей системы наблюдений и

контроля за состоянием подземной гидросферы города непосред­

ственно связано с обеспечением экологической безопасности

жизнедеятельности людей. Это становится очевидным, если при­

вести здесь формулировки хотя бы некоторых практических

задач,решаемых в инженерной гидрогеологии. Например, - опре­

деление направления и скорости движения грунтовых вод, что

необходимо для оценки происхождения вод, просачивающихся в

подвалы или котлованы, для оценки загрязнения подземных вод

сточными водами, для оценки степени опасности коррозии, вы­

зываемой движением грунтовых е о д . Как известно, при увеличе­

нии скорости движения подземных вод и достижении оа некото­

рого критического значения возникают фильтрационные деформа­

ции и разрушение грунтов, суффозия, выпор и кольматак.

Важной задачей является определение уровней подземных

вод (экстремальных, средних, вероятностных), величины которых

обязательно учитываются при проектировании и строительстве

земляных сооружений, особенно когда исследуется их устойчи­

вость, при оценке соответствия фундаментов сооружений основ­

ным требованиям по устойчивости, несущей способности, дефор­

мациям оснований и т .д . Гидрогеохимическая информация также

необходима проектировщикам, поскольку измензние химического

состава подземных вод может привести к возникновению их

196

4>(.... ипнооти по отношению к материалам подземной части

«ммрувиниЧ.

............ статистические данные, позволяющие утверждать, что

май пи ВО/» поврежденных строительных объектов прямо или кос-

Канио оаязаны с воздействием грунтовых вод либо на сами

|#йружения, либо на их основания. Нельзя не назвать и проб-

•нму оценки потенциальной подтопляемости урбанизированных

■ т-итории. Имеется в виду оценка динамики подъема уровней,

мчи чюжного при технической эксплуатации земель. При этом

щшпюзируются сроки, в которые глубина залегания грунтовых

|нц II определенном месте станет критической, то есть достиг­

ли . -Зм от поверхности земли.

Следует также отметить, что достоверное знание инженер­

ии апологических условий площадки позволяет более обоснован­

ии пибрать и способ возведения подземной части сооружений,

" IIгисимости от того, где Еедется строительство- на под-

(иилвнной, не подтопленной, либо на потенциально подтопляе-

мпц территории.

Создание мониторинга позволит ответить на основные

ннцросы, возникающие при цивилизованном подходе к инженерно-

цо*яйственному освоению застроенных территории:

1)Какова расчетная величина техногенных нагрузок, не

превышающих критических значений, определяющих устойчивость

природно-технической среды? По-видимому, устойчивость систе­

мы "человек-гидрогеологическая среда" мо^ет лара.лтеризова-

ться параметрами конкретных мода лея ее функционирования.

'I рассмотренных гызе примерах практических лэдач знание

управляющих и других соотЕетстг-ующих п^рамзтроз моделзй

Функционирования гидрогеологической системы позволяет

повысить надежность проектируемых зданий, а для уже сущест­

вующей застройки устранить, «пбо значительно снизить неблаго­

приятные воздействия.

2)Каковы должны быть управленческие реоения на разных

стадиях освоения инженерно-геологической среды, которые

могли бы обеспечить максимальную устойчивость функционирова­

ния на достаточно долгий период её существования?

Ответить на эти вопросы можно только после создания

гидрогеоинформационвой сист-омы и разработки моделей прогноз­

ной оцен.;,; тех инженерно-геологических процео___ которые

197

имеют место на данной территория.

Информационная база данных, сформированная в ЭВМ,

позволит за несколько секунд получить справочный материал и

цифровом, текстовом или графическом виде и оперативно решат:,

задачи прогноза и совершенствования моделей исследуемой

системы.

Надо сказать, что по г.Павлодару накопился достаточно

богатый инженерно-геологический материал, полученный в сгое

время различными ведомственными организациями, в том числе и

Паглодарским государственным университетом. К сожалении,

использование этих данных для анализа и включения в монито­

ринг в последние годы стало затруднительным, в связи с не­

доступностью некоторых фондозых и архивных материалов.

Содержание информационной основы мониторинга инженерно-

геологической среды должно отвечать основным задачам управ­

ления системой "человек-гидрогеологическая среда',' поэтому

в нее должны войти данные о схемах районной планировки,

ландшафте территории, об инженерно-геологической изученности,

информация о геоморфологических и гидрогеологических факто­

рах экзогенных процессов, данные режимной сети наблюдений и

измерений, выполненных в ходе изыскательских работ; данные

о параметрах, характерезующих динамику процессов подземной

гидросферы; гидрометеоданные; информация с техногенной на­

грузке на гидрогеологическую среду и др.

Наличие информационной системы позволит оперативно

решать ряд прогнозных задач, извлекать из неё справочные

данные, необходимые различным ведомствам,, службам и исследо­

вателям. Само собой разумеется, банк данных по рассматриваем

мой природно-технической системе должен постоянно пополня­

ться новыми данными измерений и наблюдений. Только тогда,

собственно, и можно говорить о контроле гидрогеологической

системы, когда на выдаваемые ЭВМ прогнозные и оперативные

материалы (предпочтительно в виде карт крупного масштаба)

будет регулярно накладываться новая дополнительная информа­

ция, автоматически корректирующая в рамках выбранных моделей

границы выделяемых участков по определенным критериям,

расчетные параметры системы и текстовые выводы.

В общем случае схему мониторинга природно-техногенной

198

11*иIIи ммщно представить следующими блоками:

Поэтапное решение задач мониторинга инженерно-геологи-

Цаоиой среды в г.Павлодаре позволит оперативно получать

«ипдующие практические результаты:

[.Рекомендации по реализации схемы инженерной завиты

|Ч||'цд/1 от экологически недопустимого повышения уровней под-

"ЧН1 их вод с учетом меняющихся гидрогеологических условий.

2 .Рекомендации по защите грунювых вод и почвы от за-

■ 1"мня1оицх компонентов селитебного и промышленного освоения

| «ррИТОрИИ.

рекомендации по снижению агрессивности подземных вод.

3 .Рекомендации по рациональному использованию подзем-

них под города различными ведомствами.

4 .Рекомендации по учету изменчивости деформационных и

прочностных сеойств павлодарских грунтов в связи со сниже­

нием или повышением уровней подземных вод.

5 .Оперативное обеспечение заинтересованных организаций

и служб обработанной гидрогеологической информацией с учетом

шминчивости системы "человек-гидрогеологическая среда" в

пространстве и во времени.

Если в Павлодаре будет создана соответствующая служба

мониторинга, то затраты на еЗ создание будут довольно

биотро компенсированы улучшением экологическое обстановки в

|"роде, существенным уменьшением затрат на выполнение изыска-

тнльских работ, а также уменьшением значительного экономи­

ч н о г о ущерба, наносимого городу развивающимся процессом

подтопления.

199

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ

САМОВОЗГОРАВДШЗЯ ОБЪЕМОВ РУД И УГЛЕЙ

Жараспаев М.

В результате интенсивных окислительных процессов, сопро­

вождающихся выделением тепла, в объемах твердых полезных иско­

паемых возникают эндогенные пожары. Эндогенные пожары возника­

ют в процессе добычи, складировании, транспортировке и перера­

ботке полезных ископаемых. 1

При основных технологических процессах добычи полезных

ископаемых интенсивное пылевыделение сопровождается выделением

газов, которые естественные и ветровыми потоками выносятся за

пределы карьерного пространства и отрицательно воздействуют на

окружающую среду.

Одним из способов борьбы с пылью и газами при добыче по­

лезных ископаемых является обработка объемов окисляющихся руд

растворами различных антипирогенов. При этом эффективность за­

висит от точности определения удельного расхода раствори анти­

пирогена .

Представим объем необходимой жидкости для снижения химиче

ской активности полезных компонентов в порах навала следующим

образом: = а Ун --АУ* ~ А ^ ; / у

где А^н - объем пор навала, мэ ;

4 - объем воздуха в навале, м3 ;

л суммарный объем частиц с прочно связанной

жидкостью, м3 .

При неполном заполнении пор навала происходит его самоуп­

лотнение за счет смещения скелета навала при переходе частиц

фракций 0 - 1 мм в раствор. С учетом объема самоуплотнения на­

вала объем жидкости будет равен:

л У ш =&.Уп -л УЬ -АУ1 -Л Ид ; / 2 /

где - величина объема самоуплотнения, м3 .

При фильтрации жидкости через рудную массу происходит

химическое взаимодействие раствора с окисляющимися элементами

и минералами полезного ископаемого, что приводит к выпадению

осадка в твердой фазе. Химико-минералогический состав пожаро -

опасных полезных ископаемых характеризуется в основном наличи­

ем в них минералов и элементов способных к интенсивному окис-

200

1ННИ. Для того чтобы предотвратить самовозгорание пожароопас-

тн И' I.мпиных ископаемых в воду добавляют различные антиокисли-

1М н , к гтрые вступают в реакцию с окисляющимися элементами и

И' I. I I/ 1гли руды. 3 результате этого происходит уменьшение объ-

ин и >|> Iмого пространства на величину соответствующую объему

|М9Н"1'целителя вступающего в реакцию с окисляющимися вещества­

ми I |*дц. Кроме того уменьшение объема порового пространства

I*|.....у |дит и за счет тех элементов и минералов вступающих е

с антиокислителем. Следовательно объем необходимой

■ рщ оти для предотвращения самовозгорания будет равен:

Д У нж. ~ А У/№ А ~А ~ А 2. А Уз — А V / 3 /

. «п •'V) - объем антиокислителя в порогом пространстве, м3 ;

- объем окисляющихся элементов и минералов руда в по-

роЕом пространстве, м3 .

Объем воздуха, содержащийся е порах равен разности объе-

м ‘ I* пор и жидкости, т .е . . . _ .у- _ . у-ьч х. / 4 /

Ф ‘риулу /4/ подставив в /3/ для объема необходимой жидкости в им силе будем иметь выражение:

л Vн*. - Л У ж - А ^ - А ^ - А ^ з - л^ / 5 /

Пусть степень заполнения пор или относительная влажность

Составляет Уо процентов от объема пор наЕала, тогда суммар­

ны И объем частиц с прочно связанной жидкостью № составит

процентов от объема жидкости дУ* в пор;1Х наЕала.

Следовательно можно записать для.объема соотношение:, , (/>у- и/м , »,

Л 1= К ' / 6/

где - содержа};::е частиц фракций С-1 м м ,/ ;

- максимальная молекулярная влагоемкость частиц той

же фракции, / .

Объем л\А/ восползовавшнсь соотношением

ь = -тяг • '°°'л / упира зим чеоез объем пор навала

/б/

Так как частицы фракций 0-1 мм участвуют е образовании

дисперсной системы, то в скелете навала происходит смещение

кусков на величину пропорциональную весовому процентное со­

держанию фракций 0-1 мм, содержащейся в навале. Поэтому дая

2(1

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ

САМовоагоРАщася объемов р у д и угл е й

Жараспаев М.

В результате интенсивных окислительных процессов, сопро­

вождающихся выделение?.! тепла, в объемах твердых полезных иско

паемых возникают эндогенные пожары. Эндогенные пожары возника­

ют в процессе добычи, складировании, транспортировке и перера­

ботке полезных ископаемых. '

При основных технологических процессах добычи полезных

ископаемых интенсивное пылевыделение сопровождается выделением

газов, которые естественные и ветровыми потоками выносятся за

пределы карьерного пространства и отрицательно воздействуют на

окружающую среду.

Одним из способов борьбы с пылью и газами при добыче по­

лезных ископаемых является обработка объемов окисляющихся руд

растворами различных антипирогенов. При этом эффективность за­

висит от точности определения удельного расхода раствори анти­

пирогена .

Представим объем необходимой жидкости для снижения химкче

скэй активности полезных компонентов в порах навала следующим

образом: а Упх_ = а Ун ~ ~~ А ; / I /

где лУн - объем пор навала, м3 ;

Уь - объем воздуха в навале, м3 ;

ДУ]- суммарный объем частиц с прочно связанной

жидкостью, м3 .

При неполном заполнении пор навала происходит его самоуп­

лотнение за счет смещения скелета навала при переходе частиц

фракций 0 - 1 ш.1 в раствор. С учетом объема самоуплотнения на­

вала объем жидкости будет равен:

А Ун* А Уц ~лУ1 -А Уд ; / 2 /

где дУг - величина объема самоуплотнения, м3 .

При фильтрации жидкости через рудную массу происходит

химическое взаимодействие раствора с окисляющимися элементами

и минералами полезного ископаемого, что приводит к выпадению

осадка в твердой фазе. Химико-минералогический состав пожаро -

опасных полезных ископаемых характеризуется в основном наличи­

ем в них минералов и элементов способных к интенсивному окис-

200

ниц, Лил того чтобы предотвратить самовозгорание пожароопас-

.......... иных ископаемых в воду добавляют различные антиокисли-

мм к и'орыв вступают в реакцию с окисляющимися элементами и

■Цлпми руды. 3 результате этого происходит уменьшение объ-

.1*1 I | ||г>го пространства на величину соответствующую объему

М о т пли теля вступающего е реакцию с окисляющимися вещестЕа-

И у ц п . Кроме того .уменьшение объема порового пространства

к |дит и за счет тех элементов и минералов вступающих в

№......-.и с антиокислителем. Следовательно объем необходимой

« • ПОотп ,'уш предотвращения самовозгорания будет равен:

А Уиж = Л У» -А У1 -Л Уг -А У3 - а У ] /3/

■'И, ■ объем антиокислителя в порогом пространстве, м3 ;

и/4 - объем окисляющихся элементов и минералов руда в по­

рогом пространстве, м3 .

Объем воздуха, содержащийся в порах раген разности объе-

м о пор и жидкости, т .е .,УЬ~ -А V*. / 4 /

А V - А Уж - А У л - ^ 3 - л у1 / 5 /

I* -1>му.м у /А/ подставив в / 3 / для объема необходимой жидкости в

Р М Л е будем иметь выражение:

'и*

Пусть степень заполнения пор или относительная влажность

а шт.'шляет % процентов от объема пор навала, тогда суммар­

е н объем частиц с прочно связанной жидкостью &М1 составит

( / /- ) процентов от объема жидкостилV* в порах навала.

О и п иптельно можно записать для-.объема лУ-» соотношение:

а У1 = * ± ^ I А уж ; / 6 /

. и,■ У’ - содержание частиц фракций С-1 м м ,/ ;

- максимальная молекулярная Елагоемкость частиц тон

ке фракции, / .

Объем а\1-\ восползовавшись соотношением

= т ^ г - “ °'А п /иир.чзим чеоез объем пор навала

л У ^ Ш * » АУ„ /Б //со

Так как частицы фракций 0-1 мм участвуют в образовании

дисперсной системы, то в скелете навала происходит смещение

| у сков на величину пропорциональную весовому процентному со-

цпржанию фракций 0-1 мм, содержащейся в кагале. Поэтому дая

211

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ

С/МЮВОЗГОРАВДПСЯ ОБЪЕМОВ р у д и у г л е й

Ж араспэев М.

В резул ьтате интенсивных окислительных процессов, сопро­

вождающихся выделением тепла, в объемах, твердых полезных иск:><

паемых возникают эндогенные т а р ы . Эндогенные пожары возника»

ют в процессе доСЗычи, складировании, транспортировке и перера-

ботке полезных исгкопаемых. 1

При основных: технологических процессах добычи полезных

ископаемых интенсивное пьшевыделение сопровождается выделен/им

газов, которые естественные а ветровыми потоками еыносятся за

пределы карьерного пространства и отрицательно воздействуют им

окружающую среду.

Одним из с п ос о бо в борьбы с пылью и газами при добыче по­

лезных ископаемых: является обработка объемов окисляющихся руд

растворами различных антипирогенов. При этом эффективность за­

висит от точности: определения удельного расхода раствори анти­

пирогена.

Представим о бъем необходимой жидкости для снижения химкче

ской активности п олезных компонентов в порах навала следующим

образом: л Упх_ = а Ун~ АУ& - А ■ /ц /

где объем пор навала, м3 ;

<4V * _ объем воздуха в навале, м3 ;

Д V]- суммарный объем частиц с прочно связанной

жидкостью, м3 .

При неполном заполнении пор навала происходит его самоуп­

лотнение за счет смещения скелета накала при переходе частиц

фракции 0 - 1 №1 зэ раствор. С учетом объема самоуплотнения на-

вала объем жидкости будет равен:

л Ун*. =АУц ~А У& -а У1 -а Ул ; / 2 /

где л\4 - величина объема самоуплотнения, м3 .

При фильтрации жидкости через рудную массу происходит

химическое взаимодействие раствора с окисляющимися элементам

и минералами полезного ископаемого, что приводит к выпадению

осадка в твердой фазе. Химико-мнералогический состав пожаро -

опасных полезных ископаемых характеризуется в основном наличи­

ем в них минералов и элементов способных к интенсивному окис-

200

11ш1 того чтобы предотвратить самовозгорание пожароопас-

| Ц|....и,их ископаемых в воду добавляют различные антиокисли-

|И| '! >тпрые вступают в реакцию с окисляющимися элементами и

|Ц|«'1мми руды. В результате этого происходит уменьшение объ-

| цн|г>|пго пространства ка величину соответствующую объему

Цнииллителя вступающего в реакцию с окисляющимися вещества-

йудм. Кроме того .уменьшение объема порового пространства

•« ми:т и за счет тех элементов и минералов вступающих в

рНицп' с антиокислителем. Следовательно объем необходимой

•пт итп для предотвращения самовозгорания будет равен:

Д Унж. ~ А V/* ^ ^л — — ^ ^ / ° /

......... .И, . объем антиокислителя в поровом пространстве, м3 ;

- объем окисляющихся элементов и минералов руда в по­

ровом пространстве, м3 .

Объем воздуха, содержащийся в порах равен разности объе-

Г |,:'Р и « д а * » ® . т-е - / 4 /

♦ ■[■мулу / 4 / подставив в / 3 / для объема необходимой жидкости в

и.и тс будем иметь выражение:

4 уи* -лЪ-лУг-ЛЪ ' лУ4/5/

Пусть степень заполнения пор или относительная влажность

н н'т.'пшяет % процентов от объема пор наЕала, тогда суммар-

ми11 объем частиц с прочно связанной жидкостью составит

( / / ) процентов от объема жидкостилУ* е порах навала.

(!..1 и .п.чтельно можно записать для объема д Уа соотношение:

дУ<= * ^ д Уж ; / 6 /

но V - содержание частиц фракций С-1 м м ,/ ;

'Мц - максимальная молекулярная влагоемкость частиц той

ке фракции, / .

