ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИачгаа.рф/files/vestnik/VD1_2020_49.pdfYUDAEV I.V. Doctor of Technical Sciences, professor, Azov-Black Sea Engineering Institute

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ Азово-Черноморского

инженерного института ndash

филиала ФГБОУ ВО laquoДонской государственный

аграрный университетraquo

Игольчатая борона-мотыга БМТ-6

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

Игольчатые бороны-мотыги являются одними из наиболее перспективных почвообрабатываю-щих орудий в зонах засушливого земледелия Их производительность на 15ndash50 выше чем других орудий при более низком (в 2ndash4 раза) удельном расходе топлива По некоторым данным при выходе иглы из почвы образуется микровзрыв благодаря чему происходит нагнетание воздуха и азот содержащийся в нем насыщает почву Производственный опыт показал что после обработки бороной-мотыгой содержание азота в растениях находится на том же уровне обеспе-ченности что и после внесения 100 кгга аммиачной селитры

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

Производство осуществляет общество с ограниченной ответственностью laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)

Технические данные

Класс трактора 14ndash2

Масса (конструкционная) кг 1145

Рабочая скорость кмч 100ndash120

Глубина обработки см до 8

Сеялка пунктирного высева СПВ-8

Центром инжиниринга и трансфера Азово-Черноморского инженерного института разрабо-тана сеялка пунктирного высева СПВ-8 Она предназначена для высева семян подсолнечника кукурузы и других пропашных культур с междурядьем 70 см с одновременным внесением стартовой дозы гранулированных минеральных удобрений Сеялка комплектуется пневматическими высе-вающими аппаратами избыточного давления отличающимися качественным дозированием се-мян на рабочих скоростях до 12 кмч Настройка высевающих аппаратов облегчена за счет исполь-зования прозрачных высевающих дисков Качество дозирования достигается за счет использования рациональной конструкции дозирующих элементов высевающих дисков комбинированных вороши-теля и сбрасывателя лишних семян Качество посева проверено экспериментально в лабораторных и полевых условиях Исследования показали что число нулевых подач при высеве семян кукурузы и подсолнечника составило не более 1 а количество двойных подач ndash не более 2 что позволяет более равномерно распределять семена по площадям питания благодаря чему эффективно используются запасы влаги солнечная энергия и питательные вещества В конечном счете это по-зволяет собирать более высокий урожай при экономном расходовании семян Кроме того применение аппаратов избыточного давления и дисковых сошников позволяет поднять скорость посева до 10ndash12 кмч и снизить расход топлива за счет использования давления для дозирования семян до 2 КПа и снижения тягового сопротивления на 40

Использованные технические решения защищены патентами РФ (высевающие аппараты не имеют аналогов в мире) Производство осваивает общество с ограниченной ответственностью laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)

Контактная информация

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

ФГБОУ ВО laquoДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТraquo 347740 Ростовская обл г Зерноград ул Ленина 21

тел 8 (86359) 43-6-07 тел факс 8 (86359) 43-3-80 Е-mail achgaayandexru

laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo) 347339 Ростовская обл г Таганрог Поляковское шоссе 20

телфакс (8634) 64-13-44 тел 64-13-42 сот тел 8-903-436-31-33 8-928-618-43-20 E-mail tagsmamailru

Контактная информация Азово-Черноморский инженерный институт ndash

филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo

347740 Ростовская обл г Зерноград ул Ленина 21 телефон (86359) 43-6-07 телефон факс (86359) 43-3-80 e-mail iapachgaaru

ВЕСТНИК АГРАРНОЙ НАУКИ ДОНА Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) Свидетельство ПИ ФС77-47152 от 3 ноября 2011 г 1 (49) 2020

Учредители Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования laquoДонской государственный аграрный университетraquo Федеральное государственное бюджетное научное учреждение laquoАграрный научный центр laquoДонскойraquo Федеральное государственное бюджетное научное учреждение laquoРоссийский научно-исследовательский институт проблем мелиорацииraquo

Гл редактор СЕРЁГИН АА

Зам главного редактора ЮДАЕВ ИВ

доктор технических наук профессор Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде доктор технических наук профессор Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде

Редакционная коллегия

СТРЕБКОВ ДС ШКРАБАК ВС ВАСИЛЬЕВ АН ЛОБАЧЕВСКИЙ ЯП ТАРАНОВ МА БОНДАРЕНКО АМ САДЫКОВ ЖС ВИТЕЗСЛАВ СТЫСКАЛА АРТЮХОВ ИИ ОРЛОВ ПС БАРАНОВ ЮН КАЗАНЦЕВ СП ЛЕБЕДЕВ АТ ПАСТУХОВ АГ НЕСМИЯН АЮ СИРАКОВ КА

доктор технических наук профессор академик РАН ФГБНУ laquoФедеральный научный агроинженерный центр ВИМraquo (г Москва Россия) доктор технических наук профессор ФГБОУ ВО laquoСанкт-Петербургский государственный аграрный университетraquo (г Пушкин Россия) доктор технических наук профессор ФГБНУ laquoФедеральный научный агроинженерный центр ВИМraquo (г Москва Россия) доктор технических наук профессор член-корреспондент РАН ФГБНУ laquoФедеральный научный агроинженерный центр ВИМraquo (г Москва Россия) доктор технических наук профессор член-корреспондент РАН Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде доктор технических наук профессор Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде доктор технических наук профессор академик МАИ и НАК Научно-исследовательский институт агроинженерных проблем и новых технологий (г Алматы Республика Казахстан) Doctor of Philosophy (PhD) профессор Технический университет (г Острава Чехия) доктор технических наук профессор ФГБОУ ВО laquoСаратовский государственный технический университет имени ЮА Гагаринаraquo (Россия) доктор технических наук доцент ФГБОУ ВО laquoЯрославская государственная сельско-хозяйственная академияraquo (Россия) доктор технических наук доцент ФГБОУ ВО laquoОрловский государственный университет им ИС Тургеневаraquo (Россия) доктор технических наук профессор ФГБОУ ВО laquoРоссийский государственный аграрный университет ndash МСХА им КА Тимирязеваraquo (Россия) доктор технических наук профессор ФГБОУ ВО laquoСтавропольский государственный аграрный университетraquo (Россия) доктор технических наук профессор ФГБОУ ВО laquoБелгородский государственный аграрный университет имени ВЯ Горинаraquo (Россия) доктор технических наук доцент Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде Doctor of Philosophy (PhD) доцент Университет им Ангела Кынчева (г Русе Болгария)

Составитель

Мирошникова ВВ ndash кандидат технических наук Редактор Лучинкина НП Художественный редактор Вдовикина СП Компьютерная верстка Гвоздик НВ Перевод Заболотняя ЕА

Подписано в печать 28022020 г Выход в свет 27032020 г Формат 60times84 18 Уч-изд л 126 Тираж 1000 экз Заказ 6 Адрес редакции 347740 Ростовская область г Зерноград ул Ленина 21 ТелефонфаксE-mail (863-59) 43-8-97 (863-59) 43-3-80 vand2008mailru

В соответствии с решением Президиума Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации от 29122015 г журнал включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий

в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и входит в базу данных AGRIS ФАО ООН Ulrichrsquos Periodicals Directory американского издательства Bowker

При перепечатке материалов ссылка на laquoВестник аграрной науки Донаraquo обязательна

В издании рассматриваются научные проблемы обеспечения функционирования различных отраслей АПК Представленный материал предназначен для ученых преподавателей аспирантов и студентов вузов руководителей предприятий АПК

слушателей курсов повышения квалификации и др copy ФГБОУ ВО Донской ГАУ 2020 copy ФГБНУ laquoАНЦ laquoДонскойraquo 2020 copy ФГБНУ РосНИИПМ 2020

DON AGRARIAN SCIENCE BULLETIN The journal is registered by Federal Agency for Supervision of Legislation Observance of Mass Communications Sphere and Cultural Heritage Protection Certificate ПИ ФС77-47152 from November 3 2011 г 1 (49) 2020

Constitutors Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education laquoDon State Agrarian Universityraquo State Scientific Establishment laquoAgricultural Research Center laquoDonskoyraquo Federal State Budgetary Scientific Institution laquoRussian Research Institute of Melioration Problemsraquo

Editor in chief SERYOGIN AA Deputy editor in chief YUDAEV IV

Doctor of Technical Sciences professor Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd Doctor of Technical Sciences professor Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd

Editorial staff STREBKOV DS SHKRABAK VS VASILJEV AN LOBACHEVSKIY YaP TARANOV MA BONDARENKO AM SADYKOV ZhS VITEZSLAV STYSKALA ARTYUKHOV I I ORLOV PS BARANOV YuN KAZANTSEV SP LEBEDEV AT PASTUKHOV AG NESMIYAN AYu SIRAKOV KA

Doctor of Technical Sciences professor Academician of the RAS FSBSI laquoFederal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanizationraquo (Moscow Russia) Doctor of Technical Sciences professor FSBEI HE laquoSt-Petersburg State Agrarian Universityraquo (Pushkin Russia) Doctor of Technical Sciences professor FSBSI laquoFederal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanizationraquo (Moscow Russia) Doctor of Technical Sciences professor Corresponding Member of the RAS FSBSI laquoFederal Scientific Agroengineering Center All-Russian Institute for Mechanizationraquo (Moscow Russia) Doctor of Technical Sciences professor Corresponding Member of the RAS Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd Doctor of Technical Sciences professor Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Russia) Doctor of Technical Sciences professor Academician MAI and NAK Research Institute of Agroengineering Problems and New Technologies (Alma-Aty Kazakhstan) Doctor of Philosophy (PhD) professor Technickaacute Univerzita Ostrava (VŠB ndash TUO) (Ostrava Czech Republic) Doctor of Technical Sciences professor FSBEI HE laquoYuri Gagarin State Technical University of Saratovraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences associate professor FSBEI HE laquoYaroslavlrsquo State Agricultural Academyraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences associate professor FSBEI HE laquoTurgenev Oryol State Universityraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences professor FSBEI HE laquoRussian State Agrarian University ndash Moscow Timiryazev Agricultural Academyraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences professor FSBEI HE laquoStavropol State Agrarian Universityraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences professor FSBEI HE laquoBelgorod State Agricultural Univerisity named after V Gorinraquo (Russia) Doctor of Technical Sciences associate professor Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Russia) Doctor of Philosophy (PhD) associate professor laquoAngel Kanchevraquo University of Ruse (Bulgaria)

Compiler Miroshnikova VV ndash candidate of technical sciences Editor Luchinkina NP Art editor Vdovikina SP Computer editors Gvozdik NV English version executive Zabolotniaia EA

Signed to publishing ndash 28022020 Published ndash 27032020 Format 60times84 18 Circulation 1000 copies Order No 6 Editorrsquos address 347740 Rostov region Zernograd 21 Lenin St TelfaxE-mail (863-59) 43-8-97 (863-59) 43-3-80 vand2008mailru

According to the decision of Presidium of Higher attestation commission of the Ministry of Education and Science

of the Russian Federation on 29122015 the journal was included into the list of leading peer-reviewed journals and issues where candidate and doctoral degree thesis basic scientific results should be published

The journal is included into the Russian Science Citation Index (RISC) and is included into AGRIS international database of FAO UN

the Ulrichs Periodicals Directory database of Bowker american publishing house

When recopying the materials one must refer to laquoDon agrarian science bulletinraquo This journal deals with the scientific problem of different fields functioning in Agro-Industrial Complex

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

copy FSBEI HE Don SAU 2020 copy SSE laquoARC laquoDonskoyraquo 2020 copy FSBSI RRIMP 2020

1 (49) 2020 Вестник аграрной науки Дона

3

СОДЕРЖАНИЕ CONTENTS

Технологии средства механизации и энергетическое оборудование

Technology mechanization and power equipment

Несмиян АЮ Должиков ВВ Должикова НН Ашитко АА Колесник РЮ Универсальный гидропривод сельскохозяйственных машинhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

5

Nesmian AYu Dolzhikov VV Dolzhikova NN Ashitko АА

Kolesnik RYu Universal hydraulic drive of agricultural machineshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

5

Кравченко ВА Кравченко ЛВ Результаты исследования тягово-сцепных свойств олигомерных шин для движителей тракторов третьего тягового классаhelliphelliphelliphelliphelliphellip

10

Kravchenko VA Kravchenko LV Results of research of traction-chain properties of oligomeric tires for third class tractor motorshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

10

Краснова АЮ Мирошникова ВВ Роль массажа вымени в раздое первотёлокhelliphellip

20

Krasnova AYu Miroshnikova VV Role of massage of the udder in milking of heifershelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

20

Ксёнз НВ Гуриненко ЛА Сидорцов ИГ Белоусов АВ Повышение продуктивности биологических объектов на основе электроактивации внешних воздействийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

26

Ksenz NV Gurinenko LA Sidortsov IG Belousov AV Increasing the productivity of biological objects based on electroactivation of external effectshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

26

Юдаев ИВ Попов МЮ Попова РВ Автономная теплица функционирующая на возобновляемых энергоресурсахhelliphelliphelliphelliphelliphellip

33

Yudaev IV Popov MYu Popova RV Autonomous greenhouse running on renewable energy resourceshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

33

Черкасов РИ Адигамов КА Ашнин АА Никишин ВВ Совершенствование установки валкового типа для измельчения твердых материаловhelliphelliphelliphelliphellip

42

Cherkasov RI Adigamov KA Ashnin AA Nikishin VV Improving the installation of the roller type for grinding solid materialshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

42

Савельев ЮА Петров АМ Ишкин ПА Петров МА Авдеев ДА Обоснование кинематических параметров тягово-приводного почвообрабатывающего орудияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

47

Savelev YA Petrov AM Ishkin PA Petrov MA Avdeev DA Substantiation of kinematic parameters of a traction-drive tillage implementhelliphelliphelliphellip

47

Максимов ВП Ушаков АЕ Концептуальное конструирование орудий для основной обработки склоновых земельhelliphelliphellip

53

Maksimov VP Ushakov AE Conceptual design of tools for basic processing of sloping landshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

53

Вендин СВ Самсонов ВА Саенко ЮВ Семернина МА Расчет конструктивных параметров ножей для измельчения пророщенного зернаhelliphelliphelliphelliphellip

59

Vendin SV Samsonov VA Saenko YuV Semernina MA Calculation of the construction parameters of knives for grinding the sprouted grainhelliphellip

59

Техносферная безопасность

Technosphere safety

Таранушина ИИ Попова ОВ Бганцев АН О проблеме культуры безопасности труда на предприятияхhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

66

Taranushina II Popova OV Bgantsev AN On the issue of labor safety culture at enterpriseshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

66

Липкович ИЭ Егорова ИВ Петренко НВ Оценочные характеристики некоторых параметров условий труда операторов самоходных сельскохозяйственных машинhelliphelliphellip

72

Lipkovich IE Egorova IV Petrenko NV Estimation characteristics of some parameters of the working conditions of operators of automotive agricultural machineshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

72

Вестник аграрной науки Дона 1 (49) 2020

4

Савельев АП Еналеева СА Шкрабак ВС Шкрабак РВ Чугунов МН Особенности расчета пожарного риска птичника на 200000 голов ООО laquoАвангардraquo Республики Мордовияhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

81

Savelyev AP Enaleeva SA Shkrabak VS Shkrabak RV Chugunov MN Features of calculation of fire risk of the poultry house on 200000 heads LLC laquoAvangardraquo of the Republic of Mordoviahelliphellip

81

Гузенко ЕЮ Сёмин ДВ Мартынов ИС Мисюряев ВЮ Стажировка работников сельского хозяйства как эффективное направление обеспечения их безопасностиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

90

Guzenko EYu Semin DV Martynov IS Misyuryaev VYu Training of agricultural workers as an effective direction of ensuring their securityhelliphelliphelliphelliphellip

90

1 (49) 2020 Технологии средства механизации и энергетическое оборудование

5

ТЕХНОЛОГИИ

СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ

И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 63131906

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГИДРОПРИВОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

copy 2020 г АЮ Несмиян ВВ Должиков НН Должикова АА Ашитко РЮ Колесник

Внедрение и функциональное расширение гидроприводов на мобильных машинах в сельскохозяйственных ком-

мунальных и прочих отраслях влечет увеличение их удельной мощности Расширяется применение гидросистем внеш-него отбора мощности обеспечивающих возможность независимого привода различных потребителей в широком диа-пазоне нагружения Флагманы иностранного сельскохозяйственного дорожного промышленного машиностроения обо-рудуют свои изделия гидросистемами мощность которых значительно превышает 70 кВт И этот показатель продолжает расти В связи с тем что разработчики мобильных энергосредств находятся в жѐстких рамках по массогабаритным топ-ливным и прочим показателям создание такой техники идет по пути внедрения универсальных гидросистем Универса-лизация гидросистем для обеспечения работы внешних потребителей ndash одна из наиболее главных задач развития гид-росистем Но несмотря на более чем вековое развитие и совершенствование гидропривода научные изыскания с це-лью создания универсальных и более экономичных моделей активно ведутся в разных странах мира Большим минусом этих конструкций является невозможность изменения частоты вращения вала гидромотора привода рабочего оборудо-вания так как этот параметр зависит от износа узлов и деталей гидропривода температуры масла Важным показате-лем современных гидравлических приводов является внедрение регулируемых насосов которые значительно расши-ряют потенциал гидропривода путем улучшения технико-экономических показателей В этом случае привод всего обо-рудования обеспечивается одним насосом Такие laquoцентрализованныеraquo системы работают от единых источников энер-гии и кондиционеров В результате обеспечивается возможность обратного вращения гидромотора его затормажива-ние плавное изменение частоты вращения привода полезного оборудования сельскохозяйственных машин

Ключевые слова гидропривод универсализация регулируемый насос гидромотор реверс рабочее оборудо-вание

UNIVERSAL HYDRAULIC DRIVE OF AGRICULTURAL MACHINES

copy 2020 AYu Nesmian VV Dolzhikov NN Dolzhikova АА Ashitko RYu Kolesnik

The introduction and functional expansion of hydraulic drives on mobile machines in agricultural municipal and other in-

dustries leads to an increase in their capacity The use of external power take-off hydraulic systems is expanding providing the possibility of independent drive of various consumers in a wide range of loads Flagships of the foreign agricultural road and industrial engineering industries equip their products with hydraulic systems that have a power significantly greater than 70 kW And this indicator continues to grow Due to the fact that the developers of mobile power facilities are in strict limits on weight-size fuel and other indicators the creation of such equipment is on the way of implementing universal hydraulic systems Universalization of hydraulic systems to ensure the work of external consumers is one of the most important tasks of the deve-lopment of hydraulic systems However despite more than a century of development and improvement of the hydraulic drive scientific research to create universal and more economical models is actively carried out in different countries of the world A big disadvantage of these designs is the inability to change the speed of the shaft of the hydraulic motor drive of the working equip-ment since this parameter depends on the amortization of components and parts of the hydraulic drive the oil temperature An important indicator of modern hydraulic drives is the introduction of recirculated pumps which significantly expand the potential of the hydraulic drive by improving technical and economic indicators In this case the entire equipment is driven by a single pump These laquocentralizedraquo systems operate from single energy sources and air conditioners As a result it is possible to reverse the rotation of the hydraulic motor its braking and a smooth change in the frequency of rotation of the drive of the useful equip-ment of the agricultural machine

Keywords hydraulic drive universalization adjustable pump hydraulic motor reverse working equipment


6

Введение Внедрение и функциональное расширение гидроприводов на автотракторной технике влечет увеличение их удельной мощно-сти [1] Флагманы иностранного сельскохозяй-ственного дорожного промышленного машино-строения оборудуют свои изделия гидросисте-мами мощность которых значительно превы-шает 70 кВт [2 3]

Актуализация гидросистем для обеспече-ния работы внешних потребителей сельскохо-зяйственных машин в большом диапазоне ре-жимов ndash одна из главных задач развития гидро-систем

В связи с тем что разработчики мобиль-ных энергосредств находятся в жѐстких рамках по массогабаритным топливным и прочим пока-зателям создание такой техники идет по пути внедрения универсальных гидросистем [4 5]

Такие laquoцентрализованныеraquo системы ра-ботают от единых источников энергии и конди-ционеров [6 7]

Важным показателем современных гид-равлических приводов является внедрение ре-гулируемых насосов которые значительно рас-ширяют потенциал гидропривода путем улуч-шения технико-экономических показателей В этом случае привод всего оборудования обеспечивается одним насосом При этом во время изменения расхода рабочей жидкости объемные потери столь малы что их можно не учитывать [8]

Но несмотря на более чем вековое раз-витие и совершенствование гидропривода на-учные изыскания с целью создания универ-сальных и более экономичных моделей активно ведутся в разных странах мира

Методика исследований Значительная масса сельскохозяйственных машин оборудо-ванных гидравликой обладают независимыми гидравлическими приводами центральных уз-лов ходовой и рабочей частей

Большим минусом этих конструкций яв-ляется невозможность изменения частоты вра-щения вала гидромотора привода рабочего оборудования так как этот параметр зависит от износа узлов и деталей гидропривода темпера-туры масла Но источники гидравлической энер-гии могут функционировать при разной частоте вращения вала гидропривода Так например рабочее оборудование машин сельскохозяйст-венного назначения работает при скорости

вращения вала насоса от 540 до 3000 и более обмин Еще одним значительным недостатком является невозможность реверса и остановки гидромоторов ведущих колес и оборудования трактора [9 10]

Для увеличения рабочих диапазонов гид-равлического привода сельскохозяйственных машин предлагается гидропривод который включает в себя насос (работает от двигателя) гидромотор (приводит во вращения ходовые колеса) гидромотор для рабочих потребителей и регулятор частоты вращения гидромотора В данной схеме задействованы регулируемый насос и клапан разности давлений с логическим элементом Между гидромотором и регулируе-мым насосом стоит клапан разности давлений Пружинная часть последнего соединена с регу-лятором скорости а противоположная ndash с логи-ческим элементом и далее с напорной гидроли-нией Гидромотор навесного оборудования так-же контактирует с регулируемым насосом через регулятор На сливе имеется распределитель с обратным клапаном Дроссель с обратным кла-паном установлен параллельно регулятору

В результате обеспечивается возмож-ность обратного вращения гидромотора его затормаживание плавное изменение частоты вращения привода полезного оборудования сельскохозяйственной машины

На рисунке 1 приведено устройство такого гидропривода

Источник энергии 1 через регулируемый насос 2 соединен с гидромотором 3 гидроли-ниями 4 5 посредством клапана разности дав-лений 6 а также с гидромотором 7 через регу-лятор скорости 8 и гидролинии 4 5 9 Противо-положная от пружинной полость 10 клапана со-единена с гидролиниями 4 и 5 посредством ло-гического элемента 11 Пружинная часть 12 клапана контактирует с гидролинией 9 Регуля-тор скорости 9 включает в себя регулируемый дроссель 13 Также схема включает в себя об-ратные клапаны 14 15 и распределитель 16 Гидролинии 4 и 9 соединяются дросселем 17 и обратным клапаном 18 Схема оборудована предохранительными клапанами 19 20 Гидро-цилиндр 21 с распределителем 22 управляют подачей регулируемого насоса 2 Система под-питки состоит из насоса 23 и системы клапанов (переливного 24 обратных 25 26)


7

Рисунок 1 ndash Устройство гидропривода

Результаты исследований и их обсу-

ждение Сельскохозяйственная машина может работать в трех режимах

1) перемещение машины (рабочее обору-дование не задействовано)

2) стационарное положение машины (ра-бочее оборудование задействовано)

3) перемещение машины при работе обо-рудования

Вышеизложенные режимы работы про-анализируем в процессе тяги торможения гид-роприводом и реверса

В транспортном режиме работы сельско-хозяйственной машины дроссель закрыт Дав-ление рабочей жидкости по гидролинии 4 и ло-гическому элементу воздействует на полость 10 клапана Соответственно золотник перемеща-ется влево Масло направляется на гидромотор через клапан и гидролинию 4 Незначительная часть масла из полости 10 идет в гидролинию 5 на всасывание насоса

При торможении гидромотор функциони-рует в режиме насоса подавая масло в насос

При этом последний начинает работать в каче-стве гидромотора В полости 10 клапана возни-кает давление Золотник вытесняя жидкость перемещается влево Когда гидромотор 3 рабо-тает в режиме насоса давление в гидролинии 4 падает Она становится всасывающей

Для заднего хода сельскохозяйственной машины нужно гидролинию 5 соединить с гид-ромотором 3 При этом насос обеспечивает в гидролинии 5 давление которое через логиче-ский элемент 11 возникает в полости клапана откуда поступает в гидролинию 4 через дрос-сель с клапаном Распределитель открыт Ра-бочая жидкость идет в насос из гидромотора 3 Обратный клапан запирает жидкость и не дает ей идти на гидромотор 7

Для работы оборудования в стационарном положении машины давление создаваемое на-сосом по гидролинии 4 и регулятор скорости 8 идет в гидромотор 7 Скорость вала последнего изменяется регулируемым дросселем 13 Оста-новка рабочего оборудования трансмиссией обеспечивается гидромотором который в каче-стве насоса направляет масло в насос В этом случае последний начинает работать в качестве гидромотора Слив из насоса идет на гидромо-тор посредством открытого регулятора скорости по гидролиниям 4 и 9 Обратный клапан 14 за-пирает масло препятствуя поступлению его в гидромотор

Обратное перемещение рабочего обору-дования обеспечивается переводом распреде-лителя в положение которое соединяет гидро-мотор 7 и гидролинию 5 минуя обратный кла-пан Насос нагнетает давление в гидромотор 7 Масло поступает на всасывание насоса

Работа оборудования в транспортном ре-жиме машины характеризуется скоростью вра-щения вала гидромотора 7 путем изменения проходного сечения дросселя При бесступен-чатом повышении давления насоса машина на-чинает перемещение Лишнюю рабочую жид-кость которая не проходит через регулятор гидролиния 4 направляет через клапан в гидро-мотор 3 привода ходовых колес Давление ра-бочей жидкости между гидромоторами 3 и 7 дросселируется с помощью клапана разности давлений и регулятором скорости

Принцип действия гидропривода заклю-чается в следующем Давление от насоса воз-растает Клапан находится в закрытом положе-нии а регулятор скорости ndash в открытом Рабо-


8

чая жидкость идет в гидромотор 7 Как только гидромотор 7 выходит на свой номинал излиш-ки масла через клапан идут в гидромотор 3 Тем самым скорость вращения вала гидромотора 7 поддерживается на постоянном уровне Также она может регулироваться дросселем по задан-ной программе Скорость перемещения сель-скохозяйственной машины изменяется насосом

Изменение скорости вращения валов гид-ромоторов происходит уменьшением или уве-личением подачи насоса С целью замедления гидромоторов подачу насоса уменьшают Из-за снижения расхода рабочей жидкости гидромо-торы 3 и 7 выполняют функцию насосов и дают давление в насос через гидролинию 5 Обрат-ные клапаны 14 и 15 не дают маслу попасть в заторможенный гидромотор при работе второго позволяя соблюдать технику безопасности

На рисунке 2 представлены законы из-менчивости частоты вращения валов гидромо-торов np0 и сельскохозяйственной машины n0 n1 и n2 в зависимости от выбора угла регулирова-ния Допускаем что предельная частота вра-щения валов 3000 обмин (транспортная ско-рость сельскохозяйственной машины ndash 15 кмч) Объем гидромотора рабочего оборудования на 05 меньше чем объем насоса Объем гидромо-тора ходовой и насоса одинаков

Скорость вращения вала гидромотора приводящего во вращение ходовые колеса на-прямую связана с углом регулирования насоса и изменяется по линии ОВ Скорость вала гид-ромотора рабочего оборудования при этом рав-на нулю (np0 = 0)

Рисунок 2 ndash Изменение скорости вращения валов гидромоторов от угла регулирования насоса

Шкала справа показывает связь скорости

вращения вала гидромотора ходовых колес в зависимости от поступательной скорости маши-ны При np0 = 3000 обмин масло идет в гидро-мотор рабочего оборудования (угол регулиро-вания насоса α = 15deg) При α gt 15deg масло идет на привод ходовой Связь скорости вращения гидромотора ходовой от угла регулирования насоса отображает линия ED

Выводы Создание универсального гид-ропривода в настоящее время неизбежно вле-чет изменение комплексных системных подхо-дов при его разработке и модернизации Это позволит обеспечить высокие технические па-раметры машины и ее необходимую конкурен-тоспособность на мировых рынках

Таким образом централизованное устрой-ство гидропривода с одним регулируемым насо-сом делает схему универсальной благодаря плавному и бесступенчатому изменению рабочих режимов сельскохозяйственной машины и его рабочего оборудования позволяет осуществлять реверс и остановку машины При этом улучша-ются экономические и энергетические показате-ли машины

Литература 1 О перспективных направлениях создания гид-

равлических агрегатов приводов строительных и дорож-ных машин ВА Коробкин АЯ Котлобай АА Котлобай ВФ Тамело Наука и техника ndash 2012 ndash 6 ndash С 71ndash76 (Белоруссия)

2 Королькевич АВ Многофункциональный гид-ропривод мобильных машин АВ Королькевич


9

МИ Жилевич Вестник Белорусского национального технического университета ndash 2010 ndash 6 ndash С 58ndash61 (Белоруссия)

3 Несмиян АЮ Обеспеченность предприятий агропромышленного комплекса сельскохозяйственной техникой АЮ Несмиян ВВ Должиков Совершенст-вование технических средств производства продукции растениеводства межвузовский сборник научных трудов ndash Зерноград 2013 ndash С 64ndash68

4 Сравнительные характеристики орудий для по-верхностной обработки почвы АЮ Несмиян ВВ Дол-жиков СА Гладкий МГ Кобец Тракторы и сельхозма-шины ndash 2014 ndash 3 ndash С 23ndash25

5 Жилевич МИ Новые возможности эксперимен-тальной доводки гидроприводов машин МИ Жилевич АВ Королькевич ВС Шевченко Вестник Белорусского национального технического университета ndash 2011 ndash 6 ndash С 54ndash56 (Белоруссия)

6 Муздыбаев МС Обеспечение работоспособ-ности гидромеханической трансмиссии транспортных машин МС Муздыбаев АС Муздыбаева ДМ Мырза-бекова Вестник Восточно-Казахстанского государствен-ного технического университета ndash 2018 ndash 4 ndash С 149ndash153 (Казахстан)

7 Рылякин ЕГ Влияние эксплуатационных фак-торов на изменение надежности гидроагрегатов мобиль-ных машин ЕГ Рылякин АВ Курылев Молодой уче-ный ndash 2014 ndash 4 ndash С 247ndash249

8 Попов ВБ Математическое обеспечение для проектирования подъемно-навесных устройств мобиль-ных энергетических средств ВБ Попов Вестник АПК Верхневолжья ndash 2014 ndash 3 (27) ndash С 67ndash71

9 Бажутов ДН Модернизация гидравлической системы навесного оборудования трактора ДН Бажу-тов ГА Ленивцев ОС Володько Известия Самарского научного центра Российской академии наук Механика и машиностроение ndash 2011 ndash Т 13 ndash 4 ndash С 955ndash956

10 Волков ВН Особенности работы гидравличе-ских систем лесозаготовительной техники в условиях эксплуатации при низких температурах ВН Волков ВА Бурмистров ОМ Тимохова Технические науки ndash 2014 ndash 8 ndash С 1283ndash1287

References 1 Korobkin VA Kotlobay AYa Kotlobay AA Ta-

melo VF O perspektivnykh napravleniyakh sozdaniya gidrav-licheskikh agregatov privodov stroitelnykh i dorozhnykh ma-shin [About perspective directions of creation of hydraulic units drives of construction and road cars] Nauka i tekhnika 2012 No 6 pp 71ndash76 (Belorussiya)

2 Korolkevich AV Zhilevich MI Mnogofunktsional-nyy gidroprivod mobilnykh mashin [Multifunctional hydraulic

drive for mobile machines] Vestnik Belorusskogo natsional-nogo tekhnicheskogo universiteta 2010 No 6 pp 58ndash61 (Belorussiya)

3 Nesmiyan AYu Dolzhikov VV Obespechennostprime predpriyatiy agropromyshlennogo kompleksa selprimeskoho-zyaystvennoy tekhnikoy [Provision of agricultural machinery for agricultural enterprises] Sovershenstvovanie tekhni-cheskikh sredstv proizvodstva produktsii rastenievodstva mezhvuzovskiy sbornik nauchnykh trudov Zernograd 2013 pp 64ndash68 (In Russian)

4 Nesmiyan AYu Dolzhikov VV Gladkiy SA Ko-bets MG Sravnitelnye harakteristiki orudiya dlya poverh-nostnoy obrabotki pochvy [Comparative characteristics of tools for surface tillage] Traktory i selhozmashiny 2014 No 3 pp 23ndash25 (In Russian)

5 Zhilevich MI Korolkevich AV Shevchenko VS Novye vozmozhnosti eksperimentalnoy dovodki gidroprivodov mashin [New features of experimental debugging of hydraulic drives of cars] Vestnik Belorusskogo natsionalnogo tekhni-cheskogo universiteta 2011 No 6 pp 54ndash56 (Belorussiya)

6 Muzdybaev MS Muzdybaeva AS Myrzabeko- va DM Obespechenie rabotosposobnosti gidromekhani-cheskoy transmissii transportnykh mashin [Ensuring the per-formance of the hydro-mechanical transmission of transport vehicles] Vestnik Vostochno-Kazakhstanskogo gosu-darstvennogo tekhnicheskogo universiteta 2018 No 4 pp 149ndash153

7 Rylyakin EG Kurylev AV Vliyanie ekspluata-tsionnykh faktorov na izmenenie nadezhnosti gidroagregatov mobilnykh mashin [Influence of operational factors on chang-ing the reliability of hydraulic units of mobile machines] Molo-doy uchenyy 2014 No 4 pp 247ndash249 (In Russian)

8 Popov VB Matematicheskoe obespechenie dlya proektirovaniya podemno-navesnykh ustroystv mobilnykh energeticheskikh sredstv [Mathematical support for the de-sign of lifting and attachment devices for mobile power facili-ties] Vestnik APK Verhnevolzhya 2014 No 3 (27) pp 67ndash71 (In Russian)

9 Bazhutov DN Lenivtsev GA Volodko OS Mo-dernizatsiya gidravlicheskoy sistemy navesnogo oborudova-niya traktora [Modernization of the hydraulic system of tractor attachments] Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Ros-siyskoy akademii nauk Mekhanika i mashinostroenie 2011 T 13 No 4 pp 955ndash956 (In Russian)

10 Volkov VN Burmistrov VA Timokhova OM Osobennosti raboty gidravlicheskikh system lesozagotovitel-noy tekhniki v usloviyakh ekspluatatsii pri nizkikh temperatu-rakh [Features of operation of hydraulic systems of logging equipment in operating conditions at low temperatures] Tekhnicheskie nauki 2014 No 8 pp 1283ndash1287 (In Russian)

Сведения об авторах

Несмиян Андрей Юрьевич ndash доктор технических наук доцент профессор кафедры laquoТехнологии и средства ме-ханизации АПКraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-904-346-83-54 E-mail nesmiyanandreiyandexru

Должиков Валерий Викторович ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoТехнологии и средства меха-низации АПКraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-908-512-97-27 E-mail ValeriyDolzhikovyandexru


10

Должикова Надежда Николаевна ndash магистрант Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-988-564-43-21 E-mail vv7713vvbkru

Ашитко Андрей Андреевич ndash аспирант Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-928-755-30-25 E-mail ashitko2010yandexru

Колесник Руслан Юрьевич ndash аспирант Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-951-823-38-65 E-mail microlis05-05mailru

Information about the authors

Nesmiyan Andrey Yurievich ndash Doctor of Technical Sciences associate professor professor of the Technologies and means of mechanization of agroindustrial complex department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Рhone +7-904-346-83-54 E-mail nesmiyanandreiyandexru

Dolzhikov Valery Viktorovich ndash Сandidate of Technical Sciences associate professor of the Technologies and means of mechanization of agroindustrial complex department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Рhone +7-908-512-97-27 E-mail ValeriyDolzhikovyandexru)

Dolzhikova Nadezhda Nikolaevna ndash master student Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Рhone +7-988-564-43-21 E-mail vv7713vvbkru)

Ashitko Andrey Andreеvich ndash postgraduate student Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Рhone +7-928-755-30-25 E-mail ashitko2010yandexru

Kolesnik Ruslan Yurievich ndash postgraduate student Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Рhone +7-951-823-38-65 E-mail microlis05-05mailrutel

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

УДК 631372

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЯГОВО-СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ ОЛИГОМЕРНЫХ ШИН

ДЛЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ ТРАКТОРОВ ТРЕТЬЕГО ТЯГОВОГО КЛАССА

copy 2020 г ВА Кравченко ЛВ Кравченко

Ведущее колесо колѐсного сельскохозяйственного мобильного энергетического средства должно обладать высо-кими тягово-сцепными и агротехнологическими свойствами Выполнение данной задачи в значительной степени зависит от изыскания и реализаций мероприятий по совершенствованию и созданию новых конструкций шин которые требуют применения иных марок резин и других материалов позволяющих применять прогрессивные технологии при изготовле-нии шин Целью исследований и испытаний предусматривалось определение на различных опорных основаниях тягово-энергетических показателей олигомерной шины типоразмера 66times4300-25 и серийной шины 213R24 модели ФД-14А устанавливаемых на тракторах третьего класса тяги Результаты проведѐнных сравнительных испытаний показали что на всех опорных основаниях лучшими тягово-энергетическими показателями обладает олигомерная шина типоразмера 66times4300-25 при номинальной тяговой нагрузке равной 75 кН тяговый КПД олигомерной шины выше на 1685 1772 и 1143 при меньшем буксовании в 180 325 и 285 раз по сравнению с серийной шиной соответственно на бетоне стерне и пару Данные эксплуатационно-технологической оценки олигомерных шин показали что производи-тельность агрегата на базе колѐсного трактора третьего класса тяги за час основного времени с олигомерными шинами выше более чем на 210 а удельный расход топлива ниже до 100 чем с шинами ФД-14А Однако тормозные свой-ства трактора Т-150К на шинах фирмы laquoLimraquo на дорогах общего назначения хуже чем с серийными шинами испытания также показали низкую надѐжность олигомерных шин Материалы статьи могут быть использованы работниками сель-скохозяйственных предприятий учебных и научных организаций