Объем л1/-/ восползовавшнсь соотношением

• “ ° У - А /Лиразим чеоез объем пор навала

/6//оо

Так как частицы фракций 0-1 мм участвуют в образовании

дисперсной системы, то в скелете навала происходит смещение

ку сков на величину пропорциональную весовому процентному со-

ипрканию фракций 0-1 мм, содержащейся в навале. Поэтому для

2(1

объема имеем: д у/2 = -4 V» / /д /

Изменение объема на величину л ^ обусловлено том,

что антиокислитель вступает в реакцию с окисляющимися элемиш ]

тами или минералами полезного ископаемого в рудной массе, и

результате чего определенная часть антиокислителя из жидкости !

Еыпадает в поровое пространство. Поэтому объем будет при

пзрциональко процентному содержанию антиокислителя в водном рп!

творе и тогда л Уг выразится через объем пор навала рудной

масон: ^ ' А * / ® /

где V/ - Еесовое процентное содержание антиокислителя в вод­

ном растворе, % .

В объеме рудаой массы окисляющиеся элементы или минералы

вступают в реакцию с антиокислителем уменьшая объем порового

пространства на величину бУ*/ , которая будет пророрциональна

процентному содержанию окисляющихся веществ, позволяющий пре­

дотвращение самовозгорания. Следовательно объем л через

объем представляется в следующем виде: •

■ / п /

где - весовор процентное содержание окисляющихся элемент­

ов и минералов в полезном ископаемом, / .

Выражения / 8 / , / 9 / , / 1 0 / , / 7 / и / I I / подставляем в фор­

мулу / 5 / и после элементарных математических преобразований

для объема жидкости в нагеле получим:

4 1/нж ^ о,01 4 / V , - ( V * Ц - К 1 - /а ) ] /1 2 /

Умножив ,д 14* на плотность соответствующей жидкости полу­

чим ее массу: г . / * л . пМ = Д л = О, 01/*. ’л Уи /У» + 2 ^ ) ] /1Ъ/

где М - масса жидкости, кг;

Тогда, удельный расход жидкости согласно определению, будет

определяться формулой:

О, ^ * & и / 1 4 /

н » Ч / чгде -- ■-(*■ - пористость рудной массы, м /м .

УнВ формуле / 1 4 / необходимо учесть естестЕненную влажность

рудной массы. При этом естественную влажность следует либо

прибавить к максимальной молекулярной влагаемкости, либо от -

пять от относительной влажности, так как, чем больше будет

202

ниIН' ми ш влажность, тем больше частиц будет участвовать в

............ник дисперсной системы. В связи с этим, удельный рас-

Ми ити с учетом естественной влажности формулу / 1 6 / пред-

’ Ц = б,о1 ^ гъ 1 ? 0 + + 1 У+ Ъ / 1 5 /

■ К Щ .. естественная влажность рудной массы, / .

и крученная формула / 1 5 / по сравнению с прототипом позволя-

I Н«от1. процентные содержания антиокислителя в растворе и

(Цмнцихся элементов и минералов в полезном ископаемом, что

.1 • к увеличению точности определения удельного расхода

Вр(||)тп. Вывод формулы основан на физико-химических явлениях,

РТикпнцих в процессе взаимодействия полезного ископаемого с

Йцмнми растворами антиокислителей и не должно вызывать сомне-

Лдя всех величин, входящих формулу / 1 5 / существуют методы

Иирвторного определения.

Таким образом получена формула для определения удельного

|4й' < ..и-I раствора; которая подвервдает правильность подхода к

Ш|рушенным материалам как несвязным пористым средам. У этих

Н |М Я )о :х пористых сред происходит изменение его структур]; к

■рропиня при взаимодействии с растворами.

При фильтрации растЕора через несвязные среды образуются

....... .. с/,энные системы, природа образования дисперсионных сис-

Ц»м обусловлена электромолекулярными силами взаимодействия

дипипрсних частиц с жидкостью. 3 результате чего происходит в

ш ••!.« м.чх разрушенных сред такие явления как кольмнтация пор и

пммоуплатнение дробленных масс.

Установление точных математических зависимостей мезду

физическими величинами влияющих на состояние окружающей среда

способствует созданию экологических мониторингов предприятий

I Iгрязнящих атмосферу выбросами вредных вещестр.

ОХРАНА НЕДР И ГРУНТОШХ ВОД ОТ

^О Д У К Т О В КУЧНОГО ШЩЕДАЧИВАНИЯ

,/заев М ., Бахмагамбетов Е .Б .Карас>

способ контроля процесса выщелачивания по п т !

Существу ^людательных и затрубных скважин. В основе этот

бору проб из н лежит сравнение каротажных данных о полезнт

способа к о н т р о ,^ содерЖанием в растворе. При таком способе коп Якомпонентах с * ^ ный ре3ультат 0б эффективности выщелачивании

троля оконча полной разработки выделенного участка выщ> -.ч..

будем иметь поС^ м в процессе выщелачивания отсутствуют даннио >

ч п е э н к я . При э всего объема выщелачивающими растворами. В ом)

полноте обра ^ дошо своевременно управлять процессом выщелачи зи с этим невозг

ванкя. <*кже метод контроля, сущность которого заключа-М'чвестеН

баланса откачиваемых и закачиваемых растворю»

ется в соблюде-- равенство суммарных дебитов /!/:■при выщелачивая»-

О , - ж &/I /

_ ,(Ов количество откачиваемого раствора: ' 'Гпе (Рл суммар*

•' ,<ое количество нагнетаемого раствора.О. _ суммар** / *

4 „достатком рассматриваемого способа соблюдения Основным н<?'

й также отсутствие данных о полноте обработки м;п«Лятмг'я являете-'*

выщелачивания, что не позволяет оперативно вме- I

сива в пРэцеСсе^^ичесК;;й регламент выщелачивания,

шаться в гех '^ 0 ботах не учитываются физико-механические и физи •

Во №0111Х^ з Я СТЕа объектов, подвергаемых выщелачиванию. Это ]

ко-химлческ„ объем /массив отвал или куча/ не имеет своегосвязано с тем, ^ еления>

физического опр Есемени возникла необходимость извлечения поле- К настоящей

„ >13 отвалов забалансовых руд многих месторождении,ЧНК1У КОНПОНбНТ^

^^е ск и выгодным способом извлечения при этом яеля-

Каиболее экоко..и р а з л и ч н ц м и растВ0р а ш /кислотные, щелочные и

ется выщелаш нд месте их складирования. При складировании за-

" л / в кучах 'и предусмотрено последующее ее выщелачивание в

балансовой Р У ^ ег0 параметры /пористость, Еысота, ширина и т .д

отвалах и поэто.^ основани^ не подготовлены к выщелачиванию,

не обоснованы, ^ ЧЛЕаккя руда в отвалах могут проявляться нежела-

В процессе в ■ ' такие как неравномерность орошения рудного тела

тельные проц Е нем кольматационного слоя и утечка пиодук- отЕала, образов**

204

нгн Iщствора в грунт. В связи с этим возникает необходимо-

. и (мт|м.пк в процессе выщелачивания отвалов.

Пишл эбразои, при подаче на отвал или кучу некоторого коли-

цуц тлцплачиЕаицего раствора / , смачивая гесь отвал или

I Чмоп и грунт, на котором он расположен, вытекает некоторое

ЦИ*< гс'1 выщелачивающего раствора /<>0 / . Так как отвал и гру-

йячнктсд пористой средой, в них остается некоторое количество

ИИ'и Iиемющегэ раствора. Чем полнее орошается объем отвала, тем

| щ й оотлется в нем жидкости. Количество выщелачивающего раст-

|л , ....мющегося е отвале, зависит от удельного расхода. Пусть

рцъ- м.' расход д м орошения отвала , а для увлажненной час-

гаунтд с г . Тогда количество жидкости в отвале грунте соот-

Ц в спно будет раЕно • Здесь Ур - факти-

м 1Й >решенный объем объем отгала и Уг - часть объема грунта,

4мм пиная выщелачивающим раствором. Согласно балансу закачи -

ими* г. откачиваемых растворов должно выполняться следующее ра-

....п " ,: <3»*$. + 2с7 У + Ч г У г , / 2 /

м - нагнетаемый объем раствора е отвал, м3 ;

- откачиваемый объем выщелачивающего растЕОпа из отвала,

м3 ;

"(г - удельный расход раствора для орошения грунта, м3/м 3 ;

У г - часть объема грунта, орошенная раствором, м3 ;

\/ф - Фактический орошенный объем отвала выщелачивающим рас-

ором. , з;

Нет - .удельный расход растЕора для орошения отвала, м3/м 3 ;

).’,я фактического объема отвала, орошенного Еыцкл^чпвающик

( тпором из равенства /2/, получим 2 :

у . $ * ' & 1 1 Г У-, . / 3 /

Т УСТ \/ \/” змеренне;.; устанавливаются объемы Уг и % . Также сущест-

ют способы определения .удельных расходов усТ и . Расходомер-

устанаЕливают объеш и $ . По формуле / 3 / вычисляют фак-

чпокки орошенный объем отвала и сравнивают с измеренным объем-

отвала

В случае выполнения равенства Уф = , обеспечивается

лное орошение рудного тела отвала. При этом система орошения

( этает е стационарном режиме фильтрации. Если 1 >< 1^ , то в

ом случае обеспечивается орошение части отвала. Режим фпльтра-

и может быть как стационарным, так и нестационарным в опреде-

ленные моменты времен». 3 случае > Х происходит .утечка приI

дуктивного растЕора и решил фильтрации нестационарный. П осл е»

ние дна случая являются нежелательными.

Существуют способы выщелачивания отвалов /куч/ на подго т

товлешшх площадках. Тогда уделышй расход рг = 0 и формула / 1/

принимает вид: \/

Т 5 ' ' А /где - нагнетаемый объем выщелачивающего растгора из отвала,

м3 ;

6р, - откачиваемый объем выщелачивающего раствора из отв.о-з •

ЛЯ, гл \

- удельный расход выщелачивающего раствора для орошения

отЕала, м3 .

Для формулы / 4 / может существовать два случая. Первый:

равенство Ур =У^ , что означает орошение объема отвала'Укуч/

обеспечивается полностью и реним фильтрации стационарный. Вто­

рой: при У <Уцу орошается часть отвала /кучи/ и режим фильтрации

может быть как стационарный, так и нестационарный е определен­

ные моменты Бремени. Прежде всего это зависит от тех процессов,

которые протекают в рудном объеме отвала.

Разработанный способ контроля полноты орошения отвалов при I

выщелачивании позволяет следить за .динамикой процесса, протекая 1

щем в рудном теле отвала. Своевременное изменение системы оро­

шения позволяет вовлечь в процесс выщелачивания часть отвала,

неподцающуюся орошению, а также принять меры по предотвращению

загрязнения окружающей среды в случае утечки продуктивного рас- 1

твора.

Как видно из формул / 3 / и / 4 / в них содержатся величины

и , которые определяются физико-механическими свойствами от-■!

вала, а также физико-химическими свойствами взаимодействия с

растворами.

Представление отвала или кучи как несвязную среду с неодно '

родной пористостью позволяет получить формулу для определения

.удельного расхода раствора следующего вида 2 :

. ■ / 5 /г д е - плотность раствора, кг/м ; ЪсГ- пористость отвала гор­

ной массы, м3/м 3 ;.Д - плотность горной массы, кг/м3 ^м а к с и ­

мальная молекулярная раствороемхость, % ; - естественная

влажность отвала, 4/ь ; - процентное содержание полезного ком­

понента в горной массе, */„ ; ^ ~ относительная влажность отвала У,

206

и.!!. шильная молекулярная раствороемкость '/, ; - про -

■ - ■ 'шамкание фракции 0 - 1 мм,# >•

| |»иуш.тпте утечки выщелачивающего раствора увлажняется

10МИМ1.Ш часть грунта, на котором расположен отвал. Так как

и отличие от отвала является связаной средой, удельны!! рас

иИЦ»цм.||нотся по выражению:

у., « -- »гЗг- 7 / / 6 /

■ д, плотность раствора, кг/м3 ; - плотность грунта, на

|||'.и (шсположен отвал, кг/м3 ; Мг - пористость грунта, м3/м 3 ;

относительная влажность, */ естественная влажность,/..

н ити формулы входят физико-механические и физико-химичес-

ннш ' ч *п<тим взаимодействующих сред. К физико-механическим свой

М | М ПIX)Д ОТНОСЯТСЯ П Л О Т Н О С Т И _/>г ) ’ пористость и процент

Ции I •!'' |'-са1ше фракций, т .е . гранулометрический состав. Также

Мун кнтсл к ним и процентное содержание полезного компонента б

!■ цн .1. массе.

И м к ч и н ы У/е характеризуют физико-химические свойства

|Имим1)дпПствующкх- сред.

Разработанный способ контроля осноган на физико-механичес-

цнк и физико-химических свойствах взаимодействующих сред, кото-

|.щ| питекает из представления отвала как несвязаной среды с не-

чнннродной пористостью.

Добыча полезных кснопаемых из техногенных месторождений ме

г . л >м выщелачивания яиляется одним И3 перспективных и прогрес-

инных направлений геотехнологии. Основным в'опросом выщелачива

инк остается его контроль и управление им.

Анализ полученных формул позволяет рекомендовать следующую

мчтодик.у контроля охраны недр и грунтовых вод при выщелачивании:

1.Провести анализ гранулометрического состава отвала и вы­

пилить фракции для лабораторных исследований / 4 / .

2 .По выделенной фракции установить физико-механические, ха­

рактеристики отвала /пористость, плотность/. Значение пористости

проверять с помощью соответствующих формул.

3 .Физико-механические свойства грунта, прилегающие к отвалу,

установить по известной методике.

4 . Относительную влажность отвала устанавливать в лаборатор­

ных условиях по относительной влажности выделенной фракции. При

угом используют раствор серной кислоты с процентным содержанием,

соответствующем выщелачивающему раствору.

5 .Влажность грунта устанавливают отбором проб на разных точ­

207

0-Т цй

ках непосредственно не* участке выщела^аНия весошм6 .Естественная в ^ ажносгь ^аккя ЕеС0Е^ мет.

в лабораторных условвд* пэ м е с т н о й % ? П Л ] : !

7 . максимальная «0о1ввдярная

осуществляется методом высоких колонн. ‘ '

8 . По формулам / 5 / и / 6 / устаняит_

д „ обработки отвала .< осноэаюи теЛЫШе расх0'м|

Э.Яагне.аемый объам( @ } выщелачиваемого раство’-аопрелел*гтся по п р о и з л о д ^ , ^ * » • Р' СТЕ0* а » * « •

ваяию0/ 1* . 0/ 0^ ' " 1 1’СТа“ 'аВ'я,,ва0тоя ойьв“ ' подвергаемый в ы » ....

ц .П о изменению уровня Е „_..л

ся объем выщелачиваемого, раствора( ф ) . -^анавлымв!

ТР Но формуле / 3 / пт» < Т ' /

ем / у . ) я его веляяяку ^ Г Г « “ ” *<=■« обработанное

Ж того, чтобы у е л * ,? ° ;!а!еРе™ о б ъ е м о м ^ ]

«урнал орошения, в к о т о р ^ ! ^ ^ 11 “ ° “ ^ Вь кеобхэдкмо кметь

приведенные в п .1 2 . ‘ Д ГЫ сэде^ ь с я все параметры,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калабяк А .И . Добыча ло;МРЗ№.„

ванием. ;.'.: Атомиздат, 1 9 ^ о , ^ 5“° “ подземным выщолачи-

2 . Способ КОНТрОЛЯ ПОЛНОТЫ- оттергсг

Патент п » 2142.легень К 5 / 5 / . 1965 г. собственное.. Официальна; бкш-

3. Положительное решение н ^ патент р?- Г* ЧоОтсл г п

деления .удельного расхода «нидкости для о б и " * ЭЛре~о? 03 .06 .1995 г . едкости для обработки рудной массы

о НКОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ СПОСОБА УНИЧТОЖЕНИЯ

ии:ТШИД)В НЕПРИГОДНЫХ К УПОТРЕБЛЕНИЮ И ОЧИСТКИ ОТ

НИХ ОБЪЕКТОВ АПК

Бондаренко А .П .

При современном уровне химизации сельскохозяйственного

Мии пт детва в условиях роста количества и ассортимента

и,........ химических средств охрана окружающей среды от

<-н |.и 1 иония этими веществами переходит в чрезвычайно ванную

н|«н'1Г|пму, которая требует установления строгих регламентов

н. п. пользования и четко: организованной системы контроля за

н« пойявлением / I / .

При изучении состояния загрязнения объектов АПК пести-

Н.1И.Н1 в дозах в десятки раз превышающих ПДК была обнаруже­

но, что основное количество поступающих в область пестици­

дов складируется в неорганизованных местах хранения, из 154

|н< гробных для этих целей складских помещений имеется 28 ти­

пи них и 94 приспособленных, практически все они не отвечают

инвентарным санитарным требованиям / 2 / .

По неполным данным за последние 10 лет, до 1993 года

им полигоне было подвергнута захоронению 3 2 5 ,8 тонн, ядохи­

микатов. Ежегодно в области приходит в негодность из-за

■ ш нормативного срока хранения и по другим причинам более

10 тонн пестицидов / 2 / .

При проведении предварительных исследований в хозяйст-

п.чх области и на полигоне по захоронению пестицидов отмече­

но наличие участков площадью Г , 0-2,0 га с загрязнением по­

верхностного. слоя почвы (0-20 см) пестицидами: мегафос,

209

ГХЦГ, хлорофос, бутиловый эфир, ДДТ и другими с превышением

ПДК от 10 до 600 раз. В связи с этим возникает необходимо

сть проведения паспортизации объектов АПК с высоким содер­

жанием ядохимикатов и их утилизации.

Практически все пестициды являются чуждыми для природ»

химическими соединениями, причем для многих из них и проду­

ктов их распада характерна исключительная стойкость в при­

родных условиях.

Подавляющее большинство пестицидов является кумулятив­

ными хроноконценграпионными ядами, т .е . их токсическое дей­

ствие зависит не только от концентрации, на и от длительно­

сти воздействия. В результате приходится говорить не только

о немедленно проявляющихся эффектах, но и об отдаленных по­

следствиях, проявляющихся спустя долгое время после контак­

та организмов с этими веществами / 3 / .

В силу экологических законов попавший в среду пестицид

включается в процессы аккумуляции и биотрансформации. В

процессе биоаккумуляции может происходить многократное по­

вышение (до сотен тысяч раз) концентрации по мере продвиже­

ния его по пищевым цепям. В результате аккумуляции пестици­

дов в организме диких и домашних животных они могут стано­

виться опасными для здоровья человека.

При определенных условиях (температура, влажность, ве­

тер) до 50$ ядохимикатов может перейти в атмосферу. В резу­

льтате возникает глобальный характер загрязнения биосферы

стойкими пестицидами / V .