Ключевые слова шина шинный тестер тягово-энергетические показатели напряжения объѐмная масса


11

RESULTS OF RESEARCH OF TRACTION-CHAIN PROPERTIES OF OLIGOMERIC TIRES FOR THIRD CLASS TRACTOR MOTORS

copy 2020 г VA Kravchenko LV Kravchenko The driving wheel of a wheeled agricultural mobile energy facility must have high towing and agrotechnological proper-

ties The fulfillment of this task largely depends on the search and implementation of measures to improve and create new tire designs which requires the use of other brands of rubber and other materials that allow the use of advanced technologies in the manufacture of tires The purpose of research and testing was to determine on various supporting bases of the traction and energy indicators of an oligomeric tire of size 66times4300-25 and a serial tire 213R24 of the FD-14A model installed on tractors of the third draft class The results of the comparative tests showed that the oligomer tire of size 66times4300-25 has the best traction and energy performance on all supporting foundations with a rated traction load of 75 kN the traction efficiency of the oligomer tire is 1685 higher 1772 and 1143 with less slippage 180 325 and 285 times compared with the serial tire respective-ly on concrete stubble and steam The data on the operational and technological evaluation of oligomer tires showed that the performance of an aggregate based on a wheel tractor of the third draft class for an hour of basic time with oligomer tires is more than 210 higher and specific fuel consumption is lower to 100 than with FD-14A tires However the braking properties of the T-150K tractor on Lim tires on general purpose roads are worse than with serial tires and tests have also shown low reliabili-ty of oligomer tires This article can be used by employees of agricultural enterprises educational and scientific organizations

Keywords tire tire tester traction and energy indicators stresses bulk density

Введение Ведущее колесо колѐсного сельскохозяйственного мобильного энергетиче-ского средства должно обладать высокими тя-гово-сцепными и агротехнологическими свойст-вами [1 2 3 4 5] Мобильная сельскохозяйст-венная техника при выполнении технологиче-ских операций воздействует своими ходовыми системами на почву [6 7 8 9 10] что приводит к снижению урожая сельскохозяйственных куль-тур а также к росту сопротивления сельскохо-зяйственных машин при последующей обработ-ке в результате чего годовой перерасход топли-ва по стране составляет около одного млн т [3]

Решение этих задач во многом зависит от изыскания и реализаций мероприятий по со-вершенствованию и созданию новых конструк-ций шин являющихся основными элементами колѐсного движителя удовлетворяющих совре-менным требованиям [3 4]

В практике тракторостроения преоблада-ют две основные тенденции улучшения тягово-энергетических и агротехнических свойств ко-лѐсных движителей применение шин увели-ченного типоразмера и совершенствование кон-струкций шин [3 4 11 12]

Не отрицая полезности исследований первого направления следует отметить что улучшение эксплуатационных качеств колѐсных движителей путѐм применения шин повышенно-го типоразмера в настоящее время практически исчерпало свои возможности вследствие огра-ничения габаритов трактора [3 4 11 12]

Опыт конструирования и испытаний сель-скохозяйственных тракторов накопленный в Российской Федерации и других странах пока-зывает что наиболее перспективным направ-

лением является создание новых высокоэла-стичных и совершенствование существующих конструкций пневматических движителей кото-рые будут работать не снижая своего срока службы даже при низких давлениях воздуха в шине [3 4 11 12 13]

Создание новых высокоэластичных пнев-матических шин современных конструкций тре-бует новой рецептуры резин и материалов при-менения каучук-олигомерных композиций [13] которые позволяют применять новые прогрессив-ные технологии при изготовлении шин

В настоящее время в Российской Феде-рации и в других странах создаются шины на основе каучук-олигомерных композиций В ча-стности австрийской фирмой laquoLimraquo создан ти-поразмерный ряд широкопрофильных шин на основе олигомеров

Целью исследований и испытаний предусматривалось определение тягово-энерге-тических показателей трактора третьего класса тяги в комплектации олигомерными шинами ти-поразмера 66times4300-25 и шинами 213R24 мо-дели ФД-14А на пару (фон 1) стерне зерновых колосовых (фон 2) и бетоне (фон 3)

Программа исследований и испыта-ний включала определение и сравнительную оценку тягово-энергетических показателей дви-жителей укомплектованных олигомерными и серийными шинами типоразмеров соответст-венно 66times4300-25 и 213R24 на различных опорных основаниях

Объект исследований ndash трактор третье-го класса тяги в комплектации олигомерными шинами типоразмера 66times4300-25 и серийными шинами 213R24


12

Предмет научных исследований ndash тя-гово-энергетические и агротехнологические по-казатели трактора третьего класса тяги в ком-плектации олигомерными шинами типоразмера 66times4300-25 и серийными шинами 213R24

Метод исследования и условия про-ведения экспериментов Нами был принят экспериментальный метод исследования с при-менением тяговых лабораторий и laquoшинного тестераraquo (авторские свидетельства и патенты на изобретение 1557469 1767381 2085891 2092806 2107275 2131119 2167402 2221998) [3 12 14 15] который был модернизирован для обеспечения установки шины 66times4300-25 и снижения трудоѐмкости при монтаже и демон-таже испытываемого колеса

Полевые испытания олигомерных шин типоразмера 66times4300-25 и шины 213R24 про-водились в агротехнические сроки на пару стерне озимой пшеницы и бетоне удовлетво-ряющим требованиям зональных нормативов и ГОСТ 7057-2001 Выбранные на расстоянии бо-лее 50 м от краѐв поля с геометрическими раз-мерами 600times1000 м участки на которых прово-дились испытания были выровнены угол на-клона их во всех направлениях был менее од-ного градуса на них отсутствовали следы от проезда техники после последней обработки а уплотнение подпахотного горизонта не превы-шало равновесного значения Характеристики почвенных фонов участка показаны в таблице 1

Таблица 1 ndash Характеристики почвенных фонов

Наименование показателей Фон Слой почвы см

0ndash10 10ndash20 20ndash30 30ndash40 40ndash50 50ndash60

Влажность фон 1 2223 2395 2390 2563 2532 2540

фон 2 2524 2431 2423 2387 2411 2421

Объѐмная масса гсм3 фон 1 085 114 129 131 132 132

фон 2 108 128 130 128 130 129

Результаты исследований Проведе-ние экспериментальных исследований с целью определения тягово-энергетических характери-стик и агротехнологических показателей шин непосредственно на мобильном энергетическом средстве затруднено в связи с необходимостью обеспечения точности измерения и устранения влияния конструкции других агрегатов систем и узлов трактора В связи с этим для проведения экспериментальных исследований нами была применена специальная модернизированная установка laquoшинный тестерraquo [3 12 14 15]

Для оценки тягово-энергетических показа-телей шин приняты следующие показатели [9

10 11 12 13 14 15] к minus тяговый КПД колеса

minus коэффициент буксования fP minus сила со-

противления качению f

minus составляющие

тягового КПД колеса соответственно по качению и буксованию колѐсного движителя

Определение тягово-энергетических по-казателей шин проводилось с использованием данных измерений

кМ minus момента подводимого

к оси ведущего колеса 1Р

2Р minus составляющих

сил в продольной плоскости действующих на колѐсный движитель minus угла определяющего расположение рамы laquoшинного тестераraquo к гори-

зонту Кn пкn minus числа оборотов испытываемо-

го и путеизмерительного колѐс Методика проведения полевых испытаний

шин на тестере заключается в следующем laquoШинный тестерraquo приводился в движение по заданному курсу который обеспечивался зара-нее выбранными ориентирами Регулированием потока масла в приводе испытываемого колеса и переключением передач трактора создава-лось необходимое кинематическое несоответ-ствие и вследствие этого получался разный уровень тяговой загрузки колеса Качение коле-са осуществлялось в нейтральном свободном и ведущем режиме [3] причѐм длина зачѐтного участка пути для каждого уровня нагрузки соот-ветствовала 60ndash80 м Испытания шин ведущих колѐс трактора третьего тягового класса прово-дились при штатных значениях нормальной на-грузки на колесо N которая соответствует мак-симально нагруженному колесу трактора Т-150К и внутреннего давления воздуха в шине

Значения нормальной нагрузки на колесо и внутришинного давления воздуха при испыта-ниях тракторов третьего класса тяги с олиго-мерными шинами типоразмера 66times4300-25 и шинами 213R24 приведены в таблице 2


13

Таблица 2 ndash Нагрузочные режимы при проведении испытаний

Модель шины Нормальная нагрузка N кН

Давление воздуха в шине pW МПа

Прогиб шины h мм

фон 1 фон 2 фон 3 фон 1 фон 2 фон 3 фон 1 фон 2 фон 3

66times4300-25 285 285 285 006 009 010 379 195 minus

213R24 260 260 260 010 011 016 minus minus minus

Показатели тягово-энергетических ка-честв испытываемых шин определялись по за-висимостям

minus тяговое усилие

gmNРРРKкр 21

(1)

где N ndash нормальная составляющая нагрузки на исследуемый движитель

Km ndash масса исследуемого движителя вместе

с деталями привода установленными на веду-щей оси

minus кинематический радиус качения веду-щего колеса

K

пк

пк

K

оп

Kn

nr

n

Sr

2 (2)

где оп

S minus расстояние проходимое исследуе-

мым движителем при проведении эксперимен-та которое определяется по количеству оборо-тов путеизмерительного (флюгерного) колеса

пк

r minus радиус качения путеизмерительного

(флюгерного) колеса minus коэффициент буксования

01

K

K

r

r (3)

где 0

Kr minus радиус качения в свободном режиме

качения ( 0крР )

minus тяговый КПД

K

кр

кр

К rМ

Р (4)

а б

а ndash фон 1 (N = 285 кН Pw = 006 МПа) б ndash фон 2 (N = 285 кН Pw = 009 МПа) в ndash фон 3 (N = 285 кН Pw = 010 МПа)

Рисунок 1 ndash Тяговые характеристики олигомерной

шины 66times4300-25

в


14

а б


Рисунок 2 ndash Тяговые характеристики серийной шины

213R24

в

minus потери мощности на буксование

1 (5)

minus потери мощности на перекатывание ко-леса

K

f (6)

minus сила сопротивления качению

K

K

Kf P

r

MP

0 (7)

В результате обработки эксперименталь-ных данных были получены базовые характе-ристики шин типоразмера 66times4300-25 и шины 213R24 на основании которых были рассчита-ны и построены их тяговые характеристики (ри-сунки 1 2) Под базовыми характеристиками здесь понимаются закономерности изменения

кинематического радиуса качения K

r и крутя-

щего момента к

М подводимого к оси ведущего

колеса в зависимости от тягового усилия крР

развиваемого в пятне контакта движителя с опорным основанием

Анализ результатов испытаний показал что испытываемые шины обладают весьма приемлемыми тяговыми показателями

Так на пару максимальные значения тя-гового КПД у олигомерной шины 66times4300-25 достигают 0655ndash0715 в диапазоне тяговой на-грузки равного 60ndash140 кН при изменении бук-сования от 4 до 20 (см рисунок 1 а) Значения тягового КПД в пределах 053ndash062 шины 213R24 получены при изменении тяговой на-грузки 40ndash100 кН Буксование при этом нахо-дится в пределах 6ndash30 (см рисунок 2 а)

На стерне озимой пшеницы получены аналогичные результаты У шины 213R24 при силе тяги равной 40ndash100 кН развивается тя-говый КПД 050ndash065 при буксовании от 5 до 25 (см рисунок 2 б) У олигомерной шины 66times4300-25 максимальные значения тягового КПД 073ndash081 получены при изменении тяговой нагрузки от 60 до 140 кН буксование при этом изменяется от 25 до 19 (см рисунок 1 б)

На бетоне (см рисунки 1 в 2 в) у олиго-мерной шины 66times4300-25 максимальный тяго-вый КПД достигает значения 0915 тогда как у шины 213R24 ndash 079

Качение испытуемых шин по бетону про-исходит с незначительным буксованием

Так у олигомерной шины 66times4300-25 буксование при изменении крюкового усилия от 0 до 18 кН достигает лишь 3 при дальнейшем же увеличении крюкового усилия до 19 кН бук-


15

сование резко возрастает причѐм отмечается и уменьшение силы тяги что свидетельствует о потере сцепных свойств шины

У шины 213R24 буксование на бетоне больше чем у олигомерной шины 66times4300-25 при крюковой нагрузке равной 16 кН ndash буксо-вание достигает 10 Резкое возрастание бук-сования наблюдается при увеличении крюковой нагрузки более 16 кН

На основании полученных данных экспе-риментов можно сделать вывод что олигомер-ные шины типоразмера 66times4300-25 фирмы laquoLimraquo значительно превосходят по тяговым по-казателям серийную шину ФД-14А

Однако это можно объяснить не столько хорошими свойствами шины 66times4300-25 фир-мы laquoLimraquo сколько низкими показателями шины ФД-14А

При оптимизации внутреннего строения шины ФД-14А можно существенно повысить еѐ эксплуатационные показатели Так например

шина Ф-81 отечественного производства после еѐ доводки продемонстрировала аналогичные с шиной фирмы laquoLimraquo показатели [3]

В дальнейшем по базовым и тяговым ха-рактеристикам шин были определены момент

сопротивления качению fM и свободный ра-

диус качения колеса кк rr 0 при крР = 0 а

также тяговый КПД колеса к коэффициент

буксования крутящий момент кМ подво-

димый к колесу для реализации последним но-минальной силы тяги при номинальной силе тяги колеса трактора класса 3 равной 75 кН

Сила сопротивления при свободном ре-жиме качения определялась по формуле

0

к

f

fr

MР (8)

Определѐнные таким образом тяговые показатели шин сведены в таблицу 3

Таблица 3 ndash Тяговые показатели шин 66times4300-25 и 213R24 при номинальной силе тяги крР = 75 кН

Наименование показателя Олигомерная шина Серийная шина

фон 1 фон 2 фон 3 фон 1 фон 2 фон 3

Свободный радиус качения 0

кr м 0824 0821 0780 0675 0661 0627

Момент сопротивления качению fM кН∙м 190 220 035 135 125 110

Сила сопротивления самопередвижению fР кН 230 130 060 215 200 175

Тяговый КПД движителя к 0790 0790 0890 0620 0650 0740

Коэффициент буксования 55 40 07 155 130 20

Крутящий момент кМ кН∙м 82 80 63 68 67 62

Результаты расчѐтов показали что сила

сопротивления качению 0fР при крР = 0 у шины

213R24 выше на бетоне (фон 3) в 292 раза на стерне озимой пшеницы (фон 2) ndash в 15 раза а на пару ниже в 107 раза чем у олигомерной шины Значительное возрастание силы сопро-тивления на стерне и пару по сравнению с бе-тоном у олигомерной шины 66times4300-25 объяс-няется очевидно большой шириной шины А увеличение силы сопротивления перекатыва-нию с увеличением крюковой нагрузки связано с процессом колееобразования

Тяговый КПД при номинальной силе тяги

крР = 75 кН ниже у шины 213R24 чем у олиго-

мерной шины 66times4300-25 на бетоне на 1685 на стерне ndash 1772 а на пару ndash 1143 (табли-ца 3) Следует учитывать то что нагрузка на шину типоразмера 66times4300-25 почти на 9 выше чем на шину 213R24

Максимальный тяговый КПД олигомерная шина развивает при больших крюковых нагруз-ках чем шина 213R24 (таблица 4)

Анализ составляющих потерь мощности на буксование и качение колеса с различными шинами (рисунок 3) показывает что в обоих случаях преобладающими являются потери на самопередвижение


16

Таблица 4 ndash Максимальный тяговый коэффициент полезного действия движителя

Шина Показатели Фон 1 Фон 2 Фон 3

213R24 Тяговый КПД к

Тяговая нагрузка крР кН

0620

70

0645

73

0720

115

66times4300-25 Тяговый КПД к


0715

110

0810

94

0920

120

Однако следует отметить что если поте-

ри мощности на качение на пару у сравнивае-мых шин практически одинаковы то при номи-

нальной силе тяги крР = 75 кН на бетоне и на

стерне потери на перекатывание у шины 213R24 соответственно выше в 23 и 15 раза

Сила сопротивления fР с увеличением

нагрузки крР растѐт что связано с увеличени-

ем гистерезисных потерь в шинах и образова-нием колеи при движении колеса по опорным основаниям

Темп роста силы сопротивления перека-тыванию при возрастании крюкового усилия выше на всех фонах у шины 213R24 что объ-ясняется большим колееобразованием

а б

__________ шина 66times43-25

----------- шина 213R24

Рисунок 3 minus Составляющие потерь мощности на пару (а) стерне озимой пшеницы (б)

бетоне (в)

в

В то же время сила сопротивления пере-

катыванию сильно меняется в зависимости от фона Так например при номинальной тяговой

нагрузке сила сопротивления перекатыванию у олигомерной шины типоразмера 66times4300-25 на пару выше в 3 раза чем на бетоне и в 17 раза


17

чем на стерне Очевидно это связано со значи-тельной шириной шины когда даже незначи-тельные изменения колеи приводят к смятию большого объѐма почвы за счѐт чего происхо-дит существенный прирост силы сопротивления качению и в конечном итоге снижению тягово-энергетических показателей

В соответствии с планом испытаний были проведены сравнительные испытания тракторов Т-150К с серийными шинами и в комплектации олигомерными шинами типоразмера 66times4300-25 фирмы laquoLimraquo На представленных данных тяго-вых испытаний (таблица 5) видно что лучшие показатели трактор Т-150К имеет на олигомер-ных шинах фирмы laquoLimraquo

На стерне зерновых колосовых макси-мальный тяговый КПД трактора Т-150К с олиго-мерными шинами составил 0799 что на 183 выше чем с шинами ФД-14А Удельный расход топлива при максимальном значении тягового КПД Т-150К на шинах типоразмера 66times4300-25

почти на 14 ниже чем у трактора серийного исполнения

Тяговое усилие на стерне зерновых коло-совых при агротехнически допустимом буксова-нии трактора (15) укомплектованного олиго-мерными шинами составило 486 кН что на 533 больше чем с одинарными шинами ФД-14А

На пару преимущество трактора с шина-ми фирмы laquoLimraquo ещѐ значительней Так у трак-тора Т-150К с олигомерными шинами макси-мальный тяговый КПД выше на 237 а удель-ный расход топлива ниже на 194 чем у трак-тора серийной комплектации Сдваивание ко-лѐс хотя и даѐт незначительный прирост тяго-вого КПД на некоторых передачах по сравнению с серийным вариантом приводит к существен-ному увеличению удельного расхода топлива и уступает по тягово-энергетическим показателям олигомерным шинам фирмы laquoLimraquo

Таблица 5 ndash Тяговые показатели трактора Т-150К

Комплектация трактора и эксплуатационная масса

Пере-дача трак-тора

Максимальная тяговая мощность

кВт

Показатели при наибольшей тяговой мощности

Буксо-вание

Условный тяговый КПД сила

тяги кН

ско-рость кмч

уд расход топлива гкВт∙ч

стерня ярового ячменя

ФД-14А на одинарных шинах 7990 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

652 695 788 832

385 385 350 265

61 65 81

113

425 423 378 353

234 234 186 112

0529 0564 0639 0675

ФД-14А на сдвоенных шинах 9000 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

712 791 808 833

420 390 340 270

61 73 85

111

416 382 364 331

244 196 128 74

0578 0642 0655 0675

На олигомерных шинах 66times4300-25

фирмы laquoLimraquo 8890 кг

1-4 2-1 2-2 2-3

862 956 986 948

470 430 390 325

60 80 91

105

336 312 304 298

132 94 64 38

0699 0775 0799 0769

пар

ФД-14А на одинарных шинах

7990 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

612 676 752 785

380 380 330 250

58 64 82

113

425 423 394 371

266 266 184 96

0496 0548 0610 0637

ФД-14А на сдвоенных шинах

9000 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

602 710 758 753

380 360 325 240

57 71 84

113

480 418 385 390

241 202 148 74

0488 0576 0616 0611



1-4 2-1 2-2 2-3

843 932 971 957

440 430 380 325

69 78 92

107

358 326 299 297

136 124 78 46

0684 0756 0788 0776

Данные эксплуатационно-технологичес-

кой оценки олигомерных шин проведѐнной ме-тодом контрольных смен пахотных агрегатов согласно ГОСТ 24055-80 и ГОСТ 24057-80


18

(см таблицу 5) показывают что производи-тельность агрегата за час основного времени с олигомерными шинами фирмы laquoLimraquo на 216 выше а удельный расход топлива на 107 ни-же чем с шинами ФД-14А

Агротехническая оценка трактора Т-150К с олигомерными шинами была проведена на бороновании зяби посеве озимой пшеницы предпосевной культивации почвы повсходовой культивации кукурузы и посеве ярового ячменя В качестве эталона использовали трактор Т-150К со сдвоенными шинами ФД-14А

Скорость трактора на шинах фирмы laquoLimraquo на посеве и закрытии влаги была выше более чем на 21 а на бороновании озимых и культивации ndash до 36

Однако по обоим вариантам комплекта-ции уплотнение почвы после прохода агрегатов не превышало предельных для зоны Северного Кавказа величин препятствующих нормальному росту и развитию растений (35 МПа и 13 гсм3)

Количество всходов ярового ячменя на один квадратный метр получено вполне удов-летворительное а различие между вариантами несущественно

Урожайность зерна ярового ячменя полу-чена практически одинаковой как по колее по-сле прохода олигомерной шины и сдвоенных шин ФД-14А так и вне колеи Имеющаяся раз-ница в урожаях находится в пределах ошибки опыта что подтверждается оценкой существен-ности разницы (НРС05 = 351 цга)

На всех видах работ по качеству выпол-нения технологического процесса не выявлено существенных преимуществ олигомерных шин фирмы laquoLimraquo в сравнении со сдвоенными ши-нами ФД-14А хотя трактор Т-150К с олигомер-ными шинами фирмы laquoLimraquo превосходит по тя-гово-энергетическим эксплуатационно-техноло-гическим и агротехническим показателям трак-тор Т-150К с серийными шинами

Выводы

1 На всех опорных основаниях лучшими тягово-энергетическими показателями обладает олигомерная шина 66times4300-25 по сравнению с шиной 213R24 Однако это можно объяснить не столько хорошими свойствами шины 66times4300-25 сколько низкими показателями серийной шины 213R24 При оптимизации внутреннего строе-ния шины 213R24 можно существенно повы-сить еѐ эксплуатационные показатели Так на-

пример шина Ф-81 отечественного производст-ва после еѐ доводки продемонстрировала ана-логичные с олигомерной шиной 66times4300-25 показатели Это говорит о возможности оптими-зации внутреннего строения шины 213R24 с целью получения более высоких тягово-энерге-тических показателей

2 При номинальной тяговой нагрузке

крР = 75 кН тяговый КПД олигомерной шины

66times4300-25 выше на 1685 1772 и 1143 соответственно на бетоне стерне и пару

3 Преобладающими в балансе мощно-стей являются потери мощности на перекаты-вание На пару КПД по перекатыванию у срав-ниваемых шин примерно одинаков На мало-сминаемых фонах шина 213R24 уступает оли-гомерной шине

4 Потери на буксование на всех фонах у олигомерной шины 66times4300-25 меньше чем у шины 213R24 При номинальной тяговой на-грузке 75 кН буксование шины 213R24 по сравнению с шиной 66times4300-25 больше соот-ветственно на пару на стерне и бетоне в 180 325 и 285 раза

5 Колѐсный трактор третьего класса тяги с олигомерными шинами фирмы laquoLimraquo превос-ходит по тягово-энергетическим эксплуатаци-онно-технологическим и агротехническим пока-зателям такой же с серийными шинами

6 На всех видах работ по качеству вы-полнения технологического процесса не выяв-лено существенных преимуществ олигомерных шин фирмы laquoLimraquo в сравнении со сдвоенными шинами ФД-14А

Однако следует отметить что сравнение шины ФД-14А с шиной фирмы laquoLimraquo носит не-сколько отвлечѐнный характер так как диаметр и ширина профиля шины 66times4300-25 значи-тельно превышают (в 123 и 204 раза соответ-ственно) такие же параметры шины 213-24 Кроме того тормозные свойства трактора Т-150К на шинах фирмы laquoLimraquo на дорогах об-щего назначения значительно хуже чем с се-рийными шинами Испытания также показали низкую надѐжность олигомерных шин после наработки широкопрофильными шинами фир-мы laquoLimraquo 340 моточасов (вместо 2000 моточа-сов по плану) средняя величина боковых грун-тозацепов составила с внутренней стороны 37 мм с наружной ndash 60 мм из шести шин 66times4300-25 четыре оказались непригодными для дальнейшей эксплуатации


19

Литература 1 Щитов СВ Влияние неустановившегося харак-

тера нагрузки на тягово-сцепные и эксплуатационные показатели энергетического средства монография СВ Щитов ВА Овчинников НВ Спириданчук ndash Благо-вещенск Дальневосточный ГАУ 2013 ndash 175 с

2 Кравченко ВА Влияние упругодемпфирующего механизма на показатели пахотного агрегата на базе трактора класса 14 ВА Кравченко ВВ Дурягина Вестник аграрной науки Дона ndash 2015 ndash 3 (31) ndash С 13ndash21

3 Кравченко ВА Повышение эксплуатационных показателей движителей сельскохозяйственных колѐсных тракторов монография ВА Кравченко ВА Оберемок ВГ Яровой ВГ ndash Зерноград Азово-Черноморский инже-нерный институт 2015 ndash 213 с

4 Гедроить ГИ Развитие конструкций ходовых систем тракторов laquoБеларусraquo мощностью 300hellip450 лс ГИ Гедроить НИ Зезетко АВ Медведь Агропанора-ма ndash 2017 ndash 4 ndash С 5ndash9

5 Кравченко ВА Математическое моделирова-ние тяговой нагрузки МТА ВА Кравченко ВВ Дурягина ИЭ Гаиолина Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного универси-тета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс] ndash Краснодар КубГАУ 2017 minus 125 minus С 346ndash361

6 Bulinski J Effect of wheel passage number and type inflation pressure on soil compaction in the wheel track J Bulinski L Sergiel Annals of Warsaw Agr Univ Agricul-ture ndash Warsaw 2013 minus 62 ndash Р 5ndash15

7 Орда АИ Результаты экспериментальных по определению нормальных напряжений в почве под коле-сом методом физического моделирования АИ Орда ВА Шкляревич АС Воробей Механизация и электри-фикация сельского хозяйства Науч-практ Центр Нац акад наук Беларуси по механизации сел хоз-ва ndash Минск 2013 ndash Вып 47 ndash Т 1 ndash С 29ndash37

8 Results from Recent Traffic Systems Pesearch and the Implications for Future Work R Godwin P Misiewicz D White and others Acta technol agr ndash 2015 ndash Vol 18 ndash 3 ndash Р 57ndash63

9 Charge maximale admissibie a la roue ndash une varia-ble carachteristique utile pour la pratique A Chervet WG Sturny S Gut et autres Recherche Agronomique Suisse ndash 2016 ndash 7ndash8 ndash P 330ndash337

10 Field evaluation of controlled traffic in Central Eu-rope using commercially available machinery J Galamboso-va M Macak V Rataj and others Amer Soc of agriculture and boil engineering ndash St Joseph (Mich) 2017 ndash Vol 60 3 ndash P 657ndash669

11 Горин ГС Анализ результатов сравнительных испытаний тягово-сцепных свойств колѐс с шинами низко-го и сверхнизкого давления ГС Горин АА Янчук АВ Ващула Тракторы и сельхозмашины ndash 2013 ndash 4 ndash С 14ndash18

12 Меликов ИМ Оптимизация конструктивных параметров радиальных шин движителей зерноубороч-ных комбайнов ИМ Меликов Тракторы и сельхозма-шины ndash 2018 ndash 2 ndash С 41ndash46

13 Меликов ИМ Агротехнические показатели оли-гомерных шин движителей колѐсных тракторов класса 3 ИМ Меликов Вестник аграрной науки Дона ndash 2015 ndash 3 (31) ndash С 13ndash21

14 Пархоменко СГ Экспериментальное иссле-дование характеристик тракторных пневматических шин СГ Пархоменко ГГ Пархоменко Тракторы и сельхоз-машины ndash 2017 ndash 11 ndash С 40ndash48

15 Сергеев НВ Мобильная установка laquoшинный тестерraquo для проведения экспериментальных исследований пневматических шин НВ Сергеев Евразийское Научное Объединение ndash 2015 ndash Т 1 ndash 2 (24) ndash С 33ndash37

References

1 Shhitov SV Ovchinnikov VA Spiridanchuk NV Vliyanie neustanovivshegosya kharaktera nagruzki na tyago-vo-scepnye i ekspluatacionnye pokazateli energeticheskogo sredstva monografiya [The effect of the transient nature of the load on the towing and operational performance of an energy facility monograph] Blagoveshhensk Dalnevostoch-nyj GAU 2013 175 p (In Russian)

2 Kravchenko VA Duryagina VV Vliyanie uprugo-dempfiruyushhego mekhanizma na pokazateli pakhotnogo agregata na baze traktora klassa 14 [The influence of the elastic-damping mechanism on the performance of arable units based on a class 14 tractor] Vestnik agrarnoj nauki Dona 2015 Nо 3 (31) pp 13ndash21 (In Russian)

3 Kravchenko VA Oberemok VA Yarovoy VG Povyshenie ekspluatacionnykh pokazatelej dvizhitelej selskokhozyajstvennykh kolyosnykh traktorov monografiya [Improving the performance of movers of agricultural wheeled tractors monograph] Zernograd Azovo-Chernomorskij in-zhenernyj institute 2015 213 p (In Russian)

4 Gedroit GI Zezetko NI Medved AV Razvitie konstrukcij khodovykh sistem traktorov laquoBelarusraquo moshhnos-tyu 300hellip450 ls [Development of designs of running sys-tems for tractors laquoBelarusraquo with a power of 300450 hp] Agropаnorama 2017 Nо 4 pp 5ndash9

5 Kravchenko VA Duryagina VV Gamolina IE Matematicheskoe modelirovanie tyagovoj nagruzki MTA [Ma-thematical modeling of traction load MTA] Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosu-darstvennogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Elek-tronnyj resurs] Krasnodar KubGAU 2017 Nо 125 pp 346ndash361 (In Russian)

6 Bulinski J Sergiel L Effect of wheel passage number and type inflation pressure on soil compaction in the wheel track Annals of Warsaw Agr Univ Agriculture War-saw 2013 No 62 pp 5ndash15

7 Orda AI Shklyarevich VA Vorobej AS Rezulta-ty eksperimentalnykh po opredeleniyu normalnykh napryaz-henij v pochve pod kolesom metodom fizicheskogo modeliro-vaniya [The results of the experimental to determine the nor-mal stresses in the soil under the wheel by the method of physical modeling] Mekhanizaciya i elektrifikaciya selskogo khozyajstva Nauch-prakt Centr Nacz akad nauk Belarusi po mekhanizacii sel khoz-va Minsk 2013 vyp 47 T 1 рр 29ndash37

8 Godwin R Misiewicz P White D and others Re-sults from Recent Traffic Systems Pesearch and the Implica-tions for Future Work Acta technol agr 2015 Vol18 Nо 3 pp 57ndash63

9 Chervet A Sturny WG Gut S et autres Charge maximale admissibie a la proue ndash une variable carachteristi-que utile pour la pratique Recherche Agronomique Suisse 2016 Nо 7ndash8 pp 330ndash337


20

10 Galambosova J Macak M Rataj V and others Field evaluation of controlled traffic in Central Europe using commercially available machinery Amer Soc of agriculture and boil engineering St Joseph (Mich) 2017 Vol 60 Nо 3 pp 657ndash669

11 Gorin GS Yanchuk AA Vashhula AV Analiz re-zultatov sravnitelnykh ispytanij tyagovo-scepnykh svojstv kolyos s shinami nizkogo i sverkhnizkogo davleniya [Analysis of the results of comparative tests of the traction and coupling proper-ties of wheels with tires of low and ultra-low pressure] Traktory i selkhozmashiny 2013 Nо 4 pp 14ndash18 (In Russian)

12 Melikov IM Optimizaciya konstruktivnykh para-metrov radialnykh shin dvizhitelej zernouborochnykh kombaj-nov [Optimization of the design parameters of radial tires for combine harvester drives] Traktory i selkhozmashiny 2018 Nо 2 pp 41ndash46 (In Russian)

13 Melikov IM Agrotekhnicheskie pokazateli oligo-mernykh shin dvizhitelej kolyosnykh traktorov klassa 3 [Agro-technical indices of oligomeric tires of class 3 wheeled tractor propulsors] Vestnik agrarnoj nauki Dona 2015 Nо 3 (31) pp 13ndash21 (In Russian)

14 Parkhomenko SG Parkhomenko GG Eksperi-mentalprimenoe issledovanie kharakteristik traktornykh pnevmati-cheskikh shin [An experimental study of the performance of tractor pneumatic tires] Traktory i selkhozmashiny 2017 Nо 11 pp 40ndash48 (In Russian)

15 Sergeev NV Mobilnaya ustanovka laquoshinnyj tes-terraquo dlya provedeniya eksperimentalprimenykh issledovanij pnev-maticheskikh shin [Mobile installation laquotire testerraquo for experi-mental research of pneumatic tires] Evrazijskoe Nauchnoe Obedinenie 2015 T 1 Nо 2 (24) pp 33ndash37 (In Russian)


Кравченко Владимир Алексеевич ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoПроектирование и техниче-ский сервис транспортно-технологических системraquo ФГБОУ ВО laquoДонской государственный технический университетraquo (г Ростов-на-Дону Российская Федерация) Тел +7-928-195-79-47 E-mail a3v2017yandexru

Кравченко Людмила Владимировна ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoПроектирование и тех-нический сервис транспортно-технологических системraquo ФГБОУ ВО laquoДонской государственный технический универси-тетraquo (г Ростов-на-Дону Российская Федерация) Тел +7-928-162-88-76 E-mail lusya306yandexru

Information about the authors Kravchenko Vladimir Alekseevich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Design and technical service of

transport and technological systems department FSBEI HE laquoDon State Technical Universityraquo (Rostov-on-Don Russian Federa-tion) Phone +7-928-195-79-47 E-mail a3v2017yandexru

Kravchenko Lyudmila Vladimirovna ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Design and technical service of transport and technological systems department FSBEI HE laquoDon State Technical Universityraquo (Rostov-on-Don Russian Federa-tion) Phone +7-928-162-88-76 E-mail lusya306yandexru


УДК 6362636082

РОЛЬ МАССАЖА ВЫМЕНИ В РАЗДОЕ ПЕРВОТЁЛОК

copy 2020 г АЮ Краснова ВВ Мирошникова

Одним из наиболее эффективных мероприятий формирования высокой молочной продуктивности коров являет-ся раздой который имеет большое значение в повышении их производительности и племенной значимости В связи с несовершенством существующей технологии раздоя животных связанной со значительными затратами ручного труда отсутствием у животных стойкого стереотипа к последующему машинному доению и слабого массирующего воздействия на вымя нетели предложены новые технические средства для массажа вымени нетелей перед отѐлом обеспечиваю-щие интенсивный массаж не только сосков вымени но и боковых сторон его с имитацией операции ручного массажа Изложены некоторые результаты теоретического обоснования основных параметров такого устройства Представлены результаты использования его в производственных условиях в соответствии с которыми показана высокая роль масса-жа вымени нетелей перед отѐлом в части развития параметров вымени по ширине длине обхвату и глубине передней доли Установлена возможность повышения продуктивности первотѐлок подвергавшихся операциям массажа вымени перед отѐлом с использованием предложенной установки на 204 за 100 дней лактации (на 231 кг) и на 178 за пе-риод первой лактации (на 446 кг в сравнении с первотѐлками не проходившими массаж вымени до отѐла) Таким обра-зом роль массажа вымени нетелей весьма высока в технологии раздоя животных и он может обеспечить увеличение производительности первотѐлок до 20 по сравнению с выращиванием их без интенсивного механического воздейст-вия на соски и вымя животного до отѐла Целесообразно усовершенствовать средства массажа вымени разработав как доильные стаканы для имитации машинного доения с параметрами массажного эффекта аналогичного ручному так и устройства для интенсивного массажа его боковых сторон

Ключевые слова нетели и первотѐлки массаж вымени раздой массажное устройство


21

ROLE OF MASSAGE OF THE UDDER IN MILKING OF HEIFERS

copy 2020 г AYu Krasnova VV Miroshnikova One of the most effective measures for the formation of high milk productivity of cows is the coddling which is of great

importance in increasing their productivity and breeding significance Due to the imperfection of the existing technology of animal milking associated with significant manual labor costs the absence of a persistent stereotype for subsequent machine milking and a weak massaging effect on the udder of the heifers new technical tools have been proposed for massage of the udder of the heifers before calving These tools provide intensive massage not only for the nipples the udder but also the sides of it si-mulating manual massage operations Some results of theoretical substantiation of the main parameters of such a device are described The results of its use in production conditions are presented According to these conditions the high role of udder massage of the heifers before calving is shown in terms of the development of the parameters of the udder in width length girth and depth of the anterior lobe The possibility of increasing the productivity of heifers subjected to udder massage before calving using the proposed installation by 204 for 100 days of lactation (231 kg) and 178 for the period of the first lactation (446 kg compared to heifers) Thus the role of massage of the udder of the heifers is very high in the technology of milking animals and can provide an increase in productivity of heifers up to 20 compared to first heifers who did not undergo udder massage before calving It is advisable to improve the means of udder massage by developing both milking cups to simulate machine milking with massage effect parameters similar to manual ones and devices for intensive massage of its sides

Keywords heifers massage of the udder milking massage device Введение Сравнительно недостаточная

продуктивность коров особенно на молочных фермах в условиях малых хозяйственных обра-зований снижение срока их продуктивного ис-пользования до 3ndash5 лактаций объясняются не только недостатками биологического техноло-гического и организационно-хозяйственного ха-рактера но и в первую очередь отсутствием мер по раздою молочной железы нетелей и раздою первотѐлок

По данным ряда зоологов [1 3 4 5 6 7] степень развития молочной железы зависит не столько от необходимого уровня кормления жи-вотного сколько от мускульных упражнений под направленным влиянием которых изменя-ется и форма вымени первотѐлки и функцио-нальная деятельность еѐ организма Причѐм активное вмешательство человека в развитие вымени необходимо именно в период роста ор-ганизма животного в целом На этом этапе у первотѐлок формируются продуктивные качест-ва и свойства молокоотдачи в значительной степени зависящие от воздействия технологи-ческих мер среди которых основная роль отво-дится раздою животных Эта роль в раскрытии генетического потенциала молочной продуктив-ности первотѐлок установлена научными тру-дами АС Всяких [6] ГМ Бородина [1] ЛП Карташова [8] ИГ Велиток [5] ГМ Мар-ченко и др [3 4 9]

Методические и аналитические поло-жения По существующей технологии раздой начинают путѐм подготовки нетелей к пред-стоящей лактации в основе которой ndash операция массажа вымени обеспечивающая усиление

развития вымени с наступлением стельности преимущественное развитие железистой ткани с вытеснением жировой Вторая половина стельности проходит с ускорением этого про-цесса

Вымя нетелей начинают массировать за 2ndash3 месяца до отѐла и проводят эту операцию 2ndash3 раза в день на фоне очередного доения коров фермы Продолжительность массажа увеличивают постепенно с одной минуты до 5ndash7 минут и заканчивают его за 15ndash20 дней до отѐла [2 3 4 5 7] Физиологическая роль массажа вымени нетелей и значение его научно обосно-ваны и бесспорны Однако промышленно про-изводимых устройств для массажа вымени в настоящее время практически нет

В нашей стране освоен только выпуск массажника марки АПМ-Ф-1 который не отве-чает предъявляемым к массажу вымени требо-ваниям из-за чего эта технологическая опера-ция в лучшем случае выполняется вручную В основе ручного массажа ndash механическое воз-действие на ткани молочной железы путѐм ком-бинации операций поглаживания растирания разминания поколачивания и вибрации При-чѐм рекомендуется массаж вымени начинать с лѐгкого поглаживания его с дальнейшим глубо-ким массажем долей вымени и сосков имити-руя ручное доение [3 4 5 10 13]

Существующие экспериментальные и па-тентные разработки устройств для массажа вы-мени нетелей можно подразделить в основном по принципу воздействия на вымя механическо-го пневмодинамического и термического воз-действия Общим недостатком их является то


22

что они обеспечивают массаж только дна вы-мени и в какой-то мере боковых его сторон

Нами предложено усовершенствованное устройство для массажа вымени нетели пред-ставленное на рисунке 1

а б 1 ndash стакан массажный 2 ndash боковой массажник 3 и 4 ndash пневмоцилиндры 5 ndash корпус крепления стакана 6 ndash молочная

чашечка 7 ndash сосковая резина 8 ndash присосок 9 и 10 ndash подсосковая и межстенная камеры 11 и 23 ndash шланги 12 ndash рычаг 13 и 16 ndash тяги 14 ndash пружина 15 ndash трубка 17 ndash шарнир с фиксатором 18 ndash ось 19 ndash кронштейн 20 ndash шарнир

21 ndash двуплечий рычаг 22 ndash пульсатор 24 ndash ограничитель Рисунок 1 ndash Схема (а) и общий вид (б) установки для массажа вымени животного

Оно содержит (рисунок 1 а) мссажные стаканы 1 боковые массажники 2 и механизмы управления ими Массажные стаканы парами объединены для сосков левой и правой половин вымени и закреплены корпусом 5 их установки с фигурным рычагом 12 пневмопривода с помо-щью пневмоцилиндров 4 расположенных соот-ветственно с правой и левой сторон животного На каждом из этих цилиндров шарнирно закре-плены двуплечие рычаги 21 также шарнирно соединенные одним концом с массажниками 2 боковых сторон вымени а другим ndash со штоками пневмоцилиндров 3 их привода образуя две раздельные ветви массажного устройства шар-нирно подвешенные у фиксатора 17 положения массажных средств относительно животного Пневмоцилиндры 4 в свою очередь соединены между собой системой тяг 13 16 и 18 с установ-кой между тягами 13 и 16 пружины подвески 14 вмонтированной в трубку 15 и шарнира указан-ного фиксатора 17

Установка для массажа вымени подвеше-на на кронштейне 19 проходного станка доиль-ной установки УДС-3 и оборудована пульсато-ром 22 с системой шлангов соединения с пнев-моцилиндрами массажными стаканами и каме-рами боковых массажников 2 В исходном по-ложении пневмоцилиндры 4 со стаканами 1 и мссажниками 2 при отключѐнном фиксаторе 17 разведены в стороны обеспечивая проход в доильный станок нетели После захода нетели в станок животное закрывалось в станке в кор-мушку засыпался корм и каждая ветвь массаж-ного устройства поворачивалась до контакта с выменем и фиксировалась в этом положении Далее массажники 2 боковых сторон вымени центрируют относительно боковых поверхно-стей его а массажные стаканы закрепляют на соски и фиксируют это положение их включени-ем подачи низкого вакуума (20ndash25 кПа) в пнев-моцилиндры 3 и 4

Общий вид устройства массажа вымени представлен на рисунке 1 б Процесс его рабо-


23

ты осуществлялся при включении от пульсатора 22 подачи воздуха переменного давления к пневмоцилиндрам 3 и 4 а также в межстенные камеры массажных стаканов В первый момент времени от пульсатора в рабочих полостях пневмоцилиндров и межстенных камерах мас-сажных стаканов создаѐтся повышенное разре-жение (например 45ndash50 кПа) В результате сос-ковая резина растягивается к стенкам корпуса массажного стакана эти стаканы приподнима-ются пневмоцилиндром 4 вверх как бы погла-живая поверхность каждого соска и массируя его основание и прилегающую зону вымени

Затем от пульсатора 22 в систему пнев-мопривода устройства для массажа подаѐтся воздух избыточного давления сосковая резина сжимает сосок деформируя его а движением поршня в цилиндре 4 и фигурного штока 12 обеспечивается некоторое смещение массажных стаканов по соску вниз разминая сосок Одно-временно с помощью пневмоцилиндра 3 мас-сажники 2 сжимают вымя с боковых сторон а их мембраны усиливают деформацию вымени

После этого от пульсатора 22 к цилинд-рам и массажным стаканам вновь подаѐтся ва-куум и процессы работы устройства для мас-сажа вымени нетели повторяются с заданной частотой пульсаций В исследуемом устройстве предусмотрена возможность пневмопривода массажных стаканов и боковых массажников в противофазах

Боковые массажники снаружи чаши снаб-жены резиновыми оболочками непосредствен-но контактирующими с выменем нетели имею-щими форму в виде сегмента эллипсоида вра-щения Они как и материал вымени в функции заполнителя представляются идеально упру-гими с возможностью возвращения в исходное положение после снятия дефомирующего уси-лия кроме того процессы деформации их изо-термические а объѐмные силы малы в сравне-нии с внешними и ими можно пренебречь На рисунке 2 представлена схема прогибов обо-лочки в вариантах деформации без учѐта влия-ния жѐсткости вымени (кривая 2) и с учѐтом влияния вымени на еѐ положение (кривая 3)

1 ndash до нагружения 2 ndash после нагружения без учѐта влияния вымени 3 ndash поверхность вымени после нагружения

Рисунок 2 ndash Схема прогибов оболочки бокового массажника

По этому рисунку поперечная деформа-ция оболочки массажника

воб (1)

где и в ndash соответственно поперечные де-формации оболочки после нагружения без учѐ-та жѐсткости вымени и вымени под оболочкой

Тогда для силы давления оболочки на вымя с некоторыми допущениями получим сле-дующее выражение

сс

ссp

воб

вобв

(2)

где соб и св ndash коэффициенты объѐмной жѐстко-сти оболочки массажника и боковой стороны вымени

Результаты исследований По резуль-татам экспериментальных исследований [2 7 9 10] процесса массажа вымени нетелей установ-кой с площадью массирующих оболочек 140 см2 каждого рациональным следует считать сле-дующий режим еѐ работы привод от пневмоци-линдров с диаметром поршня 50ndash60 мм избы-точное давление воздуха 50 кПа глубина ва-куума 50 кПа а частота массажных движений 067 Гц

Исследования эффективности использо-вания экспериментального устройства для мас-


24

сажа вымени в технологии раздоя первотѐлок проведены на молочнотоварной ферме ОПХ laquoЭкспериментальноеraquo Ростовской области на двух группах животных красной степной породы (первая ndash опытная а вторая ndash контрольная) по 12 голов в каждой подобранных по методу ана-логов с живой массой 300ndash350 кг Уровень кормления был одинаков с прибавкой 3ndash5 кор-мовых единиц на раздой Периодичность мас-сажа в опытной группе принята двукратной со средней продолжительностью 6 минут В кон-

трольной группе массаж вымени у нетелей не проводился

Для оценки степени влияния массажа ис-следуемым экспериментальным устройством на морфологические свойства вымени проведены его контрольные промеры результаты которых сведены в таблицу 1 Их анализ показал что практически при одинаковых размерах вымени в период формирования опытных групп живот-ных массаж вымени нетелей как один из ос-новных этапов раздоя животных оказал суще-ственное влияние на развитие вымени

Таблица 1 ndash Параметры вымени животных подопытных групп

Измеряемые параметры

вымени Период измерений у животных

параметры см

группа животных

нетели 6-месячной стельности

первотѐлки после отѐла

первотѐлки 3-месячной лактации

первотѐлки после 1-й лактации

Длина

опытная 153 305 346 402

контрольная 151 264 293 334

к контролю 1013 1155 1181 1204

Ширина

опытная 136 234 306 343


к контролю 1022 1120 1172 1172

Обхват

опытная 535 1002 1258 1471

контрольная 528 863 1046 1190

к контролю 1013 1161 1203 1236

Глубина передней

доли

опытная 96 187 223 242


к контролю 1021 1140 1167 1169

После отѐла по всем показателям проме-

ров вымени (по длине ширине обхвату вымени и глубине передней его доли) первотѐлки опыт-ной группы подвергавшиеся массажу вымени с помощью экспериментального массажного уст-ройства в нетельном возрасте превосходили на 12ndash16 животных контрольной группы Заметно увеличились обхват вымени (на 161) и глуби-на его передней доли (на 14)

В дальнейшем доение первотѐлок даже серийными доильными аппаратами ДА-2М при-вело к ещѐ большей разнице в размерах выме-

ни сравниваемых групп животных как после трѐх месяцев лактации так и после завершения первой лактации когда вымя опытной группы животных достоверно оказалось больше выме-ни животных контрольной группы на 204 в длине на 175 в ширине на 236 в обхвате и на 169 по показателям глубины передней до-ли вымени

Среди функциональных свойств вымени наибольший интерес представляли данные о продуктивности животных (таблица 2)

Таблица 2 ndash Показатели продуктивности первотѐлок опытных групп

Период измерений дней лактации

Надой кг

опытная группа контрольная группа опытной к контрольной

группе

за 100 дней 1361 1130 1204

за 305 дней 2952 2506 1178


25

Анализ данных таблицы 2 показал по на-дою молока как за 100 так и за 305 дней лакта-ции первотѐлки опытной группы превзошли кон-трольных на 204 за 100 дней лактации (на 231 кг) и на 178 за период первой лактации (на 446 кг)

Выводы Таким образом роль массажа вымени нетелей весьма высока в технологии раздоя животных и может обеспечить повыше-ние продуктивности первотѐлок до 20 в срав-нении с выращиванием их без интенсивного механического воздействия на соски и вымя животного до отѐла Совершенствование средств массажа вымени целесообразно в на-правлении разработки как специальных доиль-ных стаканов для имитации машинного доения с параметрами массирующих воздействий ана-логичных ручному массажу так и устройств для интенсивного массажа его боковых сторон

Литература 1 Бородин ГМ Массаж вымени нетелей и про-

дуктивность первотѐлок ГМ Бородин Земля сибир-ская дальневосточная ndash 1984 ndash 9 ndash С 34ndash35

2 Краснов ИН Совершенствование конструкции доильных стаканов ИН Краснов СН Бабенко Вест-ник аграрной науки Дона ndash 2018 ndash 2 (42) ndash С 5ndash11

3 Ужик ВФ К изменению соотношения тактов пульсатора доильного аппарата ВФ Ужик АИ Тете-рядченко ОВ Ужик Научная жизнь ndash 2016 ndash 12 ndash С 15ndash25

4 Ужик ОВ Технические средства для формиро-вания вымени высокопродуктивных коров ОВ Ужик Вестник Всероссийского научно-исследовательского ин-ститута механизации животноводства ndash 2015 ndash 3 (19) ndash С 30ndash34

5 Велиток ИГ Технология машинного доения ко-ров ИГ Велиток ndash М Колос 1975 ndash 255 с

6 Всяких АС Пневмомассаж вымени нетелей АС Всяких СВ Жужа ЕИ Любимов Доклады ВАСХНИЛ ndash 1983 ndash 4 ndash С 39ndash40

7 Головань ВТ Влияние способа раздражения вымени нетелей на его форму и функцию ВТ Головань Племенная работа с сельскохозяйственными животными на Кубани сборник трудов ndash Вып IV Краснодар 1980 ndash С 98ndash103

8 Карташов ЛП Машинное доение коров ЛП Карташов ndash М Колос 1982 ndash 301 с

9 Исследования доильного аппарата с пульсоот-ключателем ВМ Ульянов ВА Хрипин СЕ Крыгин ВА Паршина НВ Бубнов Вестник аграрной науки До-на ndash 2019 ndash 2 (46) ndash С 88ndash97

10 Барагунов АБ Эффективность модифициро-ванного доильного аппарата в условиях высокогорья АБ Барагунов Доклады Российской академии сель-скохозяйственных наук ndash 2012 ndash 5 ndash С 61ndash64

11 Краснов ИН Влияние машинного доения на секрецию молока у коров ИН Краснов АЮ Краснова

АС Макаренко Научная жизнь Научное обозрение ndash М ndash 2015 ndash 3 ndash С 208ndash214

12 Krasnov IN Milking Incentives Role in Secretion of Cows Milk IN Krasnov AYu Krasnova VV Miroschni-kova International Journal of Pharmacy Research India 2017 ndash Vol 11 Issue 10 ndash Р 1247ndash1251

13 Барагунов АБ Машинное доение коров в гор-ных хозяйствах АБ Барагунов Сельский механизатор ndash 2017 ndash 2 ndash С 22ndash23

References

1 Borodin GM Massazh vymeni neteley i produktiv-nost pervotyolok [Heifer udder massage and heiferrsquos produc-tivity] Zemlya sibirskaya dalnevostochnaya 1984 No 9 pp 34ndash35

2 Krasnov IN Babenko SN Sovershenstvovanie konstruktsii doilnykh stakanov [Improving the design of milk-ing cups] Vestnik agrarnoj nauki Dona 2018 No 2 (42) pp 5ndash11

3 Uzhik VF Teteryadchenko AI Uzhik OV K iz-meneniyu sootnosheniya taktov pulsatora doilnogo apparata [To a change in the ratio of the pulses of a milking machine pulsator] Nauchnaya zhizn 2016 No 12 pp 15ndash25

4 Uzhik OV Tekhnicheskie sredstva dlya formirova-niya vymeni vysokoproduktivnykh korov [Technical means for forming the udder of highly productive cows] Vestnik Vseros-sijskogo nauchno-issledovatel`skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva 2015 No 3 (19) pp 30ndash34

5 Velitok IG Tekhnologiya mashinnogo doeniya ko-rov [Cow milking technology] M Kolos 1975 255 p

6 Vsyakikh AS Zhuzha SV Lyubimov EI Pnev-momassazh vymeni neteley [Pneumomassage of udder of heifers] Doklady VASXNIL 1983 No 4 pp 39ndash40

7 Golovan VT Vliyanie sposoba razdrazheniya vy-meni netelej na ego formu i funkciyu [The influence of the method of irritation of the udder of heifers on its shape and function] Plemennaya rabota s sel`skokhozyajstvennymi zhivotnymi na Kubani Vyp IV Krasnodar 1980 pp 98ndash103

8 Kartashov LP Mashinnoe doenie korov [Cow milk-ing machine] M Kolos 1982 301 p

9 Ulyanov VM Khripin VA Krygin SE Parshi- na VA Bubnov NV Issledovaniya doil`nogo apparata s pul`sootklyuchatelem [Reseraches of the milking machine with a pulse switch] Vestnik agrarnoj nauki Dona 2019 No 2 (46) pp 88ndash97

10 Baragunov AB Effektivnostprime modifitsirovannogo doilnogo apparata v usloviyakh vysokogorya [Efficiency of a modified milking machine in high altitude conditions] Doklady Rossiyskoy akademii selskokhozyajstvennykh nauk 2012 No 5 pp 61ndash64

11 Krasnov IN Krasnova AYu Makarenko AS Vliyanie mashinnogo doeniya na sekreciyu moloka u korov [The effect of machine milking on the secretion of milk in cows] Nauchnaya zhizn Nauchnoe obozrenie M 2015 No 3 pp 208ndash214

12 Krasnov IN Krasnova AYu Miroschnikova VV Milking Incentives Role in Secretion of Cows Milk Interna-tional Journal of Pharmacy Research India 2017 Vol 11 Issue 10 pp 1247ndash1251

13 Baragunov AB Mashinnoe doenie korov v gor-nykh khozyaystvakh [Milking cows in mining] Selskiy mekha-nizator 2017 No 2 pp 22ndash23


26

Сведения об авторах Краснова Александра Юрьевна ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoТехнический сервис в АПКraquo

Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) E-mail krasnov1310ramblerru

Мирошникова Валентина Викторовна ndash кандидат технических наук главный специалист по научно-исследовательской работе дирекции Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской госу-дарственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) E-mail mvalentina04gmailcom


Krasnova Alexandra Yuryevna ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Technical service in the agro-industrial complex department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universi-tyraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) E-mail krasnov1310ramblerru

Miroshnikova Valentina Viktorovna ndash Candidate of Technical Sciences chief researcher of the Directorate Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federa-tion) E-mail mvalentina04gmailcom


УДК 63152484621311

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОАКТИВАЦИИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

copy 2020 г НВ Ксѐнз ЛА Гуриненко ИГ Сидорцов АВ Белоусов

Одними из важнейших задач экономического развития Российской Федерации являются увеличение количества

и улучшение качества продукции сельскохозяйственного производства на основе новейших достижений науки и техники Эффективность производств связанных с биологическими объектами определяется объѐмом получаемой продукции и затратами на еѐ производство В работе на основе закона единства организма и окружающей среды рассматривается влияние электроактивации воздушной среды производственных помещений семян зерновых культур и воды для поения животных и птицы С этой целью исследовалась электроактивация озоновоздушной смесью с концентраций озона О3 = 04 и О3 = 50 мгм3 воздушной среды производственных помещений и семян зерновых культур Установлено что применение озоновоздушной смеси привело к увеличению массы (на 0654 кг) и сохранности (на 50) поросят опытной группы по сравнению с контрольной Обработка сухих семян с концентрацией озона 04 мгм3 повышает всхожесть се-мян на 5ndash15 а с концентрацией озона 50 мгм3 ndash снижает на 5 по сравнению с контролем Обработка влажных семян снижает всхожесть на 30ndash40 во всѐм диапазоне обработки Применение озоновоздушной смеси увеличивает срок хранения сельскохозяйственной продукции Показано что применение электроактивированной воды с рН = 9ndash95 и ре-докс-потенциалом -450hellip-500 мВ для поения птицы способствовало повышению сохранности молодняка и яйценоскости кур Предпосевная обработка семян ячменя электроактивированной водой с рН = 93 привела к повышению урожайно-сти на 35 Установлено что обработка силоса анолитом повышает его качество и срок хранения Электроактивация воздушной среды производственных помещений воды для поения и продукции растениеводства позволяет повысить продуктивность биологических объектов качество и сохранность продукции

Ключевые слова технологические факторы озоновоздушная смесь электроактивация электроактивированная вода продуктивность урожайность сохранность животноводство растениеводство

INCREASING THE PRODUCTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS BASED ON ELECTROACTIVATION OF EXTERNAL EFFECTS

copy 2020 NV Ksenz LA Gurinenko IG Sidortsov AV Belousov

One of the most important tasks of the economic development of the Russian Federation is to increase the quantity and

improve the quality of agricultural products based on the latest achievements of science and technology Efficiency of the pro-ductions connected with biological objects is defined by volume of the received production and expenses for its production In this paper on the basis of the law of unity of an organism and the environment effects of electroactivation of the air of industrial premises seeds of grain crops and water for watering of animals and a bird is considered For this purpose electroactivation by an ozone-air mixture with ozone concentrations of О3 = 04 and О3 = 50 mg m3 of the air of industrial premises and seeds of grain crops was studied It was found that the use of the ozone-air mixture led to an increase in weight (by 0654 kg) and safety (by 50) of the piglets of the experimental group compared to the control group Treatment of dry seeds with an ozone concen-


27

tration of 04 mg m3 increases seed germination by 5ndash15 and with an ozone concentration of 50 mg m3 it reduces by 5 compared to the control Treatment of wet seeds reduces germination by 30ndash40 over the entire treatment range The use of ozone-air mixture increases the shelf life of agricultural products It is shown that the use of electroactivated water with pH = 9ndash95 and redox potential -450hellip-500 mV for watering poultry contributed to improving the safety of young animals and egg production of chickens Pre-sowing treatment of barley seeds with electroactivated water with pH = 93 led to an increase in yield by 35 It is established that the treatment of silage with anolite increases its quality and shelf life Electroactivation of the air environment of industrial premises water for drinking and crop production allows to increase the productivity of biological ob-jects the quality and safety of products

Keywords technological factors ozone-air mixture electroactivation electroactivated water productivity crop produc-tivity safety animal husbandry crop production

Введение Эффективность производств

связанных с биологическими объектами опре-деляется объѐмом получаемой продукции и за-тратами на еѐ производство Исходя из общей цели получения максимальной продуктивности при минимальных трудовых и материальных затратах академик ВАСХНИЛ ЛК Эрнст в сво-их трудах указывает что эффективность живот-новодства определяется тремя группами фак-торов группа технологических факторов (59) селекционных (23) организационных (18) Технологические факторы обеспечивают мак-симальную продуктивность стада организаци-онные ndash минимизацию затрат на производство продукции селекционные ndash оптимизацию пред-мета труда

Таким образом эффективность животно-водческого производства в общем виде может быть представлена следующим выражением

З

ППЭ СТ (1)

где ПТ ndash продуктивность обеспечиваемая тех-нологическими факторами

ПС ndash продуктивность обеспечиваемая се-лекционными факторами

З ndash затраты на производство продукции Максимальный эффект достигается толь-

ко при условии совокупного положительного действия этих факторов Нарушение этого ус-ловия приводит к снижению объѐма получаемой продукции на 20ndash40 и повышению себестои-мости на 40ndash50 [1 2 3] Смысл выражения (1) заключается в том что можно выбрать страте-гию наибольшего получения продукции на еди-ницу произведѐнных затрат

Как видно из вышеизложенного продук-тивность обеспечивается технологическими и селекционными факторами

Рисунок 1 ndash Технологические факторы влияющие на продуктивность биообъекта

Для любой генетической породы (рисунок 1) технологические факторы распределяются сле-дующим образом кормление ndash энергетическая основа которая реализуется за счѐт совокупно-сти многочисленных биологических процессов протекающих в организме воздушная среда ndash это среда жизнеобеспечения характеризуемая физическими (температура влажность давле-

ние и тд) химическими (кислород аммиак се-роводород и тд) и биологическими (микроорга-низмы вирусы) раздражителями

Взаимодействие организма животного с окружающей средой подчиняется основному закону биологии ndash единства организма и среды Согласно этому закону воздушная среда оказы-вает существенное влияние на протекание био-

Биологический объект

(селекция)

Уровень

кормления

Продуктивность

(ПТ + ПС)

Физические

раздражители

Химические


Биологические



28

химических процессов в организме вызывая определѐнные изменения обмена энергии и веществ Раздражители среды в производст-венных условиях непостоянны и подвержены значительным колебаниям Организм биологи-ческого объекта может приспосабливаться к этим колебаниям затрачивая определѐнное количество потреблѐнной энергии корма (рису-нок 2) Однако процесс адаптации осуществля-ется до заданных в организме пределов пре-вышение которых приводит не только к угнете-

нию обмена веществ и энергии но и к гибели организма Чем больше расходуется в организ-ме энергетических средств на адаптацию к ок-ружающей среде тем меньше будет использо-вано питательных веществ на повышение про-дуктивности организма Согласно [2] энергия корма в организме животного распределяется следующим образом (рисунок 2) адаптация ndash 44 повышение продуктивности ndash 38 функ-ционирование органов организма ndash 18

Рисунок 2 ndash Распределение энергии корма в организме животного

Таким образом за счѐт энергии идущей

на адаптацию можно увеличить энергию иду-щую на повышение продуктивности организма

В настоящее время из перечисленных выше раздражителей воздушной среды наи-большее внимание уделяется физическим раз-дражителям особенно температурно-влаж-ностному режиму не уделяя достаточного вни-мания химическим и биологическим раздражи-телям Этим нарушается общий принцип сово-купного воздействия параметров среды на ор-ганизм животного Такое нарушение подтвер-ждается и практикой уже сейчас имеется дос-таточно факторов указывающих на очень тес-ную связь между состоянием здоровья и про-дуктивностью животных с одной стороны и бактериальной и газовой загрязнѐнностью воз-душной среды помещений с другой стороны Ежегодный ущерб причиняемый животноводст-ву болезнями и падежом достигает 15 общей стоимости продукции [3] Таким образом иссле-дование влияния электроактивации воздушной среды производственных помещений и самих биологических объектов является важной про-блемой

Методика исследований Для решения этой проблемы и повышения продуктивности биологических сельскохозяйственных объектов

в работе [4] было предложено интенсифициро-вать процессы взаимодействия объектов их электроактивацией Для электроактивации воз-душной среды производственных помещений и семян зерновых культур использовалась озоно-воздушная смесь Электроактивированная вода применялась для поения птицы и обработки силоса и семян зерновых культур При этом оп-ределялось влияние электроактивации на сле-дующие параметры сохранность и продуктив-ность биологических объектов а также качество получаемой продукции

Экспериментальные результаты и их обсуждение Авторами работы [5] оценива-лось влияние электроактивированной воздуш-ной среды (озоновоздушная смесь) на продук-тивность и сохранность поросят Опыты прово-дились на двух группах опытной и контрольной Для опытной группы система озонирования функционировала по циклу ndash два часа работы один час система находилась в отключенном состоянии При этом концентрация озона в ло-гове (станке) поросят опытной партии составля-ла 006ndash008 мгм3 Результаты представлены на рисунках 3 и 4

Анализ этих результатов показывает что в опытной группе для двухмесячных поросят ядро массива (80) составляют поросята весом

Энергия корма

Адаптация

к среде (44)

Повышение продуктивности (38)

Функционирование

организма (18)


29

от 99 до 165 кг и мода равна 1274 кг В кон-трольной группе ядро массива (85) составля-

ют поросята от 76 до 176 кг и мода массива равна 12086 кг

Рисунок 3 ndash Характеристика продуктивности контрольных поросят

Рисунок 4 ndash Характеристика продуктивности опытных поросят

Ядро массива опытной группы более од-

нородно (j=72 кг) чем ядро контрольной груп-

пы (j=10 кг) Исходя из этих данных можно сделать

вывод что в своей массе (80) поросята опыт-ной группы тяжелее контрольных на 0654 кг При этом в опытной группе сохранность поросят увеличилась на 50

На птицефабрике laquoСтепнаяraquo Сальского района Ростовской области был проведѐн про-изводственный эксперимент по определению влияния электроактивированной воды на цыплят суточного возраста В опытной партии (4500 шт) поение осуществлялось электроактивированной водой с водородным показателем рН = 9ndash95 и значением редокс-потенциала -350hellip-450 мВ


30

В контрольной партии (4500 шт) поение осуще-ствлялось обычной водопроводной водой Учѐт отхода молодняка вѐлся ежедневно в течение

86 суток Результаты эксперимента представ-лены в таблице 1

Таблица 1 ndash Отход молодняка в период выращивания

Дни роста 10 20 30 40 50 60 70 80 86

Отход цыплят в опытной партии шт 79 157 204 245 278 311 341 382 434

Отход цыплят в контрольной партии шт 177 289 371 438 534 645 702 811 890

В опытной партии цыплята были более

равномерные по размерам чем в контрольной Кроме этого в опытной партии был практически исключѐн расклѐв что способствовало повы-шению сохранности молодняка

Наряду с этим на птицефабрике laquoМаякraquo Сальского района Ростовской области был про-ведѐн производственный эксперимент по опре-делению влияния поения электроактивирован-ной водой на яйценоскость [5] Половина корпу-са с курами-несушками поилась электроактиви-рованной водой с водородным показателем рН=9ndash95 и значением редокс-потенциала -450hellip-500 мВ а во второй половине корпуса использовалась обычная водопроводная вода

Сбор яиц осуществлялся с каждой поло-вины корпуса ежедневно в течение 53 суток Яйценоскость кур поение которых осуществля-лось электроактивированной водой на 68 оказалась выше чем в контрольной группе

В работе [6] представлены результаты применения экологически чистого консерванта для обработки силоса Консервант представля-ет собой анолит получаемый из 10 раствора поваренной соли В таблице 2 приведены срав-нительные результаты для силоса обработан-ного анолитом и для силоса обработанного консервантом АИВ-1

Таблица 2 ndash Результаты обработки силоса консервантом АИВ-1 и анолитом

пп

Показатели Силос обработанный химическим

консервантом АИВ-1 Силос обработанный

анолитом

1 Перевариваемый протеин гкг 4774 541

2 Кормовых единиц едкг 038 040

3 Сухого вещества 576 611

4 Содержание каротина мгкг 253 262

5 Влажность 404 389

Ухудшение качества силоса обработан-

ного химическим консервантом можно объяс-нить тем что он консервировался при темпера-

туре 435 С в то время как силос обработан-ный анолитом консервировался при темпера-

туре 355 С Таким образом применение электроакти-

вации в животноводстве и птицеводстве позво-ляет повысить продуктивность сельскохозяйст-венных биологических объектов

В растениеводстве электроактивирован-ные внешние среды были применены для пред-посевной обработки семян зерновых культур [7 8 9] В 2011 году на опытных делянках фер-мерского хозяйства АЧГАА были проведены исследования по влиянию электроактивирован-

ной воды на урожайность ярового ячменя Ви-конт Опыты проводились на делянках площа-дью 1000 м2 Контрольный опыт ячменя был обработан ядохимикатами растворѐнными в

водопроводной воде температурой 19 С а опытные делянки были засеяны семенами об-работанными ядохимикатами растворѐнными в электроактивированной воде с рН=93 и темпе-

ратурой 38 С Результаты опытов представле-ны в таблице 3

Из анализа результатов опыта видно что средняя урожайность ярового ячменя Виконт обработанного электроактивированной воде при

температуре 38 С больше контроля на 35


31

Таблица 3 ndash Результаты обработки семян ячменя Виконт католитом с рН = 93

Вариант опыта Натура Масса 1000 зѐрен г Урожайность цга

Контроль 701 457 350

Опыт 1 688 431 460

Опыт 2 701 448 470

Опыт 3 700 429 490

При использовании озоновоздушной сме-

си при хранении сельскохозяйственной продук-ции отмечено что происходит замедление про-цессов метаболизма в продуктах уменьшается потребление кислорода снижается активность ряда ферментов что увеличивает срок их хра-нения Однако изменение дыхательного коэф-фициента равного отношению скоростей выде-ления углекислого газа (СО2) и поглощения ки-слорода (О2) показали что на протяжении пе-риода обработки эта величина не изменяется Это говорит о том что сохраняются пути утили-зации озона в тканях объекта обработки указы-вающие на наличие эффектов стимуляции

Для выяснения этих предпосылок были проведены экспериментальные исследования по влиянию озоновоздушной смеси на семена ярового ячменя laquoМамлюкraquo Исследования проводились для двух концентраций озона О3=04 мгм3 и О3=50 мгм3 и определялось их влияние на всхожесть семян от длительности обработки Семена брались с относительной влажностью 141 и 252 Семена обрабаты-вались партиями по 100 штук в течение 10 20 40 60 80 часов Анализ полученных резуль-татов показал что обработка сухих семян (141) концентрацией озона 04 мгм3 повыша-ет всхожесть семян на 5ndash15 с повышением времени обработки по сравнению с контролем Обработка же концентрацией озона 50 мгм3 снижает всхожесть семян на 5 в диапазоне обработки с 20 до 80 часов Обработка влаж-ных семян в обоих случаях снижает всхожесть по сравнению с контролем на 30ndash40 во всѐм диапазоне обработки

В работе [10] представлены результаты обработки озоновоздушной смесью (О3=50 мгм3) семян гороха в диапазоне от 00 до 20 часов Анализ данных показывает что всхо-жесть семян гороха увеличилась на 50ndash200 по сравнению с контролем

Таким образом и в растениеводстве электроактивация внешних воздействий приво-дит к повышению продуктивности биологиче-ских объектов

Выводы Электроактивация воздушной среды производственных помещений и продук-ции растениеводства озоновоздушной смесью позволяет повысить сохранность и продуктив-ность биологических объектов Использование озоновоздушной смеси увеличивает сроки хра-нения и повышает качество сельскохозяйствен-ной продукции

Применение электроактивированной во-ды для поения птицы снижает отход молодняка и увеличивает яйценоскость кур Обработка анолитом улучшает качественные показатели силоса В результате воздействия католита при предпосевной активации семян происходит увеличение стартовых показателей семян уро-жайности и улучшение показателей качества зерна

Литература 1 Галкин ММ Микроклимат животноводческих

помещений ММ Галкин ЛГ Татаров Вестник Улья-новской государственной сельскохозяйственной акаде-мии ndash 2009 ndash 1 (8) ndash С 64ndash66

2 Сизова ЮВ Зоогигиеническая оценка содер-жания скота ЮВ Сизова Вестник НГИЭИ ndash 2014 ndash 8 (39) ndash С 108ndash109

3 Ястребова ЕА Влияние показателей микро-климата на физиологическое состояние коров ЕА Яст-ребова Агропромышленный комплекс контуры будуще-го материалы Международной научно-практической кон-ференции студентов аспирантов и молодых ученых г Курск (9ndash11 ноября 2011 г) Ч 2 ФГОУ ВПО Курская ГСХА ndash Курск 2012 ndash С 269ndash272

4 Ксѐнз Н В Интенсификация технологических процессов электроактивацией взаимодействующих сред НВ Ксѐнз Механизация и электрификация сельского хозяйства ndash 1996 ndash 5 ndash С 8ndash9

5 Ксѐнз НВ Электроактивированные среды в тех-нологиях сельскохозяйственного производства моногра-фия НВ Ксѐнз БП Чѐба ndash Зерноград 2011 ndash 278 с

6 Технология силосования зеленой массы кукуру-зы с использованием экологически чистого электроакти-вированного консерванта монография СВ Оськин АС Оськин НМ Симонов ЕН Симонова ndash Краснодар ООО laquoКронraquo 2011 ndash 172 с

7 Пасько OA Активированная вода и возможно-сти еѐ применения в растениеводстве и животноводстве монография OA Пасько ДД Домбоев ndash Томск Изд-во Томского политехнического университета 2011 ndash 373 с

8 Голохваст КЛ Перспективы и использование электрохимической активации растворов КЛ Голохваст


32

ДС Рыжаков ВВ Чайка Вода химия и экология ndash 2011 ndash 2 ndash С 23ndash30

9 Vysotskii VI Kornilova AA Smirnov IV Applied Biophysics of Activated Water the physical properties biolo-gical effects and medical applications of MRET activated water LondonndashSingaporendashBeigin World Scientific Publish-ing 2009 ndash 317 p

10 Влияние озона на прорастание семян гороха и облепихи ВГ Грезчиков АВ Чурмасов АА Гаврилова ЕА Соколова Техника в сельском хозяйстве ndash 1998 ndash 3 ndash С 14ndash16

References

1 Galkin MM Tatarov LG Mikroklimat zhivotno-vodcheskikh pomesheniy [Microclimate of livestock buildings] Vestnik Ulyanovskoj gosudarstvennoj selskohozyajstvennoj akademii 2009 No 1 (8) pp 64ndash66 (In Russian)

2 Sizova YuV Zoogigienicheskaya otsenka soder-zhaniya skota [Zoohygienic assessment of livestock] Vestnik NGIEI 2014 No 8 (39) pp 108ndash109 (In Russian)