В свете всей суммы современных данных оказывается уто­

пическим широко декларируемое требование к пестицидам, не

вызывать никаких отдаленных последствий при попадании в

210

и»,**» шиш человека и животных и серьезных экологических

. -....гпий для различных видов полезных живых организмов.

Ипо большее количество используемых в стране продуктов

........... . комяйсгвенного производства оказывается в той или

и,,., и , г ню ни опасным для здоровья человека.

II населенных пунктах с максимальным уровнем химизации

йй1пн1 заболеваемость детей превышает в 3 ,5 раза аналогичный

Цнм щголь населенных пунктов с минимальной химизацией.

|дно|. жи обнаружена прямая зависимость между герригориаль-

и к иосгицидной нагрузкой и пораженностью населения тубер-

иГмм|[)м, детской смертностью, а также смертностью от цираза

и• ’Ч1 пи и хронических гепатитов. Пестициды занимают одна из

мщншх: мест среди мутагенов.

Различия в заболеваемости между группами людей прояв­

и т с я также при сравнительна небольших различиях пестицид-

н»И нагрузки.

Эго позволяет предположить, чта пестициды не имеют ни­

ши его порога действия / 3 / , из чега следует острая необходи­

мость выявления и обезвреживания всех объектов АПК с содер­

жанием пестицидов, значительна превышающим ПДК.

В настоящее время нами разрабатывается передвижная

ппчзмохимическая устанввка для обезвреживания ядохимикатов

производительностью до 100 кг/час. Процесс переработки ос-

ионываегся на высокотемпературном пиролизе уничтожаемых хи­

мических продуктов в плазмахимическом реакторе.

Таким образом, в результате перерабатки химикатов бу­

дут получены экологически безопасные вещества: углекислый

газ, вода, труднорастворимые или простые сали, не представ-

211

ляющие опасности для окружающей среды.

Литература:л

1. Ксионжек В . , Комаров Г. Касается жизни и здоровья

каждого. Техника-молодежи, 1930, К 7.

2 . Годовые отчеты областной станции защиты растений.

3 . Яблоков А .В . Сельское хозяйство без пестицидов. В кн .:

Экола.таческая альтернатива. М., Прогресс, 1990.

4 . Матвеева Р .А . Экологическая оценка миграции пестицидов

в природных средах. М., 1982.

5 . Врагинский К .К . Применение пестицидов и охрана окружаю­

щей среды. Киев, 1979.

212

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕннЦх ш тБПРОЖКТАМИ,

В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

Бондаренко А.П., Бондаренко Й.Н.

Интенсификация добычи нефти, про.ИЗБО|Ясгва нефтепродукт

го в и их применения и, как следствие, загрдзнение ими поч­

ин, воды и атмосферы способствует °гг0ржеН^ю значительных

площадей из сельскохозяйственного обор0га> Нефть и нефте­

продукты признаны одним из основных Загряз^16,71 окРУжаК>_

той среды, оказывающим долговременное негаГивНое влияние на

экологическую обстановку в зоне воздейс т ш ^ /1 - 2 /• Массир0'

ванное нефтяное загрязнение вызывает глубокие изменения би­

ологических, физических и химических свойс?5 почв и в0Я° е""

мов, в зависимости от концентрации пр15ВОди^ к изменению по­

чвенной и водной биоты или ее полной Г'ибел^ /-^-4/.

И задачу настоящей работы входило: ИЗу^ение нефтереду-

пирующей способности естественной микр0(зю Г ы почв и водое­

мов Павлодарской области и ее использоВани0 при проведении

микробиологического этапа рекультивацци почзз и водоемов,

нагрязненных нефтепродуктами.

Исследования проводились в лабораГОр[Щ^ и полевых опы­

тах и опытах в производственных условиях в течение пяти лет

и показали высокую эффективность местное ми^Р0( и0ГЫ в окиС"’

лении углеводородов нефти при наличии опред^ленных эк0Л0~

гических факторов.

Работа проводилась на каштановых супесаННЫХ и сРеднИХ

суглинистых почвах в засушливой и сухой 30н^ Павлодарской

области. Структура гумусового; горизонт нел{4;окомковагая с

213

мощностью 20-25 см. Содержание гумуса в двадиатисантиметро-

вом слое составляет 2,5-3,056 от веса воздушно-сухой почвы,

количество азота - 0 ,2 6 $ . Содержание Р^О^ - 22-30 мг в 100

I* воздушно-сухой почвы. Сумма поглощенных оснований - 30

мгЗкв на 100 г почвы, в их составе преобладают кальций - да

72$, магний - 19-21$, рН водной вытяжки пахотного слоя -

6,3- 6,7 . Определение светлоокрашенных и гемноокрашенных

фракций нефтепродуктов в почва проводилось колориметричес­

ким способом в модификации Калюжина. Почва и водоемы были

загрязнены средними и тяжелыми фракциями нефтепродуктов в

течение 2-3 лег, слой нефтепродуктов на вода достигал 4-5

см, почва местами была пропитана на глубину да 15 см. Уро­

вень загрязнения в среднем составлял 30 г/кг почвы, дости­

гая в отдельных местах 300 г/кг почвы, с преобладанием тем­

ных нефтепродуктов. В связи с характером загрязнения опре­

деляется стратегия проведения рекульгивационных работ, вк­

лючающая на первом этапе сбор избытка нефтепродукта с пове­

рхности водоемов и почвы.

Шделение ассоциаций микроорганизмов проводилось на

участках почвы со сравнительна невысоким уровнем загрязне­

ния, обеспечившим развитие нефгередуцирующих микроорганиз­

мов. При проведении практических работ по выделению и нара­

ботке биомассы углеводородокисляющих организмов чаще всего

нами использовалась среда Бушнела-Хааса с нефтепродуктами,

аналогичными по своим характеристикам загрязнителю. Нарабо­

тка биомассы на первом этапе проводилась на качалках в ко­

нических колбах, закрытых ватными пробками при 200-240

об/мин. Т = 22+1°С в течение трех суток.

Выросшую культуру контролировали на способность к био-

-- ч у 1-ЦИи нефтепродуктов посевом на среду с нефтепродукта­

ми м /пробных условиях. Скорость деструкции определяли по

ниI' и*.ги разрушения пленки нефтепродукта биотестированием

ичп приборными методами. Видовую принадлежность микрэорга-

нн (мни определяли после роста колоний на твердом субстрате

и нашких Петри. Выделенную культуру ассоциации микрооргани-

-1МН и с удовлетворительной скоростью окисления алканов нефти

И пользовали в качестве посевного материала для получения

н массы клеток. Для этого колбы засевали полученной куль-

• , |>' и из расчета 3-5$ посевного материала от объема среды и

.шрпщивание микроорганизмов проводили при тех же условиях в

• ■ ‘|ннив семи суток.

Полученная на этой стадии культура микроорганизмов ис-

п | ш.зовалась для наработки биомассы на почвенных площадках

при оо титре не ниже одного миллиарда клзгок на кубический

• нитиметр препарата.

Важным рекульгивационным мероприятием является рыхление

.... ... плугом или фрезой, обеспечивающее разрушение непрони-

наомой для кислорода пленки, улучшение условий для испаре­

нии низкомолекулярных компонентов нефти. Этот этап работы

■и!гоя 1-2 месяца, в зашсимосги от условий, однако не до­

жидаясь его окончания мы начинали следующий.этап - внесение

микроорганизмов, редуцирующих нефгепрдукгы и минерального

питания.

Минеральное питание, вносимое в почву, оптимизирова­

нной с учетом доступных форм основных элементов РК. Конт­

роль элементов минерального, питания проводится регулярна в

процессе рекультивации.

Непременным условием эффективной деструкции является

215

поддержание необходимой влажности почвы. Для этого мы пла­

нировали внесение микроорганизмов в почву в период вероят­

ного.' выпадения осадков, так как организация полива на боль­

ших площадях ведет к повышению стоимости работ по снижению

уровня загрязнителя.

В таблице представлены данные по изменению содержания

Таблица

Изменение содержания нефтепродуктов в почве после

внесения микроорганизмов, %

Варианты

Время после внесения микро­

организмов

опыта ' I : 2 : 3 4

месяц : месяца:месяца:месяца

Контроль 95 92 90 90

Одноразовое внесение I кг почвы

с микроорганизмами на I м^ 91 80 60 40

Одноразовое внесение 2 кг почвы

с микроорганизмами на I м^ 90 76 50 30

Одноразовое внесение 3 кг почвы

с микроорганизмами на I м^ 87 65 43 24

Двукратное внесение по 2 кг по­

чвы с микроорганизмами на I / 90 75 46 2 7

Трехкратное внесение пэ I кг

почвы с микроорганизмами на 1м^ 90 76 45 30

нефтепродуктов в загрязненной почве при внесении различных

количеств микроорганизмов (10^ клеток на грамм почвы). Опы­

ты проводились на почве загрязненной в течение года. Содер­

жание нефгепродкгов на момент внесения микроорганизмов оди­

наково во всех вариантах опыта и принято за 100$. Прочие

условия одинаковы для всех вариантов опыта. Как видно из

216

«■•'■пины увеличение количества внесенных микроорганизмов

нримодиг к ускорению деструкции нефтепродуктов, что. заметно

у«и через два месяца после их внесения.

За четыре месяца после внесения микроорганизмов содер­

жите нефтепродуктов в почве снизилось до. 2 *$ от исходного

при одноразовом внзсении 3 кг почвы с микроорганизмами. При

штсении белее двух килограммов почвы с микроорганизмами и

приведении всех необходимых агротехнических мероприятий со­

держание нефтепродуктов в загрязненной почве снижается на

'/0-73%. В отдельных опытах была, показано, что дальнейкее

уцеличение количества внесенных микроорганизмов не приводит

к существенному увеличению скорости деградации нефтепродук­

тов в почве. Более важным элементом рекульгивационных работ

является оптимизация условий их жизнедеятельности, что скЗу-

словленно. логарифмической закономерностью роста биомассы

микроорганизмов, окисляющих углеводороды при оптимуме необ­

ходимых экологических факторов; в первую очередь кислорода,

влаги в почве и минерального питания.

Применяемый нами метод рекультивации почв загрязненных

нефтепродуктами основан на использовании естественных ресу­

рсов микробиоты данного региона с коррекцией ее активности

окисления углеводородов, что1 позволяет за один-два вегета­

ционных периода снизить содержание углеводородов в почве до,

допустимых уровней. Важное отличие данного микробиологичес­

кого этапа от используемых большинством других исследовате­

лей / 5 / заключается в применении автохтонных микроорганиз­

мов данного региона, исключающем внесение организмов, нес­

войственных данной экосистеме.

217

Литература:

1 . Химическое загрязнение почв и их охрана. М., Агропрол-л

издат, 1991, с.ЗОЗ.

2 . Вредные хшические вещества. Л ., Химия, 1990, с . 732.

3 . Микроорганизмы и охрана почв. М., МГУ, 1989.

4 . !Шбак В .К ., Овчарова Е .П ., Каваль Э .Э . Микрофлора поч­

вы, загрязненной нефтью. "Микробиологический журнал",

1984, р .46, № 4 , с.29-32.

5 . Экологическая биотехнология. Л ., Химия, 1990, с .384 .

218

АНАЖЗ ПРАКТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЧИСТКИ

ЖЕЛЕЗйОДОРОЖШХ ПУТЕЙ ОТ ЗАГРБЗИЕЫИЙ

ШШЕПРОДУ КТАМИ

Бондаренко А .П ., Бондаренко А .А .

Нефтепродукты входят в число основных загрязнителей

окружающей среды, приводящих к. нарушению экологического ра­

вновесия и гибели живых организмов в зоне локального или

регионального, загрязнения.

В рабатах по микробиологической деструкции нефтепроду­

ктов, проведенных в производственных условиях на железнодо­

рожных подъездных путях, мазутной эстакаде, эстакаде по ро­

зливу дизельного гаплива с исходным уровнем загрязнения от

3 ,5 г/кг почвы до 40 г/кг пачвы на нефтебазах и в локомоти­

вном депо г.Павлодара и Павлодарской области, нами были по­

лучены результаты, отраженные в таблице:

Таблица

Результаты работ по деструкции нефтепродуктов

микроорганизмами (загрязнение в г/кг почвы)

Места проведения работ

.Исходный ура-

.вень загрязне

ния

.Уровень загря­

знения через 2

месяца

Подъездные пути 13 ,7 5 ,0

Мазутная эстакада 40 ,0 8,0

Подъездные пути и эстакада

слива 1 5 ,4 7 ,4

Эстакада по розливу дизельного

гоплива 3 ,5 Г ,5

219

Лучшие результаты получены при деградации нефтепродук­

тов на участках, не подвергавшихся вторичному загрязнению.

Необходимо внесение оптимального количества элементов мине-

рального питания (азот, фосфор, калий), аэрация загрязнен­

ной поверхности и ее увлажнение.

Низкая эффективность очистки подъездных путей обуслов-

ленна неоднократным дополнительным загрязнением, нефтепроду­

ктами, что приводит к гибели микроорганизмов из-за кислоро­

дного голодания, вызванного как уплотнением верхнего слоя

почвы, гак и снижением газообмена через пленку нефтепродук­

тов. При проведении работ на участках не подвергавшихся по­

вторному загрязнению эффективность очистки почвы от нефте­

продуктов была значительна выше.

Д.

220

НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

И УЧАЩЕЙСЯ МОЛОДЕЙ! В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИЯХ

М.Т.Пушкарева

Научно-технический прогресс,современные социально-экономи-

■I'" кие,экологические условия жизни предъявляют человеку повы -

пнчпиле требования к его здоровью и работоспособности. Одним.из

• мIах важных вопросов нашего общества явяляется здоровье детей

и подростков,учащейся молодежи,которая завтра должна будет за-

чпцить старшее поколение.

Многочисленные исследования последних лет в области гигие-

ни, физиологии, спортивной медицины свидетельствуют о последова-

|' льном ухудшении физического состояния людей молодого возрас-

|ц.особенно их здоровья.-

На пороге самостоятельной жизни восемь выпускников средних

школ из десяти оказываются больными,- это близорукость /у 60%

,"|/1щихся / , неврозы,заболевания дыхательно'1 и сердечно-сосудис­

той систем,органов пищеварения [ 4 ^ . у 65-90$ школьников вы­

пилены дефекты опорно-двигательного аппарата в виде плоскосто­

пия, нарушений осанки,сколиоза. На этом ^оне у 30-47% детей и

подростков 2 отмечаются признаки "заболевания века" - остео­

хондроза позвоночника,которое в последние десятилетия значите­

льно омолодилось [И ] .

Наблюдения врачей - клиницистов г.Павлодара свидетельству­

ют,что заболеваемость аллергозами в районе Химгородка,в н е п о ­

средственной близости от трех крупных промышленных предприятий,

н б раз выше,чем в других районах города.

■ Только половина из числа юношей призывного возраста по со-

стоянию здоровья мол.ет быть призвана в ряды Вооруженных сил.

В то же время,по нашим данным анкетного опроса учащихся II

-12 лет / п=135 / , 36% школьников оценивают свое здоровье как

отличное и хорошее и 64% считают его удовлетворительным,ссыла­

ясь на периодические головные боли,головокружение,тошноту, бо­

ли в спине,суставах,частую простуду. Такая картина самооценки

здоровья типична для школьников и студентов и говорит об отсу­

тствии элементарных знаний о стоении и функциях собственного

организма,о незнании своего физического и духовного потенциала.

В последние годы в системе образования произошли большие

изменения - пересмотрены учебные планы и программы,широкое рас-

221

пространение получили новые формы и способы подачи учебного

материала. Обновление содержания обучения вовлекло за собой

значительную интенсификацию учебной деятельности школьной и

студенческой молодежи. На здоровье детей и подростков оказы­

вают отрицательное влияние учебные нагрузки,часто превышаю -

щие физиологические возможности формирующегося организма,со­

путствующие им нервно-психические первгрузки,неправильно со­

ставленное расписание занятий без учета дневной и недельной

работоспособности,недостаточный отдых,низкокалорийное одно­

образное питание.

Вопросы оздоровления учащейся молодежи приобретают особое

значение в связи с экономическим кризисом общества,ухудшени­

ем уровня жизни и охраны здоровья населения. Уже в детском

возрасте,на ранних этапах онтогенетического развития,необхо­

димо противостоять проявлениям отрицательных наследственных

задатков и экологических стрессов в виде загрязненного воз -

духа,химически неблагоприятной токсичной пищи, выраженному

влиянию гипокинезии.

Сложившаяся ситуация указывает на необходимость создания

принципиально нового подхода к процессу обучения и воспитания

школьной и студенческой молодежи, нужна новая концепция физи­

ческого воспитания детей и подростков. Около половины всех

заболеваний,возникающих сегодня у школьников и студентов,мо­

жно предупредить,повысив уровень физического развития,реакти­

вности, психо-физиологической адаптации организма к все возра­

стающим нагрузкам и требованиям жизни.

Как известно,самым мощным природным адаптогеном являются

физические упражнения,оптимальная двигательная активность, ко­

торая должна реализоваться посредством занятий / уроков / фи­

зического воспитания.

К сожалению " Типовая программа по физическому воспита -

н.1ю '' [ 3 ' имеет ряд недостатков. В рамках учебного процесса

на занятия физической культурой отводится всего два часа в

неделю,чего явно недостаточно для погашения естественной по­

требности молодых людей в движении.

Учетный материал по физической культуре направлен ка фор­

мирование репродуктивной деятельности и совершенно лишен свя­

зи между физическим и духовным развитием детей и юношества.

Кроме того,при планировании учебного процесса в школе на

развитие двигательных качеств / силы, выносливости и д р ./ от-

222

пнп-м около одной трети занятий. На остальных предполагает-

н "пучоние и совершенствование двигательных умений и навыков.

Ии ут ли физически ослабленные,болезненные дети и подростки

иннмдпть сложными техническими приемами различных спортивных

... ,пплин?Такая задача оказывается по плечу лишь единицам -

•п I *■ до Ъ% от числа занимающихся.

Становится очевидным,что оздоровительное значение таких

......тий физической культурой ничтожно малое.В результате ис-

Н 1 /1ПТСЯ отношение молодых людей к физической культу ре, огра­

ни пишется их двигательная активность,дети и подростки избе­

ги шт занятий по физическому воспитанию.

Учитывая выше сказанное, нами разработаны авторские прог-

|шммы для школьников и студентов,направленное на формирование

, них потребности в систематических занятиях физическими уп -

((«мнениями и умение определить для себя оптимальный режим

мпитательной нагрузки.

Содержание программ направлено на изучение роли двигате -

т.пой активности,рационального питания,отдыха в жизнедеятель­

ности человека,его взаимосвязь с природой. Программа органич­

но связывает Еопросы духовного и физического развития молоде­

жи / Здоровый дух рождает здоровое тело / .