3 Yastrebova EA Vliyanie pokazateley mikroklimata na fiziologicheskoe sostoyanie korov [The influence of micro-climate on the physiological state of cows] Agropromyshlen-nyy kompleks kontury budushego materialy Mezhdunarod-noy nauchno-prakticheskoy konferentsii studentov aspirantov i molodykh uchenykh Kursk (9ndash11 noyabrya 2011 g) ch 2 Kursk FGOU VPO Kurskaya GSHA 2012 pp 269ndash272 (In Russian)

4 Ksenz NV Intensifikatsiya tekhnologicheskikh pro-cessov elektroaktivaciey vzaimodeystvuyushchikh sred [In-tensification of technological processes by electroactivation of interacting media] Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo hozyajstva 1996 No 5 pp 8ndash9 (In Russian)

5 Ksenz NV Cheba BP Elektroaktivirovannye sre-dy v tekhnologiyah selskohozyaystvennogo proizvodstva monografiya [Electroactivated media in agricultural technolo-gies monograph] Zernograd 2011 278 p (In Russian)

6 Oskin AS Oskin SV Simonov NM Simono- va EN Tehnologiya silosovaniya zelenoj massy kukuruzy s ispolzovaniem ekologicheski chistogo elektroaktivirovannogo konservanta monografiya [Silage technology for green corn wiyth the use an environmentally friendly electro-activated preserving agent monograph] Krasnodar OOO laquoKronraquo 2011 172 p (In Russian)

7 Pasko OA Domboev DD Aktivirovannaya voda i vozmozhnosti eyo primeneniya v raste-nievodstve i zhivot-novodstve monografiya [Activated water and the possibilities of its use in crop production and animal husbandry mono-graph] Tomsk Izd-vo Tomskogo politehnicheskogo universi-teta 2011 373 p (In Russian)

8 Golohvast KL Ryzhakov DS Chajka VV Pers-pektivy i ispolzovanie elektrohimicheskoy aktivatsii rastvorov [Prospects and use of electrochemical activation of solutions] Voda himiya i ekologiya 2011 No 2 pp 23ndash30 (In Russian)

9 Vysotskii VI Kornilova AA Smirnov IV Applied Biophysics of Activated Water the physical properties biolo-gical effects and medical applications of MRET activated water LondonndashSingaporendashBeigin World Scientific Publish-ing 2009 317 p

10 Grezchikov VG Churmasov AV Gavrilova AA Sokolova EA Vliyanie ozona na prorastanie semyan goroha i oblepihi [The effect of ozone on the germination of pea and sea buckthorn seeds] Tekhnika v selskom khozyaystve 1998 No 3 pp14ndash16 (In Russian)


Ксѐнз Николай Васильевич ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoТехническая механика и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел 8 (86359) 38-4-06 +7-908-504-35-34 E-mail ksenz12yandexru

Гуриненко Людмила Александровна ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoТехническая механика и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный универ-ситетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-950-848-28-51 E-mail lusa68yandexru

Сидорцов Иван Георгиевич ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoТехническая механика и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел 8 (86359) 42-5-19 +7-928-194-47-55 E-mail sidorcov2009yandexru

Белоусов Александр Васильевич ndash кандидат физико-математических наук доцент кафедры laquoТехническая ме-ханика и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел 8 (86359) 43-4-14 +7-928-778-47-14 E-mail avbeloysovyandexru


Ksenz Nikolai Vasilyevich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Technical mechanics and physics depart-ment Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone 8 (86359) 38-4-06 +7-908-504-35-34 E-mail ksenz12yandexru

Gurinenko Lyudmila Aleksandrovna ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Technical mecha-nics and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone +7-950-848-28-51 E-mail lusa68yandexru

Sidortsov Ivan Georgiyevich ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Technical mechanics and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone 8 (86359)42-5-19 +7-928-194-47-55 E-mail sidorcov2009yandexru


33

Belousov Alexander Vasilyevich ndash Candidate of Physical and Mathematical Sciences associate professor of the Technical mechanics and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone 8 (86359) 43-4-14 +7-928-778-47-14 E-mail avbeloysovyandexru


УДК 63154446209 АВТОНОМНАЯ ТЕПЛИЦА ФУНКЦИОНИРУЮЩАЯ НА ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСАХ

copy 2020 г ИВ Юдаев МЮ Попов РВ Попова

Круглогодичные и всесезонные потребности рынка овощных культур в Российской Федерации пока еще в основ-

ном формируются за счет доставки на прилавки зарубежной зеленой продукции что не отвечает требованиям продо-вольственной безопасности страны Поэтому сегодня наблюдается особый интерес и интенсивное развитие не только крупного тепличного бизнеса но и малых форм хозяйствования для которых необходимы технические и технологиче-ские решения соответствующих форматов и габаритов Исходя из этого возникает необходимость создания малогаба-ритных сооружений для всесезонного производства растительной продукции и удовлетворения запросов потребителей в насыщении российского рынка зеленой продукцией Отечественные продукты превосходят зарубежную продукцию из Египта Турции Узбекистана и других стран по витаминному набору времени транспортировки от объекта выращивания до потребителя а также более низкой цене Разработка автономной теплицы функционирующей на возобновляемых местных источниках энергии полностью удовлетворяет требованиям регионального товарооборота laquoпроизвел ndash убрал ndash реализовалraquo с малыми затратами на выращивание и логистику Разработка такого рода сооружения малой культиваци-онной нагрузки требует соблюдения таких важных правил производственной деятельности как энергосбережение бла-годаря оптимизации параметров потребления энергии за счет применения современных технических решений авто-номное энергоснабжение с применением местных возобновляемых энергоносителей максимально возможная автома-тизация технологических операций и режимов энергообеспечения теплицы laquoумноеraquo управление теплицей с примене-нием системы компьютерного мониторинга за биологическими объектами максимально обоснованное снижение стои-мости благодаря отсутствию капитальных и других затрат в процессе эксплуатации теплицы Проектируемая теплица отвечает всем необходимым требованиям и позволяет снизить зависимость производства зеленой овощной продукции от централизованного энергоснабжения выращивать ее всесезонно обеспечивая ею круглогодично прилавки рынков и магазинов в ЮФО и соседних регионах

Ключевые слова малоэнергозатратная теплица возобновляемые энергоресурсы замещение импорта малое фермерское производство здоровая зеленая продукция

AUTONOMOUS GREENHOUSE RUNNING ON RENEWABLE ENERGY RESOURCES

copy 2020 IV Yudaev MYu Popov RV Popova

Year-round and all-season needs of the vegetable market in the Russian Federation are still mainly formed by the deli-

very of foreign green products to the shelves This situation does not meet the countrys food safety requirements Therefore today special interest and intensive development is observed not only in large greenhouse businesses but also in small busi-ness forms for which technical and technological solutions of appropriate formats and dimensions are necessary Based on this there is a need to create small-sized facilities for year-round production of plant products and to satisfy consumers demand for saturating the Russian market with green products Domestic products are superior to foreign products from Egypt Turkey Uz-bekistan and other countries in vitamin selection transportation time from the object of cultivation to the consumer as well as a lower price The development of an autonomous greenhouse running on renewable local energy sources fully meet with the requirements of the regional laquoproduced-harvested-soldraquo commodity circulation with low expenses for growing and logistics The development a construction of a small cultivation load requires the observance of such important rules of production activity as energy saving due to the optimization of energy consumption parameters through the use of modern technical solutions auto-nomous energy supply using local renewable energy sources the maximum possible automation of technological operations and energy supply regimes of the greenhouse laquosmartraquo greenhouse management using a computer monitoring system for bio-logical objects the most reasonable cost reduction due to the lack of capital and other costs during the operation of the green-house The designed greenhouse meets all the necessary requirements and allows to reduce the dependence of green vegeta-ble production on centralized energy supply to grow production all year-round providing with year-round markets and shops in the Southern Federal District and neighboring regions

Keywords low-energy greenhouse renewable energy resources import substitution small farm production healthy green products


34

Введение Несмотря на государственную поддержку и ускоренное развитие тепличного промышленного производства здоровой зеле-ной продукции в стране сегодня количество потребляемых овощей на душу населения Рос-сии меньше физиологически обоснованных и установленных норм По рекомендации Мин-здрава потребление в год овощной продукции должно составлять 140 кг в то время как по данным Росстата ежегодно каждый россиянин не доедает только здоровой зеленой продукции около 30 кг [1] Это по заявлению врачей при-водит к снижению иммунитета ndash так при дефи-ците только витамина С мы чаще простужаем-ся тяжелее болеем ухудшается физическая и умственная активность По предварительной оценке ассоциации laquoТеплицы Россииraquo урожай культур выращенных в защищенном грунте в 2018 году стал наилучшим за всю историю рос-сийского агробизнеса и составил около 11 млн т об этом же заявляет компания laquoТехнологии Ростаraquo Согласно Росстату в 2018 году сель-хозорганизации собрали 922 тыс т тепличных овощей с учетом КФХ урожай был еще больше ndash на уровне 975 тыс т [2] По данным Минсель-хоза на 26 сентября 2019 г валовой сбор ово-щей в защищенном грунте составил 7136 тыс т что на 211 больше чем к аналогичной дате предыдущего года В том числе урожай огурцов достиг 450 тыс т (прирост к 2018 г + 128) томатов ndash 2437 тыс т (+353) прочих овощей ndash 112 тыс т (+191) [3]

Но не только крупные хозяйства обеспечи-вают круглогодичную всесезонную laquoовощнуюraquo независимость страны Так в общий вклад в овощной урожай России вносят малые и средние тепличные хозяйства и комбинаты которые за-нимают под возделываемые культуры как доста-точно большие так и небольшие площади обес-печивая выращенной продукцией местные ре-гиональные прилавки и рынки сбыта [4]

На данный момент отсутствуют готовые комплексные технические и технологические

решения позволяющие эффективно выращи-вать зеленую продукцию как в условиях ведения малого бизнеса при централизованном энерго-снабжении так и в энергетически автономном режиме Кроме этого следует отметить что и комплексная автоматизация процессов в соору-жениях защищенного грунта зачастую пока еще не отвечает запросам полного автоматического цикла выращивания растениеводческой про-дукции Поэтому любые исследования и техно-логические проекты направленные на повыше-ние эффективности производства продукции в культивационных сооружениях малых форм снижение энергопотребления и улучшение ус-ловий труда являются актуальными задачами требующими разнообразных решений с различ-ными вариантами технологических и техниче-ских предложений

Цель статьи ndash проанализировать суще-ствующие технологии технические решения в культивационных сооружениях малых форм и обосновать структурное построение автономной теплицы функционирующей на возобновляе-мых энергоресурсах

Анализ существующих технических и конструкционных решений Теплица ndash спе-циальное (культивационное) сооружение с по-крытием из светопропускающего материала для сезонного или круглогодичного выращивания овощных культур и рассады Теплица ndash это прежде всего объект зависимый от обеспечен-ности энергией среди которых основным явля-ется поток лучистой энергии Солнца Эти веге-тационные сооружения также называют закры-тыми грунтовыми или культивационными кото-рые функционируют при минимальном влиянии внешней окружающей среды на рост и развитие выращиваемых растительных объектов Это позволяет скорректировать биологические рит-мы растений для наибольшей эффективности получения от них зеленой массы плодов или ягод [5 6]

Рисунок 1 ndash Конструкционные виды теплиц


35

Форма культивационного сооружения вы-бирается исходя из ориентации на местности места размещения и условий эксплуатации теп-лицы (см рисунок 1) Из перечисленных на ри-сунке 1 отдадим предпочтение двускатной и

арочной теплицам и детально рассмотрим их достоинства и недостатки поскольку именно эти виды конструкций наиболее распростране-ны в ЮФО (таблица 1)

Таблица 1 ndash Анализ наиболее распространѐнных из существующих конструкций культивационных сооружений

Арочная конструкция

Достоинства Недостатки

Прочность конструкции ndash способна выдержать значительные снеговые нагрузки

Используется не весь объѐм внутритепличного пространства

Герметичность конструкции удобство монтажа покрывного материала отсутствие дополнительных стыков и швов при монтаже

Неудобство посадки растения вблизи примыкания стенок к почвенной поверхности

Возможность посадки высокорослых культур Дополнительное укрепление каркаса при высоте конструкции более 2 метров

Сводчатая форма позволяет равномерно проникать солнечному свету

Влияние на конструкцию ветровых нагрузок так как возможна ее деформация

Образовавшийся конденсат не капает на растения а стекает по стенкам

Более равномерный обогрев внутритепличного про-странства

Удобство монтажа фрамуг проветривания как вверху теплицы так и внизу

Двухскатная конструкция

Используется весь полезный внутренний объем теплицы Дополнительное утяжеление конструкции за счет использования более усиленной крыши и стен

Возможна постройка любой высоты стенок высота конька регулируется в зависимость от снеговой нагрузки

Высокая зависимость прочности конструкции от снеговой и ветровой нагрузки

Удобство и легкость монтажа конструкции а также форточек на крыше и по стенкам

Зачастую необходим фундамент для конструкции

При равных размерах теплицы по периметру имеется больший объем внутреннего воздушного пространства

Увеличение потерь тепла в угловых зонах

В качестве основного энергозатратного процесса искусственно организуемого в соору-жениях такого рода является поддержание температурно-влажностного режима воздушной среды и почвы Поэтому следует проанализи-ровать свойства достоинства и недостатки по-крывного материала теплиц в качестве которо-го в основном применяют стекло поликарбонат монолитный поликарбонат сотовый и полиэти-леновую пленку [7] (таблица 2)

Проанализировав все свойства покрыв-ных материалов можно отметить что сотовый поликарбонат в отличие от монолитного поли-карбоната полиэтиленовой пленки стекла име-ет хорошие характеристики по светопроницае-мости и теплопроводности обладает неболь-шим весом выдерживает механические нагруз-ки и с его использованием можно создавать

различные конфигурации несущих конструкций Исходя из всего этого сегодня именно его ис-пользуют для обустройства теплиц вегетариев культивационных сооружений малых форм для частного сектора и небольших крестьянско-фермерских хозяйств [7] Благодаря своим теп-лоизоляционным свойствам и простоте монта-жа а также соотношению ценакачество сото-вый поликарбонат интенсивно используется в хозяйствах и на предприятиях ЮФО

Дополнительными показателями выбора вида культивационного сооружения могут также служить оценка его взаимодействия с центра-лизованной системой энергоснабжения долго-вечность использования и технико-экономи-ческие показатели Анализ и используемые ви-ды оценки применимости теплиц представлены в таблице 3


36

Таблица 2 ndash Анализ достоинств и недостатков наиболее распространѐнных вариантов

покрывного материала используемого в теплицах

По

ли

кар

бо

нат

со

тов

ый

Плюсы Минусы

Небольшой вес материала ndash 13ndash174 кгм2 Низкая абразивная устойчивость ndash 21 Дж

Хорошая светопроницаемость ndash 78 Разрушение под воздействием УФ-излучения

Возможность изгибаться при монтаже Наличие деформации при воздействии высоких или низких температур

Химическая устойчивость Повышенная отражающая способность

Хорошие теплоизоляционные свойства Коэффициенты теплопроводности 014ndash02 ВтмmiddotК и теплопередачи ndash39 Втмsup2middotdegС Диапазон температур при эксплуатации -45hellip +120 ordmС

Загрязняемость внутренних каналов при эксплуатации

Преломление солнечных лучей позволяет получить рассеянный свет

Необходимость использования дополнительной специальной монтажной арматуры

Парниковый эффект

Оптимальное соотношение ценакачество

Срок службы ndash не менее 10 лет

По

ли

кар

бо

нат

мо

но

ли

тны

й

Небольшой вес материала ndash 24ndash144 кгм2 Высокий коэффициент линейного расширения при изменении температурного режима

Отличная светопроницаемость ndash 96 Разрушение под воздействием УФ-излучения

Возможность изгибаться при монтаже Более высокая стоимость

Жесткость конструкции из материала прошедшего горячую формовку

Наличие технологических особенностей при монтаже

Хорошие теплоизоляционные свойства Коэффициен-ты теплопроводности ndash 072ndash10 ВтмmiddotК и теплопере-дачи ndash 509 Втмsup2middotdegС Диапазон температур при эксплуатации -45hellip+120 ordmС





По

ли

эти

лен

ов

ая п

лен

ка

Легкость монтажа пленочного покрывного материала Пленочная теплица недолговечна ndash монтаж и демонтаж каждый год Максимальный срок службы ndash 5 лет

Хорошая светопроницаемость ndash до 90 степень прозрачности ndash 79ndash93

Низкая прочность несмотря на армирование

Коэффициенты теплопроводности ndash 025ndash03 ВтмmiddotК при плотности 916 кгм3 и теплопередачи ndash 05ndash118 Втмsup2middotdegС

Зависимость от ветровой и снеговой нагрузки

Возможность легкого демонтажа в зимний период Поддается воздействию УФ-излучения


Низкая цена материала

Сте

кло

Довольно длительный срок эксплуатации ndash до 50 лет Создание очень прочного фундаментного основа-ния и крепкой каркасной конструкции вес материа-ла ndash 10 кгм2

Отличная светопроницаемость ndash до 98 степень прозрачности ndash 89ndash92

Является очень хрупким материалом который подвержен растрескиванию и разбивается при падении Предел прочности ndash от 500 до 2000 МПа

Обладает стабильно высоким показателем теплоизо-ляции Коэффициенты теплопроводности ndash 072ndash10 ВтмmiddotК и теплопередачи ndash 58 Втмsup2middotdegС Диапазон температур при эксплуатации -70hellip+250 degС

Конструкции требуется мощный фундамент а каркас занимает значительное место

Стекла легко чистятся от загрязнений и не подвергают-ся порче с течением времени

Быстро прогревается под воздействием солнечных лучей что требует обустройства качественной вентиляции

Разбитые стѐкла легко подлежат замене Теплица из стекла может быть выполнена исключи-тельно в форме двухскатного домика


37

Таблица 3 ndash Степень энергозависимости теплиц и их эксплуатационная оценка

Культивационное сооружение

Степень энергозависимости

Использование в осенне-зимний

период

Долговечность покрывного материала

Затраты и срок окупаемости

Пленочные теплицы

Зависимая от централизо-ванного энергоснабжения Основной энергетический поток тепла и света полу-чает от солнца

Не используется Использование

лишь 5ndash6 месяцев в году

Срок службы 1ndash2 года

Незначительные затраты окупается в первый год су-щественные тру-довые затраты

Поликарбонатные теплицы

Зависимая от централизо-ванного энергоснабжения Досвечивание и полив электрифицированы Ос-новной энергетический поток тепла и света полу-чает от солнца

Использование 7ndash8 месяцев в году

Срок службы 10 лет

Затраты средние окупается в тече-ние двух лет


с применением ВИЭ

Частично зависимая от централизованного энерго-снабжения Основной энер-гетический поток тепла и света получает от солнца



Затраты средние окупается в тече-ние двух с полови-ной лет

Солнечные вегетарии

Зависимая от централизо-ванного энергоснабжения дополнительно предусмот-рена система отопления Основной энергетический поток тепла и света полу-чает от солнца

Используется круглогодично

Срок службы 10ndash12 лет

Затраты высокие окупается в тече-ние пяти лет

Предлагаемое решение и его обсужде-

ние Малый бизнес и индивидуальные предпри-ниматели заинтересованы во всесезонном про-изводстве и реализации овощной зеленой про-дукции рядом с местом ее выращивания и следовательно их интерес распространяется и на создание круглогодичной автономной мало-энергозатратной теплицы или комплекса теп-лиц функционирующих на основе местных во-зобновляемых энергоресурсов Технологиче-ской особенностью разрабатываемого культи-вационного сооружения и инновационным под-ходом при таком решении является автоном-ность независимость от централизованного энергообеспечения и существенное снижение затрат энергии за счет внедрения энергосбере-гающих решений использования возобновляе-мых энергоресурсов реализации концепции умного управления процессами и операциями

Поиск готовых решений и уже реализо-ванных отдельных компонентов а также изуче-ние существующих аналогов выявил некоторые их недостатки а именно ndash обязательное нали-чие системы централизованного энергоснабже-ния в большинстве случаев их функционирова-ние возможно только в теплый период года

очень часто используется автоматизация только отдельных технологических операций отсутст-вуют системы резервирования и аккумулирова-ния энергии

Исправить обозначенные пробелы и не-достатки можно используя местные возобнов-ляемые первичные энергоносители такие как низкопотенциальная энергия земли и энергия солнца

Отсутствие на рынке такого рода культи-вационных сооружений позволило спроектиро-вать и разработать конструкцию автономной теплицы обосновать функциональную структу-ру системы автоматизации предложить специ-фикацию требуемых материалов и оборудова-ния оценить затраты энергии на технологиче-ские операции обеспечив их электрической и тепловой энергией а также разработать 3D-модель теплицы и размещаемого в ней обо-рудования

На схеме (см рисунок 2) показано распо-ложение технологического оборудования и представлены энергетические потоки согласо-ванное использование которых необходимо в зимне-осенний период для обогрева теплицы и организации досвечивания растений а в весен-


38

не-летний период ndash для охлаждения воздушного пространства внутри помещений теплицы и до-полнительного освещения Массивное темное тело в основании теплицы позволяет накапли-вать и сохранять тепловую энергию не только внутри теплицы но и не дает промерзать грунту возле нее Тепловой баланс можно поддержи-вать при помощи автоматической системы управления для теплиц пятого поколения laquoМик-

роКлифraquo Влажность воздуха и почвы контро-лируется при помощи датчиков влажности сиг-нал с которых оцифровывается и поступает в управляющий орган при помощи GPS-трекера Подача воздуха внутрь помещения происходит в летний период через систему laquoМикроКлифraquo а в зимний ndash через вентиляторы встроенные в кор-пус теплицы с контролем включения осуществ-ляемый через управляющий орган [5 6 8]

Рисунок 2 ndash Структурная схема автономной теплицы функционирующей на местных возобновляемых источниках энергии

Рисунок 3 ndash 3D-модель комбинированного применения возобновляемых энергоносителей для полностью энергонезависимой теплицы


39

В сельской местности ЮФО в большинст-ве случаев эксплуатируются устаревшие линии электропередачи которые не всегда способны осуществить бесперебойную подачу энергии к теплицам да и в некоторых районах до сих пор отсутствует центральное энергоснабжение а местные жители применяют дизельные генера-торы для домашних бытовых приборов Для эффективной работы современного технологи-ческого оборудования в проектируемых тепли-цах необходимо применять электроэнергию без перебоев и с требуемыми параметрами ка-чества

Преимущество представленного конст-рукторского решения в том что монтаж теплич-ного комплекса предполагается на удаленных территориях Ростовской области и ЮФО в ус-ловиях отсутствия централизованного энерго-снабжения в туристско-рекреационных зонах природных заповедниках и местах отдыха не нанося урона и вреда окружающей среде Ис-

пользование альтернативных источников энер-гии прогнозирует с течением временем сниже-ние себестоимости производимой продукции Следующим позитивным фактом является воз-можность организации системы удаленного мо-ниторинга за режимами как в самом тепличном комплексе так и за режимами работы энергети-ческого оборудования [9] Предлагаемый теп-личный комплекс проектируется согласно тре-бованиям СП 107133302012 Теплицы и парни-ки Актуализированная редакция СНиП 21004-85 (с Изменением 1)

К данной теплице можно применить поня-тие и laquoумная теплицаraquo так как управление про-цессами в теплице может осуществляться с по-мощью мобильного телефона или персонально-го компьютера удаленно а применение систе-мы timelapse позволяет наглядно отследить ди-намику роста растений и изменения параметров сред выращивания

Рисунок 4 ndash Схема применения и работы оборудования с использованием цифровых технологий для управления техническими процессами


40

Рисунок 5 ndash Круглогодичная малогабаритная блочная теплица разработанная с учетом климатических и технологических особенностей

Преимущества автономно функциони-рующей теплицы спроектированной для ЮФО

1) предложенная конструкция теплицы нергоэффективнее существующих аналогов

2) цифровизированы все технологические операции

3) экологичность производства 4) энергонезависимость от внешнего

энергоснабжения 5) материально-финансовая доступность

для небольших предприятий или подсобных и фермерских хозяйств

Идея разработки автономной малоэнер-гозатратной теплицы на основе альтернативных источников не имеет подобных технологических решений так как применение возобновляемых энергоносителей не приводит к загрязнению экологической среды региона Тепличный ком-плекс представлен из двух помещений технического помещения и зоны выращивания В проектируемой теплице предусматривается применение солнечной энергии для генерации электрического тока и его резервирования для последующего выполнения технологических операций Также солнечная энергия применяет-ся для водяного обогрева почвы при помощи солнечного коллектора [10] Солнечное излуче-ние непостоянно поэтому в отсутствие солнеч-ной радиации тепловые потери компенсируются за счет функционирования теплового насоса laquoземля ndash водаraquo ndash для обогрева почвы а для досвечивания растений и организации их поли-ва в качестве источника электрической энергии

применяют блок электрохимических аккумуля-торов Для наибольшего телоэнергетического эффекта под почвой планируется разместить песчано-гравийный аккумулятор который спо-собен накапливать дневное тепло и отдавать его поддерживая необходимую температуру в ночное время суток

Конструктивная особенность теплицы за-ключается в адаптивной конструкции ската крыши под солнечную панель оптимальный средний угол наклона солнечной панели равен 39ordm [11] Конструкция полностью адаптирована под климатические условия Ростовской области

Для технико-экономической оценки рас-считан мини-бизнес-план по выращиванию зе-леных овощных культур в горшечно-лоточном исполнении в блочном тепличном комплексе Срок окупаемости одного блочного комплекса ndash 15 года Предлагаемый блочный комплекс бы-стро окупается он легко монтируется не требу-ет централизованного энергоснабжения Фи-нальным завершением проекта может стать экологически чистое зеленое кафе где посети-тели могут наблюдать за приготовлением здо-ровой пищи и выбирать ингредиенты блюд са-мостоятельно практически на laquoгрядкахraquo

Вывод Тепличная отрасль в России раз-вивается интенсивно но на данный момент им-порт зарубежной зеленой продукции составляет около 70 что не отвечает требованиям laquoовощной безопасностиraquo страны Внутренний сбор овощей и зелени экологичнее чем приве-зенная продукция из-за рубежа Поэтому пред-


41

лагаемая конструкция позволяет решить целый ряд обозначенных проблем и снизить себе-стоимость готовой продукции Применение теп-личного комплекса экономически обосновано мини-бизнес-планом где просчитан срок оку-паемости и приведены все затраты

Литература

1 Груздева ВВ Некоторые аспекты потребления продуктов питания в регионе ВВ Груздева АН Игошин Вестник НГИЭИ ndash 2017 ndash 9 (76) ndash С 110ndash118

2 Максимова Е Урожай тепличных овощей мо-жет стать рекордным [Электронный ресурс] Е Максимо-ва Агроинвестор [Сайт] ndash 2018 ndash 1 Режим доступа httpswwwagroinvestorruanalyticsnews30533-urozhay-teplichnykh-ovoshchey-mozhet-stat-rekordnym utm_source=email_agro-еditorialamputm_medium =emailamputm_ campaign=16-issue-2018-10-06amputm_ con-tent=title_9

3 Состояние и перспективы развития овощевод-ства закрытого грунта в Российской Федерации АС Дорохов ИА Старостин НО Чилингарян АА До-рохов Аграрная Россия ndash 2019 ndash 10 ndash С 45ndash48

4 Гужвина НА Анализ и перспективы развития производства овощей защищенного грунта в Ростовской области НА Гужвина СА Гужвин Вестник Донского государственного аграрного университета ndash 2015 ndash 1ndash2 ndash С 70ndash74

5 Каун ОЮ Обоснование параметров микрокли-мата сооружений защищенного грунта ОЮ Каун ИН Озеров Инновации в сельском хозяйстве ndash 2017 ndash 3 (24) ndash С 49ndash52

6 Степанчук ГВ Энергоэффективная система облучения в теплице ГВ Степанчук ИВ Юдаев АВ Жарков Вестник аграрной науки Дона ndash 2016 ndash 1 (33) ndash С 5ndash12

7 Юдаев ИВ Изучение светопропускающих свойств сотового поликарбоната ndash покрывного материала круглогодичных теплиц ИВ Юдаев Научный журнал КубГАУ ndash 2016 ndash 120 (06) ndash С 239ndash252

8 Система автоматического управления микро-климатом малогабаритной теплицы защищенного грунта с применением микроконтроллера МС Волхонов СЛ Габалов СВ Иванов ИА Смирнов КА Джумалиев Актуальные проблемы науки в агропромышленном ком-плексе сборник статей 66-й Международной научно-практической конференции в 3 т Костромская ГСХА ndash Кострома 2015 ndash С 91ndash95

9 Умная теплица Автоматизация процессов вы-ращивания культур в малогабаритных теплицах РД Адакин МЛ Борисова ВП Дмитренко ОГ Несио-ловский ИМ Соцкая Состояние и перспективы разви-тия агропромышленного комплекса сборник научных трудов XII Международной научно-практической конфе-ренции в рамках XXII Агропромышленного форума юга России и выставки laquoИнтерагромашraquo Донской государст-венный технический университет Аграрный научный центр laquoДонскойraquo ndash Ростов-на-Дону 2019 ndash С 329ndash332

10 Spatio-temporal modeling of roof-top photovoltaic panels for improved technical potential assessment and elec-tricity peak load offsetting at the municipal scale LR Ca-

margo R Zink W Dorner G Stoeglehner Computers Environment and Urban Systems ndash 2015 ndash 52 ndash P 58ndash69

11 Даус ЮВ Снижение затрат на оплату по-требленной электрической энергии за счет утилизации солнечной энергии ИВ Юдаев ЮВ Даус ГВ Степан-чук Гелиотехника ndash 2018 ndash 2 ndash С 75ndash80

References

1 Gruzdeva VV Igoshin АN Nekotorye aspekty po-trebleniya produktov pitaniya v regione [Some aspects of food consumption in the region] Vestnik NGIEI 2017 No 9 (76) pp 110ndash118 (In Russian)

2 Maksimova E Urozhaj teplichnykh ovoshhej mo-zhet stat rekordnym [The harvest of greenhouse vegetables can become a record] [Elektronnyj resurs] Аgroinvestor [Sajt] 2018 No 1 Rezhim dostupa httpswwwagroinvestorruanalyticsnews30533-urozhay-teplichnykh-ovoshchey-mozhet-stat-rekordnymutm_source=email_agro-editorialamputm_medium=emailamputm_campaign=16-issue-2018-10-06amputm_content=title_9

3 Dorokhov АS Starostin IА Chilingaryan NO Dorokhov АА Sostoyanie i perspektivy razvitiya ovoshhe-vodstva zakrytogo grunta v Rossiyskoy Federatsii [State and prospects of development of vegetable growing of the closed ground in the Russian Federation] Аgrarnaya Rossiya 2019 No 10 рр 45ndash48 (In Russian)

4 Guzhvina NА Guzhvin SА Аnaliz i perspektivy razvitiya proizvodstva ovoshhey zashhishhennogo grunta v Rostovskoy oblasti [Analysis and prospects of development of production of vegetables of the protected soil in the Rostov region] Vestnik Donskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta 2015 No 1ndash2 pp 70ndash74 (In Russian)

5 Kaun OYu Ozerov IN Obosnovanie parametrov mikroklimata sooruzhenij zashhishhennogo grunta [Analysis and prospects of development of production of vegetables of the protected soil in the Rostov region] Innovatsii v selskom khozyaystve 2017 No 3 (24) pp 49ndash52 (In Russian)

6 Stepanchuk GV Yudaev IV Zharkov АV Ener-goeffektivnaya sistema oblucheniya v teplitse [Energy effi-cient training system in the greenhouse] Vestnik agrarnoy nauki Dona 2016 No 1 (33) pp 5ndash12 (In Russian)

7 Yudaev IV Izuchenie svetopropuskayushhikh svoystv sotovogo polikarbonata ndash pokryvnogo materiala krug-logodichnykh teplits [Study of light-transmitting properties of cellular polycarbonate-the cover material of year-round greenhouses] Nauchnyy zhurnal KubGАU 2016 No 120 (06) pp 239ndash252 (In Russian)

8 Volkhonov MS Gabalov SL Ivanov SV Smir-nov IА Dzhumaliev KА Sistema avtomaticheskogo uprav-leniya mikroklimatom malogabaritnoy teplitsy zashhishhenno-go grunta s primeneniem mikrokontrollera [Automatic micro-climate control system of a small greenhouse of protected soil with the use of a microcontroller] Аktualnye problemy nauki v agropromyshlennom komplekse sbornik statey 66-y Mezh-dunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii v 3 t Kos-tromskaya gosudarstvennaya selskokhozyaystvennaya aka-demiya Kostroma 2015 pp 91ndash95 (In Russian)

9 Аdakin RD Borisova ML Dmitrenko VP Nesio-lovskij OG Sotskaya IM Umnaya teplitsa Аvtomatizatsiya protsessov vyrashhivaniya kultur v malogabaritnykh teplitsakh


42

[Smart greenhouse Automation of processes of crop cultiva-tion in small greenhouses] Sostoyanie i perspektivy razvitiya agropromyshlennogo kompleksa sbornik nauchnykh trudov XII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii v ramkakh XXII Аgropromyshlennogo foruma yuga Rossii i vystavki laquoInteragromashraquo Donskoy gosudarstvennyy tekhni-cheskiy universitet Аgrarnyy nauchnyy tsentr laquoDonskoiraquo Rostov-na-Donu 2019 pp 329ndash332 (In Russian)

10 Camargo LR Zink R Dorner W Stoeglehner G Spatio-temporal modeling of roof-top photovoltaic panels for

improved technical potential assessment and electricity peak load offsetting at the municipal scale Computers Environ-ment and Urban Systems 2015 No 52 pp 58ndash69

11 Daus YuV Yudaev IV Stepanchuk GV Sniz-henie zatrat na oplatu potreblennoy elektricheskoy energii za schet utilizatsii solnechnoy energii [Reduction of expenses for payment of the consumed electric energy at the expense of utilization of solar energy] Geliotekhnika 2018 No 2 pp 75ndash80 (In Russian)


Юдаев Игорь Викторович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoТеплоэнергетика и техносферная безопасностьraquo заместитель директора по научной работе Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-902-381-83-39 +7-905-397-64-17 E-mail etsh1965mailru

Попов Максим Юрьевич ndash аспирант первого года обучения кафедры laquoТеплоэнергетика и техносферная безо-пасностьraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный уни-верситетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-928-144-64-69 E-mail 19maxim95mailru

Попова Регина Владиславовна ndash магистрант второго года обучения кафедры laquoАгрономия и селекция сельско-хозяйственных культурraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-928-168-68-76 E-mail reginayatskmailru


Yudaev Igor Viktorovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Thermal power engineering and techno-sphere safety department Deputy Director for Research Work Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone +7-902-381-83-39 +7-905-397-64-17 E-mail etsh1965mailru

Popov Maxim Yurievich ndash post-graduate student of the Thermal power engineering and technosphere safety depart-ment Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone +7-928-144-64-69 E-mail 19maxim95mailru

Popova Regina Vladislavovna ndash master student of the Agronomy and selection of agricultural crops department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) Phone +7-928-168-68-76 E-mail reginayatskmailru


УДК 63136325

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСТАНОВКИ ВАЛКОВОГО ТИПА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

copy 2020 г РИ Черкасов КА Адигамов АА Ашнин ВВ Никишин

Рассмотрены вопросы совершенствования измельчителей валкового типа предназначенных для работы с твѐр-

дыми материалами а именно оснащенных винтовыми ножами навитыми в виде реборд на цилиндрические валки и предназначенными для измельчения различных твердых материалов например компонентов кормов для животных Показано что если валки вращаются навстречу друг другу как это осуществляется на применяемых измельчающих установках на винтовых ножах появляются окружные силы величина которых зависит от мощности привода угловой скорости и диаметра валков Следовательно при одной и той же мощности привода можно изменять величину окружной силы за счѐт варьирования одного из двух параметров либо угловой скорости либо диаметра валков В практическом плане изменение величины окружной силы проще реализовать регулированием угловой скорости Эти силы можно раз-ложить на составляющие действующие как вдоль ножей по линии навивки так и поперѐк ножей Вследствие этого на измельчаемый материал действуют разрывающие силы во взаимно перпендикулярных направлениях а так как на де-формацию разрыва сопротивление твердых материалов оказывает наименьшее влияние по величине по сравнению с другими видами деформации можно ожидать что усилия необходимые для измельчения материала а следовательно и энергозатраты на осуществление этого процесса будут минимальными Установлено что если винтовые ножи навиты


43

на каждом из валков в противоположных направлениях под углом 45deg к продольной оси валков то разрывающие уси-лия действующие на материал будут равны по величине и обратны по направлению Применяя валки с другими углами навивки ножей можно получить иное соотношение разрывающих усилий Приведена схема измельчающей установки реализующей данный принцип измельчения на которую получен патент РФ на полезную модель

Ключевые слова установка измельчение винтовые ножи реборда валок угол наклона реборды

IMPROVING THE INSTALLATION OF THE ROLLER TYPE FOR GRINDING SOLID MATERIALS

copy 2020 RI Cherkasov KA Adigamov AA Ashnin VV Nikishin

The issues of improving the roll-type grinders for solid materials namely equipped with screw knives wound in the form of flanges on cylindrical rolls and intended for grinding various solid materials for example animal feed components are consi-dered It is shown that if the rolls rotate towards each other as it is used in the grinding installation circumferential forces appear on the screw knives the magnitude of which depends on the drive power angular velocity and diameter of the rolls Consequent-ly at the same drive power the magnitude of the circumferential force is changed by varying one of two parameters either the angular velocity or the diameter of the rolls In practical terms a change in the magnitude of the circumferential force is easier to implement by controlling the angular velocity These forces can be decomposed into components that act both along the knives on the winding line and across the knives As a result of this tearing forces can act on grinded material in two mutually perpendi-cular directions since the resistance of solid materials to the tearing strain is the smallest in comparison with other types of de-formation so it can be expected that the forces required to grind the material and consequently energy costs for the imple-menting this process will be minimal It was established that if screw knives are wound on each of the rolls in opposite directions at the angle of 45deg to the longitudinal axis of the rolls the tearing forces acting on the material will be equal in magnitude and opposite in direction By applying rolls with other knife winding angles a different ratio of tearing forces can be obtained The scheme of the grinding installation that implements this principle of grinding is based on a patent of the Russian Federation for the utility model

Keywords installation grinding screw knives flanges roll flange angle

Введение Технический уровень приме-

няемого для измельчения твердых материалов оборудования не в полной мере отвечает предъявляемым требованиям [1] В связи с этим возникает необходимость в совершенст-вовании имеющегося и создании нового техно-логического оборудования Для решения этих вопросов необходимо выполнить исследования направленные на оптимизацию конструкций ра-бочих органов измельчающего оборудования и установление рациональных режимов их рабо-ты поиск новых технических решений обеспе-чивающих повышение качества и снижение энергоемкости технологического процесса

Методика исследования Измельчение является процессом разрушения материала в результате приложения нагрузки превышаю-щей его предел прочности [2] В зависимости от назначения и принципа действия измельчителя могут использоваться различные виды нагрузки на материал раскалывание раздавливание излом удар истирание и др [3] В чистом виде эти нагрузки воздействуют на материал сравни-тельно редко гораздо чаще происходит их ком-бинированное воздействие раскалывание и раздавливание раздавливание и излом удар и излом и тд Для реализации этих нагрузок могут

применяться шнековые конусные валковые барабанные вибрационные и другие дробилки

Для среднего и мелкого дробления мате-риалов высокой и средней прочности а также для измельчения пластичных и хрупких мате-риалов применяются валковые дробилки кото-рые являются установками непрерывного дей-ствия [4] Эти установки могут также использо-ваться при измельчении компонентов кормов для животных Рабочие поверхности валков мо-гут быть гладкими рифлеными и зубчатыми Дробилки с гладкими и рифлеными валками применяют для измельчения материалов сред-ней прочности дробилки с зубчатыми валками ndash материалов малой прочности [5]

К валковым относятся также дробилки с винтовыми ножами которые представляют со-бой винтовые реборды навитые под опреде-ленными углами на цилиндрический валок [6]

Результаты исследований и их обсу-ждение Рассмотрим механизм измельчения материала двухвалковой дробилкой с винтовы-ми ножами если валки вращаются навстречу друг другу как это осуществляется на приме-няемых измельчающих установках подобного типа а ножи навиты на валках в противополож-ных направлениях (рисунок 1)


44

Рисунок 1 ndash Схема расположения винтовых ножей на валках с действующими на них силами

При вращении валков на лезвиях ножей возникают окружные силы определяемые из выражения [3 4]

Ft = 2TD (1) где T ndash крутящий момент на валке

D ndash диаметр валка Крутящий момент можно определить по

формуле T = N ω (2)

где N ndash мощность привода

ω ndash угловая скорость валка Подставив (2) в (1) получим Ft = 2N ω middot D (3) Из выражения (3) следует что величина

окружной силы зависит от мощности привода установки угловой скорости и диаметра валков Следовательно при одной и той же мощности привода можно изменять величину окружной силы за счет варьирования одного из парамет-ров либо угловой скорости либо диаметра вал-ков В практическом плане изменение величины

окружной силы проще реализовать регулирова-нием угловой скорости [7 8]

При условии что валки 1 2 имеют одина-ковые диаметры и их угловые скорости равны окружные силы возникающие при вращении валков равны между собой те

Ft1 = Ft2 (4) Эти силы можно разложить на состав-

ляющие Fprimet1 Fprimet2 действующие вдоль реборд и составляющие Fprimeprimet1 Fprimeprimet2 действующие перпен-дикулярно реборд На первом валу

Fprimet1 = Ft1 middot sin α Fprimeprimet1 = Ft1 middot cos α (5) где α ndash угол навивки реборды

На втором валу Fprimet2 = Ft2 middot sin α Fprimeprimet2 = Ft2 middot cos α (6) Если принять α = 45ordm то sin 45ordm и cos 45ordm

имеют одинаковые численные значения и по-этому силы действующие на измельчаемые материалы равны между собой (рисунок 2)

Fprimet1 = Fprimeprimet2 Fprimeprimet1 = Fprimet2 (7)

Рисунок 2 ndash Схема сил действующих на материал


45

Следовательно измельчаемый материал разрывается на части силами действующими в двух взаимно перпендикулярных направлениях а так как на деформации разрыва сопротивле-ние твердых материалов наименьшее по срав-нению с другими видами деформации можно ожидать что усилия необходимые на измель-

чение материала а следовательно энергоза-траты на осуществление этого процесса будут минимальными [9 10 11]

На основании выполненного анализа раз-работана установка реализующая данный принцип измельчения (рисунок 3)

Рисунок 3 ndash Схема установки

Установка состоит из двух цилиндриче-

ских валков 1 и 2 одинакового диаметра смон-тированных параллельно На наружной поверх-ности валков навиты винтовые реборды 3 с противоположной навивкой выполняющие роль ножей Привод установки (на рисунке 3 не пока-зан) обеспечивает вращение валков навстречу друг другу с одинаковой частотой Валок 2 под-пружиненный что позволяет избежать заклини-вания материала между валками а при попада-нии крупного куска он может быть выведен из рабочей зоны установки одним из винтовых но-жей С помощью винтового механизма 4 можно регулировать величину фракции измельчаемого материала

Выводы Таким образом применение ус-тановок валкового типа с винтовыми ножами может быть целесообразно для измельчения твердых материалов так как при вращении вал-ков навстречу друг другу возникают усилия разрывающие материал на отдельные фраг-менты При навивке ножей на валки под углом 45ordm эти усилия действуют в двух взаимно пер-пендикулярных направлениях и равны по вели-чине что способствует уменьшению энергоза-трат необходимых на измельчение материа-

лов Регулирование величины разрывающих усилий может быть достигнуто без изменения конструкции установки за счет варьирования угловой скорости валков При попадании в уста-новку негабаритных кусков материалов они мо-гут быть выведены из рабочей зоны одним из винтовых ножей Вопрос заклинивания мате-риала между ножами на валках подробно в дан-ной статье не рассматривался

Описываемая в статье конструктивная схема может обеспечить возможность варьиро-вания размера фракции измельчаемого мате-риала а также свести к минимуму вероятность заклинивания материала между валками Пред-ложенная схема измельчающей установки об-ладает свойствами полезности и может быть использована при проектировании установок кормопроизводства


1 Севостьянов ВС Ресурсо-энергосберегающее оборудование и комплексы для переработки природных и техногенных материалов монография ВС Севостья-нов ВИ Уральский МВ Севостьянов ndash Белгород 2017 ndash 315 с

2 Сабиев УК Сравнительный анализ устройств для измельчения зерновых материалов УК Сабиев


46

АГ Пушкарев Вестник Омского государственного аг-рарного ун-та ndash Омск 2016 ndash 1 ndash С 221ndash226

3 Пат 147918 РФ Установка для измельчения твердых материалов Адигамов КА и др ndash 201412458713 заявл 17062014 опубл 20112014 Бюл 32

4 Пат 180316 РФ Измельчитель-смеситель-транспортер Адигамов КА и др ndash 2017143671 заявл 13122017 опубл 08062018

5 Минасян АГ Повышение эксплуатационного ресурса рабочих поверхностей валковых измельчителей АГ Минасян Инженерно-техническое обеспечение АПК ndash 2018 ndash 3 (19) ndash С 38ndash43

6 Обоснование инновационной технологии и ком-плекса машин для производства и раздачи многокомпо-нентных обогащенных и обеззараженных зерновых хлопьев повышенной питательности для животных ВИ Пахомов МА Тищенко СВ Брагинец МВ Чернуц-кий В сб Разработка инновационных технологий и тех-нических средств для АПК ndash Ч ΙΙ ndash Зерноград СКНИИМЭСХ 2013 ndash С 38ndash49

7 Савиных ПА Совершенствование способов измельчения зерна ПА Савиных КЕ Миронов Вест-ник НГИЭИ Нижний Новгород НГИЭИ 2011 ndash 5 (6) ndash С 109ndash115

8 Особенности деформации зерна рабочими ор-ганами измельчителей АМ Семенихин ЛА Гуриненко ВВ Иванов ВН Шкондин Научный журнал КубГАУ ndash Краснодар КубГАУ 2014 ndash 03 (097) ndash15 c

9 Frolov VYu Improvement of the livestock produc-tion efficientcy VYu Frolov DP Sysoev MI Tumanova British Journal of Innovation in Scince and Technology ndash 2016 ndash T 1 ndash 1 ndash P 135ndash151

10 Efficient Feeding http wwwdelavalru URL wwwdelavalru GlobalPDFEfficient-feedengpdf (дата обращения 14022020)

11 Junga R Investigations into the movement of milled medium in the bowl of a ring-roller mill R Junga S Mateuszuk J Pospolita Powder technology ndash 2010 ndash 1ndash2 ndash P 51ndash60

References 1 Sevostyanov VS Uralskiy VI Sevostyanov MV

Resurso-energosberegayushcheye oborudovaniye i komplek-sy dlya pererabotki prirodnykh i tekhnogennykh materialov monografiya [Resource and energy-saving equipment and complexes for processing natural and technogenic materials monograph] Belgorod 2017 315 p (In Russian)

2 Sabiev UK Pushkarev AG Sravnitelnyy analiz ustroystv dlya izmelcheniya zernovykh materialov [Compara-tive analysis of devices for grinding grain materials] Vestnik Omskogo gos agrar yn-ta Omsk 2016 No 1 pp 221ndash226 (In Russian)

3 Adigamov KA i dr Ustanovka dlya izmelcheniya tverdykh materialov [Installation for grinding solid materials] pat 147918 RF No 201412458713 zayavl 17062014 opubl 20112014 Byul No 32 (In Russian)

4 Adigamov KA i dr Izmelchitel-smesitel-transporter [Chopper-mixer-conveyor] pat 180316 RF No 2017143671 zayavl 13122017 opubl 08062018 (In Russian)

5 Minasyan AG Povysheniye ekspluatatsionnogo resursa rabochikh poverkhnostey valkovykh izmelchiteley [Increasing the operational resource of the working surfaces of roll grinders] Inzhenerno-tekhnicheskoye obespecheniye APK 2018 No 3 (19) pp 38ndash43 (In Russian)

6 Pakhomov VI Tishchenko MA Braginets SV Chernutskiy MV Obosnovaniye innovatsionnoy tekhnologii i kompleksa mashin dlya proizvodstva i razdachi mnogokom-ponentnykh obogashchennykh i obezzarazhennykh zerno-vykh khlopyev povyshennoy pitatelnosti dlya zhivotnykh [Substantiation of innovative technology and a set of ma-chines for the production and distribution of multicomponent enriched and disinfected cereal flakes of high nutritional value for animals] Razrabotka innovatsionnykh tekhnologiy i tekhni-cheskikh sredstv dlya APK Ch II Zernograd SKNIIMESKH 2013 pp 38ndash49 (In Russian)

7 Savinykh PA Mironov KYe Sovershenstvovaniye sposobov izmelcheniya zerna [Improving the methods of grinding grain] Vestnik NGIEI Nizhniy Novgorod NGIEI 2011 No 5 (6) pp 109ndash115 (In Russian)

8 Semenikhin AM Gurinenko LA Ivanov VV Shkondin VN Osobennosti deformatsii zerna rabochimi or-ganami izmelchiteley [Features of grain deformation by the working bodies of the grinders] Nauchnyy zhurnal KubGAU Krasnodar 2014 No 03 (097) (In Russian)

9 Frolov VYu Sysoev DP Tumanova MI Im-provement of the livestock production efficientcy British Jour-nal of Innovation in Scince and Technology 2016 T 1 1 pp 135ndash151 (In English)

10 Efficient Feeding httpwwwdelavalru URL wwwdelavalru GlobalPDFEfficient-feedengpdf (date of the application 14022020) (In English)

11 Junga R Mateuszuk S Pospolita J Investiga-tions into the movement of milled medium in the bowl of a ring-roller mill Powder technology 2010 No 1ndash2 рp 51ndash60 (In English)


Черкасов Роман Иванович ndash кандидат технических наук преподаватель кафедры laquoИнформатика и математи-каraquo Московский университет МВД России им ВЯ Кикотя (Москва Российская Федерация) Тел +7-951-828-61-27 E-mail cherkasovrigmailcom

Адигамов Касьян Абдурахманович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoТехнические системы ЖКХ и сферы услугraquo Институт сферы обслуживания и предпринимательства ndash филиал Донского государственного тех-нического университета в г Шахты (Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-999-698-17-69 E-mailadigamov_kmailru

Ашнин Александр Анатольевич ndash магистрант Институт сферы обслуживания и предпринимательства ndash фили-ал Донского государственного технического университета в г Шахты (Ростовская область Российская Федерация)

Никишин Владислав Викторович ndash магистрант Институт сферы обслуживания и предпринимательства ndash фи-лиал Донского государственного технического университета в г Шахты (Ростовская область Российская Федерация)


47

Information about the authors Cherkasov Roman Ivanovich ndash Candidate of Technical Sciences lecturer of the Mathematics and informatics depart-

ment Moscow University of the Ministry of Internal Affairs of Russia named after VYa Kikotya (Moscow Russian Federation) Phone +7-951-828-61-27 E-mail cherkasovrigmailcom

Adigamov Kasyan Abdurakhmanovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Technical systems of housing and communal services department Institute of Service and Entrepreneurship ndash branch of the Don State Technical University in Shakhty (Rostov region Russian Federation) Phone +7-999-698-17-69 E-mail adigamov_kmailru

Ashnin Alexander Alexandrovich ndash master student Institute of Service and Entrepreneurship ndash branch of the Don State Technical University in Shakhty (Rostov region Russian Federation)

Nikishin Vladislav Viktorovich ndash master student Institute of Service and Entrepreneurship ndash branch of the Don State Technical University in Shakhty (Rostov region Russian Federation)


УДК 63131907

ОБОСНОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВО-ПРИВОДНОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ

copy 2020 г ЮА Савельев АМ Петров ПА Ишкин МА Петров ДА Авдеев

Главной задачей в ранневесенний период является создание условий для сохранения в почве осенне-зимней

влаги Эта задача решается проведением ранневесенней поверхностной обработки почвы с целью создания покрываю-щего мульчирующего слоя обеспечивающего сокращение непродуктивных потерь влаги на испарение Однако ранний выход техники в поле для ранневесенней поверхностной обработки сдерживает низкая несущая способность влажной почвы так как для перемещения почвообрабатывающего агрегата по полю необходимо создавать высокое тягово-сцепное усилие трактора которое должно превышать тяговое сопротивление почвообрабатывающей машины В этом случае перспективным является применение тягово-приводных орудий имеющих низкое тяговое сопротивление и тре-бующих для своей работы гораздо меньший тягово-сцепной вес агрегатирующего трактора Для этого разработано тяго-во-приводное почвообрабатывающее орудие имеющее низкое тяговое сопротивление Проведены серии опытов со-гласно теории многофакторного планирования экспериментов направленные на оптимизацию кинематических парамет-ров работы тягово-приводного почвообрабатывающего агрегата результаты которых позволили выявить рациональное соотношение рабочей скорости движения агрегата и окружных скоростей движения переднего и заднего рядов дисково-игольчатых рабочих органов что обеспечило высокие показатели качества крошения почвы и энергетической эффек-тивности процесса ее поверхностной обработки Для изменения кинематических параметров работы переднего и заднего рядов батарей дисково-игольчатых рабочих органов был изготовлен комплект различных приводных звездочек с помощью которых изменялись передаточные отношения и устанавливались необходимые соотношения окружных скоростей движе-ния дисково-игольчатых рабочих органов с рабочей скоростью движения агрегата Критерием оптимизации выбрано удельное энергопотребление Эу [г(чmiddot)] ndash относительная характеристика технологического процесса обработки почвы показывающая часовой расход топлива на каждый процент качества крошения Найдены оптимальные значения факто-ров кинематический параметр 1-го ряда игольчатых дисков K1= 108 кинематический параметр 2-го ряда игольчатых дисков K2=113 рабочая скорость движения агрегата Vp=91 кмч При данных значениях факторов удельное энергопо-требление Эу не превышает 90 г(чmiddot)

Ключевые слова рыхление почва кинематический параметр тягово-приводное орудие ранневесеннее боро-нование

SUBSTANTIATION OF KINEMATIC PARAMETERS OF A TRACTION-DRIVE TILLAGE IMPLEMENT

copy 2020 г YA Savelev AM Petrov PA Ishkin MA Petrov DA Avdeev

The main task in the early spring is to create conditions for the conservation of soil moisture accumulated during the au-

tumn-winter period This problem is solved by conducting early spring surface tillage in order to create a covering mulching layer which reduces the unproductive moisture loss by evaporation However the early start of work of the machines in the field for early spring surface tillage is constrained by the low bearing capacity of moist soil since it is necessary to create a high towing and pulling force of the tractor to move the tillage machine across the field which should exceed the traction resistance of the tillage machine In this case the use of traction-driven implements having low traction resistance and requiring much less trac-tion and coupling weight of an aggregate tractor for their operation is promising For this purpose a traction-driven tillage imple-ment with low traction resistance has been developed A series of experiments was carried out according to the theory of multi-factorial design of experiments aimed at optimizing the kinematic parameters of the traction drive tillage unit the results of which


48

revealed a rational ratio of the operating speed of the unit and the peripheral speeds of the front and rear rows of disk-needle working bodies which ensured high crumbling quality soil and energy efficiency of the process of its surface treatment To change the kinematic parameters of the front and rear rows of batteries of disk-needle working bodies a set of different drive sprockets was made with the help of which the gear ratios were changed and the necessary ratios of the peripheral speeds of movement of the disk-needle working bodies with the working speed of the unit were established The specific energy consump-tion Эу [g(h middot)] was selected as an optimization criterion ndash a relative characteristic of the soil cultivation technological process showing hourly fuel consumption for each percent of crumbling quality The optimal values of the factors were found the kine-matic parameter of the 1st row of needle discs K1 = 108 the kinematic parameter of the 2nd row of needle discs K2 = 113 operating speed of the unit Vp = 91 kmh For these factors the specific energy consumption Эу does not exceed 90 g(h middot)

Keywords loosening soil kinematic parameter traction-drive tillage early spring harrowing

Введение В засушливых условиях Сред-

него Поволжья главной задачей в ранневесен-ний период является создание условий для со-хранения в почве влаги накопленной за осенне-зимний период Эта задача решается проведе-нием ранневесенней поверхностной обработки почвы с целью создания покрывающего муль-чирующего слоя обеспечивающего сокращение непродуктивных потерь влаги на испарение [1]

Однако ранний выход техники в поле для ран-невесенней поверхностной обработки сдержи-вает низкая несущая способность влажной поч-вы так как для перемещения почвообрабаты-вающего агрегата по полю необходимо созда-вать высокое тягово-сцепное усилие трактора которое должно превышать тяговое сопротив-ление почвообрабатывающей машины [2 3]

1 ndash рама 2 ndash навесное устройство 3 ndash опорно-регулировочное колесо 4 ndash рычаг колеса 5 ndash винтовой регулятор глубины обработки 6 ndash передняя батарея приводных дисково-игольчатых рабочих органов 7 ndash задняя батарея

приводных дисково-игольчатых рабочих органов 8 ndash дисково-игольчатые рабочие органы 9 ndash карданный вал передачи крутящего момента от МОМ трактора 10 ndash конический редуктор 11 ndash карданный вал передачи крутящего момента от конического редуктора на батареи приводных дисково-игольчатых рабочих органов 12 ndash распределитель потока

крутящего момента с блоком сменных звездочек 13 ndash цепной приводной контур передачи крутящего момента на переднюю батарею дисково-игольчатых рабочих органов 14 ndash цепной приводной контур передачи крутящего момента на заднюю батарею дисково-игольчатых рабочих органов 15 ndash натяжные механизмы цепных приводов

контуров передачи крутящего момента на батареи дисково-игольчатых рабочих органов Рисунок 1 ndash Экспериментальное тягово-приводное орудие


49

Преодоление упомянутого сдерживающе-го фактора возможно за счет применения тяго-во-приводных орудий имеющих низкое тяговое сопротивление и требующих для своей работы гораздо меньший тягово-сцепной вес агрегати-рующего трактора Для этого разработано тяго-во-приводное почвообрабатывающее орудие которое имеет малое тяговое сопротивление и позволяет проводить ранневесеннюю поверхно-стную обработку почву в более ранние сроки (рисунок 1) тем самым обеспечивая сохране-ние большего количества влаги в почве [4]

Рабочими органами данного орудия яв-ляются батареи приводных дисково-игольчатых рабочих органов которые получают основную долю мощности для своей работы посредством привода от вала отбора мощности (ВОМ) трак-тора Однако применение приводных дисково-игольчатых рабочих органов сказывается на энергоэффективности технологического про-цесса обработки почвы которая существенно зависит от кинематического режима работы дисково-игольчатых рабочих органов [5 6]

Нами поставлена задача выявить рацио-нальное соотношение рабочей скорости движе-ния агрегата и окружных скоростей движения переднего и заднего рядов дисково-игольчатых рабочих органов чтобы обеспечить высокие показатели качества крошения почвы и энерге-тической эффективности процесса ее поверх-ностной обработки

В связи с этим разработана методика проведения серии опытов с использованием теории многофакторного планирования экспе-риментов

Методика исследованний Методика проведения серии опытов с использованием теории многофакторного планирования экспе-риментов разработана для выявления рацио-нальных соотношений рабочей скорости движе-ния агрегата и окружных скоростей движения переднего и заднего рядов дисково-игольчатых рабочих органов

В качестве оцениваемых показателей ра-боты машинно-тракторного агрегата с тягово-приводным орудием выбраны качество кроше-ния почвы и часовой расход топлива на выпол-нение технологического процесса обработки почвы Критерием оптимизации выбрано удель-ное энергопотребление Эу [г(чmiddot)] ndash относи-тельная характеристика технологического про-цесса обработки почвы показывающая часовой расход топлива на каждый процент качества крошения

Основными факторами влияния опреде-лены следующие кинематический параметр 1-го ряда игольчатых дисков (K1) кинематиче-ский параметр 2-го ряда игольчатых дисков (K2) и рабочая скорость движения агрегата (Vp) кмч [7 8 9] Уровни и интервалы варьирования ос-новных факторов при регрессионном анализе приведены в таблице 1

Таблица 1 ndash Уровни и интервалы варьирования основных факторов при регрессионном анализе

Факторы варьирования Уровни варьирования факторов

+1 0 -1

Кинематический параметр 1-го ряда игольчатых дисков K1 115 110 105


Рабочая скорость движения агрегата Vp кмч 110 91 72

Для изменения кинематических парамет-

ров работы переднего и заднего рядов батарей дисково-игольчатых рабочих органов был изго-товлен комплект различных приводных звездо-чек с помощью которых изменялись передаточ-

ные отношения и устанавливались необходимые соотношения окружных скоростей движения дис-ково-игольчатых рабочих органов с рабочей ско-ростью движения агрегата

Таблица 2 ndash Кинематические параметры передних и задних рядов батарей дисково-игольчатых рабочих органов

Соотношения окружных скоростей вращения

Число зубьев ведущей звездочки передних батарей

16 17 18 19 20

Число зубьев ведущей звездочки задних батарей

18 113 106 100

19 119 112 106 100

20 125 118 111 105 100

21 124 117 111 105

22 122 116 110


50

Комплект различных приводных звездочек позволял изменять кинематические параметры работы передних и задних рядов батарей диско-во-игольчатых рабочих органов от 10 до 125 в соответствии с таблицей 2

Серии опытов выполнялись по симмет-ричному некомпозиционному квази-D-оптималь-ному плану Песочинского

Определение качества крошения почвы выполнялось по СТО АИСТ 42-2010 Испыта-ния сельскохозяйственной техники Машины и орудия для поверхностной и мелкой обработки почвы Методы оценки функциональных показа-телей стандартной методики Данной методикой предусматривался отбор образцов почвы на обработанных участках на всю глубину рыхле-ния с площади 25times25 см Качество крошения выражалось процентным содержанием по весу почвенных агрегатов размером от 1 до 50 мм в каждой отобранной пробе

Часовой расход топлива определялся в соответствии с методикой энергетической оцен-ки по ГОСТ Р 52777-2007 laquoИспытания сельско-хозяйственной техники Методы энергетической оценкиraquo с применением информационно-изме-рительной системы ИП-264 ФГБУ laquoПоволжская государственная зональная машиноиспыта-тельная станцияraquo

Результаты реализации серии опытов об-рабатывались по общепринятой методике по-левого опыта [10]

Результаты исследований В резуль-тате проведения серии опытов по симметрич-ному некомпозиционному квази-D-оптимально-му плану Песочинского и регрессионному ана-лизу результатов опытов после замены кодо-вых значений факторов на натуральные полу-чено следующее уравнение регрессии в нату-ральном раскодированном виде

2 2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17902 15835 14865 647 810 730 046 140 Р РK K V K K V K K (1)

При рабочей скорости движения агрегата Vp = 91 кмч уравнение регрессии примет следую-

щий вид

2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17697 15835 14865 810 730 140 K K K K K K (2)

По уравнению регрессии (2) построена

графическая зависимость изменения удельного энергопотребления (Эу) в зависимости от кине-

матических параметров 1-го (K1) и 2-го (K2) ря-дов игольчатых дисков в виде сечения поверх-ности отклика (рисунок 2)

Рисунок 2 ndash Факторная зависимость удельного энергопотребления

Кинематический параметр 1-го ряда игольчатых дисков

Кин

емат

ичес

кий

пара

мет

р

2-го

ряд

а иг

ольч

аты

х д

иско

в


51

Для определения оптимальных величин кинематических параметров 1-го (K1) и 2-го (K2) рядов игольчатых дисков продифференцируем

уравнение (2) определяя производные первого порядка по каждой переменной и приравняем их к нулю

014073051486Эу

014081051583Эу

12

2

21

1

KKK

KKK

(3)

В результате решения полученной систе-

мы уравнений (3) найдены оптимальные значе-ния факторов кинематический параметр 1-го ряда игольчатых дисков K1=108 кинематиче-ский параметр 2-го ряда игольчатых дисков K2=113 при рабочей скорости движения агрега-та Vp=91 кмч При данных значениях факторов удельное энергопотребление Эу не превышает 90 г(чmiddot)

Выводы Повышение энергоэффектив-ности ранневесенней обработки почвы может быть достигнуто за счет применения тягово-приводных почвообрабатывающих орудий с ак-тивными рабочими органами не создающих высоких тяговых сопротивлений и не требую-щих большого тягово-сцепного веса агрегати-рующего трактора Снижение тягового сопро-тивления таких орудий достигается передачей основной доли мощности через МОМ трактора на приводные ротационные рабочие органы которые создают толкающее усилие минимизи-руя тяговое сопротивление почвообрабаты-вающего орудия Наилучшая энергоэффектив-ность работы тягово-приводного почвообраба-тывающего орудия обеспечивается оптималь-ными значениями таких факторов как кинема-тический параметр 1-го ряда игольчатых дисков K1=108 кинематический параметр 2-го ряда игольчатых дисков K2=113 оптимальные зна-чения которых определены при рабочей скоро-сти движения агрегата Vp=91 кмч При данных значениях факторов удельное энергопотребле-ние Эу не превышает 90 г(чmiddot)


1 Савельев ЮА Теоретическое исследование водного баланса почвы и процесса испарения почвенной влаги ЮА Савельев ЮМ Добрынин ПА Ишкин Сельскохозяйственные машины и технологии ndash 2017 ndash 1 ndash С 23ndash28

2 Zoz FM Grisso RD Traction and Tractor Per-formance ASAE Distinguished Lecture 27 Agricultural Equipment Technology Conference 9ndash11 February 2003 ndash Louisville Kentucky 2003 USA

3 Гуськов АВ Определение тягово-сцепных ка-честв шин ведущих колес трактора АВ Гуськов Вест-ник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета ndash 2007 ndash 37 ndash С 71ndash74

4 Пат 2538810 Российская Федерация МПК А 01 В 3302 Орудие для поверхностной обработки почвы Ишкин ПА Савельев ЮА Петров АМ Петров МА заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Самарская гос с-х академия ndash 201314632013 заявл 16102013 опубл 10012015 Бюл 1 ndash 7 с

5 Мусин РМ Повышение эффективности куль-тиваторных агрегатов с движителями-рыхлителями мо-нография РМ Мусин РР Мингалимов ndash Самара 2012 ndash 156 с

6 Мингалимов РР Исследования процесса об-разования и использования дополнительной движущей силы машинно-тракторного агрегата в результате приме-нения движителей-рыхлителей РР Мингалимов РМ Мусин Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии ndash 2015 ndash 1 (29) ndash С 126ndash132

7 Чаткин МН Кинематика и динамика ротацион-ных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами монография МН Чаткин науч ред ВИ Медведев ПП Лезин ndash Саранск Изд-во Мордов ун-та 2008 ndash 315 с

8 Performance of free rolling and powered tillage discs PP Nalavade VM Salokhe T Niyamapa P Soni Soil and tillage research ndash 2010 ndash 109 ndash Р 87ndash93

9 Development of a disc harrow for on-farm crop re-sidue management PP Nalavade VM Salokhe T Niya-mapa P Soni International Agricultural Engineering Jour-nal ndash 2013 ndash Vol 22 (1) ndash P 49ndash60

10 Доспехов БА Методика полевого опыта БА Доспехов ndash М Агропромиздат 1985 ndash 343 с

References

1 Savelev JuA Dobrynin JuM Ishkin PA Teoreti-cheskoe issledovanie vodnogo balansa pochvy i processa ispareniya pochvennoy vlagi [Theoretical study of the water balance of the soil and the process of evaporation of soil moisture] Selskohozyaystvennye mashiny i tehnologii 2017 No 1 pp 23ndash28

2 Zoz FM Grisso RD Tractionand Tractor Perfor-mance ASAE Distinguished Lecture 27 Agricultural Equip-ment Technology Conference 9ndash11 February 2003 Louis-ville Kentucky 2003 USA

3 Guskov AV Opredelenie tyagovo-scepnyh ka-chestv shin vedushhih koles traktora [Determination of the traction properties of the tires of the driving wheels of the


52

tractor] Vestnik Harkovskogo nacionalnogo avtomobilno-dorozhnogo universiteta 2007 No 37 pp 71ndash74

4 Ishkin PA Savelev JuA Petrov AM Pet- rov MA Orudie dlja poverhnostnoj obrabotki pochvy [Surface tillage implement] pat 2538810 RF MPK A 01 V 3302 zayavitel i patentoobladatel FGBOU VPO Samarskaya gos s-h akademiya No 201314632013 zayavl 16102013 opubl 10012015 Bjul No 1 7 p

5 Musin RM Mingalimov RR Povysheniey effek-tivnosti kulprimetivatornyh agregatov s dvizhiteljami-ryhliteljami monografija [Improving the efficiency of cultivating units with ripper movers monograph] Samara 2012 156 p

6 Mingalimov RR Musin RM Issledovaniya pro-cessa obrazovaniya i ispolprimezovaniya dopolnitelprimenoy dvizhu-shhey sily mashinno-traktornogo agregata v rezultate prime-neniya dvizhiteley-ryhliteley [Studies of the process of forma-tion and use of the additional driving force of the machine-

tractor unit as a result of the use of movers-rippers] Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskohozyaystvennoy akade-mii 2015 No 1 (29) pp 126ndash132

7 Chatkin MN Kinematika i dinamika rotatsionnyh pochvoobrabatyvajushhih rabochih organov s vintovymi jele-mentami monografija [Kinematics and dynamics of rotary tillage working bodies with screw elements monograph] Saransk Izd-vo Mordov un-ta 2008 315 p

8 Nalavade PP Salokhe VM Niyamapa T Soni P Performance of free rolling and powered tillage discs Soil and tillage research 2010 No 109 pp 87ndash93

9 Nalavade PP Salokhe VM Niyamapa T Soni P Development of a disc harrow for on-farm crop residue mana-gement International Agricultural Engineering journal 2013 Vol 22 (1) pp 49ndash60

10 Dospehov BA Metodika polevogo opyta [Field Experience Technique] M Agropromizdat 1985 343 p


Савельев Юрий Александрович ndash доктор технических наук доцент профессор кафедры laquoСельскохозяйствен-ные машины и механизация животноводстваraquo ФГБОУ ВО laquoСамарский государственный аграрный университетraquo (пгт Усть-Кинельский Самарская область Российская Федерация) Тел +7-927-001-75-63 E-mail jurisavelevmailru

Петров Александр Михайлович ndash профессор кандидат технических наук ректор ФГБОУ ВО laquoСамарский госу-дарственный аграрный университетraquo (пгт Усть-Кинельский Самарская область Российская Федерация) Тел +7-939-754-04-86 E-mail petrov_amssaaru

Ишкин Павел Александрович ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoЭлектрификация и автоматиза-ция АПКraquo ФГБОУ ВО laquoСамарский государственный аграрный университетraquo (пгт Усть-Кинельский Самарская область Российская Федерация) Тел +7-927-710-18-15 E-mail ishkin_pamailru

Петров Михаил Александрович ndash cоискатель кафедры laquoСельскохозяйственные машины и механизация живот-новодстваraquo ФГБОУ ВО laquoСамарский государственный аграрный университетraquo (пгт Усть-Кинельский Самарская об-ласть Российская Федерация) Тел +7-937-987-74-729 E-mail petrovma_89mailru

Авдеев Дмитрий Алексеевич ndash аспирант кафедры laquoСельскохозяйственные машины и механизация животно-водстваraquo ФГБОУ ВО laquoСамарский государственный аграрный университетraquo (пгт Усть-Кинельский Самарская область Российская Федерация) Тел +7-939-754-04-86


Saveliev Yurii Aleksandrovich ndash Doctor of Technical Sciences associate professor professor of the Agricultural ma-chines and mechanization of livestock breeding department FSBEI HE laquoSamara State Agrarian Universityraquo (Ust-Kinelskiy Sa-mara region Russian Federation) Phone +7-927-001-75-63 E-mail jurisavelevmailru

Petrov Aleхander Mikhailovich ndash Candidate of Technical Sciences professor rector of the FSBEI HE laquoSamara State Agrarian Universityraquo (Ust-Kinelskiy Samara region Russian Federation) Phone +7-939-754-04-86 E-mail petrov_amssaaru

Ishkin Pavel Aleksandrovich ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Electrification and automa-tion of the agro-industrial complex department FSBEI HE laquoSamara State Agrarian Universityraquo (Ust-Kinelskiy Samara region Russian Federation) Phone +7-927-710-18-15 E-mail ishkin_pamailru

Petrov Mikhail Aleksandrovich ndash applicant of the Agricultural machines and mechanization of livestock breeding de-partment FSBEI HE laquoSamara State Agrarian Universityraquo (Ust-Kinelskiy Samara region Russian Federation) Phone +7-937-987-74-729 E-mail petrovma_89mailru

Avdeev Dmitry Alekseevich ndash post-graduate student of the Agricultural machines and mechanization of livestock breeding department FSBEI HE laquoSamara State Agrarian Universityraquo (Ust-Kinelskiy Samara region Russian Federation) Phone +7-939-754-04-86



53

УДК 5025046313115

КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ОРУДИЙ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ

copy 2020 г ВП Максимов АЕ Ушаков

Интенсивное использование на землях сельскохозяйственного назначения тяжелой энергонасыщенной техники

привело к значительному переуплотнению пахотных земель Очевидно что переуплотнение почв является одной из основных причин снижающих урожайность сельхозкультур Эти особенно явно проявляется на склоновых землях кото-рые испытывают на себе многие дополнительные факторы деградации (дефляция поверхностный смыв обесструкту-ривание сползание верхнего слоя почвы к подошве склона с образованием заболоченных участков) приводящие к по-тере урожайности до 12ndash15 Особенности склоновых земель предъявляют повышенные требования к соответствую-щим технологиям работы В части предпосевной обработки одним из наиболее эффективных является способ обработ-ки склоновых земель заключающийся в поперечной обработке почвы глубокорыхлителем с чередованием обработан-ных и необработанных полос где необработанные полосы выполняют роль внутрипочвенной подпорной стенки Однако существующие почвообрабатывающие орудия не могут качественно реализовать данный способ В связи с этим поиск рационального решения этой проблемы на основе методологии концептуального конструирования является актуальной задачей Методология концептуального конструирования системы обработки склоновых земель позволяет путем инте-грации соответствующих диаграмм разрабатывать структурную модель системы в виде тернарной объектно-целевой диаграммы классов Такая модель позволяет формализовать взаимосвязи целей инициируемых конкретными техноло-гическими задачами с элементами технологического оборудования объединяя их через отношения агрегации в базо-вую структуру орудия для основной обработки склоновых земель На основании полученных результатов сконструиро-вано орудие защищенное патентом РФ на изобретение

Ключевые слова концептуальное конструирование глубокорыхлитель склоновые земли универсальный язык моделирования объектно-ориентированный анализ