Рекомендуемая программа включает в себя три раздела: "Че­

ловек в окружающем мире и его здоровье", "Общие основы теории

физического воспитания", "Основы построения процесса физичес­

кой подготовки",способствует пониманию молодыми людьми смысла

собственного существования во зваимодействии с окружающей

средой,значения зЬрового образа жизни,осознанию и соблюдению

его правил,умению выбора для себя оздоровительной системы за­

мятий физической культурой.

Литература

1 .Веселовский В.П.Патогенез остеохондроза позвоночника

/ клинические лекции для врачей.-Л. ,19&4.- 26 с.

2.Пушкарева М.Т. Профилактика остеохондроза позвоночника

средствами физической культуры.-Вестник спортивной медицины

России.- М .,1 9 9 5 ,М ,- С .25-28.

3 . Типовая программа по физическому воспитанию под ред.

В.П.Фирсова.Я.З.Цуркина.- Алматы,1993,-59 с.

4.Химич Г.З.и!кола и здоровье-две вещи несовместимые.-Зве-

зда Прииртышья ,1995 ,!й 2& .

223

экологическое воспитание и условия д а ЗАНЯТИЙ

ФИЗИЧЕСКИМИ УПРАЖНЕНИЯМИ

Г.А.Каданцева

В связи с ухудшением экологической обстановки в крупных

промышленных городах особого внимания требует организация физ­

культурно-спортивных занятий школьников.

Нами изучались санитарно-гигиенические условия мест заня -

тий физическими упражнениями в школах г.Саранска Мордовской АР,

а также оценивался уровень экологических знаний учителей физи­

ческой культуры.

Исследование показало,что две трети школ города расположе­

ны в экологически неблагополучных районах.Недалеко от них на -

ходятся источники шума / шоссе,завод,железная дорога / , источ­

ники электромагнитного излучения / телевышка,высоковольтная

линия /.экологически вредные предприятия / ТЗЦ,типографии,заве-

ды / •

В атмосферном воздухе города регистрируется повышенное со -

держание формальдегида,окиси углерода,пыли,двуокиси серы,двуо -

киси азота с превышением предельно допустимой концентрации в

2 - 1 0 раз.

С учетом климатических условий большая часть уроков физиче­

ской культура проводится в спортивных залах. Наполняемость зала

превышает санитарно-гигиенические нормы в два раза более чем в

двух третях школ. При этом влажная уборка в спортивных залах

проводится только после школьной смены. В результате микрокли -

мат зала нарушается,что приводит к ухудшению физического состо­

яния занимающихся. Поэтому вопрос о введении 3-го урока физиче­

ской культуры должен рассматриваться для каждой школы индивиду­

ально с учетом всех факторов.

Результаты исследования свидетельствуют о том,что на прак -

тике сформировалась сложная ситуация:занятия физическими упраж­

нениями в экологически неблагоприятных условиях не способствуют

укреплению здоровья школьников.

Изучение уровня экологических знаний учителей физической ку­

льтуры показало,что лишь 55» из них ориентируются в общих вопро­

сах экологии города,знают химически вредные вещества и их влия­

ние на организм человека.

224

'."’ДИ!ДОНСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ШШ ЬТУРНО-Щ ЦОРО-

I ИТЕЛЬНЫХ ЗАНЯТИЙ ДЛЯ /1ртЕй ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА С

: АКТОРАМИ РИСКА РАЗВИТИЯ НЕИНФЕКЦИОННОЙ ПАТОЛОГИИ

Г.А.Каданцева

Углубленное медицинское обследование детей в ряде дошко -

нмшх учреждений г. Москвы, в ходе которого использовались

шммнестические сведения,антропометрия,соматоскопия.калипе -

(«>мотрия,педометрия,исследование функционального состояния

■■ рдечно-сосудистой и дыхательной систем,анализ заболеваемос-

М1,оценка развития двигательных навыков выявили,что более чем

у 60% детей имеются те или иные отклонения в состоянии здоро-

ММ1. Наиболее часто встречающейся патологией являются нару -

шопия осанки,плоскостопие,последствия рахита,нарушение реак­

ции сердечно-сосудистой и дыхательной систем на функциональ -

мую пробу. Почти 60% детей имеют признаки дисгармоничности

1ыи отставания в физическом развитии.

На основании данных медицинского обследования разработана

экспериментальная программа физкультурно-оздоровительных за -

нятий в уаловиях детского сада,направленная на профилактику

млияния наиболее значимых факторов риска возникновения неин-

фекционной патологии,основу которой составляет специальный

комплекс ритмической гимнастики.

Эффективность программы доказывается данными динамических

медико-педагогических наблюдений с привлечением контрольной

группы детей,занимающихпя по общепринятой методике.

225

РАСПРОСТРАНЕНИЕ АНТРШОЗООНОЗШХ ГЕЛЬМИНГОЗОВ В ГЛАБЛОДДГК

Н .Е .Тарасовская, Л .Н .Мишуркина

Распространенность зоонозных глистных инвазий среди людей,

ционирование антропогенных очагов ряда опасных гельминтозов и :и I

гическая роль человека как хозяина паразитических червей в подц'чи

жании этих очагов до настоящего времени не подвергались точной шщ

ке. Одно?; из причин этого является низкая выявляемость гельминт.. • I

зов у человека, которая в значительной мере обусловлена морйолти

ческитли изменения,1и инвазионных элементов червей, затрудняющими I

агностику. Между тем человек, будучи весьма многочисленным сущопЛ

вом (и, к тому же, зачастую свободным от антропонозных паразитом

различной природА), представляет собой экологическую нишу для мир I

гих гельминтов, в том числе и паразитирующих у животных. В нашем, I

пока небольшом, материале, включающем результаты копрологичесхот I

обследования более ЮО болышх из числа жителей г. Павлодара, за

фиксированы такие гельминтозы, как дифиллоботриоз, дипилидиоз, ги I

менолепидоз, тениидозы, описторхоз, аскаридоз, токсокароз, строн-

гилоидоз, а также описан ряд морфологических трансформаций яиц

гельминтов.

Ч-'крокиЧ лентец паразитирует в кишечнике хищных млекопитающих; I

человек инвазируется при поедании рыбы, особенно печени и икры.

Из И З больных пз г . Павлодара, обследованных по подозрению на геля

минтозы, дифиллоботриоз зарегистрирован у 94, причем преимуществе:: I

но в ассоциации з дн/гими гельмпнтозами. Но между тем яйца обычно!! I

мор^логии (трематодного типа, с крышечкой на одном из полюсов)

присутствовали лишь в 2-3 мазках, в большинстве же случаев яйца

начинали развиваться и находились ка разных стадиях дробления, не- I

редко содержали сформированный корацидил. В ряде случаев, при поч

ти полном отсутствии, яиц (видимо, при ремиссии гельминтоза) диаг­

ноз дифиллоботриоза удавалось поставить по фрагментам члеников

(протем при повторных анализах всегда обнаруживались я:!да лентеца),

Обычно такие фрагменты были окрашена в розовый, светло-сиреневы:;

или желтый и даже зеленоватый цвет, иногда содержали семенники;

но чаще всего обнаруживались фрагменты матки, заметные даже невоо­

руженным глазом в виде тонких трубочек различной длины, цветом от

золотистого до интенсивно-коричневого. У одного больного в кале

обнаружены плероцеркоиды ( !) лентеца - более 30 в небольшой пробе:

вероятно, это было связано с интенсивной зараженностью другими

гельминтами и межвидовым антагонизмом червей, тем более, что, как

226

Л#пмилось, мальчик ел речную рыбу с Омского рыбозавода систематя-

||| | и и з больших количествах. В полости тела одного из карасей из

1|Т1П1 обнаружен плержеркоид лентеца, достигавший длины около

(< Ом; личинка была узе на значительном протяжении стробилирован-

#п, , с закладывающимися половыми органами.

Тцкр.овидны" непенъ считался редким для человека паразитом: по

В.П.Подъяпольскол и 3 . 0 .Капустина (1958), во всем мире едва

наборется 100 случаев заражения людей дипилидиозом. Инвазия про-

|в»пчит, как считается, при контакте с цомашнтеи плотоядными (про-

■рцуточные хозяева, в которых развиваются пистпцеркоиды, - блохи),

(птг, вероятно, существуют модификации циклов этой цестоды и дру-

Ьцл пут:! зералекпя. „*Из И З больных, обследованных нами за весну и

|' | '2 2 5 г . , 94' ( 8 3 .2%) оказались инвазярованы дипилидиозом. При-

чим г: марта и до перво1-! половины июня цестода регистрировалась

и,.'п а у всех больных и с высокой интенсивностью выделения яиц (яЯ-

И | продукция могла снижаться лишь в присутствии большого количества

кругах гельминтов), а с начала лета постепенно уступила место ток-

1 1 ,.каре. Иногда дианлидиоз диагностировался макроскопически - по

ммл,1чию-в фекалиях члеников, напоминающих огуречные семена, или же

Фрагментов члеников, дакжих многочисленные белые включения в кале.

Нами наблюдались случаи локализации дипилидиев в мочевом пузыре:

при этом в кале я;!ца тыквовидного цепня отсутствовали, а в моче об­

наруживались в значительных количествах. Яйца были собраны в к око-

пи и л и однорядные цепочки, в двух случаях достигали обычного диа-

митра, в материале от одной больной были в 1.5-2 раза мельче.

'Лз морфологических трансформаций инвазионных элементов тык-

йовидного цепня нами отмечались, наряду с обычными округлыми, удли-

нонкие в разной степени яйца - от овальных до сильно вытянутых,

у которых длина в несколько раз превышает ширин}'. Реке наблюдались

увеличенные в 2-3 раза я,:ца или, наоборот, в 1 .3- 1.5 раза мельче .

об.!чных. Относительно мелкие я!'ща били найдены в фекалиях кота,

собаки и особенно в одном случае мочевой локализации цепня у ре-

бонка. Наряду с типичной формой парутеринных органов (округлые ко­

коны, содержащие от 3-5 д0 Ю яиц), встречались длинные "дорожки"

из одного или дзух рядов яиц вытянутой или округлой формы.

То»;;;: •;: (б-;члй и сгнной цепень) - позбудители антролозолноз -

пых гельыинтозов, сравнительно давно "освоившие" человека как де­

финитивного хозяина. Инвазия происходит при поеданий финнозного

к.>;са. В нашем материале тениидозы встречались несколько реже по

227

сравнению с дипилидиозом и дифиллоботриозда (76 из И З обелен* 4Я

ных больных), однако яйца типичной величины и формы наблюдали*и I

очень редко. Чаще всего они в 2-3 или 5-8 раз увеличивались п

мерах, сохраняя при втоы обычное для тениид строение оболочек, щ

нередко вместо круглой формы приобретали грузевидную, овальную > I

дате многоугольна’;о. При многократном увеличении размеров яйца ■

исходит и пропорциональное утолщение оболочки.

Считается, что тениоз и тениаринхоз невозможно различить . И

копрологическом обследовании, поскольку' яйца всех тениид имею?

весьма однотипное строение. Данных о цвете яиц тениид мы в л;гь.|1

туре не встречали; к тому ке считается, что цвет имеет м и ш ш а л г Я

значение при определении гельминтов, а ряд инвазионных племен-и.I

могут прокрашиваться фекалиями (яйца аскарид). Однако, по навит I

наблюдениям, яйца белого цвета, никогда не прокрашивающиеся нлкмЯ

кими пипевыми остатками, вероятно, принадлежат свиному пепню, ш

но-вшневые - бычьему. Зг бальных, которые в анзмнезе отрицают у:к I

требление свинины, регистрируется вишнево-красные яйца; при уп- !

треблении в пищу как свинины, так и говядины в кале обнаруживай1™

как белые, так и красйые яйца тениид, причем нередко те и другим I

одновременно (а это значит, что цвет нельзя отнести ка счет про-]

краппвания лихе 4 ) .

Гкменолепидоз выявлен у 15 больных, преимущественно детей к I

подростков. %ос^е.п^&/эс4 торый большинство цестодЛ

ЛОГОЕ считает СнНОШГМОМ Л. гьсига- и Я. /х/е~сп.а, ) отмечался НЭКИ I

у слнантропных грызунов в Окской, Алматинской к Павлодарской об­

ластях. Кроле того, исследования диких грызунов е Кыргызстане и

на юге Казахстана показали, что родентолепис паразитирует у лес- I

ной сони, образуя с последней паразитарную систему, функционируй

пуп независимо от системы с домовыми мылами. ■ЯутепоДузг*ЖйпйъиЫ

встречался прешущественно у диких грызуное: лесной'юыии в ОшскоII

области и полеЕо":, реге лесной мышей - в Алматинской.

лп"стогхнс - возбудитель природноочагового гельминтозного

заболевания: Павлодарская область является частью обпирного Обь-

'1рт:.'ШСкого очага описторхоза. пднако в напем материале опкет'Тхоз |

оказался далеко не сат-’ым распространенном антролозоонозок: из 1-С.

колролог.пески обследованных больных яйца трематода выявлены все

го у 16 . И цело, вероятно, :;але не только в тс:.:, что заболевание

могвт давать длительные ремиссии или яйца описторха не всегда

обнаруживаются в кале при исследовании методом нативного мазка.

228

члтропогенкые очаги описторхоза (г. Павлодар и населенные

Иям области) играют несколько меньшую роль в циркуляции гель-

МИН' но сравнению с природными очага:®, тогда как роль человека

Л окончательного хозяина лентеца (инвазия которым тоне првисхо-

через речную рыб;;), судя по массовой зараженности, весьма ве-

«... я ,

Цпет яиц описторха, как указывается е большинстве медицинских

I Цтпр.;нарных пособий, от золотисто-желтого до почти коричневого;

пцоров (1985) описывает полиморфизм ящ - как по пвету (бе-

, »хлтые, коричневые), так и по форме (от почти круглых до ова-

Я- *■ > • и сильно вытянутых). Я;*ца опистсрхов от больных КЗ Павлодар-

ЦпЯ облает:-: были исключительно белыми, форма варьировала от- окру~-

|#И до довольно вытянуто*.

Строкгилрид отмечен лишь у 4 больных (и 3 сомнительных слу-

Ц|л), причем в кале был:; найдены не личинки, а взрослые нематоды.

Нмоиио, в ряде случаев имеет место автохтонное течение болезнл,

|фГ' затрудняет диагностику и снижает выявляемость. У нескольких

■следованных городских собак и кошек стронгилоидоза не обнаружено.

Т^ксокара. У животных паразитирует два вида: Л х о с а г а с а е д

V соба.с я Т. п-уз/а т. - у кошек; у человека могут встречаться с*а

|*п ", по чаще X сап, 1$ . В фекалиях больных из г. Павлодара яй-

|« токсокар начали встречаться в массовом количестве с июня 1996

р-чп; обследованге нескольких дома'лних животных в летние месяцы

Кшшло наличие токсокары у всех собак и кошек. Причем инвазаон-

Нио элементы от собак к копек морфологически совергенко не разли-

Чплпсь.

Токса".ароз нередко регистрировался макроскоп:1чески - в виде

темно-красных удлиненных тонких фрашентов матки, ^вет таких фраг­

ментов и яиц - бордовы!, красный пл.: коричневатых, независ^о от

|п; ;а хозяина. Наряду с обычными, нами отвечались я;!да токсокар в

3 ') раз больае среднего диаметра, причем одна из таких находок

имела место в анализе кота. Аналогичное увеличение размеров весь­

ма часто наблюдалось наш и у яиц аскарид, и такие крупные яйца

могли присутствовать в то! же порции кала шесте с обычными.

Следует отметить, что в ряде случаев токсокара бывает анта-

гоакстом аскариды, хотя иногда та и другая нематода выделяют яйца

с оданаковой интенсивностью. Летний слад зара1:енкости людей дппи-

идиозом и резкий под^е:.? численности токсокары, а также случаи

выселения тыквовидного цепня в мочево! пузырь (при наличии в кале

229

яиц токсокар) свидетельствуют об определенном антагонизме :л< > 1,,1| этими двумя гелылшташ.

Разумеется, приведенные материала не могут полностью ог:[I

зить роль человека как дефинитивного хозяина описанных видоь 1

минтов л функционирование антропогенных очагов этих гельмшп ■ • •,

поскольку обследовались в основной люди с определенной клиник-

и по этил данным нельзя с уверенностью судить об истинной доли

зараженности населения в г. Павлодаре и области. Тем не менее ш |

сокие абсолютные цифры инвазировачкых людей уже показывают зим и

тельную роль человека в циркуляции ряда актропозоонозов, а опи­

санные морфологические трансформации яиц паразитических черве!*

зачастую затрудняют диагностику и приводят к низкой выявляемое! у

гельминтозов.

Литература

Подьяпольская В.П. , Капустин В.Ф. Глистные болезни человек",)

М .: Медгаз, 1558.

Сидоров В .Г. Природная очаговость описторхоза. - Алма-Ата:

Наука, 1363.

230

МЕкШДОЫЕ ОТНОШЕНИЯ ГЕЛЬМИНТОВ У ЛЕСНОЙ МЫШИ

Н .Е .Тарасовская

Павлодарский государственный университет

Изучение взаимодействий живых организмов является серьезной

Н|м/и 1мой экологии из-за разнообразия этих взаимодействий - как по

'■и.... 1/ии, так и по результатам. Исследовать взаимовлияния паразитов

рдояно вдвойне из-за опосредованности множеством факторов, в том

|Юло организмом хозяина. Попытки оценки межвидовых отношений пара-

ИТИческих организмов предпринимались на различных системах пара-

*нт хозяин, как в эксперименте, так и на полевых данных.

Лосная мышь, которая послужила объектом для данной работы, -

ни1|»)к многочисленный, эвритопный, с богатой и разнообразной гель-

■ИТофауной, меняющейся от биотопа к биотопу, и обширные гельминто-

«щ’ические сборы от -этого хозяина позволят сделать определенные

синоды о взаимоотношениях некоторых таксонов паразитических червей

ий полевых данных. Материал из Алматинской области включал свыше

и||) экз. лесных мышей, и примерно столько же зверьков этого вида

оказалось в сборах из Ошской области Кыргызстана, предоставленных

' ПТ РУДНИКОМ ОблСЬС С.Н.РыбИНЫМ. ГеЛЬМИНТофауНа Лрос1еггш1

п каждом регионе включала по 8 видов половозрелых гельминтов, пара­

фирующих в массовом количестве, причем в Кыргызстане отсутство­

вала Л'ипосарсРва.ыа. , на юге Казахстана у Дсс.&и.Ёа.чьа,

отмечены лишь единичные находки, а основным хозяином

.)/уте.по-{1уэ;з как и предыдущего .вида, была полевая мышь,

отсутствовавшая в сборах из бшскоЗ области.

Из способов оценки межвидовых отношений гельминтов на полевых

данных использовались методики сопоставления численности червей

при совместной и раздельной встречаемости и эмпирические коэффици-

инты корреляции численности двух видов, применявшиеся Г .С .Марковым

(Г955) и В .Г .Ваккером (1989), оценка фактического и теоретического

числа моноинвазий и бинарных сочетаний (Пиндрус, 1981 ; Землянова,

I ‘Эв9), а также предлагаемое нами сравнение численности гельминтов

м моноинвазиях, различных бинарных сочетаниях и пояиннвазиях с

помощью критерия " " (Лакин, 1973). Последний способ оказался

приемлемым лишь для сборов из Кыргызстана, поскольку в Алматинской

области гельминты лесной мыши встречались в основном в полиинвазии.

Применение методики, основанной на сопоставлении численности

сколецид при совместном и раздельном паразитировании, показало,

231

что у лесной мыши в одной из стаций Алматинскоф области - горном I

подлеске в окрестностях дома отдыха "Просвещенец" - большинство ш|1

матод "предпочитают" совместное паразитирование. Статистически ^

стоверное взаимное повышение численности отмечено в сочетаниях

ИНе. с^ггигютоСс/е-3 р а /у у у си ^ - ЛгутиэаарсРРа.тса. -заЖсгьз&гу'ае, 3 /. р>оЁууу1-иЗ

ЗурАа-О-а. о&гге а-ба. , Л заЛоЫ Асу а с _ 3. о&ъе&Ах . ТриХОЦефаЛЫ Прак­

тически безразличны к присутствию трех видов нематод ~ •

Л зсссигазАсу ае. , 3. о&ъе^а.6а. < а ТЭККв ТремаТОДЫ В*сал.&у^а.елтл11 асфл,Ж

и цестод (из которых преобладают по численности катенотениида), м !

то время как указанные нематоды в этой стации имеют достоверную

положительную приуроченность к трихоцефалам, а цестоды вытесня т I I

последними. Следует отметить, что цестоды штесняются всеми д ругт!

ми видал;; гельминтов, сами же оказывают отрицательное воздействие I

лишь на гелигмосомоидов и капиллярий, также локализующихся в тон

ком кишечнике. Трематоды-брахилемиды вытесняются армокапиллярияш

и трихоцефалами, а сами отрицательно рлиявт на сифаций и цестод.

При этом у обитателей тонкого кишечника наблюдалась значительная

отрицательная взаимосвязь численности, в то время как в парах гели

минтов, локализующихся в разных отделах кишечного тракта, козф ^

циенты корреляции близки к нулю яле даже положительны. Ьначитель

ная положительная взаимосвязь численности паразитов толстого ктт-

шечн.:::а - сифа'.ти’Т и тргхгсефалгв - могат бить обусловлена опосрсл./

ютим влиянием других сколрцид (судя по эффектам влияния на числен-I

ность, зтл тре:*:атода В. а-е иал.*).

лесных ш'ле:: в Ботаническом саду, где из имагинальных фор:;

гельминтов встречались в основном только гелпгмосомоиды к ар:.^ка­

пилляр и и , численность обоих видов была достоверно выше при раз­

дельном паразитировании, нежели при совместном, однако коэффициент

корреляция при совместно.: встречаемости имел большое положитьлхкоо

значение( + 0 .4 0 6 ) . Кроме того, отмечалась достоверная положптелъ-

ная приуроченность численности обоих видов нематод к стробнлоцер-

кам гидатигер, а численность личинок, в свою очередь, достоверно

повышалась в присутствии -Жр°?ууу . 2 ро-»е Баума численность 2

отмеченных еидлв нематод - и Л- -I о л >л: те ль кп корре­

лировала друг с другим, а обилие трихОцефалов было выше при сов­

местном паразитировании с гелигмосомоидамн (для последних статис­

тически достоверной зависимости не отмечено). Некоторые различия

В эффектах межвидовых отношений в разных стациях могут быть обус­

ловлены разницей в сообществах гельминтов лесной мыши, а значит,

232

I |"'дующих влияниях других червей.

И ^иргызстане анализ зараженности лесных мышей гельминтами

инимпптном и раздельном паразитировании показал, что члслен-

||» пищтоды ЖроНудуъиб и трех видов цестод тонкого кишечника

Ш м и ’ рио снижаются при совместной встречаемости. При бинарном со-

Минни 'Нр°*‘/9У'Ш* - цестоды отмечено значительное снижение коли-

И|м последних и повышение численности гелишосоыоидов по срав-

ч ■' моноинвазлей; при таком же сочетании в присутствии других

||||1 тльминтов - взаимное снижение численности при совместной

Ш рвгшмости, причем наиболее сильное - у нематод. Эмпирический

ш1>1 иIпонт корреляции имеет значительную отрицательную величину

,«0) в бинарном сочетании и близок к нулю в присутствии других

иколецид. Распределение численности гельминтов по сочетаниям

изо гнет, что и цестод- "избегают" бинарного сочета­

ние , будучи приуроченными к полиинвазиям, а гелкгмосомоида - еще

| Ц сочетанию с нематодами толстого кишечника. Эмпирическое число

(•НпимвазиИ цестодами совпадает с теоретическим, гелитеосомоидами-

М1н<олько превышает рассчитанное, тогда как фактическое число би-

Нйсних сочетаний более чем вчетверо меньше теоретического. Сспо-

Цммоние всех стих результатов позволяет при1ти к выводу, что меж-

Ш ироРуручиб и цестодами существует антагонизм, в определенной

и и сглаживаемый присутствием других видов гельминтов.

I* паре пестоды - в.аириат количество цестод несколько снижа­

л о ? л присутствии трематод, а число последних, наоборот, возрас-

Цьт при совместно" инвазии; коьффиц-лент корреляции галоет значи-

1и'ц м..» положительн’Ю величину. Вероятно, эти вида сла^о влияют

■уг на друга или взаимодействуют то т..гг/ гротокооперац-и. Ь со-

Чвтм’пп брахилемид с наблюдаются с:терг;леские взаи-

^гоню^енля, чт^ выражается в пов^енги численности обо:тх видов

фи совместной встречаемости и положительном значении коэ .^и ’пен-

1й корреляции (особенно в присутствии других видов черге4 ) .

Нематода Я. Ка.иа.2е-п.11з ни разу не встречалась г б..парком со-

ттакии с другими гельминтами тонкого кишечника. Количество зара-

м и!!::х хозяев к численность этих нематод выше е моноинвазиях по

вровкению с полиинвазнями. За два года отловов отмечен лишь один

'■пуча.! паразитирования риктулярий с 3/. роб/уу-шз и один - с В.ас.-

(в присутствии других видов). Сопоставление численности

//. ёа.се.а е.п. и и цестод показало, что количество последних рез­

ко снижается при совместном нахождении, тогда как число риктулярий

233

достоверно не изменяется. Видимо, риртулярия находится в анти'чиЯ

нистических отношениях со всеми другими гельминтами тонкого ки 1

шечника.

У двух видов нематод, локализующихся в толстом кишечнике -

X т-и.члз и -4. о&т,е.ёа±а. _ взаимоотношения б большой мере зависят I

от присутствия других видов гельминтов. При бинарном сочетании I

численность сифапий в присутствии т. снижается, при полним!

вазиях, наоборот .повышается, тогда как трихоцефалы в том и друп*1

случае индифферентны к присутствию сифаций. Эмпирический коэффи I

циент корреляции численности этих видов при диинвазии близок к

нуле, а е присутствии других видов гельминтов достигает больсо.1: I

положительной величины (+0.7С-3). Фактическое количество хозяев I

моноинвазией трихосефаламя близко к теоретическом?, с моноинвази!

ей сифациями - несколько превышает таковое, в то время как эмпи»

ческое количество бинарных сочетаний вдвое меньше теоретического!

Тот факт, что трихоцефалы, как и сифгции, "избегают" бинарного с Л четания друг с другом, также свидетельствует об антагонизме пара-1

зитов толстого кишечника, который отражается в основном на чис­

ленности короткомивущих сифаций.

Сопоставление численности Хтм.-и& при раздельном и совместит I

с гельминтами тонкого кишечника паразитировании показало, что эт» I

нематода индифферентна к присутствию цестод, 8 . ае^иапб и И &&.-

га?е.п-1^ , тогда как количество трематод возрастает, риктулярий - I снижается при совместной регистрации с трихоцефалами, а числен­

ность цестод не испытывает достоверных изменений. Однако отноп'етг I х ггии.416 и цестод скорее антагонистические, чем нейтральные, о

чем говорит отрицательная приуроченность численности трихоцефалог I

к бинарному сочетанию с пестодами, а также отрицательный коэффи­

циент корреляшз численности этих гельминтов при бинарном сочета- I

нии (котора8, однако, имеет небольшую положительную величину в

прасутстгии других видов гельминтов). Между трихоцефалами и рякг7 -1

ляриями, судя по коэффициенту корреляции, наблюдается ягный анта­

гонизм , а в сочетании трихгцефалоз с в. (отмеченном толь­

ко в поллшЕазии), несмотря на возрастание численности трематод,

имеет м е с т о отрицательный коэффициент корреляции. Взаимоотношения

в паре - Ж п р и бинарном сочетании строятся по I

типу синергизма, о чем свидетельствует достоверное повышение чис­

ленности обоих видов при совместной встречаемости, большой поло­

жительный коэффициент корреляции (+С .76) и приуроченность числен-

234

*»« т. т.а.'из к хозяева!.!, зараженным только данным сочетание!/

ц.'чпгм. В присутствии других видов отношения в паре - & ■ / -

Рт>> >'1 становятся нейтральными: численность обоих видов не изме­

р ь » ирм совместном паразитировани?, а эмпирический коэффициент

Щ |"> м о и близок к нулю.

• !аЛ,1 оотношения 3. оёъе-ёа.6а. и Я. ёа. а.&пЗсЗ СТРОЯТСЯ ПО ТИПУ

Цигпнязма, о чем свидетельствует резкое взаимное снижение числен-

Мй* при совместно"' встречаемости, а также значительные отрпца-

Р 1 и 1нр. коэффициенты корреляции - как в бинарном сочетании, таг. и

■рмсутстзии других видов гельминтоз, и фактическое количество

Н и (] 1г:х сочетаний, вдвое меньше 8 теоретического. 3 о#ъеёа./а. л

/( ,,.^иа-п.л , встречающиеся .тишь е лолипнвазиях, взаимодействуют

01 типу синергизма: численность обоих видов возрастает при сов-

■штном паразитировании, а эмпирический коэффициент корреляции име-

#Т большое положительное значение (+1-.7о). В бинарном сочетании

НмоСуууы* - 1 оётгеЛа.{а, численность первого вида достоверно по-

■гвяется, а второго - снижается лри совместной встречаемости; эши-

■Неский коэффициент корреляции при этом близок к нулю. В сочета­

нии при полиинвазии эти виды гельминтов взаимодействуют по типу

пиморгизма: численность как гелитаосомоидов, так и сифаций возрас-

• н т при совместном паразитировании, а эмпирический коэффициент

Игфрелтии имеет небольшое положительное значение. Численность З.оЁ-

.• гСа.1а. достоверно повышается в присутствии цестод, тогда как за-

рпп'пиостъ последними падает при совместно:: встречаемости с сифа-

IIиямн. Эмпирически:! коэффициент корреляции имеет значительную псг

чпг.нтельную величину при бинарном сочетании (+и .Зо) и близок к ну-

л>' в сочетании при полиинвазии. Обилие сифаций имеет наиболее силь­

ную отрицательную приуроченность к хозяева!.!, зараженным сочетачи-

( м ^ оё~1,е(!а.{,а. - цестоды; в значительно! мере "избегает" и х о р я ­

ми С Сочетаниями л о-ё-ъе-Саа. - х ти,х^л И ^ оё-ье.ёл./а- - Я. ёа.1са.ёс.п.1 СЗ ,

г несколько меньшей мере - ± оёъеРаЛа. - и положительно

ириурочено к полиинвазиям.

Вполне резонно предположить, что гельминты толстого кишечни-

1'п - 3. о ъе&х.1а. и ^ ггштйб - в какой-то меле опосредуют отнопе-

пия обитателе4 тонкого кишечника, особенно цестод и У/ . ,

которые, в свою очередь, влияют на взаимоотношения сифаций и три-

>:оцефалоз. Ьедь численность имеет сильную положительную

корреляцию с Жраёуду-сиз при совместной встречаемости, и значи­

тельную отрицательную - с цестодами; <5. , наоборот,

235

положительную - с цестодами, и небольшую отрицательную - с голи1* I

мосомоидами. Численность Л оДъе{а.Ьи- при бинарном сочетании с

снижается по сравнению с моноинвазией, а при полиинвазии резко

растает в присутствии трихоцефалов, что свидетельствует об опоорЛ

дующем влиянии паразитов тонкого кишечника. Возможно, в опредилвЛ

ной мере ''вмешивается" во взаимоотношения гельминтов толстого км I

шечника и трематода В. аеуи.ал.л , которая, видимо, играла рол). 14

новного посредника между сифациямя и трихоцефалами е Заили“;схоп 1

Алатау.

Примерами опосредующего влияния организма хозяина на межзчпия

вые отношения гельминтов могут служить синергические взаимодегот I

еи я ряда нематод между собо": и нематод с трематодами, отмеченный I

в обоих регионах, а также приуроченность обилия большинства нема­

тод к пплиинвазиям по сравнению с моноинвазиями и бинарными Сочс • ]

таниями, т .е . межвидовые отношения опосредуются имэдунноИ системе#

хозяина, что обусловливает преимущественную приуроченность сколо-

цид к менее резистентным зверька,!.

Литература

Ваккер З .Г . К установлению межвидошх связей гельминтов. -

Фауна и экология беспозвоночных. ”*ежвузовский сборник научных

трудов. - Горьки4., 1383. - С. 8-14.

Землянова & .В . Типы межвидовых отношений гелылин^ов в популя-1

пии крапчатого суслика. - Фауна и экология беспозЕоночных. Иежву- I

з обский сборник научных трудов. - Горьки1*, 19Ь9. - С . 14 -33.

^акин Г .® . Биометрия. - М .: Высшая школа, 1973 .

Марков Г .С . О межвидовых отношениях в паразитпгенозе трсвяго**

лягушки. - Доклада АН СССР, нов. серия, 1955. Т . 100, вып. 6 . -

С. 1203-1205.

Пиндрус А .Н . Корреляция встречаемости как показатель паразито

ценотических отношений. - 3 сб .: ^колого-морфологические особеннос­

ти животных и среда их обитания. - ^иев: Надкова думка. 1 6 Ы . -

С . 131.

236

ПРОБЛЕМА с т р и к т у р а И ЭФФЕКТИВНОСТИ и с п о л ь з о в а н и я КОНСТРУКТОРСКИХ КАДРОВ В ОТРАСЛЯХ АПК

Л.И.Кашук

И.щчно-технические кадры - важнейший социальный фактор

........ .ификации процесса "наука - техника - производство",

и * щиия НТП в отраслях АПК и повышения эффективности их про-

и пилI тва.

I'. концу 1980 годов в народном хозяйстве СССР 4 X от заня-

М1« приходилось на работников науки и ее обслуживания. Из них

|и / приходилось на академический сектор, 50 У. - отраслевой

МИ гор, 38 У. - вузовский сектор и 2 У. - производственный сек-

• и11 науки. При этом, если в системе АН СССР большая часть

прироста общей численности прежде всего приходилась на работ­

ников опытно-конструкторских служб, то в науке сельскохозяй-

инмпюго профиля более 60 У. работников было занято в “чистой

•Мике” и только 40 У. - в научном обслуживании. А численность

«илтного персонала экспериментальной и опытно-производствен-

мой базы зачастую не превышала 4-5 У. общей численности. Несба-

мнсированность структуры работников науки и научного обслу-

«иплния, острый недостаток ниженерных (и в первую очередь

конструкторских) кадров в научных подразделениях крайне отри-

11* ■ т о л !> н о сказывались на эффективности научно-технической и

номпо-конструкторской деятельности АПК.

В составе 4 У. работников занятых в науке и научном обе

«ушивании (в целом по народному хозяйству СССР) только б У.

приходилось на долю АПК. что требовало количественного измене­

нии состава научных и инженерно-технических кадров сельскохо­

зяйственной науки. Эти проблемы сегодня характерны и для рес-

нублик СНГ.

В Казахстане (по данным на 1994 г.) в системе Академии

|ольскохозяйственных наук ( наука и научное обслуживание АПК)

нанято 6890 инженерно-технических работников. Из них 2420 на­

учных работников (35 У.) и 4470 ( 65 У.) - работники инженерных

специальностей.

К сожалению отсутствие достоверной информации о наличии

конструкторских кадров в отраслях АПК не позволяет судить о

237

том, насколько эффективна структура кадров сферы обслужим>

ния сельскохозяйственной науки Казахстана. В целом кадровое

обеспечение науки в ППК уже сегодня вызывает серьезную озабо

ченность. Распределение их по возрастам таково: до 29 лег

10У: 30-40 лет - 2Ъ'/.\ 41-50 лет - 282; 51-60 лет - 362;

61 год и старше - 3 У.. Текучесть кадров стабильно из года м

год составляетоЗО У..

Повышение эффективности НИОКР в АПК■требует улучшения и

качественного состава кадров. Как показывает мировой опыт и

профессиональной структуре кадров наибольшую группу представ

ляют специалисты по техническим наукам.

В системе ОН СССР структура кадровой ‘ составляющей регули

ровалась недостаточно.

Если в промышленности на долю одного научного работника

приходилось не менее трех инженеров, то в сельском хозяйстве

на каждые 20 научных сотрудников в среднем лишь один инженер,

что отрицательно сказывалось на сроках и качестве НИОКР.

Обеспечение пропорционального и сбалансированного разви

тия науки требует научно обоснованного, опережающего роста

численности специалистов по техническим направлениям. Однако

удельный вес аспирантов в ПИК СССР к концу 1980 годов по сие

циальности "Механизация и электрификация" составлял только

19,4 У., а в общей численности аспирантов по техническим специ­

альностям- всего 2 У..

С образование СНГ структурные перекосы кадровой составля­

ющей научного потенциала ППК республик еще более усугубились

в результате существовавшего в системе ПН СССР разделения и

специализации науки союзных республик . В ЛИК Казахстана в

1994 г. подготовка научных кадров велась по 33 специальностям

при 15 научных организациях Академии сельскохозяйственных на­

ук (131 аспирант и 41 соискатель). При этом удельный вес аспи

рантов по техническим специальностям был крайне мал (и в ос­

новном по направлению комплексная механизация животноводчес

ких ферм). Курс на интенсификацию сельскохозяйственного про­

изводства и ускорение темпов НТП неразрывно связан с развити­

ем технических наук и формированием кадрового потенциала ППК.