CONCEPTUAL DESIGN OF TOOLS FOR BASIC PROCESSING OF SLOPING LANDS

copy 2020 VP Maksimov AE Ushakov

The intensive use of heavy energy-saturated machinery on agricultural land has led to a significant repackaging of arable land It is obvious that soil repackaging is one of the main causes of crop yield reduction These are particularly evident on the sloping lands which experience many additional degradation factors (deflation surface washing decoupling slipping of the up-per soil to the bottom of the slope to form marshland) resulting in a loss of yield of up to 12ndash15 The features of the sloping lands place increased demands on the relevant working technologies In terms of pre-sowing treatment one of the most effective is a method of treatment of sloping lands which consists in cross-treatment of soil with a deep-ripper with alternation of treated and untreated strips where untreated strips act as an internal retaining wall However existing tillage tools cannot qualitatively implement this method Therefore finding a rational solution to this problem based on the conceptual design methodology is an urgent task Methodology of conceptual design of the system of sloping land treatment allows to develop a structural model of the system in the form of a ternary object-target class diagram by integrating the corresponding diagrams Such a model makes it possible to formalize the relationships of targets initiated by specific technological tasks with elements of technological equip-ment combining them through aggregation relations into the basic structure of the tool for the main treatment of slope lands On the basis of the obtained results a tool protected by the patent of the Russian Federation for the invention has been designed

Keywords conceptual design deep ripper sloping lands universal modeling language object-oriented analysis

Введение Интенсивное использование

на землях сельскохозяйственного назначения тяжелой энергонасыщенной техники привело к значительному переуплотнению пахотных зе-мель которые за последние 30 лет стали плот-нее более чем на 20 [1] Очевидно что пере-уплотнение почв является одной из основных причин снижающих урожайность сельхозкуль-тур так как препятствует проникновению влаги в глубь почвы снижает инфильтрационные по-казатели к поверхностному стоку нарушает ка-пиллярный приток влаги из более глубоких сло-

ев к поверхности Эти недостатки особенно яв-но проявляются на склоновых землях которые испытывают на себе многие дополнительные факторы деградации (дефляция поверхност-ный смыв обесструктуривание сползание верхнего слоя почвы к подошве склона с обра-зованием заболоченных участков) приводящие к потере урожайности до 12ndash15 [2 3 4] Осо-бенности склоновых земель предъявляют по-вышенные требования к соответствующим тех-нологиям работы В части уборочной и посев-ной техники эти вопросы решены путем специ-


54

альных конструктивных решений [5 6] В части предпосевной обработки одним из наиболее эффективных является способ обработки скло-новых земель [7] заключающийся в поперечной обработке почвы глубокорыхлителем с чередо-ванием обработанных и необработанных полос где необработанные полосы выполняют роль внутрипочвенной подпорной стенки Однако су-ществующие почвообрабатывающие орудия не могут в полной мере качественно реализовать данный способ В связи с этим поиск рацио-нального решения этой проблемы на основе методологии концептуального конструирования является актуальной задачей

Цель работы Обоснование технологи-ческих и технических решений повышения эф-фективности обработки склоновых земель на основе новых информационных технологий проектирования

Предмет исследований Технологии анализа и проектирования структуры орудия на базе объектно-ориентированного подхода

Объект исследований Методология концептуального конструирования орудия для обработки склоновых земель на основе универ-сального языка моделирования UML

Методика исследований Установлено [8] что до 70 общих причин несоответствия технического объекта техническому заданию связано с ошибками на начальном этапе проек-тирования относящегося в терминах ЕСКД к стадии технического предложения Применение современных методов анализа и синтеза струк-туры объекта минимизирует возможные ошибки и гарантирует получение на этой стадии опти-мальной структуры орудия наилучшим образом соответствующей функциональным требовани-ям технического задания Объектно-ориенти-рованное моделирование является одной из важнейших составляющих таких технологий

Понимая под проблемой рациональный анализ рефлексивного осмысления несоответ-ствия между существующей и желаемой систе-мами [9] и отожествляя желаемую систему с техническим заданием выделим две основные проблемы построения базового инварианта структуры технического объекта

1) использование классического индук-тивного а не системного подхода к моделиро-ванию

2) игнорирование современных техноло-гий моделирования структуры орудия

Одним из базовых принципов диалекти-ческого метода является принцип восхождения от абстрактного к конкретному где посредством триады категорий laquoвсеобщее ndash особенное ndash единичноеraquo устройства или процессы рассмат-риваются как система [10] Адаптируем фило-софские категории естественными понятиями следующим образом laquoвсеобщееraquo в рассматри-ваемом случае семантически тождественно laquoабстрактномуraquo в виде целей технического за-дания laquoособенноеraquo тождественно laquoобъектно-муraquo в виде структуры некоторых объектов ко-торые по своему потенциальному функционалу могут реализовать абстрактные цели Логически непротиворечивый переход от абстрактного к объектному обеспечивается применением ме-тодологии объектно-ориентированного анализа (ООА) [11] Дальнейшая реализация триады в части laquoединичноеraquo как laquoконкретноеraquo осуществ-ляется по известным стандартным методикам позволяющим получить количественные харак-теристики полученных объектов

Для согласованной работы всех участ-вующих в проектировании производстве и экс-плуатации технического объекта и использую-щих для этого в качестве поддержки системы CAECADCAM необходима соответствующая информационная поддержка на всех этапах его жизненного цикла Эта поддержка осуществля-ется системой CALS (Computer Aided Logistics Support ndash компьютерная поддержка логистиче-ских процессов) которая не отвергает сущест-вующие автоматизированные системы проекти-рования и управления а является средством их эффективного взаимодействия

Результаты исследований и их обсу-ждение Создание системы обработки склоно-вых земель (СОСЗ) следует начинать с разра-ботки концептуальной модели которая позво-ляет выполнить переход от структуры целей к структурной модели При этом важным этапом является определение начальных концепт на основании которых строится структура системы и прогнозируется еѐ поведение Предметно-ориентированные системы такие как рассмат-риваемая СОСЗ для поиска рациональной структуры используют специальные методы проектирования методология которых базиру-ется на системном подходе использующем принципы декомпозиции иерархичности ло-кальной оптимизации и комплексного осуществ-ления процесса проектирования включающего


55

функциональный конструкторский и технологи-ческий аспекты [11 12 13]

Методология концептуального конструи-рования представляет собой последователь-ность выполнения ряда процедур по декомпо-зиции целей выделению структуры системы из среды функционально-структурному анализу и тд и системному синтезу проектного решения [14] Главным предметом системных исследо-ваний являются цели [12] Цель является глав-ным системообразующим фактором Действи-тельно при ОСЗ на глобальную цель и еѐ по-следующие декомпозиции определяющие в итоге всю структуру системы оказывают влия-ние не только состав почвы глубина обработки угол склона влажность но и используемые при этом технологии Отметим что отличительной особенностью ОО-методологий является опи-сание эволюционирующих систем что позволя-ет изменять состав системы включая новые объекты и исключая устаревшие без урона еѐ жизнеспособности

В качестве нотации представления СОСЗ применяем унифицированный язык моделиро-вания UML (Unified Modeling Language) который включает набор графических элементов ис-пользуемых на диаграммах и содержит прави-ла для объединения этих элементов В UML задействованы три типа моделирующих блоков [11 13] сущность отношение и диаграмма Сущности являются основой модели отноше-ния обеспечивают их привязку друг к другу а диаграммы группируют наборы сущностей Ча-ще всего диаграмма изображается в виде связ-ного графа (диаграммы) с вершинами (сущно-стями) и ребрами (отношениями) Стандартный UML использует 9 типов диаграмм В зависимо-сти от вида и сложности системы для еѐ описа-ния могут быть задействованы только некото-рые типы диаграмм Для рассматриваемой СОСЗ достаточно использовать три стандарт-ных диаграммы классов объектов и прецеден-тов Отличительной особенностью разрабаты-ваемого концептуального конструирования яв-ляется расширение возможностей UML путем добавления в анализ новой диаграммы laquoфунк-ционально-целевых классовraquo Диаграмма laquoфункционально-целевых классовraquo позволяет однозначно устанавливать диалектическую взаимосвязь целей с реализующими эти цели объектами через их функциональную общность

Таким образом формализуется переход от це-лей к объектам в виде тернарной диаграммы целевых классов что делает возможным опи-сание объектно-целевой структуры исследуе-мой системы [14] Взаимосвязь классов в UML-моделировании отражается с помощью отношений наиболее важными из которых яв-ляются зависимости (изображаются пунктирной линией со стрелкой на конце) наследования (сплошная с незаполненной треугольной стрел-кой на конце) ассоциации (сплошная линия) и агрегации (сплошная с ромбовидной стрелкой на конце) [11 13]

Анализ показал что систему ОСЗ можно определить как laquoконечное множество функцио-нальных элементов и отношений между ними выделенное из среды в соответствии с извест-ной целью в рамках определенного временного интервалаraquo [12 14]

TSRZRAS

def

где S ndash система A ndash множество элементов сис-

темы iaA R ndash множество связей отноше-

ний между элементами системы irR

Z ndash структура целей системы SR ndash среда целе-

образования T ndash интервал времени целеоб-разования

В общем виде методика структуризации целей системы учитывающей среду целеобра-зования включает семь уровней иерархии це-лей [12 14] однако перечень используемых признаков может быть сокращен а последова-тельность (порядок) их применения изменена При анализе системы СОСЗ достаточно ис-пользовать 3-уровневую структуру целей На рисунке показана разработанная объектно-целевая диаграмма классов (ОЦДК) системы СОСЗ

Глобальная цель определяется видом ко-нечного продукта что и определяет оконча-тельную конфигурацию системы Среда форми-рования глобальной цели определена на осно-ве определяющих задание документов и состо-ит из следующих элементов Урожай как инте-гральный показатель экономических и социаль-ных функций почвы и накладываемые на него ограничения ndash Климатические условия Плодо-родие почвы и Агротехнические требования


56

Интервал

времени

целеобразования

УРОЖАЙ

Агротехнические

требованияПлодородие почвы

Климатические

условия

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

СГС ССт РПП СЭЗ

ЭБ ВУ ПК ЩП УЗР СТУ СУСк

СВХС ТГПоpt

ГПЩ

оpt

ПРЭССЗ

ГНЧ ОВУ Пл СтЩ РЭ 3-х ЯРЭ ДОПСт

САУ РН

Диаграмма целевых

классов

ВРнС

ТДВУ ПО РСПС

Среда

формирования

глобальной цели

Среда


Диаграмма

функционально

целевых классов

Диаграмма

классов

оборудования

Объектно-целевая диаграмма классов системы СОСЗ

Глобальная цель (Повышение эффек-

тивности основной обработки) формируется конкретным заказом для осуществления кото-рого создается СОСЗ Среда целеобразования позволяет дифференцировать цели в соответ-ствии с формируемыми требованиями Таким образом на уровне среды целеобразования имеем Сохранение стерни (ССт) Разуплот-нение подстерневой почвы (РПП) Снижение энергозатрат (СЭЗ) Возможность работы на

склонах (ВРнС) Следующим уровнем иерархии связанным отношениями наследования явля-ется интервал времени целеобразования где осуществляется дальнейшая декомпозия целей вышестоящего уровня подцель СГС может быть декомпозирована на Внесение удобрений (ВУ) подцель ССт на Подрезание корней (ПК) подцель РПП на Щелевание почвы (ЩП) и Уве-личение зоны разрыхления (УЗР) подцель СЭЗ на Снижение тяговых усилий (СТУ) подцель

-


57

ВРнС на Сохранение устойчивости склона (СУСк) Следующий уровень декомпозиции увя-зан с реализуемостью элементов системы На этом этапе laquoфункционально-целевого анализаraquo для осуществления логической взаимосвязи между целями и объектами следует опериро-вать не термином laquoподцельraquo а термином laquoфункцияraquo считая при этом что laquoдерево це-лейraquo перерастает в laquoдерево функцийraquo [12 14] В результате формируется переходная диа-грамма функционально-целевых классов (ДФЦК) включающая следующие ФЦК Точ-ность дозирования вносимых удобрений (ТДВУ) Точность глубины подрезания (ТГП) Оптимизация геометрических параметров щелевателя (opt ГПЩ) Оптимизация пара-метров рыхлящих элементов (opt ПРЭ) По-слойная обработка (ПО) Рыхление с создани-ем подпорных стенок (РСПС)

Перечисленные ФЦК с одной стороны наследуют подцели указанного уровня декомпо-зиции являющиеся атрибутами целевых клас-сов ВУ ПК ЩП УЭР СТУ СУСк а с другой формируя отношения зависимости определяют набор функций конкретного класса оборудова-ния а именно Оборудование внесения удобре-ний (ОВУ)rarrТДВУ Плоскорез (Пл)rarrТГП Стойка щелевателя (СтЩ)rarr opt ГПЩ Рых-лящие элементы (РЭ)rarropt ПРЭ Трехъярус-ные рыхлящие элементы (3-х РЭ)rarrПО До-полнительное оборудование поворота стоек (ДОПСт)rarrРСПС

Эволюция ОЦДК связана с добавлением новых целей Например снижения совокупных затрат (ССЗ) на ДФЦК может быть отражено введением целевого класса ССЗ связанного отношениями наследования с классами СТУ и СЭЗ В ДКО достижение указанной цели связа-но с расширением функциональных задач обо-рудования за счет автоматического (САУ) изме-нения угла наклона стоек Экологическая безо-пасность (ЭБ) отражается на ДЦК введением целевого класса ЭБ связанного отношениями наследования с классами СГС и снижения воз-действий ходовых систем (СВХС) который че-рез отношение зависимости связан с глубоко-рыхлителем навесным чизельным (ГНЧ) Отно-шения наследования и зависимости перечис-ленных классов на рисунке выделены laquoжир-нымraquo и позволяют проследить последователь-ное движение от формулирования задачи

формализации ее в виде целевого класса до расширения функций оборудования СОСЗ

Выводы Приведенная методология кон-цептуального конструирования СОСЗ позволяет путем интеграции диаграмм ДЦК ДКО и ДФЦК разрабатывать структурную модель системы в виде тернарной ОЦДК Такая модель позволяет формализовать взаимосвязи целей иниции-руемых конкретными технологическими зада-чами с элементами технологического оборудо-вания объединяя их через отношения агрега-ции в базовую структуру орудия для основной обработки склоновых земель На основании по-лученных результатов сконструировано орудие защищенное патентом РФ на изобретение [15]

Литература 1 Доклад о состоянии и использовании земель

сельскохозяйственного назначения Российской Федера-ции в 2017 году ndash М ФГБНУ laquoРосинформагротехraquo 2019 ndash 196 c

2 Леонтьев ЮП Влияние параметров мелиора-тивного рыхления на рабочие процессы ЮП Леонтьев АА Макаров Природообустройство ndash 2013 ndash 2 ndash С 97ndash101

3 Новые технологии обработки почвы ИБ Бори-сенко ЕА Иванцова ЮН Плескачев АН Сидоров Известия Нижневолжского агроуниверситетского ком-плекса наука и высшее профессиональное образование ndash 2012 ndash 1 ndash C 16

4 Bieniek J Straty ziarna w zespole czyszczącym wyposażonym w sito daszkowe J Bieniek J Banasiak B Lewandowski Inżynieria Rolnicza Krakoacutew 2010 ndash 3 (63) ndash Р 71ndash79

5 Сlaas Products Режим доступа httpwwwclaasofamericacomcompany-claas-contactclaas-of-americadealer-locator (дата обращения 01112019)

6 Сlaas Режим доступа httpwwwclaasitprodotti mietitrebbietucano-430-montana (дата обращения 01112019)

7 Михайлин АА К вопросу об определении па-раметров области разрыхления АА Михайлин МА Бандурин СВ Филонов Инженерный вестник До-на ndash 2015 ndash 4ndash2 (39)

8 Шилен В Прикладная динамика Численное моделирование механических систем в машиностроении В Шилен П Эберхард ndash М Институт компьютерных исследований 2018 ndash 246 c

9 Максимов ВП Проблемы имитационного мо-делирования динамики почвообрабатывающих агрегатов ВП Максимов Мелиорация и водное хозяйство мате-риалы Всерос науч-практ конф (Шумаковские чтения) с международным участием посвященной 130-летию со дня рождения академика БА Шумакова г Новочеркасск 24 окт 2019 г Вып 17 Инновационные технологии ме-лиорации водного и лесного хозяйства Юга России Но-вочерк инж-мелиор ин-т Донской ГАУ ndash Новочеркасск Лик 2019 ndash Ч 1 ndash С 243ndash248


58

10 Новая философская энциклопедия 2-е изд испр и допол ndash М Мысль 2010 ndash Т 1 ndash С 474ndash478

11 Объектно-ориентированный анализ и проекти-рование с примерами приложений Гради Буч Роберт А Максимчук Майкл У Энгл Бобби Дж Янг Джим Конал-лен Келли А Хьюстон пер с англ ndash 3-е изд ndash М Изд дом laquoВильямеraquo 2017 ndash 720 с

12 Волкова ВН Концепции современного есте-ствознания от физикализма к интегральным подходам ВН Волкова Прикладная информатика ndash 2010 ndash 1 (25) ndash С 119ndash125

13 Мацяшек ЛА Практическая программная ин-женерия на основе учебного примера [Электронный ре-сурс] ЛА Мацяшек БЛ Лионг пер с англ ndash 3-е изд ndash

М Бином 2012 ndash 956 с 14 Максимов ВП Концептуальное конструирова-

ние инновационных рабочих органов канатных экскавато-ров ВП Максимов ЮВ Максимов Инженерный вест-ник Дона ndash 2013 ndash 4

15 Пат 2698280 РФ МПК A01B 1308 (200601) A01B 1316 (200601) СПК A01B 1308 (201902) A01B 1316 (201902) Глубокорыхлитель для склоновых земель Максимов ВП Ушаков АЕ заявл 29052018 опубл 27082019 Бюл 24

References 1 Doklad o sostojanii i ispolzovanii zemel selskoho-

zyaystvennogo naznacheniya Rossiyskoy Federatsii v 2017 godu [Report on the state and use of agricultural land in the Russian Federation in 2017] M FGBNU laquoRosinformagro-tehraquo 2019 196 р (In Russian)

2 Leontev JuP Makarov AA Vliyanie parametrov meliorativnogo ryhleniya na rabochie process [Influence of reclamation loosening parameters on working processes] Prirodoobustrojstvo 2013 No 2 pp 97ndash101 (In Russian)

3 Borisenko IB Ivancova EA Pleskachev JuN Sidorov AN Novye tehnologii obrabotki pochvy [New tech-nologies of soil cultivation] Izvestija Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa nauka i vysshee profess-sionalnoe obrazovanie 2012 No 1 pp 14ndash16 (In Russian)

4 Bieniek J Banasiak J Lewandowski B Straty ziarna w zespole czyszczącym wyposażonym w sito dasz-kowe Inżynieria Rolnicza [Grain losses in a cleaning team equipped with a visor sieve Agricultural Engineering] 2010 No 3 (63) Krakoacutew pp 71ndash79

5 Сlaas Products Rezhim dostupa httpwwwclaasofamericacomcompany-claas-contactclaas-of-americadealer-locator (data obrashhenija 01112019)

6 Сlaas Rezhim dostupahttpwwwclaasit prodot-timietitrebbietucano-430-montana (data obrashhenija 01112019)

7 Mihajlin AA Bandurin MA Filonov SV K voprosu ob opredelenii parametrov oblasti razryhlenija [On the question of determining the parameters of the loosening area] Inzhenernyj vestnik Dona 2015 No 4ndash2 (39) (In Rus-sian)

8 Shilen V Jeberhard P Prikladnaya dinamika Chislennoe modelirovanie mehanicheskih sistem v mashino-stroenii [Applied Dynamics Numerical modeling of mechani-cal systems in mechanical engineering] M Institut kompju-ternyh issledovanij 2018 246 р (In Russian)

9 Maksimov VP Problemy immitacionnogo modeli-rovanija dinamiki pochvoobrabatyvajushhih agregatov [The problem of simulation of dynamics of soil-cultivating units] Me-lioratsiya i vodnoe hozyaystvo materialy Vseros nauch-prakt konf (Shumakovskie chteniya) s mezhdunarodnym uchastiem posvyashhennoy 130-letiju so dnya rozhdeniya akademika BA Shumakova g Novocherkassk 24 okt 2019 g Vyp 17 Innovacionnye tehnologii melioratsii vodnogo i lesnogo ho-zyaystva Juga Rossii Novocherk inzh-melior in-t Donskoy GAU Novocherkassk Lik 2019 Ch 1 pp 243ndash248 (In Russian)

10 Novaya filosofskaya entsiklopediya [New philo-sophical encyclopedia] 2-e izd ispr i dopol M Mysl 2010 pp 474ndash478

11 Gradi Buch Robert A Maksimchuk Majkl U Jengl Bobbi Dzh Jang Dzhim Konallen Kelli A Hjuston Obektno-orientirovannyy analiz i proektirovanie s primerami prilozheniy [Object-oriented analysis and design with applica-tion examples] per s angl 3-e izd М 2017 720 р

12 Volkova VN Konceptsii sovremennogo estest-voznaniya ot fizikalizma k integralnym podhodam [Concepts of modern natural science from physicalism to integral ap-proaches] Prikladnaja informatika 2010 No 1(25) pp 119ndash125 (In Russian)

13 Matsyashek LA Liong BL Prakticheskaya pro-grammnaya inzheneriya na osnove uchebnogo primera [Prac-tical software engineering based on a training example] (Jelek-tronnyj resurs) per s angl 3-e izd М Binom 2012 956 р (In Russian)

14 Maksimov VP Maksimov JuV Konceptualnoe konstruirovanie innovacionnyh rabochih organov kanatnyh jekskavatorov [Conceptual design of innovative working bo-dies of rope excavators] Inzhenernyj vestnik Dona 2013 No 4 (In Russian)

15 Maksimov VP Ushakov AE Glubokoryhlitelprime dlya sklonovyh zemelprime [Subsoiler of slope lands] pat 2698280 RF MPK A01B 1308 (200601) A01B 1316 (200601) SPK A01B 1308 (201902) A01B 1316 (201902) zayavl 29052018 opubl 27082019 Bjul No 24 (In Russian)


Максимов Валерий Павлович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoМашины природообустройст-ваraquo Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени АК Кортунова ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государ-ственный аграрный университетraquo (г Новочеркасск Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-928-762-65-01 E-mail v_maximovmailru

Ушаков Александр Евгеньевич ndash аспирант кафедры laquoМашины природообустройстваraquo Новочеркасский инже-нерно-мелиоративный институт имени АК Кортунова ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный уни-верситетraquo (г Новочеркасск Ростовская область Российская Федерация) Тел +7-908-178-20-85 E-mail sashka-ushakovmailru


59

Information about the authors Maksimov Valeriy Pavlovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Machines of natural engineering depart-

ment Novocherkassk Engineering and Reclamation Institute named after AK Kortunov ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Technical Universityraquo (Novocherkassk Rostov region Russian Federation) Phone +7-928-762-65-01 E-mail v_maximovmailru

Ushakov Alexander Evgenyevich ndash postgraduate student of the Machines of Natural Engineering department Novocherkassk Engineering and Reclamation Institute named after AK Kortunov ndash branch of FSBEI HE laquoDon State Technical Universityraquo (Novocherkassk Rostov region Russian Federation) Phone +7-908-178-20-85 E-mail sashka-ushakovmailru


УДК 6313636360865

РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НОЖЕЙ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРОРОЩЕННОГО ЗЕРНА

copy 2020 г СВ Вендин ВА Самсонов ЮВ Саенко МА Семернина

При ведении свиноводства чтобы получать постоянные привесы животных выращивают безвыгульно Живот-

ным выдают только концентрированные корма в которых содержатся все необходимые элементы для их роста и разви-тия В процессе эволюции животные приспособились к поеданию зелѐных кормов которые отсутствуют в комбикорме Известно чтобы повысить в корме содержание витаминов макро- и микроэлементов необходимо добавить туда про-рощенное зерно Пророщенное зерно можно добавлять в комбикорм при приготовлении на заводе или в хозяйстве пе-ред выдачей животным Пророщенное зерно состоит из зерновки и зелѐного ростка поэтому общая масса получается неоднородной Измельчать такую массу только молотками не всегда эффективно масса имеет высокую неоднород-ность Чтобы измельчить массу которая имеет различную структуру нужно использовать два типа измельчающих орга-нов Для измельчения зерновки ndash молотки а для измельчения зелѐной массы ndash ножи Лучше всего корма усваиваются в виде смесей Чтобы массу пророщенного зерна распределить в комбикорме необходимо его измельчить до размера частиц 09ndash14 мм Предложена методика выбора конструктивных параметров ножей для измельчения стеблевидного продукта влажностью до восемнадцати процентов Формулы для расчѐта получены с учетом теории ВП Горячкина о затратах энергии на резание Представлены соотношения учитывающие связь угла заточки ножа толщины лезвия ножа и начального слоя измельчаемого продукта Толщина лезвия ножа и толщина слоя сжатия связаны с прочностными свой-ствами материала что позволяет оптимизировать параметры и размеры рабочих органов измельчающего аппарата

Ключевые слова резание режущая кромка ножа толщина ножа лезвие измельчаемый продукт угол заточки

CALCULATION OF THE CONSTRUCTION PARAMETERS OF KNIVES FOR GRINDING THE SPROUTED GRAIN

copy 2020 SV Vendin VA Samsonov YuV Saenko MA Semernina During pig farming in order to obtain permanent gains in weight animals are bred indoor Animals eat only concentrated

feed which contains all the necessary elements for their growth In the process of evolution animals have adapted eating green feeds that are not found in complete feed It is known that in order to increase the vitamin content macro- and micro-elements in the feed it is necessary to add sprouted grain in it Sprouted grain can be added to the feed when it is preparing at the factory or on the farm before serving up to animals Sprouted grain consists of a kernel and a green sprout so the total mass is heteroge-neous Grinding such a mass with hammers is not effective the mass has a high heterogeneity To grind a mass that has a dif-ferent structure two types of grinding organs must be used For grinding the kernels should be used hammers and for grinding green mass ndash knives Feed is best absorbed in the form of mixtures In order to mix the mass of sprouted grain with the feed it is necessary to grind it to a particle size of 09ndash14 mm It is proposed a technique of choosing the design parameters of knives for grinding a stem-shaped product with a moisture content of up to eighteen percent The formulas for the calculation are obtained taking into account the theory of VP Goryachkin on the cost of energy for cutting It is presented proportions that take into ac-count the correlation between the angle of knife sharpening the thickness of the knife blade and the initial layer of the crushed product The thickness of the knife blade and the thickness of the compression layer are associated with the strength properties of the material which allows to optimize the parameters and sizes of the working units of the grinding apparatus

Keywords cutting knife cutting edge knife thickness blade product to be ground grinding angle

Введение Чтобы получать высокие пока-

затели продуктивности животных в частности свиней их содержат безвыгульно а для разда-

чи кормов применяют трубопроводный транс-порт В естественных условиях обитания жи-вотных для удовлетворения потребности в пи-


60

ще они используют большое многообразие кор-мов в том числе и зелѐные Для кормления на животноводческих комплексах используют толь-ко комбикорма В этом случае возникает необ-ходимость в естественных витаминах макро- и микроэлементах [1ndash4] Один из источников на-туральных витаминов ndash пророщенное зерно Чтобы его ввести в комбикорм разработана технологическая линия

Сухие комбикорма на свиноводческие комплексы поступают непосредственно с ком-бикормовых заводов Доставку комбикорма осуществляют комбикормовозы которые на-полняют продукцией бункеры для сухого корма которые располагают непосредственно рядом с помещениями где находится поголовье Затем при помощи спирального транспортѐра комби-корм подают в бункер-накопитель который на-ходится в помещении Затем комбикорм тросо-во-шайбовым транспортѐром распределяют внутри помещения в дозаторы после чего мас-са поступает в кормушки [2]

Чтобы наиболее полно использовать пи-тательные вещества и витамины рекомендует-ся проращивать зерно до величины ростков 15ndash2 см [1 2] после чего произвести сушку до конечной влажности 12ndash14 Затем произвести измельчение на дробилке в которой применѐн измельчающий аппарат с двумя типами рабочих органов [5] Размер частиц измельчѐнного про-дукта составляет 1ndash14 мм Затем подготовлен-ная измельченная масса направляется в спи-ральный транспортер в котором осуществляет-ся его перемешивание с комбикормом [6]

Высушенное пророщенное зерно облада-ет малой насыпной плотностью Это можно объяснить тем что оно состоит из более плот-

ного зерна и некоторого ростка с меньшей плот-ностью Чтобы измельчить такую массу до оди-наковых конечных размеров необходимо ис-пользовать различные рабочие органы Зерно традиционно измельчают молотками а сте-бельную массу к которой относят росток про-рощенного зерна ndash резанием [5ndash9]

Технологическая линия позволяет добав-лять в комбикорм пророщенное зерно на самом комбикормовом заводе или на животноводче-ском комплексе

Как было указано ранее пророщенное зерно рекомендуется измельчать в две стадии на молотковой дробилке у которой используют два типа рабочих органов [5]

Процесс дробления зерна изучен доста-точно полно Поэтому рассмотрим резание стеблей пророщенного зерна

Известно что стеблевые продукты обла-дают физико-механическими свойствами кото-рые сильно отличаются друг от друга по раз-личным причинам Например по влажности ма-териала направлению его подачи к рабочим органам толщине слоя который попал под нож Учитывая физико-механические свойства из-мельчаемого материала нужно увязать конст-руктивные параметры ножа с физико-механи-ческими свойствами материала Чтобы рас-смотреть процесс резания слоя материала не-обходимо исключить сопротивление ножу ока-зываемое воздухом направление движения ножа сверху вниз перпендикулярно скользящее движение ножа отсутствует

Ниже представлены результаты теорети-ческих исследований процесса резания с учѐ-том теории ВП Горячкина о затратах энергии на резание [5ndash9]

а ndash толщина ножа h ndash высота слоя разрезаемого материала z ndash длина участка заточки ножа γ ndash угол заточки 1 ndash нож

2 ndash материал 3 ndash противорежущая пластина δ ndash толщина режущей кромки hс ndash перемещение ножа до момента максимального сжатия материала х ndash текущее перемещение ножа

Рисунок 1 ndash Схема резания


61

Основная часть Рассмотрим процесс резания ростков так как измельчение стебель-ной массы в большинстве случаев осуществля-ется резанием [5ndash9]

Расчетная схема процесса резания пред-ставлена на рисунке 1

Цель исследования состоит в том чтобы в процессе измельчения слоя стебельного ма-териала рассчитать по наименьшим значениям энергозатрат оптимальные параметры режущей части ножа ndash δ γ z

Согласно теории ВП Горячкина полная энергия А Дж измельчения является суммой энергии сжатия продукта лезвием ножа Ас Дж и энергии резания Ар Дж

Математическую модель процесса из-мельчения сформируем исходя из условий взаимодействия ножа 1 с материалом 2 (при следующих допущениях)

ndash при перемещении ножа на расстояние от х = 0 до х = hс м происходит сжатие мате-риала силой Nс(x) H

ndash при перемещении ножа от точки С сила Nс(x) уравновешивается силой резания Nр(x) Н материала на участке (h ndash hс) те в точке х = hс соблюдается условие равновесия системы

Nс(x) = Nр(x) (1) Сила сжатия определяется согласно вы-

ражению Nс(x) = σL(δ + xmiddottgγ) (2)

где σ ndash допустимое напряжение сжатия Па L ndash ширина слоя м δ ndash толщина режущей кром-ки м

Сила резания равна Nр(x) = τmiddotLx (3)

где τ ndash допустимое напряжение среза Па

Из равенства (1) с учетом выражений (2) и (3) при х = hc найдем

hc = (kh ndash δ)(1 + tgγ) где k =τσ

Для энергетической оценки измельчения определим работу сил

Элементарная работа силы сжатия будет равна

dАс = Nс(x)dx = σL(δ + xtgγ)dx откуда элементарную работу силы резания найдѐм по формуле

dAp = Nр(x)dx В качестве физического критерия опти-

мальности принимаем минимум суммарной от-носительной работы мм2 (геометрические па-раметры ndash в мм)

Ao = AcσL + ApσL = = δhc + 05hc

2tgγ +05k(h ndash hc)2 rarr min (4) При расчете учитываем ограничение

z = (a ndash δ)tgγ ge h (5) Рассмотрим пример расчета с использова-

нием следующих исходных данных h = 25 мм 001 le δ le 01 а ge 2 мм σ = 30 МПа τ = 08 МПа (принимаем что минимальная толщина ножа а = 2 мм соответствует минимальному коэффи-циенту запаса прочности ndash единице)

Чем ближе z к h тем больше прочность режущей части ножа Поэтому с учетом некото-рого запаса (например 20) по длине z из ог-раничения (5) принимаем

z = 12middoth откуда получим безразмерную функцию мини-мум которой стремится к нулю (математический критерий оптимальности)

F1 = 12hz ndash 1rarr min (6) где z ndash текущее значение длины участка заточки ножа

Таблица 1 ndash Влияние толщины режущей кромки на энергозатраты

δ толщина режущей кромки мм

γ угол заточки град

Ао физический критерий оптимальности (минимум суммарной относительной

работы) мм2

Математический критерий оптимальности F110ndash7

h = 25 мм а = 2 мм z = 12h

007 368 8013 11086

008 366 8023 5483

009 364 8034 119

010 362 8044 5185

011 360 8054 10311


62

Минимум критерия (4) определяем мини-мизацией (6) методом дихотомии [10] по пере-менной γ в интервале 1degndash30deg (размер интерва-ла ndash произвольный но задаваемый с учетом возможного максимального значения γ для каж-дого изменяемого в цикле с шагом 001 мм зна-чения δ) Результаты расчета при h = 25 мм и а = 2 мм представлены в таблице 1 Из нее сле-

дует минимум F1 = 11910ndash7 определяет мини-мальные энергозатраты Ао = 8034 при мини-мально допустимой по прочности толщине ножа а = 2 мм Ниже на рисунке 2 показана интерпре-тация данных таблицы 1 для математического критерия оптимальности F1 в зависимости от угла заточки ножа γ и толщины режущей кромки ножа δ

Рисунок 2 ndash Математический критерий оптимальности F1 в зависимости от угла заточки ножа γ

и толщины режущей кромки ножа δ

Для определения влияния толщины а на

энергозатраты Ао минимизируем (6) при раз-личных значениях а (таблица 2) С учетом при-нятых ограничений подходит а = 4 мм но в этом случае Ао больше чем при а = 2 мм Ниже на рисунке 3 показана интерпретация данных таб-лицы 2 для угла заточки ножа γ в зависимости от толщины а ножа и толщины режущей кромки δ

Если для обеспечения большей прочно-сти режущей части ножа необходима толщина а = 5 мм то определим для этого случая опти-мальные значения γ и δ при минимуме энерго-затрат Ао = 8034 Этому условию соответствует минимум безразмерной функции стремящейся к нулю

F2 = 8034Ао ndash 1rarr min (7) где Ао ndash текущее значение энергозатрат

Таблица 2 ndash Влияние толщины ножа на энергозатраты

а толщина ножа мм δ толщина режущей

кромки мм γ угол заточки

град


работы) мм2

Математический критерий

оптимальности F10ndash7

h = 25 мм z = 12h

3 012 548 8076 119

4 008 745 8050 715

5 011 926 8088 357

6 011 1111 8098 119


63

Рисунок 3 ndash Угол заточки ножа γ в зависимости от толщины а ножа и толщины режущей кромки δ

Так как критерии (6) и (7) однородны то

обобщенный математический критерий опти-мальности можно использовать в виде их сум-мы

F = F1 + F2 rarr min (8) Результаты минимизации (8) представле-

ны в таблице 3 С погрешностью F = 31810ndash5 = 000318 получены следующие оптимальные

параметры заточки ножа толщиной а = 5 мм при резке слоя материала высотой h = 25 мм с ми-нимальными энергозатратами Ао = 8034 δ = 005 мм γ = 9deg37 z = 30 мм Ниже на рисун-ке 4 показана интерпретация данных таблицы 3 для математического критерия оптимальности F в зависимости от угла заточки ножа γ и толщи-ны режущей кромки ножа δ

Таблица 3 ndash Результаты минимизации


γ угол заточки град Ао физический критерий

оптимальности (минимум суммар-ной относительной работы) мм2


h = 25 мм а = 5 мм z = 12h

003 941 80142 24580

004 939 80241 12326

005 937 80337 318

006 935 80432 11585

007 933 80526 23216

Полученные результаты свидетельствуют о том что трудно выделить наибольшее влия-ние на величину энергозатрат при изменении одного из таких факторов как толщина режущей кромки δ (мм) или угол заточки γ (град) Распо-ложение оптимума (минимума энергозатрат)

свидетельствует о взаимодействии обоих фак-торов и их совместном влиянии так как при от-клонении от точки оптимума (минимума энерго-затрат) в сторону изменения любого из факто-ров наблюдается увеличение энергозатрат на измельчение продукта


64

Рисунок 4 ndash Математический критерий оптимальности F в зависимости от угла заточки ножа γ


Выводы На основе полученных резуль-

татов исследований резки слоя материала за-данной высоты с известными пределами его прочности на сжатие и срез и принятом ограни-чении на длину участка заточки ножа можно за-ключить следующее

1 Оптимальные параметры режущей час-ти ножа зависят от отношения предела прочно-сти материала на срез к пределу его прочности на сжатие

2 Минимальные энергозатраты Аоmin оп-ределяются минимально допустимой по проч-ности толщиной аmin ножа

3 Оптимальные значения угла γ и толщи-ны режущей кромки δ ножа толщиной а gt amin определяются минимальными энергозатратами Аоmin полученными при а = amin


1 Откорм свиней с введением в их рацион проро-щенного зерна ячменя ГС Походня АН Ивченко ПП Корниенко НА Маслова Проблемы и перспективы инновационного развития агротехнологий материалы XIX Международной научно-производственной конференции ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ ndash Белгород 2015 ndash С 191ndash192

2 Рост и сохранность поросят при скармливании им пророщенного зерна пшеницы ГС Походня МН По-недельченко АА Файнов АИ Гришин ВВ Шабловский Свиноводство и технология производства свинины сборник научных трудов научной школы профессора ГС Походни ndash Белгород 2014 ndash С 104ndash105

3 Походня ГС Повышение эффективности откор-ма свиней ГС Походня ТА Малахова ДВ Коробов Зоотехния ndash 2018 ndash 5 ndash С 14ndash17

4 Пророщенное и экструдированное зерно пшени-цы ячменя и кукурузы в кормосмесях дойных коров мо-нография МР Шевцова НН Шевцов ГС Походня МЮ Иевлев ndash Белгород ООО ИПЦ laquoПОЛИТЕРАraquo 2019 ndash 125 с

5 Вендин СВ Обоснование частоты вращения но-жей дробилки пророщенного зерна СВ Вендин СА Булавин ЮВ Саенко Механизация и электрифи-кация сельского хозяйства ndash 2015 ndash 4 ndash С 9ndash12

6 Пат RU 2493697 C1 A01K 502 (200601) Техно-логическая линия для подготовки к скармливанию проро-щенного зерна Булавин СА Саенко ЮВ Носулен- ко АЮ Немыкин ВА ndash 2012102292 заявл 23012012 опубл 27092013 Бюл 27

7 Теоретическое обоснование затрат мощности на измельчение стебельчатых кормов измельчителем с шарнирно подвешенными комбинированными ножами СФ Вольвак ДН Бахарев АА Вертий ЕЕ Корчагина Инновации в АПК проблемы и перспективы ndash 2017 ndash 1 (13) ndash С 23ndash32

8 Вольвак СФ Теоретическое обоснование затрат мощности измельчителем стебельчатых кормов с шар-нирно подвешенными комбинированными ножами СФ Вольвак ДН Бахарев АА Вертий Проблемы и решения современной аграрной экономики материалы XXI Международной научно-производственной конферен-ции (п Майский 23ndash24 мая 2017 г) в 2 т Т 1 ndash п Май-ский Изд-во ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ 2017 ndash С 32ndash33

9 Бахарев ДН Бионические основы разработки и конструирования эффективных шипов молотильно-сепарирующих устройств для кукурузы ДН Бахарев СФ Вольвак Инновации в АПК проблемы и перспекти-вы ndash 2017 ndash 3 (15) ndash С 3ndash13

10 Коднянко ВА О вычислительной избыточности метода дихотомии и условной минимизации унимодаль-ных функций методом экономной дихотомии ВА Код-нянко Системы и средства информатики ndash 2019 ndash Т 29 ndash 1 ndash С 164ndash173


65

References 1 Pohodnja GS Ivchenko AN Kornienko PP

Maslova NA Otkorm svinej s vvedeniem v ih racion prorо- shhennogo zerna jachmenja [Fattening pigs with the introduc-tion of sprouted barley grain into their diet] Problemy i per-spektivy innovacionnogo razvitija agrotehnologij materialy XIX Mezhdunarodnoj nauchno-proizvodstvennoj konferencii FGBOU VO Belgorodskij GAU Belgorod 2015 pp 191ndash192 (In Russian)

2 Pohodnya GS Ponedelchenko MN Faynov AA Grishin AI Shablovskiy VV Rost i sohrannost porosjat pri skarmlivanii im prorоshhennogo zerna pshenicy [Growth and preservation of piglets when they feed sprouted wheat grain] Svinovodstvo i tehnologija proizvodstva svininy sbornik nauchnyh trudov nauchnoj shkoly professora GS Pohodni Belgorod 2014 pp 104ndash105 (In Russian)

3 Pokhodnya GS Malakhova TA Korobov DV Povysheniye effektivnosti otkorma sviney [Improving the effi-ciency of fattening pigs] Zootekhniya 2018 No 5 pp 14ndash17 (In Russian)

4 Shevtsova MR Shevtsov NN Pokhodnya GS Iyevlev MYu Proroshchennoye i ekstrudirovannoye zerno pshenitsy yachmenya i kukuruzy v kormosmesyakh doynykh korov monografiya [Sprouted and extruded grain of wheat barley and corn in feed mixtures of dairy cows monograph] Belgorod OOO IPTS laquoPOLITERAraquo 2019 125 pp (In Rus-sian)

5 Vendin SV Bulavin SA Saenko YV Obosnova-nie chastoty vrashcheniya nozhej drobilki proroshchennogo zerna [Justification of the rotational speed of the knives of the sprouted grain crusher] Mekhanizaciya i elektrifikaciya selskogo hozyajstva 2015 No 4 pp 9ndash12 (In Russian)

6 Bulavin SA Saenko YV Nosulenko AY Nemy-kin VA Tekhnologicheskaya liniya dlya podgotovki k skarmli-vaniyu proroshchennogo zerna [Technological line for prepa-

ration to using sprouted grain up on feeding] pat RU 2493697 C1 A01K 502 (200601) No 2012102292 zayavl 23012012 opubl 27092013 Byul No 27 (In Russian)

7 Volvak SF Baharev DN Vertij AA Korchagi- na EE Teoreticheskoe obosnovanie zatrat moshchnosti na izmelprimechenie stebelchatyh kormov izmelchitelem s sharnirno podveshennymi kombinirovannymi nozhami [Theoretical substantiation of the cost of power for grinding stalked feed chopper with articulated hanging combined knives] Innovatsii v APK problemy i perspektivy 2017 No 1 (13) pp 23ndash32 (In Russian)

8 Volvak SF Baharev DN Vertiy AA Teoretiches-koe obosnovanie zatrat moshchnosti izmelchitelem ste-belchatyh kormov s sharnirno podveshennymi kombinirovan-nymi nozhami [Theoretical substantiation of power consump-tion by a chopper of stalk feed with articulated hanging com-bined knives] Problemy i resheniya sovremennoj agrarnoj ekonomiki materialy XXI Mezhdunarodnoj nauchno-proizvodstvennoj konferencii (p Majskij 23ndash24 maya 2017 g) v 2 t T 1 p Majskij Izd-vo FGBOU VO Belgorodskij GAU 2017 pp 32ndash33 (In Russian)

9 Baharev DN Volvak SF Bionicheskie osnovy ra-zrabotki i konstruirovaniya effektivnyh shipov molotilno-separiruyushchih ustrojstv dlya kukuruzy [Bionic fundamen-tals of the development and construction of effective spikes of threshing and separating devices for corn] Innovacii v APK problemy i perspektivy 2017 No 3 (15) pp 3ndash13 (In Rus-sian)

10 Kodnyanko VA O vychislitelnoy izbytochnosti metoda dihotomii i uslovnoj minimizacii unimodalnyh funkcij metodom jekonomnoj dihotomii [On computational redundan-cy of the dichotomy method and conditional minimisation of unimodal functions by the economical dichotomy method] Sistemy i sredstva informatiki 2019 T 29 No 1 pp 164ndash173 (In Russian)


Вендин Сергей Владимирович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoЭлектрооборудование и элек-тротехнологии в АПКraquo ФГБОУ ВО laquoБелгородский государственный аграрный университетraquo (п Майский Белгородский район Белгородская область Российская Федерация) Тел 8 (4722) 39-11-36 E-mail elapk mailru

Самсонов Валерий Александрович ndash доктор технических наук профессор главный редактор журнала laquoМеха-низация и электрификация сельского хозяйстваraquo (Москва Российская Федерация)

Саенко Юрий Васильевич ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoМашины и оборудование в агро-бизнесеraquo ФГБОУ ВО laquoБелгородский государственный аграрный университетraquo (п Майский Белгородский район Белго-родская область Российская Федерация) Тел 8 (4722) 38-19-48 E-mail yuriy311300mailru

Семернина Марина Александровна ndash аспирант кафедры laquoМашины и оборудование в агробизнесеraquo ФГБОУ ВО laquoБелгородский государственный аграрный университетraquo (п Майский Белгородский район Белгородская область Рос-сийская Федерация) Тел 8 (4722) 38-19-48


Vendin Sergey Vladimirovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Electrical equipment and electrotech-nologies in agro-industrial complex department FSBEI HE laquoBelgorod State Agrarian Universityraquo (Majskij Belgorod region Rus-sian Federation) Phone 8 (4722) 39-11-36 E-mail elapk mailru

Samsonov Valery Alexandrovich ndash Doctor of Technical Sciences professor editor-in-chief of the journal laquoMechaniza-tion and Electrification of Agricultureraquo (Moscow Russian Federation)

Saenko Yuri Vasilievich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Machinery and equipment in agribusiness de-partment FSBEI HE laquoBelgorod State Agrarian Universityraquo (Majskij Belgorod region Russian Federation) Phone 8 (4722) 38-19-48 E-mail yuriy311300mailru

Semernina Marina Aleksandrovna ndash postgraduate student of the Machinery and equipment in agribusiness department FSBEI HE laquoBelgorod State Agrarian Universityraquo (Majskij Belgorod region Russian Federation) Phone 8 (4722) 38-19-48


1 (49) 2020 Техносферная безопасность

66

Т Е Х Н О С Ф Е Р Н А Я

Б Е З О П А С Н О С Т Ь

УДК 3314

О ПРОБЛЕМЕ КУЛЬТУРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

copy 2020 г ИИ Таранушина ОВ Попова АН Бганцев

Основной причиной несчастных случаев на производстве является неудовлетворительная организация работ наряду с несоблюдением и игнорированием элементарных правил безопасности со стороны работников что определя-ется их низкой культурой безопасности Проблема культуры безопасности труда актуальна независимо от сферы дея-тельности на российских предприятиях и за рубежом Концепции культуры безопасности исследуются на протяжении примерно трех десятилетий Поведение основанное на безопасности (behavior-basedsafety) в последние годы является предметом многочисленных научных исследований Новый международный стандарт ISO 450012018 определяет со-временные требования к системам управления на предприятиях с учетом потребностей и ожидания работников и их непосредственного участия в управлении охраной труда Представлены анализ и оценка актуального состояния про-блемы безопасного поведения работников при выполнении ими разовых производственных функций В процессе иссле-дования анонимно были опрошены 200 работников выполняющих работы на высоте с применением средств подмащи-вания и прошедших обучение по охране труда в установленном порядке Анализ поведения работников проводили в зависимости от возраста и стажа работы участников опроса Согласно полученным результатам риск производственно-го травматизма при падении существует для 67 работников независимо от возраста и стажа работы Существующие законодательные меры направленные на развитие системы охраны труда не дают гарантии снижения рисков возник-новения травматизма если работник не осознает рисков для своей жизни и здоровья Для снижения производственного травматизма необходима разработка новых подходов и моделей с учетом специфики каждого отдельного рабочего мес-та в том числе в рамках систем управления профессиональными рисками

Ключевые слова охрана труда системный подход культура безопасности производственный травматизм ра-бота на высоте несчастные случаи управление профессиональными рисками

ON THE ISSUE OF LABOR SAFETY CULTURE AT ENTERPRISES

copy 2019 г II Taranushina OV Popova AN Bgantsev

The main cause of industrial accidents is the unsatisfactory organization of work along with non-compliance with and ig-

noring elementary safety rules by workers which is determined by their low safety culture The problem of safety culture is rele-vant regardless of the field of activity at Russian enterprises and abroad The concept of safety culture has been researched for approximately three decades Behavior-based safety in recent years is the subject of numerous scientific studies The new inter-national standard ISO 450012018 defines modern requirements for management systems at enterprises taking into account the needs and expectations of employees and their direct participation in the occupational safety and health management The ana-lysis and assessment of the current state of the problem of safe behavior of workers when they perform one-time production functions is presented In the course of the study 200 employees were anonymously interviewed who performed work at heights with the use of aids All of them were trained in labor protection according to established order Analysis of employee behavior was carried out depending on the age and length of service of the survey participants According to the results the risk of occu-pational injuries in the fall is for 67 of employees regardless of age and length of service Existing legislative measures aimed at developing a labor protection system do not guarantee the reduction of the risk of injury if the employee does not realize the risks to his life and health To reduce occupational injuries it is necessary to develop new approaches and models taking into account the specifics of each individual workplace including within the framework of professional risk management systems

Keywords occupational safety and health systematic approach safety culture occupational injuries work at height accidents occupational risk management


67

Введение Законодательство в Россий-ской Федерации стремительно развивается по пути внедрения системного подхода в области управления процессами охраны труда Трудо-вой кодекс Российской Федерации в ст 209 оп-ределяет понятие охраны труда как laquoсистемы сохранения жизни и здоровья работников в про-цессе трудовой деятельности включающей правовые социально-экономические организа-ционно-технические санитарно-гигиенические лечебно-профилактические реабилитационные и иные мероприятияraquo [1]

В течение нескольких последних лет до 2019 года наблюдается снижение уровня произ-водственного травматизма В 2018 году количе-ство зарегистрированных несчастных случаев с тяжелыми последствиями составляло 5001 ко-личество погибших ndash 1527 человек что на 89 и соответственно на 92 ниже по сравнению с 2017 годом [2] Несчастные случаи традиционно чаще всего происходят в строительстве обра-батывающих производствах сельском и лесном хозяйстве в сфере транспорта добыче полез-ных ископаемых [3]

Наиболее распространенной причиной несчастных случаев на производстве является неудовлетворительная организация работ laquoПри этом в основе 677 причин несчастных случаев hellip лежит laquoчеловеческий факторraquo и он обусловлен hellip низкой культурой безопасного труда несоблюдением и игнорированием самых элементарных норм и правилraquo [4] То есть laquoне-обходимо реагировать формированием опере-жающей модернизированной модели управле-ния охраной трудаraquo [4]

Актуальность проблемы культуры безо-пасности и безопасного поведения работников в том числе определяется тем что вопросу психологического осознания опасности в России все еще уделяется мало внимания наряду с иг-норированием развития эмоционального интел-лекта и когнитивного мышления на протяжении всего процесса образования и получения про-фессии Система образования в Российской Федерации незаслуженно обходит стороной во-просы изучения психологического развития тем самым выпуская специалистов которые обла-дают навыками выполнения определенных функций но не знают как принимать решения в рамках системного подхода

Анализ публикаций по изучаемой про-блеме На основании исследований формиро-

вания систем управления охраной труда на предприятиях различных отраслей можно сде-лать вывод что немаловажным блоком управ-ления является формирование культуры безо-пасности Развитие системы охраны труда с учетом культуры поведения работников (вос-приятия ими опасностей) и заботы о сохранении жизни работников следует считать на данном этапе основным мероприятием по обеспечению безопасных условий труда снижению уровня травматизма на производстве

Проблема культуры безопасности труда актуальна как для крупного так и для малого бизнеса для российского и для зарубежного общества Существующие инструменты обес-печения безопасности на производстве оказа-лись неспособны обеспечить снижение травма-тизма и аварийности на производстве до необ-ходимого уровня [5] Международный стандарт управления безопасностью ГОСТ Р 54934-2012OHSAS 180012007 laquoСистемы менеджмен-та безопасности труда и охраны здоровья Тре-бованияraquo и аналогичные ему стандарты laquoраз-работаны прежде всего для достижения целей и задач работодателя (предприятия) а работники рассматриваются только как ресурс необходи-мый для их реализацииraquo что является причи-ной низкой эффективности управления охраной труда [5] Непринятие мер личной безопасности является одной из основных причин несчастных случаев на производстве [6] Многие компании прилагают огромные усилия чтобы свести чис-ло профессиональных инцидентов к абсолют-ному минимуму В производственной практике эта конечная цель заключается в постоянном повышении безопасности на рабочем месте В некоторых компаниях становится сложным дальнейшее повышение безопасности за счет использования знаний полученных в результате инцидентов и они обращаются к поиску laquoопере-жающихraquo индикаторов безопасности [7 8]

Вопросы культуры безопасности иссле-дуются на протяжении примерно трех десятиле-тий в основном в зарубежной научной литера-туре [9ndash11] Согласно автору публикации [10] концепция культуры безопасности возникла по-сле Чернобыльской катастрофы Утверждается что laquoкультура безопасности представляет но-вый способ концептуализации процессов управления рисками в организационном и дру-гих контекстахraquo Однако по мнению автора ста-тьи [11] волну исследований и позиций по куль-


68

туре безопасности за последние 15 лет следует отличать от предыдущей волны исследований в связи с актуализацией сложных социально-технических систем и восприятием культуры безопасности в качестве продукта на рынке безопасности

В последние годы в зарубежной научной литературе отмечается существенный рост числа публикаций о поведении основанном на безопасности (behavior-basedsafety BBS) в ко-торых отражается опыт различных организаций по повышению культуры безопасности труда [7 12ndash14] Авторы [13] отмечают что автомати-ческий мониторинг поведения на рабочем мес-те количественное измерение показателей безопасности расследование потенциальных причин небезопасного поведения приводят к повышению эффективности управления безо-пасностью Подход основанный на постановке целей обратной связи и эффективном измере-нии поведения безопасности при правильном применении ответственным руководством мо-жет значительно улучшить показатели безопас-ности [14]

Новый международный стандарт ISO 450012018 [15] диктует изменение подхода к управлению охраной труда В числе новых тре-бований к системам управления на предприяти-ях указано в том числе на необходимость строить систему менеджмента охраны здоровья и обеспечения безопасности труда с учетом по-требностей и ожидания работников [15 п 42] проводить консультации с работниками на всех соответствующих уровнях и для всех соответст-вующих функций [15 п 54] В значительной степени повышению безопасности труда и куль-туры безопасности в российском обществе спо-собствует продвижение концепции нулевого травматизма (VisionZero) [16ndash18] В научном сообществе разрабатываются новые подходы методологии модели призванные повысить интерес работников различных предприятий к вопросам собственной безопасности [5ndash7 12ndash14 17ndash19]

Целью данного исследования является анализ и оценка актуального состояния про-блемы безопасного поведения работников при выполнении ими разовых производственных функций на основе проведенного анонимного опроса

Методология исследования В процес-се исследования анонимно были опрошены 200 работников выполняющих работы на высоте с применением средств подмащивания и про-шедших обучение по охране труда в установ-ленном порядке [20] Опрос был проведен в 2019 г в ООО laquoЮжный институт охраны труда и промышленной безопасностиraquo (г Ростов-на-Дону) в соответствии с анкетой которая содер-жала производственное задание с условиями выполнения работы и 5 вопросов

Производственное задание Снятие пока-заний с устройства находящегося на высоте 45 м Высота лестницы 5 м В распоряжении работника имеется система защиты от падения с высоты (страховочная привязь гибкая анкер-ная линия комплект карабинов спусковое уст-ройство) Работник получил задание от руково-дителя работ дистанционно с пометкой laquoсроч-ноraquo

Вопросы анкеты 1 Ваш возраст 2 Стаж работы на момент выполнения

данной работы 3 Проводился ли инструктаж обучение

по охране труда для проведения работ на высо-те

4 Обращаете ли Вы внимание на исправ-ность средств подмащивания перед началом работы (лестница 5 м)

5 Применяете ли Вы систему защиты от падения с высоты

Результаты ответов 200 работников раз-личных предприятий на 1-й 2-й 4-й и 5-й во-просы анкеты были сгруппированы в зависимо-сти от возраста рабочего стажа опрошенных и внесены в таблицы редактора MicrosoftOfficeExcel после чего были получены диаграммы отражающие отношение работни-ков к требованиям безопасности На 3-й вопрос касающийся обучения по охране труда все оп-рошенные дали положительный ответ

Результаты исследования Согласно полученным результатам (рисунок 1) в возрас-тной категории 18ndash25 лет лестницу перед при-менением для поднятия на высоту осмотрят 75 работников в возрастной категории 26ndash40 лет это сделают только 50 работников из чис-ла опрошенных


69

Рисунок 1 ndash Результаты анализа поведения работников при выполнении работ на высоте в зависимости от возраста

Наиболее серьезно к проверке безопас-ности средства подмащивания отнесутся ра-ботники в возрастной категории 41ndash50 лет ndash 85 работников лестницу осмотрят К средст-вам индивидуальной защиты (CИЗ) от падения с высоты несколько иное отношение Применят СИЗ для обеспечения безопасности соответст-венно 19 36 и 35 от числа работников в каж-дой возрастной категории (рисунок 1)

Таким образом безопасное поведение в целом наиболее характерно для возрастной категории 41ndash55 лет что видимо объясняется наличием опыта и устойчивых жизненных цен-ностей Стаж работы также сказывается на от-ношении работников к вопросам личной безо-пасности Работники со стажем 4ndash7 лет в ос-новном не склонны рисковать жизнью и здо-ровьем при выполнении трудовых обязанностей (рисунок 2) Этого нельзя сказать о работниках с большим и особенно меньшим стажем работы

Рисунок 2 ndash Результаты анализа поведения работников при выполнении работ на высоте в зависимости от стажа работы

Наиболее пренебрежительное отношение к требованиям безопасности по нашим данным

демонстрируют работники со стажем 1ndash3 года в возрастной категории 26ndash40 лет (рисунки 1 2)

3224

8 6

26

116

58 58

42

74

5244

818

34

всего человек соответствующего

возраста

осмотрят лестницу не осмотрят лестницу

применят СИЗ от падения с высоты

не применят СИЗ

возраст 18-25 лет



82

48

34

10

72

30 30

0

26

4

88

48

40

30

58

всего человек с соответствующим

стажем




стаж 1-3 года

стаж 4-7 лет


70

а б

Рисунок 3 ndash Результаты анализа поведения работников при выполнении работ на высоте

независимо от возраста и стажа работы

Итак результаты анонимного опроса ра-ботников по поводу соблюдения требований безопасности при проведении работ на высоте показывают что риск производственного трав-матизма при падении сохраняется для 67 ра-ботников независимо от возраста и стажа рабо-ты даже если произведен осмотр средства подмащивания (рисунок 3)

Выводы Проведенное исследование с анонимным анкетированием работников пред-приятий различных сфер деятельности выпол-няющих работы на высоте и имеющих большой риск получения серьезных травм демонстриру-ет неутешительные результаты и подтвержда-ет что работодатели принимая работников для выполнения определенных функций не могут быть уверены что работа будет выполняться безопасно даже при условии обеспечения всех мероприятий по охране труда со стороны рабо-тодателя

Существующие законодательные меры направленные на развитие системы охраны труда не дают гарантии снижения рисков воз-никновения травматизма если работник не осознает рисков для своей жизни и здоровья Работники при выполнении разовой работы не в полной мере могут оценить риск получения травмы экономя время и не задумываясь о по-следствиях что говорит о низкой культуре безо-пасности и недостаточном психологическом развитии в части адекватного анализа послед-ствий своих действий

Для снижения производственного травма-тизма необходима разработка новых подходов и моделей с учетом специфики каждого отдель-ного рабочего места в том числе в рамках сис-тем управления профессиональными рисками

Литература 1 Трудовой кодекс Российской Федерации от

30122001 197-ФЗ (ред от 01042019) httpwwwconsultantrudocumentcons_doc_LAW_34683 (дата обращения 3112019)

2 Производственный травматизм и профессио-нальная заболеваемость Официальная информация сайта Фонда социального страхования Российской Феде-рации httpfssrurustatistics254806shtml (дата обраще-ния 3112019)

3 Итоги года в сфере охраны труда Официаль-ная информация сайта Министерства труда и социальной защиты РФ от 29 декабря 2018 г httpsrosmintrudrulaboursafety294 (дата обращения 24122019)

4 Замминистра Григорий Лекарев Большинство несчастных случаев на производстве вызвано laquoчелове-ческим факторомraquo Официальная информация сайта Министерства труда и социальной защиты РФ от 24 ап-реля 2019 г httpsrosmintrudrulaboursafety307 (дата обращения 3112019)

5 Мажкенов СА Персональная система осоз-нанной безопасности труда СА Мажкенов Безопас-ность труда в промышленности ndash 2018 ndash 3 ndash С 51ndash55 doi 10240000409-2961-2018-3-51-55

6 Глебова ЕВ Количественная оценка безопас-ного поведения работника по результатам поведенческо-го аудита безопасности ЕВ Глебова ЭА Фомин МВ Иванова Безопасность труда в промышленности ndash 2019 ndash 3 ndash С 52ndash56 doi 10240000409-2961-2019-3-52-56

7 An integrative conceptual framework for safety cul-ture The Egg Aggregated Model (TEAM) of safety culture G Vierendeels G Reniers Van Nunen K K Ponnet Safe-ty Science ndash 2018 ndash Vol 103 ndash P 323ndash339 doi101016jssci201712021

8 Sinelnikov S Using leading indicators to measure occupational health and safety performance S Sinelnikov J Inouye S Kerper Safety Science ndash 2015 ndash Vol 72 ndash P 240ndash248 doi101016jssci201409010

9 Guldenmund F The nature of safety culture a re-view of theory and research F Guldenmund Safety Science ndash 2000 ndash Vol 34 (1ndash3) ndash P 215ndash257 doi101016s0925-7535(00)00014-x

10 Pidgeon NF Safety Culture and Risk Manage-ment in Organizations NF Pidgeon Journal of Cross-


71

Cultural Psychology ndash 1991 ndash Vol 22 (1) ndash P 129ndash140 doi1011770022022191221009

11 Le Coze JC How safety culture can make us think Le Coze JC Safety Science ndash 2019 ndash Vol 118 ndash P 221ndash229 doi101016jssci201905026

12 Nunu WN An evaluation of the effectiveness of the Behaviour Based Safety Initiative card system at a ce-ment manufacturing company in Zimbabwe WN Nunu T Kativhu P Moyo Safety and Health at Work ndash 2018 ndash Vol 9 ndash No 3 ndash P 308ndash313 doi101016jshaw 201709002

13 Proactive behavior-based safety management for construction safety improvement H Li M Lu S-C Hsu et al Safety Science ndash 2015 ndash Vol 75 ndash P 107ndash117 doi101016jssci201501013

14 Choudhry RM Behavior-based safety on con-struction sites A case study RM Choudhry Accident Analysis amp Prevention ndash 2014 ndash Vol 70 ndash P 14ndash23 doi101016jaap201403007

15 ISO 450012018 Occupational health and safety management systems Requirement with guidance for use Системы менеджмента охраны здоровья и обеспечения безопасности труда Требования и руководство по их применению пер ВА Качалова от 31032018 httpiso-managementcomwp-contentuploads201804ISO-45001-2018-perevod-ot-31-03-2018pdf (дата обращения 3112019)

16 Минтруд России стал официальным партне-ром глобальной кампании Концепции laquoнулевого травма-тизмаraquo Официальная информация сайта Министерства труда и социальной защиты РФ от 12 декабря 2017 г httpsrosmintrudrulaboursafety261 (дата обращения 3112019)

17 Столбюк ОВ Программа laquoНулевой травма-тизмraquo как фактор обеспечения безопасных условий труда ОВ Столбюк ОВ Попова ИИ Таранушина Безопас-ность труда в промышленности ndash 2017 ndash 7 ndash С 59ndash63 doi 10240000409-2961-2017-7-59-63

18 Минаева ИА Формирование эффективной культуры безопасности как направление совершенство-вания системы охраны труда на предприятиях нефтега-зовой отрасли ИА Минаева ВР Гавизов Безопас-ность труда в промышленности ndash 2018 ndash 8 ndash С 48ndash52 doi 10240000409-2961-2018-8-48-52

19 Таранушина ИИ Метод оценки профессио-нальных рисков как элемент концепции безопасности производства ИИ Таранушина ОВ Попова Безопас-ность труда в промышленности ndash 2019 ndash 7 ndash С 74ndash80 doi 10240000409-2961-2019-7-74-80

20 Приказ Министерства труда и социальной за-щиты РФ от 28 марта 2014 г 155н laquoОб утверждении Правил по охране труда при работе на высотеraquo (с изме-нениями на 20 декабря 2018 года) httpsbasegarantru 7073692053f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33 (дата об-ращения 3112019)

References

1 Trudovoy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 30122001 N 197-FZ (red ot 01042019) [Labor Code of the Russian Federation of 30122001 N 197-FZ (as amended on 01042019)] httpwwwconsultantrudocument cons_doc_ LAW_34683 (data obrashheniya 3112019) (In Russian)

2 Proizvodstvennyy travmatizm i professionalnaya zabolevayemostprime Ofitsialprimenaya informatsiya sayta Fonda so-tsialprimenogo strakhovaniya Rossiyskoy Federatsii [Occupational injuries and occupational morbidity Official information of the website of the Social Insurance Fund of the Russian Federa-tion] httpfssrurustatistics254806shtml(data obrashhe-niya 3112019) (In Russian)

3 Itogi goda v sfere okhrany truda Ofitsialnaya in-formatsiya sayta Ministerstva truda i sotsialprimenoy zashchity RF ot 29 dekabrya 2018 g [Results of the year in the field of labor protection Official information of the website of the Mi-nistry of Labor and Social Protection of the Russian Federa-tion of December 29 2018] httpsrosmintrudrulabour safe-ty294 (data obrashheniya 24122019) (In Russian)

4 Zamministra Grigoriy Lekarev Bolshinstvo nes-chastnykh sluchayev na proizvodstve vyzvano laquocheloveches-kim faktoromraquo Ofitsialnaya informatsiya sayta Ministerstva truda i sotsialnoy zashchity RF ot 24 aprelya 2019 g [Deputy Minister Grigory Lekarev Most industrial accidents are caused by the laquohuman factorraquo Official information of the website of the Ministry of Labor and Social Protection of the Russian Federation of April 24 2019] httpsrosmintrudru laboursafety307 (data obrashheniya 3112019) (In Rus-sian)

5 Mazhkenov SA Personalnaya sistema osoznan-noy bezopasnosti truda [Personal System of Conscious Oc-cupational Safety] Bezopasnost truda v promyshlennosti 2018 No 3 pp 51ndash55 doi 10240000409-2961-2018-3-51-55 (In Russian)

6 Glebova YeV Fomin EA Ivanova MV Koli-chestvennaya otsenka bezopasnogo povedeniya rabotnika po rezultatam povedencheskogo audita bezopasnosti [Quantita-tive Assessment of an Employee Safety Behavior based on the Results of the Behavioural Safety Audit] Bezopasnost truda v promyshlennosti 2019 No 3 pp 52ndash56 doi 10240000409-2961-2019-3-52-56 (In Russian)

7 Vierendeels G Reniers G Van Nunen K Ponnet K An integrative conceptual framework for safety culture The Egg Aggregated Model (TEAM) of safety culture Safety Science 2018 Vol 103 pp 323ndash339 doi101016 jssci201712021

8 Sinelnikov S Inouye J Kerper S Using leading indicators to measure occupational health and safety perfor-mance Safety Science 2015 Vol 72 pp 240ndash248 doi101016jssci201409010

9 Guldenmund F The nature of safety culture a re-view of theory and research Safety Science 2000 Vol 34 (1ndash3) pp 215ndash257 doi101016s0925-7535(00)00014-x

10 Pidgeon NF Safety Culture and Risk Manage-ment in Organizations Journal of Cross-Cultural Psychology 1991 Vol 22 (1) pp 129ndash140 doi101177 0022022191221009

11 Le Coze JC How safety culture can make us think Safety Science 2019 Vol 118 pp 221ndash229 doi101016jssci201905026

12 Nunu WN Kativhu T Moyo P An evaluation of the effectiveness of the Behaviour Based Safety Initiative card system at a cement manufacturing company in Zim-babwe Safety and Health at Work 2018 Vol 9 No 3 pp 308ndash313 doi101016jshaw201709002

13 Li H Lu M Hsu S-C et al Proactive behavior-based safety management for construction safety improve-


72

ment Safety Science 2015 Vol 75 pp 107ndash117 doi101016jssci201501013

14 Choudhry RM Behavior-based safety on con-struction sites A case study Accident Analysis amp Prevention 2014 Vol 70 pp 14ndash23 doi101016jaap201403007

15 ISO 450012018 Sistemy menedzhmenta okhra-ny zdorovya i obespecheniya bezopasnosti truda Trebova-niya i rukovodstvo po ikh primeneniyu [Occupational health and safety management systems Requirement with guidance for use] per VA Kachalova ot 31032018 httpiso-managementcomwp-contentuploads201804ISO-45001-2018-perevod-ot-31-03-2018pdf (data obrashheniya 3112019) (In Russian)

16 Mintrud Rossii stal ofitsialnym partnerom glo-balnoy kampanii Kontseptsii laquonulevogo travmatizmaraquo Ofi-tsialnaya informatsiya sayta Ministerstva truda i sotsialnoy zashchity RF ot 12 dekabrya 2017 g [The Russian Ministry of Labor has become an official partner of the global campaign of the concept of laquozero injuriesraquo Official information of the website of the Ministry of Labor and Social Protection of the Russian Federation of December 12 2017] httpsrosmintrudrulaboursafety261 (data obrashheniya 3112019) (In Russian)

17 Stolbyuk OV Popova OV Taranushina II Pro-gramma laquoNulevoy travmatizmraquo kak factor obespecheniya bezopasnykh usloviy truda [Program laquoZero Injury Rateraquo as a Factor of Ensuring Safe Working Conditions] Bezopasnostprime

truda v promyshlennosti 2017 No 7 pp 59ndash63 doi 10240000409-2961-2017-7-59-63 (In Russian)

18 Minayeva IA Gavizov VR Formirovaniye effek-tivnoy kultury bezopasnosti kak napravleniye sovershenstvo-vaniya sistemy okhrany truda na predpriyatiyakh neftegazo-voy otrasli [Formation of the Effective Culture of Safety as a Field of Improvement of the Occupational Safety System at Oil and Gas Industry Enterprises] Bezopasnost truda v pro-myshlennosti 2018 No 8 pp 48ndash52 doi 10240000409-2961-2018-8-48-52 (In Russian)

19 Taranushina II Popova OV Metod otsenki pro-fessionalnykh riskov kak element kontseptsii bezopasnosti proizvodstva [Method of professional risk assessment as the element of industrial safety concept] Bezopasnost truda v promyshlennosti 2019 No 7 pp 74ndash80 doi 10240000409-2961-2019-7-74-80 (In Russian)

20 Prikaz Ministerstva truda i sotsialnoy zashchity RF ot 28 marta 2014 g N 155n laquoOb utverzhdenii Pravil po okhrane truda pri rabote na vysoteraquo (s izmeneniyami na 20 dekabrya 2018 goda) [Order of the Ministry of Labor and Social Protection of the Russian Federation dated March 28 2014 N 155n laquoOn approval of the Rules on labor protection at work at heightraquo (as amended on December 20 2018)] httpsbasegarantru7073692053f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33 (data obrashheniya 3112019) (data obrashhe-niya 3112019) (In Russian)


Таранушина Ирина Ивановна ndash аспирант кафедры laquoБезопасность жизнедеятельностиraquo ФГБОУ ВО laquoРостов-ский государственный университет путей сообщенияraquo (Ростов-на-Дону Российская Федерация) E-mail ar1niyandexru

Попова Ольга Васильевна ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoЭкология и безопасность жизне-деятельностиraquo ФГАОУ ВО laquoЮжный федеральный университетraquo (Ростов-на-Дону Российская Федерация) E-mail olvp2808ramblerru

Бганцев Андрей Николаевич ndash аспирант кафедры laquoБезопасность жизнедеятельности и защита окружающей средыraquo ФГБОУ ВО laquoДонской государственный технический университетraquo (Ростов-на-Дону Российская Федерация) E-mail kalter3030mailru


Taranushina Irina Ivanovna ndash postgraduate student of the Life safety department FSBEI HE laquoRostov State Transport Universityraquo (Rostov-on-Don Russian Federation) E-mail ar1niyandexru

Popova Olga Vasilievna ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Ecology and life safety department FSAEI HE laquoSouthern Federal Universityraquo (Rostov-on-Don Russian Federation) E-mail olvp2808ramblerru

Bgantsev Andrei Nikolayevich ndash postgraduate student of the Life safety and environmental protection department FSBEI HE laquoDon State Technical Universityraquo (Rostov-on-Don Russian Federation) E-mail kalter3030mailru


УДК 62930142

ОЦЕНОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ

САМОХОДНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

copy 2020 г ИЭ Липкович ИВ Егорова НВ Петренко

В статье рассмотрены некоторые параметры условий труда оператора в системе одиночной человеко-машинной системы При этом представлена общая структура одиночной человеко-машинной системы и общая схема работы про-изводящего оператора по обеспечению параметров условий труда Одиночная человеко-машинная система представ-


73

ляет собой мобильный технологический агрегат в составе двух подсистем таких как энергомашина с набором рабочих органов орудий агрегатируемых машин и человек-оператор Производственное задание для одиночной человеко-машинной системы разрабатывается старшей системой и содержит необходимые выходные параметры работы опре-деляемые характеристическими свойствами технической подсистемы и человека-оператора Внешние условия в кото-рых происходит выполнение задания ndash это по существу внешняя среда требующая самостоятельного изучения В ста-тье приведен полный перечень нормативно-технической документации регламентирующей условия труда в сельхозма-шиностроении Наиболее важные показатели обзорность тракторов и комбайнов освещенность и допустимые значения сил сопротивления органов управления ndash рассмотрены более подробно Также представлены нормативно-технические основы которые формируют фактические параметры влияния на человека-оператора по которым проверяется и оце-нивается сельскохозяйственная техника те техническая подсистема в изучении человеко-машинных систем Таким образом сделано заключение что большую часть периода laquoжизниraquo технического средства оператор работает в тяже-лых условиях При этом в течение всего срока службы технического средства никаких замеров параметров производст-венной среды не предусмотрено Исходя из вышесказанного отметим что необходимо разработать соответствующие регламентные материалы содержащие требования на параметры условий труда в течение всего срока службы агрегата с указанием точных сроков контроля данных параметров Даны рекомендации по организации контроля параметров труда на самоходных сельскохозяйственных машинах Как известно условия труда прямым образом влияют на степень утомляемости оператора что в свою очередь влечет резкое понижение производительности труда агрегата