На сегодняшний день в Казахстане недостаточность инженерных

(конструкторских) кадров отрицательно влияет на эффективность

капиталловложений в сферу сельскохозяйственной науки. С одной

238

■ринк. внедрение научных исследований по любому направлении

мгм без системы машин, а эффективность производства -

|*| иго комплексной механизации. С другой стороны, проведение

I • г и I и х исследований требует соответствующей материально-тех-

ним.глй базы:стендового оборудования, приборов и аппаратуры.

Ни • ки й уровень развития технических наук и отсутствия

.... пенной базы сельхозмашиностроения (наследие плановой

.... м и м и к и ) не позволяют эффективно решать данные проблемы.

Пт Iнижает в итоге отдачу сельскохозяйственной науки.

I’ иным фактором повышения эффективности труда научно-тех-

мн'нч ких кадров АПК является повышение их квалификации.

II системе АПК СССР в научных учреждениях сельского хо

ими г м.» удельный вес докторов наук составлял 0,9 У. и кандида-

Iпн наук - 15,2 У..

II АПК Казахстана (данные 1995 года) удельный вес докторов

тми в общей численности работников составляет 3.9 % , а кап­

ищ.нов наук - 33 У. . В 1994 году защищено 13 докторских и 23

«ммдидатских диссертации. Аспирантура - одна из основных форм

Подготовки научно-технических кадров АПК. П Академии сельско-

■яяйственных наук Казахстана функционируют пять спецсоветов

ни мщите докторских диссертаций (Каз. 11И11И, Каз. ПИТИИ. Каз.

ИЙИ.Ч, Каз.НИИЗО АПК, НПО “Казсельхозмеханизация) и по защите

и.шдидатских диссертаций (Каз.НИИ кормопроизводства и паст-

пищ. Каз.НИИ плодоводства и виноградства). 11 1994 г. было

примято решение об открытии докторантуры в Каз.НИПИ и НПО

К. т се л ьхоз механизация".

Для решения вопросов переподготовки кадров в республике

111>и академии создан научно-методический ценр. Обусловлено это

мм, что существовавшая в бывшем союзе система периодической

11 • • I п м I о д г о т о в к и а аграрных кадров перестала функционировать.

Одной из форм повышения эффективности труда научных и ип

яверно-технических кадров системы Академии наук является вы

нмлнение исследований совместно с учеными ближнего и дальнего

мрубежья (французская фирма "Флоремои Депрэ" и "Сюден-Кери",

.шстрийская фирма "Агролинз", Ниологический центр Депортамен-

м сельского хозяйства СНА. Заключены протокольные соглашения

и 1: другими зарубежными фирмами).

15 программы работ Академии республики Казахстан включены

практически все исследованмия из научно-технических программ

239

сотрудничества стран СНГ. Все это способствует повыиению ка­

чества научно-технического потенциала АПК и эффективности вы

полняемых НИОКР. Однако несмотря на принятые меры в области

подготовки и переподготовки специалистов науки и научного

обслуживания отраслей АПК. структура кадров еще далеко не со­

ответствует требованиям интенсификации производства и ускоре

ния научно-технического прогресса, что снижает эффективность

труда научно-технических работников.

Одной из особо актуальных проблем повышения эффективнос­

ти научных и конструкторских кадров АПК Казахстана является

их количественный состав в производственном секторе науки .

Он крайне мал. Подавляющее большинство даже крупных агропро­

мышленных объединений и комплексов не имеют научно-техничес­

ких подразделений. Актуальность этой проблемы возрастает в

связи с созданием в республике Казахстан собственной базы

сельхозмашиностроения.

Мнообразные и сложные задачи в области научно-техничес­

кого прогресса, которые стоят перед сельским хозяйством АПК

и его промышленной сферой, необходимость ускорения развития

новой техники - все это требует значительного усиления

производственного сектора науки агропромышленного комплекса.

Для решения этой проблемы правительством республики предус­

матривается создание при научных организациях Каз. А С X Н, кон­

цернах, корпорациях и т.д. сети специализированных по отрас­

лям АПК конструкторских бюро с опытным производством. В целях

кадрового обеспечения производственного сектора науки и

сельскохозяйственного производства планируется создание на

базе региональных сельскохозяйственных вузов и научных орга­

низаций специальных научно-учебных комплексов.

Сбалансированность структуры кадров науки и научного обс­

луживания АПК, регулирование их качественного состава, подго­

товка и повышение квалификации - все это факторы влияющие на

эффективность деятельности конструкторских кадров, состояние

которых не зависит от самого структурного подразделения (нап­

ример КЬ), а определяются кадровой политикой в АПК.

Наряду с ними существует комплекс проблем роста эффектив­

ности труда конструкторов, управлять которыми может каждая на­

учно-техническая организация или конструкторская служба. К

ним относятся: подбор и расстановка кадров, организация ра-

240

' шмулирование инициативы и творчества, оценка и стиму-

щр'чыпие труда и т.д.

•ФФгктивная расстановка кадров с учетом сложности работ,

Кйшшнсти специалиста к творческой деятельности, опыта,

ими и I шаний и кругозора является залогом обеспечения им на-

(ничьих, с организационной точки зрения условий для плодот-

...и и эффективной деятельности.

п.иным фактором повышения эффективности труда является

.... его качества. Оценка качества труда одновременно может

«к..шить три функции: административннуга, стимулирующую и ин-

фн|1м щионную.

Пдминистративная функция: по результатам оценки качества

- гЩ.1 могут приниматься решения о повышении исполнителя в

цишпостной категории, переводе в другую должность (например

• тхники), если его характеризует низкий уровень творчества

и нтсутствие склонности к творческой деятельности.

Информационная функция: материалы по результатам оценки

щи ||т использоваться руководителем при распределен:.и работ

«ШУ исполнителями (расстановка кадров). Поручение исполни-

" ни тех работ, которые удаются ему в большей степени, обеспе-

жм.нот рост эффективности труда. Эта информация нужна и само-

«'I исполнителю. Знание своих сильных и слабых сторон является

поповой для самосовершенствования и повышения квалификации,

ни находит прямое выражение в росте эффективности и качест-

«<» груда.

Стимулирующая функция: результаты оценки являются осно-

I'11и установления обоснованной и объективной оплаты труда. Ма-

ш|1И.1Льная заинтересованность в результатах своего труда яв-

лмится важным стимулом творчества и соответственно его ка~

•нмтва и эффективности. Однако заработная млата не должна

'.ки. единственным стимулом творческого труда.

Продуманная организация работ, использование коллективных

Форм творчества, оценка собственно уровня творчества исполни-

м'м все это факторы, позволяющие целенаправленно управлять

ишрческим потенциалом конструкторских кадров и результатив-

Ни1 тью их труда.

241

ИЗ ОПЫТА ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ-ЭЛЕКТРОТЕРМИСТОВ В ГЕРМАНИИ

Д. ШУЛЬЦЕ. А. Н. КАЧАНОВ

Кафедра электротермии Высшей Технической школы

г. Ильменау ( ВТШЮ была организована в 1954 году. Для

сотрудников кафедры, занимающихся подготовкой кадров для

разработки, проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации

электротермического оборудования, а также активно ведущих

научно - исследовательские работы по совершенствованию

электротермических установок, характерен постоянный творческий

поиск, направленный на совершенствование Форм подготовки

высококвалифицированных специалистов, сочетающих широкую и

глубокую подготовку в области теоретических и прикладных

дисциплин. Выпускников ВТШИ отличает умение находить

нетрадиционные решения проблем науки, производства и техники.

Отмеченные выше положения связаны, в первую очередь, с

развитием у студентов таких личностных свойств как активность,

самостоятельность и чувство личной ответственности, которые в

значительной мере определяют правильность принимаемых молодыми

специалистами технических решений, успех их реализации и

достижение высокой производительности электротермического

оборудования. Именно с точки зрения личностных свойств молодых

специалистов отличается их оценка представителями предприятий

и фирм, принимающих их на работу, и в меньшей мере

оспаривающих уровень полученной ими подготовки по

специальности.

Как показывает опыт работы кафедры личностный свойства

будущих специалистов лучше всего Формируются в ходе ежедневной

учебы, где тесно переплетаются приобретенные и использованные

студентами научные знания, происходит постепенное их

приобщение к научным исследованиям и активному участию в

общественной жизни института. Подготовка специалистов ведется

по дневной и заочной Формам обучения.

Учебные программы кафедры опираются на базовую

242

' I техническую подготовку, развивают ее, постоянно

<*»||ит.чют объем информации по каждому вопросу, непрерывно

»»■ I«41 мчитг полученные знания лабораторными и практическими

ими гоями, а также подготовкой к зачетам и экзаменам. В

".'нчмме обучения можно выделить три основных цикла:

-и Iмучная подготовка, общепрофессиональная подготовка и

...... подготовка. Первые два цикла продолжаются по три

• чра каждый. Специальная подготовка начинается в седьмом

< мг. 1ре инженерной практикой и завершается в девятом

..и'мнием и защитой дипломного проекта. Кроме того, лучшие

IV 1и 'иты после окончания общепрофессиональной подготовки и

и |'Н1 государственного экзамена могут начинать без защиты

нимпома специальную подготовку к исследовательской

щ ги'льности, которая продолжается три года и заканчивается

■ «ни юй кандидатской диссертации. оставленные для

|ц I ж ‘довательской подготовки студенты работают по

имттидуальным планам под руководством профессоров или ведущих

И' нтов.

Особо важную роль в подготовке инженеров

■шжтротермистов играет освоение студентами практических

стыков использования вычислительной техники для моделирования

итцессов протекащих в электротермических установках и систем

.щшления ими. Кроме общих курсов вычислительной техники для

• гудонтов старших курсов читается курс лекций по

|ц^программированию и основам микропроцессорной техники. На

н.-тфрдре создана специальная лаборатория, в которой

'и •монстрируется использование мини и микро-ЭВМ для систем

|итматического регулирования и управления различными

ктротермическими процессами и оборудованием.

Учитывая дефицит времени у студентов, а так же с целью

ж швизации учебного процесса, кафедра создает и использует

импациеся в ВТШИ обучающие программы, технические средства

поучения. При создании обучающих программ используется

ирубежный опыт применения обучающих машин и учитывается их

1моциональное воздействие на обучаемых. Известно, что степень

усвоения и запоминания учебного материала студентами зависит

ит степени их утомляемости в результате длительного

воздействия на них технических средств обучения. Поэтому при

Iразработке программ сотрудники кафедры стремятся создавать

такие программы, которые могли бы сообщить студентам

дополнительную, в рамках учебных планов, информацию и

закрепить её специальными упражнениями.

243

Большое значение придается преподаванию иностранный

языков. В обязательном порядке студенты изучают дни

иностранных языка. Сотрудники кафедры, хорошо владении! ■

иностранными языками, участвуют в работе по подготовка

инженерных кадров и специалистов высшей квалификации для

зарубежных стран.

Высок уровень научно-исследовательских и

опытнг-конструкторских работ, проводимых кафедрой по задании

предприятий. Отдельные разделы НИР выполняются студентами в

виде курсовых и дипломных проектов. Такая Форма обучения,

позволяющая овладеть наукой и способствующая ее развитию,

становится непосредственной производительной силой. Роль

преподавателя в данном случае заключается в том, чтобы с

начала постановки задачи помочь студенту найти оптимальный

путь к достижению поставленной цели, одновременно воспитывая у

него чувство самостоятельности на основе понимания

теоретических положений с учетом общественной значимости

проводимой кафедрой НИР.

При этом происходит активное Формирование у студента

чувство личной ответственности с точки зрения восприятия

возложенных на него обязанностей. Повышается активность

студентов и в ходе учебного процесса. требующего

самостоятельности в освоении современных методов исследования

с привлечением сложного математического аппарата. так.

например, для расчета распределения электромагнитных и

тепловых полей используется метод конечных элементов. Все

студенческие работы заслушиваются на кафедре, а лучшие из них

рекомендуются к участию в конкурсах различного ранга на лучшую

научно-исследовательскую работу.

В последние годы коллективом кафедры создан целый ряд

электротермического оборудования для различных отраслей

промышленности, так на комбинате ДЗВ г.Геннигсдорф успешно

работают индукционные тигельные печи мощностью до 10 мВт.

спроектированные при непосредственном участии сотрудников

кафедры. К числу последних работ можно также отнести

исследования мошяых канальных печей. Эта работа направлена на

улучшение показателей по материалоемкости, массе и габаритам,

на увеличение срока службы оборудования и экономию

электроэнергии. Проведенные на базе математического

моделирования исследования канальных печей мощностью 1300 кВт

позволили разработать рекомендации для создания печей с

улучшенными энергетическими показателями. Так, например.

244

- 'и I визированная канальная печь мощностью 250 кВт имеет

> и и на ЪХ выше по сравнению с базовой конструкцией. Кроме

...... , при непосредственном участии студентов, разработаны и

• | щ « пы в производство следущие прогрессивные

.....илогические процессы: сварка стекла и металла, плазменная

1Ч 1ИК.1 порошкообразных материалов, использование индукционного

...... ... для зонной плавки при изготовлении полупроводниковых

... . ито в и др.

Большую роль в обмене важными научно-техническими

... жжениями в области проектирования, изготовления и

....... электротермического оборудования играет

11>шиционный международный коллоквиум, проводимый один раз в

и'И года в Высшей технической школе г. Ильменау. Наиболее

шш'ресные достижения науки и техники, представленные на нем и

пн. шие практическое значение, включаются профессорами и

.... в курсы лекций по специальным проблемам

|Цктро термин.

Крепнут и расширяются научно-технические связи кафедры с

и ПК таенными кафедрами Дрезденского Технического университета,

а также с крупнейшими изготовителями электротермического

нгищудования заводами ЛЭВ С г.ГеннигсдорФ ). "Стеремат"

1 | Берлин), "Индукаль" С г. Гелленген) и др.

Естественно, что при подготовке специалистов используется

| 'Мыт высших учебных заведений других стран с учетом

( 1н'пифических особенностей процесса обучения в Германии,

особое значение придается укреплению традиционных связей с

юдственными кафедрами Московского энергетического института и

1 шкт-Петербургского электротехнического института. В рамках

гтго сотрудничества осуществляется обмен группами

• туденческой практики, а по результатам совместно проведенных

тучных исследований подготовлены и изданы монографии и

научные статьи, посвященные исследованию проблем в области

пн'ктротермических процессов и установок. Работы направлены на

унучшение технико - экономических показателей

пи'ктротермического оборудования.

В изложенном выше материале авторы не стремились осветить

и полном объеме накопленный более чем за 30 лет опыт кафедры в

доле подготовки инженерных кадров и специалистов высшей

квалификации - кандидатов и докторов наук. Надеемся, что

изложенные нами аспекты организации подготовки кадров послужат

предметом дальнейшей дискуссии направленной на взаимный обмен

опытом.

245

О НЕКОТОРЫХ ПУТЯХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ

„ А. я. ФОМИНЫХ

Наш институт совсем молодой, существует третий год,

С о з д а н Ни Ь а З С П й Ь Л О Д А К С К О Г О Гй"' / Д а Р С Т Ь Ь Н Н О Г и / НИВВ 'Р й.И'1 и'~

1л, ПРИЗЬаН РЕШИТЬ Проблем/ ПОДГОТОВКИ КВалПФИЦИРОВс*»-}НЫ«<

кадроь, как в области ьконопики, 1 сг. и с технических от

наел я;;. На сегодняшний день от а проблема соосом не простая

и ачь-нь дор о г ост Опта м. Молодой специалист должен инетв

достаточно знаний, чтобы общаться с компьютером любого ти­

па (же* л с гельно последних поколений) и владеть иностранными

языками на уровне общения с представителями зарубежных

ф и р м , к о ю р ы о ,конечно же, не вудут спрашивать, какие текс­

ты =>тст молодой специалист прочитал и сколько терминов те­

перь знает, тем более они далеки от того, что стоящий пе­

ред ними молодой человек мог сдавать с п р с д с ленное коли­

чества печатных знаков текста на и н о с т р а н н о м языке лишь

для того, чтобы вовремя получить зачет или экзамен.

Сегодня иностранный язык-оьязательный -•.темент профес­

сиональной подготовки специалиста, теп волее, если он бу­

дущий работник совместного предприятии или б нка. И не

случаСн:о ставший еыстго п о п у л я р н ы м Институ. менеджмента,

экономики и прогнозирования(КИМГП) п р и Пгсзидсчг. с Казахе

тана готовит специалистов по ш и р о к с н > п р о ф и л ю екомсничсс*

кил специальное 1 ой ьооеще на английском языке-. Хотелось вы

к --тому добавить, что и немецкий язык мель: л оставлять вез

ьыч к > И (м , Тс г. к*»к именно "бкономический неме ц» .пи" /хис.» до

шагает по всей планете.

С настоящее время в Казахстане р с зр*. батыв ает прог­

рамма привлечения иностранных инвестиций, пгедусматриваю-

шаямокганизацию массового обучения казакстанцев английско­

му языку, на к о т о р о м общается весь деловой м и р . Практика

показывает, что крупный бизнес плохо адаптируется в стг .-

нв, где существуют языковые барьеры. Именно поэтому боль­

шинство развивающихся стгаи уделяют такому, казалось *.ы9

небольшому вопросу самое се«ьс;нсс внимание.

246

М н и г и с О д е т з а в и с е т ь о т к о м ф о р т н о с т и н а ш и х а в и а л и н и й ,

§**г о п о р т о в , сервиса в ни;:, наличия первоклассны:'' столей, и

II /|| | . «| н |умнг лций ( Н« Л. Низа! баев • Послание Президента

Гы:п>6лики Каьа:; стан народ/ Казахстана,"Звезда Прииртышья"

ц| 1 0 . 1 0 . 7 6 г. > , т.ь.нашим выпускникам предстоит работать с

иностранными инвесторами, в общении с к о т о р ы м и сыграет

• >. 1 илловажную р о л ь интеллигентное обращение. И тут то и хо-

ЧМ1 ся подчеркнуть, что иностранный язык сказыеаст еольшее

•тииние на общую культуру развития личности. Любое занятие

П.1ЫКОМ способствует прежде всего развитию мышления. Ведь

нельзя правильно выразить мысль (на любом языке),не осмыс-

лиы сами Факты действительности, предметы и явления, о

к о т о р ы х идет речь.

Изучение иностранного языка развивает и логическое

Мышление. Б языке отражается личность и системность пости­

жения материального мира. Сели преподаватель приучает сту­

дентов видеть систему вс всем множестве газрозненных Фак~

тнов языка, развивается интерес к языку как явлению.

И еще! иностранный язык-это единственный вузовский

мнедмь(, к о т о р ы й вырабатывае т у будущих специалистов столь

же важное, сколь и редкое умение правильно и топотне из­

лагать свои мысли Ни годном языке, избавляет от про­

фессионального косноязычия. "Кто не знает иностранного

изыка, ничег о не знает _• своем р о д н о м " - тот . * м-.'нитый

аФОРИ.м И.Е.Гете отражает ставший уже бесспорным Факт, что

наши знания возникают на основе сор.ог/ ^ х .'с аг-;.

Студенты нашего молодого вуза могли с момента станов-

лени». вуза убедиться в том, ч «о иностгаи» *ис. . м:к'.- им > х-

ны именно на практика, в повседневной жизни, т.к. с ними

работают преподаватели из Америки и Германии, коюгыс вла­

деют обычно и другими иностранными языками, а по прибытию

в Казахстан стараются изучать еще и казахский, и русский

языки. Общение с зарубежными специалистами п р о и с х о д и т не

только на занятиях. Самое главное общение состоится со

время встреч по линии Клуба интернациональной дружбы

(КИДа). Такие встречи способствуют повышению мотиваций

изучения языка. Ведь к а ж д о м у хочется ппапильно задавать

в о п р о с ы гостям, расспросить их о традиция::, обычаях, жизни

сверстников в других странах. Тут то и появляется необхо­

димость сопоставлять, анализировать и вникать ь пг авила

247

произношения, построения Фразы на другом языке, укрепляет­

ся представление о том, что языковой барьер желательно

преодолеть уже в стенах р о д н о г о вуза. А я общении с иност­

ранными партнерами понадобится владение культурой письмен­

ного общения. Грамотный перевод научной статьи или пдтон-Л

та, составление реФерата или аннотации, библиографической

справки, выступление с докладом на материале, прочитанной

иностранной литературы-все это не |голько обогащает студен­

та духовно, но и вырабатывает у него умение работать с ин­

формацией самостоятельно.

В своей работе по обучению государственному языку и

иностранным языкам каФедра казахского и иностранны:: языков

исходит из требований времени и стаглетел брать на воору­

жение всс то положительное и погсдапое, что уже наработано

методикой и дидактикой как отечественной, так и зарубеж­

ной. За рубежом на сегодняшний день ведутся большие дис­

куссии по поводу того, как и чему обучать. Мы имели воз­

можность п р и н я т ь участие в•международной конференции, сос­

тоявшейся в октябре 1 7 7 5 г. в г.Шимкенте, где обсуждались

различные проблемы и ас:пе; ты преподавания языков,и п р и ш л и

к выводу, что только п р и твогческом подходе г. своему делу,

п р и правильном понимании насущных задач подготовки будущих

V - специалистов мы сумеем идти в ногу со временем. Мы можем

не сомневаться в том, что профессиональная ориентация обу-ч

чония иностранному языку в неязыковой вузе оправдана и не­

обходима, но но все выпускники пойдут в научную сферу или

в конструкторские 6»6р о . Ведь одна из примет нашего времени

-это многочисленные совместные пгедприятия, появившиеся п

республике, как гтибы после дождя, с пегеходон Казахстана

на рыночные рельсы. Л на таких предприятиях глаоныни тге-

бованиями к молодому специалисту будут: специальное обра­

зование, знание языков, находчивость, инициативность, уме­

ние постоянно поднимать планку своих возиож: «остей.

Научить общению на другом языке-=*та задача очень

сложная. Для ее осуществления требуются не только матери­

ально-техническая база, но и, самое главное, преподаидте-

ли, владеющие методами интенсивного обучения языкам, кото­

рые а настоящее огзмя осмысливаются как оптимальный вари­

ант реализации некоторых прогрессивных тенденций в общей

педагогике и психологии, ставящей своей г л ап ной цплыо-оц'*

радение обучающимися иноязычной речью. Сажно то, что ип—

$ тенсивное обучение преследует две основные цели:

248

1 ) минимально необходимый с р о к обучения п р и максиме -

льна необходимом объеме учебного материала и соот­

ветствующей его организации»

2) максимальное испсльзование всех резервов личности

обучаемого, достигаемое в условиях особого взаимо­

действия в учебной группе п р и творческом воздейст­

вии личности преподавателя (Г.А.Китайгородская)•

□сноьные теоретические положения метода активизации

чинности связаны .с концепциями советской психологической

(умелы (концепция личности А.Н.Леонтьева тесрия деятель-

и и. опосредствования А. С. Петр о б с к о г о ) , и с прсдставлони*

ими о речевой деятельности (А.И.Леонтьев, М.А.Зимняя), а

1 *1».же с использованием резервов, сФеры вессознательного в

ий/чении (Г.Лоэанав).

КаФедрой п р и разработке рабочих программ на весь курс

Си. у чения ( 2 0 0 часов), выбраны 2 основных* направления* курс

иыцв-ния и рационспьниь чтение профессиональной литературы.

При обучении чтоник мы исходим из необходимости осознанно

систематизировать языковые знания и выработать навыки не­

обходимых видов чтения с целью выделения лишь самой необ­

ходимой специалисту информации, опираясь пни этом на тео­

ретические выкладки ведущих в стом деле психологов и линг-

»истов, таких ка»;: М.БеРманн, И.Салистга, С.Фоломкима,

С.Клычиикова, М.Г о р одникова и дг .

Немаловажное значение пги проведении в жизнь основных

целей обучения является правильный подбор кадров, т.и.

преподавателей казанского и иностранных языков. Г настои

щее время мы испытываем большие трудности в этом вслгосс,

1 .к. далеко не все преподаватели казахского языкг, осозн -

ли, чю обучать общению на языке нельзя так, как сб'чают

ь/дущего пв>подават с Ля-Филолог в, постом. подготовка тако­

вы,. оставляет желать лучшего; преподаватели же иное. •

ранных ьаыкоь лакжа нуждаются в соответствующем повышении

квалификации, желательно в языковой среде.

249

УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС КАК ОРГАНИЗАЦИОННАЯ

ОСНОВА ПОДГОТОВКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КАДРОВ В РЕПЮНЕ

М.К.Кудерин, В.А.Козионов

Современное состояние капитального строительства оказы­

вает существенное влияние на систему подготовки инженерных

кадров. Наблюдаемое сегодня широкое внедрение рыночных отноше­

ний, перестройка хозяйственной деятельности строительных пред­

приятий и организаций требуют корректировки учебного процесса

подготовки строительных кадров всех уровней. Главным здесь

является переход к системе многоуровневой подготовки специа­

листов, поиск новых форм организации обучения.

В целях реализации указанной задачи в Павлодарском госуни-

верситете в 1995 году образован инженерно-строительный учебно­

научно-производственный комплекс /УНПК/. В состав комплекса

вошли инженерно-строительный факультет ПТУ, родственные отде­

ления Павлодарского монтажного и Экибастузского горного техни­

кумов, Павлодарский химико-механический техникум, высшее про­

фессионально-техническое училище №9 г . Павлодара. Основной

задачей комплекса является совершенствование подготовки спе­

циалистов в системе училище-колледж-вуз. Такое объединение

позволяет более эффективно использовать в учебном процессе

имеющееся лабораторное оборудование, аудиторный фонд, кадры.

Создается резерв для организации совместной производственной и

научной деятельности. Координация работы всех входящих в УНПК

структурных подразделений осуществляется директором и советом.

На первом этапе деятельности УНПК произведена переработка

учебных планов подготовки специалистов с высшим образованием.

Особенностью этих планов является включение в них большого чис­

ла спецкурсов по выбору студентов общим объемом до 500 часов,

что составляет 8-996 учебного времени, отводимого на подготов­

ку специалиста. Предлагаются новые спецкурсы по технологии

утилизации промотходов, организации городского транспорта,

эффективному освоению подземного пространства городов, авто­

матизации производства и проектирования и др. Это позволяет

индивидуализировать подготовку инженеров-строителей и учесть

особенности предстоящей производственной деятельности выпуск­

ников вуза.

250

Наряду с учебными планами подготовки рабочих кадров и

... . среднего звена составлен интегрированный учебный

■шип, предусматривающий возможность для выпускников строитель-

нмго колледжа продолжить обучение в вузе. При этом студенты

"у 41 могут получить образование в колледже. Таким образом

I питаются затраты на подготовку специалиста и уменьшается нега-

имное влияние отчислений студентов в процессе их обучения.

Координация учебных планов в рамках УНПК дает возможность

....... управления подготовкой специалистов на всех уров­

ни х с учетом специфики строительства в регионе. Так, в системе

пиошего звена подготовки,наряду с традиционным изложением

учебного материала , сегодня включаются вопросы комплексного

использования отходов местной промышленности,проектирования и

строительства малоэтажных зданий, экологии городской среды,

технической эксплуатации,реконструкции,перепрофилирования зда­

ний и сооружений. При изучении блока организационно-экономи­

ческих дисциплин ставится задача обучения будущих руководите­

лей основам деятельности строительных организаций в условиях

1>ынка.

Совместное использование материально-технической базы

подразделений УНПК создает благоприятные условия для развития

научных исследований в области разработки новых технологий

использования отходов местной промышленности, совершенствования

технологических линий на предприятиях стройиндустрии,обследо­

вания и реконструкции действующих предприятий и др. Решением

:>тих задач занимаются функционирующие на инженерно-строительном

факультете хоздоговорная лаборатория новых строительных мате­

риалов и конструкций, а также конструкторско-технологическое

бюро. Следует отметить, что интенсивность выполнения хоздо­

говорных научных работ в настоящее время существенно ограни­

чена тяжелым финансовым положением предприятий-заказчиков.

Как пример успешного взаимодействия структурных подраз­

делений в рамках УНПК можно привести организацию обучения

студентов строительных специальностей по дисциплине "Свароч­

ные работы в строительстве" на хорошо оснащенной базе ВПТУ-9.

С другой стороны, учащиеся ВПТУ-9 смогли пройти обучение в

геодезической лаборатории инженерно-строительного факультета.

Кроме того содаются условия для взаимного участия преподава-

вателей в педагогической работе.

251

Сегодня, как и многие другие учебные коллективы,инженер­

но-строительный УНПК испытывает большие трудности, св яза н н ы е

с недостатком средств, обновлением учебного и научного обору­

дования, сокращением планов бюджетного приема студентов, нап­

равлением их на места учебных и производственных практик,

распределением и трудоустройством своих выпускников. Дальней­

шее углубление кризисных явлений может привести к приостанов­

ке выпуска специалистов по отдельным направлениям.

Учитывая изложенное, ИС УНПК предпринимает попытки ста­

билизировать ситуацию. Опора здесь- региональный строительный

комплекс. Даже в современных сложных условиях продолжает

функционировать ряд предприятий по выпуску строительных изде­

лий и конструкций, трестов и частных строительных фирм. Поэто­

му в последнее время начинает практиковаться подготовка спе­

циалистов по трехсторонним договорам студент-УНПК-предприятие.

Каждый договор, кроме оплаты за обучение, предусматривает

индивидуализацию обучения студента, разрабатываемую совместно

договаривающимися сторонами. В настоящее время удельный вес

таких студентов в высшем звене подготовки УНПК составляет

16 %. Предлагаются и другие формы договорных отношений. Так

студентам выпускных курсов представляется возможность полу­

чения по их желанию дополнительных образовательных услуг,

например, углубленного усвоения работы с прикладными програм­

мами на ПЭВМ и др. Это позволяет использовать завершающий

этап обучения для сокращения времени адаптации молодого спе­

циалиста в конкретные условия работы предприятия. Начиная с

1996 учебного года на базе хозрасчетного подразделения ПГУ-

института экономики и инженеринга открыто обучение студентов

по специальности "Промышленное и гражданское строительство"

в составе договорной группы с полной компенсацией затрат на

обучение. ,

Дальнейшее развитие и углубление договорных отношений

при заинтересованности со стороны проектных .строительных и

эксплуатационных организаций, наряду с государственной под­

держкой, позволит сохранить в рамках УНПК традиционную базу

подготовки специалистов строительного профиля для нужд нашего

региона.

252

ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

САМОИДЕНТИФИКАЦИИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ В

КУРСЕ ДИСЦИПЛИН КАФЕДРЫ ПСИХОЛОГИИ

А.А.Кравченко, Н.П.Суровежкина

В стенах института вчерашние выпускники школ начиная

0 первого курса "вживаются" в образ специалиста - учителя-

щюдметника и воспитателя. Задача преподавателей кафедры

психологии заключается в содействии сложному механизму фор­

мирования профессиональной самоидентификации молодого спе­

ц и а л и с т а . Значение адекватного восприятия себя как профес­

сионала неоспоримо, т .к . оно определяет дальнейший успех в

инбранном виде трудовой деятельности.

В период "доцикловой" или семестровой организации

учебного процесса /до 1989/90 учебного года/ имелись объек­

тивные возможности для непрерывного психологического образо-

пания студентов, т ,к . дисциплины кафедры /общая, возрастная,

педагогическая психология, психология спорта и физического

воспитания/ читались практически на протяжении всех 4-5 лет

обучения, плюс постоянное общение в период педагогической

практики /1-4-5 курс/. Несколько сложнее было осуществить

:>тот процесс в цикловой системе, т .к . психологические дис­

циплины /интегрированный курс/ студенты изучали на первом

году обучения. Только благодаря эффективному руководству и

оптимальному распределению профессорско-преподавательского

состава кафедры /по факультетам и специальностям/ были созда­

ны условия для планомерного, результативного обучения и лон-

гитюдных исследований в рамках курсовых, дипломных и диссер­

тационных работ. Схематично это выглядело следующим образом:

1 год обучения - интегрированный курс психологии/24 часа -

лекции и 104 часа - другие виды занятий/

2 год обучения - непрерывная практика под руководством пре­

подавателя кафедры, проводившего занятия на

первом курсе /3 4 часа на группу/

3 год обучения - комплексная практика с выполнением заданий

кафедры под руководством того же преподава­

теля / 5 , 5 часа на студента/

253

4 год обучения - выпускная практика с тем же руководителем

/ 6 , 5 часа на студента/

Таким образом, творческая диада "преподаватель психоло

гии- студент" получала полноценную и продолжительную жизнь

на вузовском этапе. Преподаватель имел прекрасную возможность

увидеть плоды своих педагогических усилий и внести необходи­

мые коррективы в направленность и интенсивность воздействия

на профессиональное самосознание студентов, которые в свою

очередь могли рассчитывать на личностно-ориентированное об­

щение и консультации педагогов.

Потребность будущих учителей в такой форме взаимодейст­

вия и некоторая неудовлетворенность личностной стороной обще­

ния нашли подтверждение в результатах нашего исследования по

методике Ханина-Стамбулова, которые были включены в доклад на

заседании Ученого Совета ПЛИ 26 марта 1996 г.

Сквозная /на всех ступенях/ и сплошная /во всем/ эконо­

мия финансовых средств в сфере образования усиливает противо­

речие между возрастающей потребностью учащейся молодежи в лич

ностно-ориентированном общении и дефицитом времени у педагога

Сегодняшняя субъективно идеологическая пустота казалось бы

позволяет работать по принципу, заимствованному из восточной

философии:"Делай что хочешь с другим человеком, но никогда

не выбрасывай его из своего сердца". К сожалению, мы не рас­

полагаем возможностью руководствоваться этим основным положе­

нием в нашем потенциально и реально кризисном обществе, т .к .

необходим определенный бюджет времени для размещения /диаг­

ностики и мониторинга/ в сознании многогранных индивидуаль­

ностей - наших учеников. Хотелось бы, используя перспективы

объединения двух вузов в региональный государственный универ­

ситет, создать объективные условия для сотрудничества обуча­

ющего и обучаемого.

Таким образом, опираясь на вышеизложенное нужно пост­

роить оптимальный учебный план, учитывающий интересы всех

субъектов вузовского образования и создающий должную основу

для своевременной профессиональной самоидентификации студен­

тов педагогических специальностей ПТУ- им. С.Торайгырова.

254

ЛМИМОСВЯЗЬ РАБОТЫ ПО РАЗВИТИЮ РЕЧИ И ОЗНАКОМЛЕНИЮ С ОКРШЮ-

Ц|:м МИРОМ КАК ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ.

И.З.КОРОВАПКО.

Преобразование общественного сознания и социально-эко-

" ч.ичсских отношений, происходящие в современном обществе,

гипутат коренных изменении в системе подготовки педагогических

Мнщов. В целом ряде официальных документов, публику алых в по­

им гл.нее время, отмечается низкий уровень подготовки учителей.

Как отмечают многие исследователи, это во многом обусловлено

рассогласованностью внутри предметных и межпредметных связей в ,

педагогическом образовании, а также тем обстоятельством, что

результаты деятальности студентов зачастую носят учебный, не­

достаточно профессионально ориентированный характер.

Предметная структура учебного плана пед.вуза, давая воз­

можность сформировать систему знаний по каждому из изучаемых

курсов, таит в себе опасность того, что не будут созданы уоло-

т;>{ для взаимодействия полученных знаний. Практические же за-

дачи школы требуют от учителя умения переносить и обобщать

мнения из разных предметов и наук. Особенно это важно в на­

чальном звене, где обучение должно идти не через раздробление

действительности, а через реконструирование целого, так как.

для детей 6-10 лет характерно эмоционально целостное восприя­

тие мира. А это возможно при условии взаимодействия изучаемых

учебных дисциплин. Вузовская система вце не всегда учитывает

эту сторону профессиональной подготовки учителя начальных

классов.

Особенно важно умение пользоваться межпредметными связя­

ми в работе над развитием речи младшего школьника, так как

формирование речи является межпредметным по своему сущностному

содержанию. Не секрет, что успешность обучения во многом опре­

деляется уровнем развития общей речевой культуры ребенка. Поэ­

тому преподавание любого предмета на родном языке должно яв­

ляться также преподаванием родного языка и содействовать раз­

витию культуры речи и мышления младшего школьника. Но как по­

казывает педагогическая практика, формирование навыков связной

/особенно устной/ речи часто выпадает из под контроля не толь-

255

/

ко студентов, но и самого учителя. Ка наш взгляд, это являет­

ся следствием узкопредметной подготовки в вузе, а также уко­

ренившимся мнением, что развитие речи- задача уроков русского

■ языка и чтения.

Одним из факторов, позволяющих успешнее решить данную

проблему, является углубление профессиональной направленнос­

ти дисциплин лингвистического цикла, а также введение специ­

альных курсов, решаыцих задачи обучения студентов способам

деятельности, обладающим свойствами инвариантности по отноше­

нию к различным учебным дисциплинам.

Разработанный и апробированный на факультете начальных

классов Павлодарского го с.университета спецкурс "Развитие ре­

чи учащихся при ознакомлении с окружающим миром" имеет целью

научить студентов более эффективно использовать возможности

различных предметов школьного цикла для развития речи. Взаи­

модействие работы по ознакомлению с окружающей действитель­

ностью и развитием речи рассматривается в программе спецкур­

са на конкретном материале, путем анализа поурочного и кален­

дарного планирования, а также форм и средств работы с детьми.

Ка первое место ставится обучение родному языку как средству

общения через познание ребенком окружающего мира, в результа­

те практической деятельности. Коллективные и групповые заня­

тия, деловые и ролевые игры, создание и решение речевых ситу­

аций, приближенных к естественным условиям общения, к живой

практике использовадая языка как средства формирования и фор­

мулирования мысли- всем эт ш должен в совершенстве овладеть

будущий педагог в процессе изучения спецкурса. Особое внима­

ние уделяется использованию идей педагогики сотрудничества

в решении задач речевого развития младших школьников.

Спецкурс позволяет упорядочить и определенным образом

систематизировать знания студентов из разных наук, расширяет

их 1фугозор и развивает диалектическое мышление, способствую­

щее умению оперировать целым комплексным материалом во взаи­

моотношении составляющих его частей. Все это должно создать,

на наш взгляд, серьезные предпосылки для нового, более про­

фессионального подхода к дальнейшему изучению предметов как

естественнонаучного так и общегуманитарного циклов и обеспе­

чить широту подготовки студента к ориентации в системе меж­

предметного обучения.

256

ФОЛЬКЛОР В СИСТЕМЕ подготовки УЧИТЕЛЕЙ МУЗЫКИ

И.Н. Князева

В наше время в обществе началось национальное возрожде -

миг, проявляется интерес к народному творчеству, фольклорным

| рмдициям.

Для фольклора характерно раскрытие прекрасного в приро -

ип, человеке, единство эстетических, познавательных и нравст-

гпнно-дидактических начал. Уважение и понимание своего наро -

пп. знание своих исторических, культурных истоков позволит и

поможет стать гражданином, личностью. Возвращение в педагоги­

ческий процесс народных традиций, сокровищницы народного твор­

чества невозможно без соответствующей подготовки преподавате. -

льских кадров.

Для того, чтобы создать целостную художественно-эстети -

ческую среду, насыщая жизнь детей разнообразной деятельностью

и духе народных традиций, чтобы каждый мог найти созвучное

своей индивидуальности, учитель должен овладеть специфичес -

кими особенностями фольклора как синкретического искусства.

В формировании будущего учителя музыки решающее значение

имеет курс "Народное музыкальное творчество", являющийся ос­

новным предметом, главным источником знаний о фольклоре на

музыкально-педагогических факультетах педвузов. Целью курса

является расширение художественных и музыкальных представле­

ний студентов, развитие у них интереса к изучению, собиранию

и пропаганде фольклора, воспитание у подрастающего поколения

отношения к народному творчеству как неотъемлемой части ду -

ховного бытия.

Программа расчитана на 114 часов работы со студентами :

это лекционные занятия по народной праздничной культуре и

этнографии, занятия по краеведению и топонимике, знакомство

с региональным песенным творчеством, выполнение творческих

работ, обучение методике собирания фольклора и архивоведению,

Фольклорные экспедиции.

Трудно представить, что за 42 часа аудиторной работы

можно охватить всю народную музыку. Для этого выделяется ба-

257

, йгавляющая фольклор одного на- эовац народная культура / пред ся знания> умения с1у_

РОД» / , на материале которой язык

Дента. Базу курса должен состав ионв>. Наряду с баз0 .

которого является основным в д подключается музыка дру­

гой Народной культурой по ходу ла осуществяется по прин

гих народов. Включение нового рагментарного> малоо6ъемного

ИИПУ сходства или различия от 9лрЯТИИ •

До Развернутого сообщения на з* о творчества в Палодарском

Изучение народного музыка;' с>Торайгырова основано

государственном университете и фольклора> Мы 0Стано -

на исследовании казахского и рУ ального фолЬклора. Одно -

«имея „а рассмотрении Р^ского включается фольклор дру-

врвмвнно с изучением русской «7 Прииртышье. Северный

гих народов, проживающих в П а в К ^ прошлым> отличающийся

КазаХстан, богатый своим истор* интересный м0Териал для

пестр а этническим составом, д *и судеб традиционных жанров

изучения современного фольклор* в новых условиях быто _

Фольклора разных народов и регХ ^ изучвнии ^ П8ЛЬ _

ванил. Так, в теме о календари^ с праздник0М у

ских проводится сравнение праз? ^ го. Обычай ветре

белоруСов , латышей, литовцев - н # На занятиях зву_

чи весны сравнивается с празднК немецкая „ казахская ^ _

чат Русские и украинские весняйг

зыкапрежде всего обращаем внима -

Занимаясь этнографией, мы ’ бвнности этнического соста­

в е на историю заселения края, щих рерион> При этом, и л

ва, жилища, костюма народов, на ^ этнических тра_

нас представляет интерес взаимо особенностейна культуру пе­

тиций, а также влияние локально например> еще в Х1Х веке

реселенцев из других регионов. населенив Прииртышья у-

отмечали исследователи, что рус < кирризский язык> переняв

потребляет в разговоре между со» азиатским халаТам перед

некоторые обычаи, отдают предпо"

ДРУГОЙ русской одеждой. определения содержания обу-

Одним из важных вопросов л* Имеющиеся учвбные,

чения становится материал народа.лиентируют на так называем^

методические пособия для школы „___ „ . цолжны ориентироваться в

вторичную жизнь фольклора. Мы “

258

'•учении учителя музыки на аутенчичный фольклор. Аутентичный

1'Ш.клор способствует изучению народной музыки и професси -

•ивпкно подготавливает учителя на воспитание музыкальной куль

•уры учащихся как части их духовной культуры. Поэтому важно

г».чпирение представлений студентов не только о музыкальных

мнениях, но и других явлениях народной культуры. Освоение

•пиров фольклора основано на единстве всех его сторон / му -

'икпльной, поэтической, танцевальной и т .д . / . Такой подход

■гпгчает самой природе фольклора. На занятиях мы опираемся

пи жизненный опыт студентов, на их фольклорный репертуар и

плько затем осваиваем новые элементы движения. Особой попу­

лярностью среди студентов пользуется игровая песня "Бояре" и

"пнотипная хороводная песня "Просо".

При освоении конкретного музыкального материала мы ре -

комендуем студентам пользоваться устно-слуховым способом. Он

является очень важным, так как именно устным путем возможно

усвоение тех особенностей народной музыки, которые не нодпи

»>тся графической фиксации. Выучивание народных песен устно

слуховым способом возможно с голоса исполнителя или по фоно­

грамме. Большую помощь оказывает фольклорный материал, сой

ранный в экспедициях.

Одной из профилирующих дисциплин курса "Народной му ш

кальное творчество" является "Расшифровка неровных песен"

Студенты занимаются ей в течение одного семестра. II мр'ч г, л

расшифровки народных песен студенты на практике чткпмп я

' гмвтикой, жанрами фольклора, познают природу неродного миш

тния и выразительные средства песенного фольклори | >•

туру напева, ритмическую организацию, подголосочнуч нрир..пу,

м*ч тный диалект. Для того, чтобы народная песня нр п..пт-п.!

*'Щ . необходимо наиболее точно произвести графичп м у » . *ппп. >.

м.. г ми нотоносце, сделать верную подтекстовку, грамот.. 1ч

МП I |. строчный / СТИХОВОЙ / ИЛИ строфический / Цумип'ПШИ / Иг»

пгг. Ц правильном вертикальном расположении тт. ..п пг|.п..и

чисти строфы и второй ее части всегда будет п и н . » I м. м

. трукция напева, без которой не обходится ни .ниш щ м ш >м»

родной песни.

Изучение песенного фольклора студентами пр.ш. м .< р

ганизации фольклорных ансамблей. Важно научить стулацтм* ри-

ботать с такими коллективами, научить подбирать репертуар.

Репертуар аутофольклорных ансамблей - местный песенно - тан­

цевальный и инструментальный фольклор в его первозданном ви­

де. Методы совершенствования исполнительского мастерства ос­

нованы на перенимании опыта вокальной школы и репертуара ве­

дущих певцов. Освоение репертуара происходит путем овладения

импровизационным местным распевом. Коллективное творческое

начало - основа основ жизнеспособности фольклорных ансамблей.

Именно в них сохраняются и шлифуются местные музыкально - пе­

сенные стиди исполнения.

Приступая к работе, прежде всего, целесообразно освоить

манеру пения той области, где создан коллектив. Это можно

сделать, пригласив на занятия местных исполнителей. От них

можно перенять не только манеру пения, но и репертуар - и с ­

конные народные напевы с особенным, присущим данной местное -

ти, многоголосным распевом. При формировании репертуара пре­

подаватель должен ориентировать студентов на знание голосовых

данных певцов, особенностей певческой структуры ансамбля.

Умение работать с фольклорным или этнографическим кол -

лективом дает возможность прививать любовь к своим народным

традициям, уважение к культуре и традициям других народов.

Фольклорные ансамбли способствуют не только научного, исто -

рико - этнографического возрождения, но и живого, эстетичес­

кого увлечения фольклором широкими слоями современного об -

щества. Они также воздействуют на оживление фольклорных тра­

диций в самой народной среде, на вовлечение в фольклорные

коллективы молодого поколения исполнителей. Такие коллективы

становятся хранителями, строгими ценителями и популяризато -

рами традиционной и современной песни. На факультете началь­

ных классов большой любовью и популярностью пользуется фоль­

клорный ансамбль студентов - музыкантов "Калинушка". Его ре­

пертуар составляют редкие старинные лирические и хороводные

песни. Для учеником начальных классов средних школ № 9 , 14,

34 были показаны фольклорно-этнографические спектакли "Свят­

ки" и "Масленица".

Наибольшую сложность представляет изучение детского фоль­

клора. Здесь предусматривается изучение различных жанров на -

родного творчества, обращенных к детям. В связи с возрастны -

260

ми особенностями и характером времяпровождения ведущее по -

поженив в творчестве детей занимает игровой фольклор. Наибо­

лее распространннными жанрами, в которых создаются произве -

пения игрового детского народного творчества, являются же -

1'лбьевые приговорки, считалки и песенки. Во внеигровом фоль­

клоре мы рассматриваем остроты, поддевки, дразнилки, скоро -

говорки, прибаутки, перевертыши. И обязательное включение

потских хороводных и игровых песен, колядок, масленичных пе-

' ен, веянянок, закличек.

Значительную роль в работе по программе играют фольклор­

ные экспедиции. Участие студентов в работе экспедиции про -

буждает интерес к истории народа, его культуре, быту. Целью

икспедиций является изучение фольклорного репертуара жителей

пянного региона, знакомство с народной топонимикой, народ -

иыми приметами, календарем. Во время экспедиций организуются

творческие встречи с действующими фольклорными коллективами,

проводятся совместные обрядовые праздники.

Для того, чтобы эффективнее обучать будущего учителя

музыки с ориетацией курса на аутентический фольклор, мы ре -

комендуем разнообразные формы внеаудиторной работы: посещение

музыкально-этнографических концертов и фестивалей народного

творчества, выставки декоративно-прикладного и с^сств а , му -

поев, просмотры видео и кинофильмов, встречи с фольклориста -

ми и народными исполнителями.

В целях углубления знаний и повышения интереса к народно

му творчеству необходимо использовать Студенческое научное

общество для расширения научно-исследовательской работы сту­

дентов, проводить спецсеминары по изучению исторги собирания

музыкального фольклора, его систематизации. Все это поможет

учителю музыки организовать походы юных следопытов по выяв -

пению и собиранию фольклора, создавать краеведческие мулей ,

Фольклорные ансамбли.

Учитель музыки должен обладать музыкальностью, творчес­

кой инициативой, уметь играть, петь - любить свое дело, все

время искать новые пути.

Всему этому мы должны научить студентов в процессе илу -

чения народного музыкального творчества.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Раздел I. С Т Р О И Т Е Л Ь С Т В О 31 Сайбулатов С. Ж. , Станевич В. Т. , Кудрышова Б. Ч.

Вскрышные породы угледобычи Экибастузского месторожде­ния - сырье для производства керамических строительных материалов 3

2 Бернацкий А. Ф. , Горелов В. П. , Матиев Г. Г. Алюмосили- катная микросфера из золы-уноса ТЭЦ 5

3 Бернацкий А. Ф. , Горелов В. П. , Матиев Г. Г. Теплоизоляци­онный высокотемпературный материал на основе золы ТЭС 7

4 Ярмаковский В. Н. . Торпищев Ш. К. Легкие бетоны с комплек­сным использованием бокситового шлама-отхода глино'зем- ного производства • 8

5 Торпишей. Ш. К. , Кудерин М. К. . Стрельцов В. Ф. , Сапенов К. Т. Активированные минеральные вяжущие с использованием отходов промышленности Павлодэр-Экибастузского региона 10

6 Никифорова В. Г. . Пархоменко Л. Н. , Горелова Н. В. Экспресс- метод комплексной оценки зол ТЭС в цементнозольных си­стемах 11

7 Абдрахманова К. К. Органоминеральная добавка для строите­льных растворов 15

8 Еркасов Р. Ш. , Иманбеков К. И. , Жапаргазинова К. X. Синтези изучение сорбционной способности анионитов 17

9 Ишимцев И. Ю. , Михайловский В. П. Энерго- и ресурсосбере­жение при проектировании и реконструкции тепловых уста­новок оптимизацией геометрических параметров 19

1 0 Кудерин М. К. К вопросу о динамике железобетонных плит при действии ударных нагрузок 22

11 Данилов В. И. 0 прочностных и деформативных характерис­тиках бетона при динамическом нагружении в условиях объемного напряженного состояния 26

12 Михайловский В. П. Составляющие предельной деформации слоя при растяжении в стесненных сцеплением условиях 29

13 Саканов К. Т. , Кудерин М. К. , Агимбетов Е. Т. Предложения по устранению последствий пожара в складском корпусе N1 ПТЗ 32

14 Назаренко П. П, 0 предельном проскальзывании арматуры относительно бетона - 33

15 Бочаров В. С. , Реутов Е. В. Аналитическое определение .па­раметров ножниц с эпициклическим движением режущего элемента 37

16 Бочаров В. С. , Козбагаров Р. А. Влияние расположения рас­коса бульдозерного оборудования на угол резания 43

1 7 Бочаров В. С. , Жиенкожаев М. С. Влияние физико-математи­ческих свойств материалов на размеры бункерных устройств 47

18 Темирбаев Д.Ж. К аэродинамике экологичного формирования городских застроек 52

19 Жараспаев М. , Нургабылов 9. Ш. Обеспыливание карьерных автодорог 53

2 0 Матиев Г. Г. Проблемы использования кровельных материалов при ремонтно-строительных работах г. Павлодара 55

Раздел II. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ 581 Токтаганов Т. Т. Пути повышения срока службы муфт сцеп -

ления тракторов 582 Нуржауов А. Выбор значений параметров для ресурсных ис­

пытаний тормозов механизма поворота промышленного гу­сеничного трактора класса 3 - 4 60

3 Нуржауов А. Определение предельного состояния ленточных тормозов механизма поворота гусеничного трактора клас­са 3 - 4 61

4 Макушев Ю. П. Пути интенсификации процесса впрыска топли-

262

ва в дизелях5 Макуыэв Ю. П. , Василевский В. П. , Клипов В. N. Теплогене­

ратор модульного типа6 Каракаев А. К., Каракаев А. А. Устойчивость работы форсу­

нок7 Каракаев А. К. , Каракаева А. А. Уточнение члена, учитыва-

юяего касательное напряжение трения при неустановившемся движении сплошной среды СНДСС) по каналан с переменными по х, Ъ сечениян СГ)

8 Каракаев А. К., Каракаева А. А. Научно-практическое зна-V чение и технико-экононическая эффективность НИОКР по

- разработке, созданию, внедрению и организации рядовых испытаний новых топливных систем на дизелях, в том числе и на 48 тракторах и бульдозерах в 6 хозяйствах Павлодарской области

9 Каракаев А. К. , Кауров Е. В. Разработка на компьютере ин­женерных методов расчета и анализа статических и дина­мических свойств системы автоматического регулирования (САР), состоящей из ДВС и автоматического регуля­тора САР)

1(? Каракаев А. К. Распространение возмущений конечной ин­тенсивности СРВКИ) в инвариантах Каракаева

11 Ордабаев Е. К. Улучшение работы карбюраторного двига­теля при глубоком дросселировании

12 Баймагамбетов Т. Ш. Автоматические линии с ветвящимися потоками применяемые при производстве двигателей внут­реннего сгорания

13 Суюндиков N. М. Расчет литниковой системы с фильтром Суюндиков N. N. Выбор скорости фильтрования металлов

14 Абдрахманов Е. С. , Горст А. О. Исследование упругости Формовочной смеси при прессово-ударном процессе

15 Исагулов А. 3. , Смолькин А. А. , Балтаев Т.К. Воздушно-им­пульсная Формовка и перспективы ее внедрения в Казах­стане

16 Смолькин А. А. , Шарая О. А. , Исагулов А. 3. Поверхностное •упрочнение стальных изделий методом предварительногомикролегирования и последующей лазерной обработки

17 Ключников А. Д. . Камбаров Ж. К. , Хамитов X. Н. Анализ структурных диаграмм соответствия эквивалентных толщин отливок, полученных до и после перегрева чугуна

10 Ключников А. Д. , Камбаров Ж. К. . Хамитов Н. X. Зависи­мость структуры чугуна от толщины стенки отливки и сум­мы углпрола и кринния

19 Кплипв ЛИ . Капбароп Ж. К. , Ыразбаев Б. К. . Хамитов М. X.II лифф/чтмиил /м.нон 1'|'ЧЧ1'-мии 1.ню лноп и л литиных форм расплавах пол напором стопка

УО Омаров К. А. , Акашвв (. Г. Оптимальный алгоритн структур­ных схем конвейеров с фрикционной передачей тягового усилия

I омаров К. А. , Касымов N. А. Принципы передачи тягового илин трением в конвейерах с канатным тяговым органом

; Л )к.п инко П. Л. Об одном алгоритме моделирования техноло-I ... ких процессов на персональном компьютеремйнепа Н. Н. Применение компьютерных технологий для илинтификации моделей производства глинозема по спосо­бу Байера

21 Никова Л. В. Некоторые аспекты обработки лазерным излу­чением режущего и штампового инструмента

25 Следюк А. А. Повышение пусковых качеств топливных насо­сов высокого давления БОШ типа ЕР/УЕ

26 Живоченко А.В. Нетодика взаимозаменяемости распылителей

Раздел III. ЭКОЛОГИЯ

74

75

81

71

87

93

99

105

1091 1 2116

119

12 2

127

133

136

138

142

147

151

156

159

162164

165

263