Ключевые слова оператор человеко-машинная система условия труда срок службы производительность труда технологический агрегат самоходная сельскохозяйственная машина сельхозмашиностроение рабочая зона орган управления

ESTIMATION CHARACTERISTICS OF SOME PARAMETERS OF THE WORKING CONDITIONS

OF OPERATORS OF AUTOMOTIVE AGRICULTURAL MACHINES

copy 2020 г IE Lipkovich IV Egorova NV Petrenko

In the article discusses some parameters of the operatorrsquos working conditions in a single human-machine system are discussed It is presented the general structure of the single human-machine system and general scheme of production operator work to provide requirements of working conditions The single human-machine system is mobile technological unit consisting of two such subsystems as energy machine with a set of working bodies tools aggregated machines and human-operator The production task for the single human-machine system is developed by the senior system and contains the necessary output pa-rameters that are determined by the characteristic properties of the technical subsystem and the human-operator The external conditions in which the assignment is performed is essentially the external environment that requires independent research In the article complete list of regulatory and technical documentation is provided This documentation regulates working conditions in agricultural machinery There are the most important indicators visibility of tractors and combines illumination and allowable values of resistance forces of control organs Also it is presented the normative and technical foundations that form the actual parameters of the impact on the human-operator by which agricultural machinery is checked and evaluated ie technical sub-system in the study of human-machine systems Thus it was concluded that for most of the period of the laquoliferaquo of technical tool the operator works in difficult conditions At the same time no measurements of the parameters of the production environment are provided for throughout the service life of the technical equipment Based on the foregoing it is noted that it is necessary to develop appropriate regulatory materials containing requirements for the parameters of working conditions throughout the ser-vice life of the unit indicating the exact timing of control of these parameters In the conclusion recommendations are given on the organization of the control of labor parameters on automotive agricultural machines It is well-known that working conditions directly affect the degree of operator fatigue which in turn leads to a sharp decrease in the productivity of the unit

Keywords operator human-machine system working conditions service life labor productivity technological unit au-tomotive agricultural machine agricultural machinery work area control organ

Введение Оператора самоходной сель-скохозяйственной машины можно представить как одиночную человеко-машинную систему (ЧМС) в составе сельскохозяйственного пред-приятия

Одиночная человеко-машинная система является агрегатом в который входят следую-щие подсистемы энергомашина с рабочими органами орудий агрегатируемых машин и че-

ловек-оператор На рисунке 1 приведена общая структура такой ЧМС [1]

Методика исследований Производст-венное задание для одиночной человеко-машинной системы разрабатывается старшей системой и имеет выходные характеристики работы определяемые степенью качества тех-нической подсистемы и человека-оператора


74

Рисунок 1 ndash Общая структура одиночной человеко-машинной системы

Внешние факторы где происходит испол-

нение задания ndash наружная среда которая тре-бует независимого исследования

Пристальное внимание нужно уделить ог-раничениям

1 Человек-оператор производит все ре-гулировочные и настроечные работы самостоя-тельно характеристики которых определяются критериями внешней среды Также в состав тех-нической подсистемы могут входить системы сопровождения работы и оборудование экс-пертных систем [2 3]

2 Человек-оператор выполняет работы по обслуживанию машин самостоятельно при-меняя необходимое оборудование

3 Человек-оператор выполняет заправку машин самостоятельно

4 Во время приема пищи человек-оператор приостанавливает работу человеко-машинной системы

Все ограничения должны быть учтены при разработке задания

В общем виде все технические приборы которые обеспечивают заданные параметры условий труда человеку-оператору можно представить как многомерный производящий оператор который производит преобразование параметров внешней среды в параметры усло-вий труда определенных значений Однако из-менения осуществляемые человеком-операто-ром должны быть такими чтобы они были адаптированы к возрасту технического средст-ва а также к возрасту человека-оператора

На рисунке 2 представлена преобразо-ванная схема с обратной связью [4 5]

Рисунок 2 ndash Общая схема работы производящего оператора

С помощью модели работы оператора

W(t) представленной схемой на рисунке 2 уда-ется показать сложную систему обеспечения условий труда одиночного ЧМС

На две обратные связи обращается осо-бое внимание при помощи которых корректи-руют характеристические параметры условий


75

труда и уточняют характеристики оператора на основе изменения этих условий

Далее рассмотрим нормативно-техничес-кую документацию которая формирует пара-метры влияния на человека-оператора и по ко-торым проверяется и оценивается сельскохо-зяйственная техника те техническая подсис-тема в изучении ЧМС [6 7]

Формирует эти основы laquoУказательraquo ко-торый содержит нормативную документацию на

методы испытаний сельхозтехники машин и оборудования для переработки сельскохозяйст-венного сырья

На основе laquoУказателяraquo составлена таб-лица 1 которая включает в себя наименование нормативных документов регламентирующих условия труда оператора на технических сред-ствах

Таблица 1 ndash Нормативно-техническая документация регламентирования условий труда в сельхозмашиностроении

Обозначение документа

Наименование документа

ГОСТ 122019-2005 Система стандартов безопасности труда Тракторы и машины самоходные сельскохозяй-ственные

ГОСТ 122002-91 Система стандартов безопасности труда Техника сельскохозяйственная Методы оценки безопасности

ГОСТ 1220024-91 Система стандартов безопасности труда Тракторы и машины самоходные сельскохозяй-ственные Методы определения обзорности с рабочего места оператора

ГОСТ 1220025-91 Система стандартов безопасности труда Тракторы и машины самоходные сельскохозяй-ственные Метод определения характеристик систем обогрева и микроклимата на рабо-чем месте оператора в холодный период года

ГОСТ 1220026-91 Система стандартов безопасности труда Тракторы и машины самоходные сельскохозяй-ственные Метод определения герметичности кабин

ОСТ 70234-85 Испытания сельскохозяйственной техники Методы измерения и анализа вибрации меха-низмов и узлов

РТМ 7023026-80 Испытания сельскохозяйственной техники Комплексная оценка и учет функционального уровня оператора

СТП 13064-81 Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохо-зяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в тропической камере

СТП 13065-82 Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохо-зяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в арктической ка-мере

СТП 13066-82 Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохо-зяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в пылевой камере

СТП 13077-83 Безопасность труда Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха

СТП 13084-84 Испытания сельскохозяйственной техники Тракторы и машины сельскохозяйственные Методы оценки пусковых качеств двигателей в камере холода

ГОСТ 1220021-91 Система стандартов безопасности труда Тракторы сельскохозяйственные и лесные ко-лесные Метод динамических испытаний защитных конструкций

ГОСТ 1220022-91 Система стандартов безопасности труда Тракторы сельскохозяйственные и лесные ко-лесные Метод статических испытаний защитных конструкций

ГОСТ 12200203-91 Система стандартов безопасности труда Сельскохозяйственные и лесные транспортные средства Определение тормозных характеристик

РД 10233-89 Система стандартов безопасности труда Машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства Методы оценки безопасности и эргономичности

Параметры вибрации как один из основ-ных вредных производственных факторов дей-

ствующих на оператора в системе ЧМС пред-ставлены в таблицах 2ndash4


76

Таблица 2 ndash Параметры вибрации в вертикальном направлении на сиденьи оператора тракторов

Класс трактора Средние квадратические значения ускорений в вертикальном направлении мс2

в октавных полосах со среднегеометрической частотой Гц

2 4 8 16 315

06 115 08 060 114 ndash

09ndash14 130 060 050 040 ndash

2 120 060 050 040 ndash

3 (колесные) 130 045 035 040 ndash

3 и более (гусеничные) 055 060 090 100 190

5 и более (колесные) 130 040 025 025 ndash

Таблица 3 ndash Параметры вибрации в горизонтальном направлении на сиденьи и (или) рабочей площадке оператора тракторов и машин

Параметр Значения параметра в октавной полосе со среднегеометрической частотой Гц

1 2 4 8 16 315 63

Среднеквадратическое значение ускорения мс2

0632 0846 160 321 639 1276 2552

Таблица 4 ndash Параметры вибрации на органах управления тракторов и машин

Класс трактора Значения параметра в октавной полосе со среднегеометрической частотой Гц

16 315 63 125 250


40middot10-2 28middot10-2 20middot10-2 14middot10-2 1 0 middot1 0 - 2

Уровень скорости дБ 118 115 112 109 106

Результаты исследований и их обсу-ждение ГОСТ 1220025-91 регламентирует метод определения характеристики системы обогрева и микроклимата на рабочем месте оператора в холодный период года и преду-сматривает измерение температуры окружаю-щей среды регламентируя измерение парамет-ра для двигателя с вытяжным и нагнетатель-ным вентиляторами измерение температуры двигателя обогревателя и потока охлаждаю-щей жидкости При этом дается геометрическая схема точек замеров привязанная к контроль-ной точке сидения

ГОСТ 1220026-91 регламентирует ме-тод определения герметичности кабины чело-

века-оператора которую определяют разностью между давлениями воздуха снаружи и внутри кабины измеряемым в миллиметрах водяного столба или в laquoпаскаляхraquo Параметры обзорно-сти регламентируются ГОСТ 122019-2005 так как видимость в положении laquoсидяraquo с рабочего места оператора должна обеспечивать любая конструкция машин и тракторов

Расположение точек отсчета параметров обзорности К и линий обзорности показано на рисунке 3

На гусеничных тракторах тяговых классов 3ndash5 должен быть обеспечен обзор передней части гусеницы (точка 1) и участка А1 площадки перед гусеницей (рисунок 4) [7 8]


77

Рисунок 3 ndash Границы обзорности на универсально-пропашном тракторе по ГОСТ 122019-2005

Рисунок 4 ndash Границы обзорности на гусеничных тракторах классов 3ndash5 по ГОСТ 122019-2005

Углы и линии обзорности для самоходной сельхозмашины представлены на рисунке 5 ГОСТ предусматривает зоны обзорности до-пуская при этом для сельскохозяйственных ко-лесных и гусеничных тракторов в пределах ка-ждого из секторов 1ndash2 и 1ndash3 (рисунок 6) не бо-лее двух невидимых участков Ширина В неви-димых участков в секторе 1 не должна превы-шать 700 мм а в секторах 2 и 3 ndash 1200 мм При

этом для машин с симметричным расположени-ем кабины должна быть обеспечена видимость точек Р1 Р2 Р3 Р4 (рисунок 5) [8 9]

Метод определения обзорности с рабоче-го места человека-оператора предусматривает ГОСТ 1220024-91 который содержит методику измерения полукругов передних и задних зон обзорности (рисунок 6)


78

Рисунок 5 ndash Линии углы и точки обзорности на самоходной сельхозмашине по ГОСТ 122019-2005

Рисунок 6 ndash Полукруг передней зоны обзорности из кабины трактора по ГОСТ 122019-2005

ГОСТ 122019-2005 регламентирует нор-

мирование параметров освещенности Рабочую и транспортную систему внеш-

него освещения должны иметь сельхозмашины и трактора Рабочая система должна обеспечи-

вать освещенность участков полей при выпол-нении работ а транспортная система ndash дорог

Рекомендуемая освещенность для трак-торов обеспечивающаяся совместно рабочей и транспортной системами представлена на ри-сунке 7


79

Рисунок 7 ndash Рекомендуемая освещенность рабочих зон по ГОСТ 122019-2005

Применительно к площадкам рабочего

поля ГОСТом предусматривается освещенность рабочих зон

ГОСТ содержит в себе общие требования безопасности при использовании навесных по-лунавесных прицепных полуприцепных машин

и орудий агрегатируемых с различными энер-гетическими средствами предусматривает до-пустимые значения сил сопротивления пере-мещению органов управления Допустимые значения сил сопротивления органов управле-ния приведены в таблице 5 [10]

Таблица 5 ndash Допустимые значения сил сопротивления органов управления

Группы органов управления Допустимые значения усилия Н

Часто используемые

ndash при ручном управлении

ndash при ножном управлении

60

200

Редко используемые (не более 5 раз в смену)



200

300

Рычаг стояночного тормоза 400

В случае превышения сил сопротивления

органов управления приведенных в таблице 5 к концу рабочей смены наступает переутомле-ние мышц оператора что прямым образом


80

влияет как на производительность агрегата так и на повышенную вероятность ошибочных дей-ствий оператора что ведет к несчастному слу-чаю В этой связи необходимо отметить что инженерно-технические работники отвечающие за эксплуатацию данного вида техники должны систематически контролировать допустимое значение сил сопротивления органов управле-ния

Заключение Таким образом проводя измерения и оценку всех вышеуказанных фак-торов в реальных условиях можно заключить что наибольшую часть laquoжизниraquo технического средства оператор трудится в тяжелых услови-ях При этом в течение всего срока службы тех-нического средства никаких замеров парамет-ров производственной среды не предусмотрено

Исходя из вышесказанного отметим что на наш взгляд имеется необходимость разра-ботать регламентные материалы которые со-держали бы требования на параметры условий труда в течение всего срока службы агрегата с указаниями точных сроков контроля данных па-раметров


1 Исследование влияния угла склона на дисба-ланс нагружения бортов колѐсной машины и изменение направления вектора центра тяжести ЮГ Горшков ИН Старунова АА Калугин и др Научное обозрение ndash 2014 ndash 1 ndash С 28ndash32

2 Эргономика и психофизиологические основы безопасности труда в агроинженерной сфере моногра-фия НИ Шабанов ИЭ Липкович НВ Петренко СМ Пятикопов АВ Пикалов ИВ Егорова АС Гайда ndash Зерноград АЧИИ ФГБОУ ВО Донской ГАУ 2018 ndash 265 с

3 Санжапов РР Анализ влияния базы на устой-чивость движения РР Санжапов ЕВ Балакина Трак-торы и сельскохозяйственные машины ndash 2011 ndash 8 ndash С 21ndash24

4 Липкович ИЭ Влияние мотивации оператора на производительность человеко-машинных систем ИЭ Липкович НВ Петренко Тракторы и сельхозма-шины ndash 2011 ndash 10 ndash С 46ndash50

5 Ротенберг РВ Основы надежности системы водитель ndash автомобиль ndash дорога ndash среда РВ Ротенберг ndash М Машиностроение 2008 ndash 136 с

6 Венда ВФ Эргономика проблемы приспособ-ления условий труда к человеку под ред ВФ Венда пер с польск ВИ Тонина ndash М Мир 2009 ndash 217 с

7 Fitts PM Human engineering for an effective air navigation and traffic control system PM Fitts ndash Washing-ton DC National Research Council 2010 125 р

8 Job demands and worker health RD Caplan el al ndash Washington DC US Government Printing Office 2010 ndash 217 p

9 Kotarbinsky T Traktat о dobre y robocie Wyd III ndash Warszawa 2010 320 s

10 Cailliet R In Shoulder pain R Cailliet ndash Phila-delphia 2009 ndash 112 р

References

1 Gorshkov YuG Starunova IN Kalugin AA i dr Issledovanie vliyaniya ugla sklona na disbalans nagruzheniya bortov kolyosnoy mashiny i izmenenie napravleniya vektora tsentra tyazhesti [Research of the effects of the angle slope on the imbalance of loading the sides of the wheeled vehicle and the change in the direction of the center of gravity vector] Nauchnoe obozrenie 2014 No 1 рр 28ndash32 (In Russian)

2 Shabanov NI Lipkovich IEh Petrenko NV Pya-tikopov SM Pikalov AV Egorova IV Gajda AS Ergono-mika i psihofiziologicheskie osnovy bezopasnosti truda v agroinzhenernoy sfere monografiya [Ergonomics and psy-chological and physiological occupational safety fundamen-tals in the agro-engineering field monograph] Zernograd ACHII FGBOU VO Donskoy GAU 2018 265 р (In Russian)

3 Sanzhapov RR Balakina EV Analiz vliyaniya bazy na ustojchivostprime dvizheniya [Analyzing the impact of the body on the stability of the movement] Traktory i selskoho-zyajstvennye mashiny 2011 No 8 рр 21ndash24 (In Russian)

4 Lipkovich IEh Petrenko NV Vliyanie motivatsii operatora na proizvoditelnostprime cheloveko-mashinnykh system [The effect of an operatorrsquos motivation on the performance of man-machine combination] Traktory i selhozmashiny 2011 No 10 pp 46ndash50 (In Russian)

5 Rotenberg RV Osnovy nadezhnosti sistemy vodi-tel ndash avtomobil ndash doroga ndash sreda [The fundamentals of relia-bility of the system driver ndash vehicle ndash road ndash environment] M Mashinostroenie 2008 136 р (In Russian)

6 Venda VF Ergonomika problemy prisposobleniya usloviy truda k cheloveku [Ergonomics problems of adapting working conditions to a person] pod red VF Venda per s polsk VI Tonina M Mir 2009 217 р (In Russian)

7 Fitts PM Human engineering for an effective air navigation and traffic control system [Human engineering for an effective air navigation and traffic control system] Wa-shington DC National Research Council 2010 125 р

8 Caplan RD el al Job demands and worker health Washington DC US Government Printing Office 2010 217 р

9 Kotarbinsky T Traktat o dobre y robocie Wyd III Warszawa 2010 320 р

10 Cailliet R In Shoulder pain Philadelphia 2009 112 р


Липкович Игорь Эдуардович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoТехносферная безопасность и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация)

Егорова Ирина Викторовна ndash кандидат технических наук ассистент кафедры laquoТехносферная безопасность и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация) E-mail OrishenkoIrinamailru


81

Петренко Надежда Владимировна ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoТехносферная безопасность и физикаraquo Азово-Черноморский инженерный институт ndash филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo в г Зернограде (Ростовская область Российская Федерация)


Lipkovich Igor Eduardovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Technosphere safety and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash the branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation)

Egorova Irina Victorovna ndash Candidate of Technical Sciences assistant of the Technosphere safety and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash the branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation) E-mail OrishenkoIrinamailru

Petrenko Nadezhda Vladimirovna ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Technosphere safety and physics department Azov-Black Sea Engineering Institute ndash the branch of FSBEI HE laquoDon State Agrarian Universityraquo in Zernograd (Rostov region Russian Federation)


УДК 614841

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОЖАРНОГО РИСКА ПТИЧНИКА НА 200000 ГОЛОВ ООО laquoАВАНГАРДraquo РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ

copy 2020 г АП Савельев СА Еналеева ВС Шкрабак РВ Шкрабак МН Чугунов

Представлены сведения о проведении и результатах расчетов пожарного риска в здании птичника кур-несушек

на 200000 голов ООО laquoАвангардraquo Республики Мордовия При проведении исследования и оценки соответствия объекта требованиям пожарной безопасности руководствовались положениями Технического регламента о требованиях пожар-ной безопасности Определен перечень технических регламентов применимых к исследуемому объекту Даны пожарно-технические характеристики исследуемого объекта класс по функциональной пожарной опасности (здания сельскохо-зяйственного назначения) Для рассматриваемого объекта защиты проведен анализ пожарной опасности включающий анализ характеристик здания (объемно-планировочных конструктивных и технических решений) систем противопожар-ной защиты а также анализ особенностей функционирования с учетом контингента и распределения пожарной нагрузки в помещениях Анализ пожарной опасности рассматриваемого объекта защиты проводился на основе исходных данных содержащихся в проектной документации на объект а также из справочных источников информации Приведены расче-ты потенциального пожарного риска с учетом пожарной нагрузки включающей в себя природный газ (метан) легко вос-пламеняемые (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости твердые горючие материалы напольного покрытия в виде опилок Инди-видуальный пожарный риск для работников здания птичника составляет 831middot10-7 год-1 те не превышает нормативного значения Расчеты были проведены при отсутствии на объекте системы автоматического пожаротушения С внедрени-ем на законодательном уровне системы оценки пожарных рисков у собственников объектов появилась возможность оптимизировать затраты на обеспечение пожарной безопасности и требуемого уровня безопасности людей Анализ показал что несовершенство методик расчетов и существенное влияние на их результаты субъективных факторов по-зволяет считать расчетный пожарный риск инструментом оценки уровня пожарной безопасности объекта и не может служить окончательной оценкой

Ключевые слова вероятность возникновения пожара безопасная эвакуация людей нормативные требования опасные факторы пожара автоматическая пожарная сигнализация система оповещения и управления эвакуацией лю-дей при пожаре индивидуальный пожарный риск

FEATURES OF CALCULATION OF FIRE RISK OF THE POULTRY HOUSE ON 200000 HEADS

LLC laquoAVANGARDraquo OF THE REPUBLIC OF MORDOVIA

copy 2020 AP Savelyev SA Enaleeva VS Shkrabak RV Shkrabak MN Chugunov

It is presented the information about the conduct and results of fire risk calculations in a building of a laying henhouse for 200000 heads of LLC laquoAvangardraquo of the Republic of Mordovia During the research and evaluation of the objects compliance with fire safety requirements were guided by the provisions of the Technical regulations on fire safety requirements A list of technical regulations applicable to the object under research was defined In the article the fire-technical characteristics of the studied object the class of functional fire hazard (agricultural buildings) are given For the considered object of protection the fire hazard analysis including the analysis of building characteristics (space-planning design and technical solutions) fire protection systems and also the analysis of features of functioning taking into account contingent and distribution of fire load in rooms was carried out The fire hazard analysis of the considered object of protection was carried out on the basis of the initial data con-


82

tained in the project documentation for the object as well as from reference sources of information Calculations of potential fire risk taking into account the fire load which includes natural gas (methane) flammable and combustible liquids solid combustible materials of the floor covering in the form of sawdustwere carried out Individual fire risk for employees of the hen house is 831middot10-7 year-1 ie does not exceed the normative value Calculations were carried out in the absence of an automatic fire ex-tinguishing system on the site With the introduction of the fire risk assessment system at the legislative level the owners of ob-jects have the opportunity to optimize the cost of fire safety with the required level of peoplersquos safety The analysis showed that the imperfection of calculation methods and the significant influence of subjective factors on their results allows to consider the calculated fire risk as a tool for assessing the level of fire safety of the object and cannot serve as a final assessment

Keywords probability of fire safe evacuation of people regulatory requirements fire hazards automatic fire alarm sys-tem warning system and management of evacuation of people in case of fire individual fire risk

Введение При проведении исследования и оценки соответствия объекта требованиям пожарной безопасности руководствуются феде-ральными законами [1ndash4] включая положения Технического регламента о требованиях пожар-ной безопасности [3] в частности статьи 6

Определим перечень технических регла-ментов применимых к исследуемому объекту В соответствии с Федеральным законом 184-ФЗ laquoО техническом регулированииraquo [2] требо-вания пожарной безопасности для объекта ус-танавливаются Федеральным законом 123-ФЗ laquoТехнический регламент о требованиях по-жарной безопасностиraquo [3] и Федеральным зако-ном 384-ФЗ laquoТехнический регламент о безо-пасности зданий и сооруженийraquo [4]

Объектом исследования является здание птичника (корпус номер 20) Здание корпуса од-ноэтажное Здание птичника выполнено из ме-таллического каркаса Стены и покрытие кровли из сэндвич-панелей Здание птичника относится к категории В по взрывопожарной и пожарной опасности

Исследуемый объект обладает следую-щими пожарно-техническими характеристиками

ndash степень огнестойкости ndash IV ndash класс пожарной опасности строитель-

ных конструкций ndash К0 ndash класс конструктивной пожарной опасно-

сти ndash С0 Площадь застройки каждого здания не

превышает 28322 м2 строительный объем зда-ния находится в пределах 15000 м3

Объект исследования относится к классу Ф53 по функциональной пожарной опасности (здания сельскохозяйственного назначения)

Поскольку фактически исследуемое зда-ние птичника с пристройкой (корпус номер 20) не разделено на пожарные отсеки то данное здание принимается как единый пожарный от-сек

Объект и методика Объектом иссле-дования являются особенности расчѐта пожар-

ного риска птичника завершенного строительст-ва В этой связи техническими регламентами принятыми в соответствии с Федеральным за-коном 184-ФЗ [2] в которых изложены требо-вания пожарной безопасности предъявляемые к объекту исследования являются Федераль-ный закон 123-ФЗ [3] и Федеральный закон 384-ФЗ [4] Методика исследований предпо-лагает учѐт конфигурации и объѐма сооружения для выращивания птицы (биологического объ-екта) при расчѐте пожарного риска

Результаты исследований Объектом технического регулирования в Федеральном законе 384-ФЗ [4] являются здания и соору-жения любого назначения (в том числе входя-щие в их состав сети и системы инженерно-технического обеспечения) а также связанные со зданиями и с сооружениями процессы проек-тирования (включая изыскания) строительства монтажа наладки эксплуатации и утилизации (сноса) Данный Федеральный закон [4] уста-навливает минимально необходимые требова-ния к зданиям и сооружениям с учѐтом изло-женного в предыдущем предложении включая требования пожарной безопасности Общие тре-бования безопасности зданий и сооружений с учѐтом изложенного выше отражены в Главе 2 Федерального закона 384-ФЗ [4] В соответ-ствии со статьей 8 того же закона здание или сооружение должно быть спроектировано и по-строено таким образом чтобы в процессе экс-плуатации здания или сооружения исключалась возможность возникновения пожара обеспечи-валось предотвращение или ограничение опас-ности задымления здания или сооружения при пожаре и воздействия опасных факторов пожа-ра на людей и имущество обеспечивались за-щита людей и имущества от воздействия опас-ных факторов пожара и (или) ограничение по-следствий воздействия опасных факторов по-жара на здание или сооружение а также чтобы в случае возникновения пожара соблюдались следующие требования


83

1) сохранение устойчивости здания или сооружения а также прочности несущих строи-тельных конструкций в течение времени необ-ходимого для эвакуации людей и выполнения других действий направленных на сокращение ущерба от пожара

2) ограничение образования и распро-странения опасных факторов пожара в преде-лах очага пожара

3) нераспространение пожара на сосед-ние здания и сооружения

4) эвакуация людей (с учетом особенно-стей инвалидов и других групп населения с ог-раниченными возможностями передвижения) в безопасную зону до нанесения вреда их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара

5) возможность доступа личного состава подразделений пожарной охраны и доставки средств пожаротушения в любое помещение здания или сооружения

6) возможность подачи огнетушащих ве-ществ в очаг пожара

7) возможность проведения мероприятий по спасению людей и сокращению наносимого пожаром ущерба имуществу физических или юридических лиц государственному или муни-ципальному имуществу окружающей среде жизни и здоровью животных и растений

Требования к результатам инженерных изысканий и проектной документации в целях обеспечения безопасности зданий и сооруже-ний отражены в главе 3 Федерального закона 384-ФЗ [4] а требования к обеспечению по-жарной безопасности здания или сооружения отражены в его статье 17

Проведенными исследованиями с учетом информации содержащейся в представленной документации установлено что требования пожарной безопасности предусмотренные ука-занным Федеральным законом на исследуемом объекте выполнены в полном объеме

Федеральный закон 123-ФЗ [3] опреде-ляет основные положения технического регули-рования в области пожарной безопасности и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты (продукции) в том числе к зданиям и сооружениям промыш-ленным объектам пожарно-технической про-дукции и продукции общего назначения Техни-ческие регламенты принятые в соответствии с Федеральным законом 184-ФЗ [2] не дейст-

вуют в части содержащей требования пожар-ной безопасности к указанной продукции от-личные от требований установленных Феде-ральным законом 123-ФЗ [3]

В соответствии с результатами проведен-ных расчетов значение индивидуального по-жарного риска для людей находящихся в зда-нии не превышает нормативного значения 10--6 в год установленного ст 93 Федерального за-кона 123-ФЗ [3] для производственных объ-ектов В соответствии со ст 48 этого закона це-лью систем предотвращения пожара является исключение условий возникновения пожаров Проведенными исследованиями установлено что на объекте предусмотрено достижение цели системы предотвращения пожара выполнением пп 2 и 3 ст 49 а также п 1 части 1 ст 50 этого закона В соответствии со ст 51 его же целью систем противопожарной защиты является за-щита людей и имущества от воздействия опас-ных факторов пожара и (или) ограничение его последствий

Проведенными исследованиями установ-лено что объект не оборудован автоматиче-скими средствами обнаружения пожара а именно в здании корпуса 20 отсутствует ав-томатическая установка пожарной сигнализации или автоматическая установка пожаротушения Это является нарушением требований п 9 таб-лицы А3 приложения А СП 5131302009 laquoСис-темы противопожарной защиты Установки по-жарной сигнализации и пожаротушения автома-тические Нормы и правила проектированияraquo [5] При проведении расчетов индивидуального пожарного риска на объекте было учтено отсут-ствие установки пожаротушения и наличие в здании автоматической установки пожарной сигнализации как средства обнаружения пожа-ра В соответствии с существующими требова-ниями для исследуемого объекта необходимо и достаточно для соблюдения требований пожар-ной безопасности наличие только автоматиче-ской установки пожарной сигнализации

В ходе исследования было установлено что в здании птичника отсутствует система опо-вещения и управления эвакуацией людей при пожаре что является нарушением требований п 17 таблицы 2 СП 3131302009 laquoСистемы противопожарной защиты Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре Требования пожарной безопасностиraquo [6] Нали-чие данной системы противопожарной защиты


84

является для объекта обязательным так как было учтено при проведении расчетов пожарно-го риска для объекта

Требования пожарной безопасности при проектировании строительстве и эксплуатации исследуемого здания регламентируются поло-жениями раздела III Федерального закона 123-ФЗ [3]

Проведенными исследованиями установ-лено что исследуемое здание соответствует требованиям ст 80 laquoТребования пожарной безопасности при проектировании реконструк-ции и изменении функционального назначения зданий и сооруженийraquo Федерального закона 123-ФЗ [3]

Электроустановки исследуемого здания соответствуют требованиям статьи 82 Феде-рального закона 123-ФЗ [3] Кроме этого электроустановки систем противопожарной за-щиты указанные в проектной документации соответствуют требованиям СП 6131302013 laquoСистемы противопожарной защиты Электро-оборудование Требования пожарной безопас-ностиraquo [10]

Эвакуационные пути эвакуационные вы-ходы из исследуемого объекта соответствуют требованиям статьи 89 laquoТребования пожарной безопасности к эвакуационным путям эвакуа-ционным и аварийным выходамraquo Федерального закона 123-ФЗ [3]

Для исследуемого здания обеспечено устройство пожарных проездов и подъездных путей для пожарной техники что соответствует требованиям статьи 90 laquoОбеспечение деятель-ности пожарных подразделенийraquo Федерального закона 123-ФЗ [3]

Применение декоративно-отделочных облицовочных материалов в здании соответст-вует требованиям таблицы 28 Федерального закона 123-ФЗ [3]

Исследуемое строение соответствует требованиям статьи 134 laquoТребования пожарной безопасности к применению строительных ма-териалов в зданиях и сооруженияхraquo Федераль-ного закона 123-ФЗ [3]

Иные требования Федерального закона 123-ФЗ [3] на исследуемый объект с учетом его функционального назначения не распро-страняются

Таким образом объект исследования со-ответствует требованиям пожарной безопасно-

сти установленным Федеральным законом 123-ФЗ [3]

Порядок проведения расчетов пожарного риска регламентирован Постановлением Пра-вительства РФ от 31032009 272 laquoО порядке проведения расчетов по оценке пожарного рис-каraquo [8] в соответствии с которым определение расчетных величин пожарного риска осуществ-ляется на основании

а) анализа пожарной опасности зданий б) определения частоты реализации по-

жароопасных ситуаций в) построения полей опасных факторов

пожара для различных сценариев его развития г) оценки последствий воздействия опас-

ных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития

д) наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий

Отдельно стоящее здание птичника имеет следующие пожарно-технические характеристи-ки

ndash степень огнестойкости ndash IV ndash класс конструктивной пожарной опасно-

сти ndash C1 ndash этажность ndash одноэтажное В конструктивном решении птичники ndash

каркасного типа с использованием в качестве несущих элементов каркаса стальных колонн и стальных стропильных ферм

В соответствии с классом функциональ-ной пожарной опасности рассматриваемого объекта защиты на него будут распространять-ся положения Методики определения расчет-ных величин на производственных объектах утвержденной приказом МЧС России 404 от 10072009 года (далее ndash Методика) [9]

Расчеты по оценке пожарного риска про-водятся путем сопоставления расчетных вели-чин пожарного риска с нормативным значением пожарного риска установленного статьей 93 Технического регламента [3]

Так в соответствии с пунктом 1 статьи 93 Технического регламента величина индивиду-ального пожарного риска в зданиях сооружени-ях и на территориях производственных объек-тов не должна превышать одну миллионную в год

Риск гибели людей в результате воздей-ствия опасных факторов пожара в соответствии с пунктом 2 статьи 93 Технического регламента должен определяться с учетом функционирова-


85

ния систем обеспечения пожарной безопасно-сти зданий и сооружений

Для производственных объектов на кото-рых обеспечение величины индивидуального пожарного риска одной миллионной в год не-возможно в связи со спецификой функциониро-вания технологических процессов допускается увеличение индивидуального пожарного риска до одной десятитысячной в год При этом долж-ны быть предусмотрены меры по обучению персонала действиям при пожаре и по социаль-ной защите работников компенсирующие их работу в условиях повышенного риска

Для рассматриваемого объекта защиты был проведен анализ пожарной опасности включающий в себя анализ характеристик зда-ния (объемно-планировочных конструктивных и технических решений) систем противопожарной защиты а также анализ особенностей функцио-нирования с учетом контингента и распределе-ния пожарной нагрузки в помещениях Анализ пожарной опасности рассматриваемого объекта защиты проводился на основе исходных дан-ных содержащихся в проектной документации на объект а также из справочных источников информации

Пожарная нагрузка состоит из твердых горючих материалов и легко воспламеняющихся жидкостей ЛВЖ (горючих жидкостей ГЖ) ndash в со-ставе автотранспортных средств ndash и в виде твердых горючих материалов (напольное по-крытие ndash опилки) а также в виде природного газа (метана) которая может сформироваться в процессе аварийной разгерметизации техноло-гических трубопроводов системы газоснабже-ния

Для данного объекта защиты в случае пожара на людей будут действовать опасные факторы пожара (ОФП) связанные с горением твердых горючих материалов или горючих жид-костей а именно пламя и искры а также тепло-вой поток и остальные ОФП действующие на людей находящихся непосредственно в поме-щении очага пожара

Исходя из степени огнестойкости здания влияние сопутствующих проявлений ОФП в ви-де фрагментов разрушающихся при пожаре строительных конструкций зданий не рассмат-риваются поскольку пределы огнестойкости конструкций здания превышают время эвакуа-ции людей из здания к тому же ограждающие и несущие конструкции здания выполнены из

сэндвич-панелей и их разрушение не сопровож-дается образованием осколков

В соответствии с методологией формули-ровки сценариев развития пожара были приня-ты следующие допущения

ndash очаг пожара выбирается в соответствии с требованиями Методики характеризуя наибо-лее неблагоприятный вариант развития пожара с учетом распределения пожарной нагрузки и ее свойств а также объемно-планировочных и технических решений здания

ndash помещение очага пожара принимается герметичным за исключением наличия проемов (ворот) выходящих в смежный коридор

ndash щели и малые отверстия в ограждаю-щих конструкциях не учитываются

ndash конструкции металлических ферм под перекрытием здания принимаются полностью проницаемыми и не влияющими существенно на движение дыма

ndash пожарная нагрузка заменяется поверх-ностью горения (горелкой) с установленными параметрами тепло- и газовыделения

Для анализируемого объекта защиты бы-ли рассмотрены следующие сценарии развития пожара

ndash сценарий 1 пожар в птичнике горе-ние настила из опилок

ndash сценарий 2 пожар в птичнике горе-ние погрузчика

Кроме того был рассмотрен сценарий разгерметизации газового трубопровода

Сценарии пожара не реализуемые при нормальном режиме эксплуатации объекта (те-ракты поджоги хранение горючей нагрузки не предусмотренной назначением объекта и тд) не рассматриваются

Каждый из выбранных для рассмотрения пожароопасных сценариев характеризуется той или иной вероятностью его реализации с уче-том всего комплекса условий начиная от объ-емно-планировочных конструктивных и техни-ческих решений в том числе систем противо-пожарной защиты и заканчивая пожарной опасностью технологических сред и используе-мого оборудования

Частота возникновения пожара с учетом перечисленных условий характеризуется его вероятностью

Сведения по частотам реализации ини-циирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования и объектов


86

приведены в приложении 1 к Методике и в Пособии по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объек-тов (далее ndash Пособие [10])

Кроме этого данные о вероятности воз-никновения пожара на производственных или других объектах защиты содержатся в различ-ных статистических отчетах и литературных источниках

Непосредственно для рассматриваемого здания вероятность возникновения пожара в Методике и Пособии не содержится Поэтому вероятность возникновения пожара взята по аналогичным объектам информация о которых приведена в Пособии (другие виды производст-венных объектов) и составит 44∙10-2 в год

В соответствии с требованиями норма-тивных документов по пожарной безопасности регламентирующих необходимость оснащения рассматриваемого объекта защиты системами противопожарной защиты (СП 3131302009 СП 5131302009 СП 7131302013) рассматривае-мый объект защиты (его отдельные части) под-лежит оборудованию следующими системами противопожарной защиты АУПС СОУЭ ПДЗ АУПТ

Вместе с этим в соответствии с приня-тыми проектными решениями основанными на принципах разумной достаточности и исходя из целесообразности наличия тех или иных сис-тем на объекте защиты предусматриваются не все системы противопожарной защиты

Здание оснащается АУПС и СОУЭ сис-темы ПДЗ и АУПТ проектом не предусматрива-ются

С учетом вышеуказанного условная ве-роятность эффективного срабатывания систем противопожарной защиты для рассматриваемо-го здания принимается равной 08 для АУПС и СОУЭ (принимается что проектные решения соответствуют нормативным документам по по-жарной безопасности) и 0 для ПДЗ и АУПТ

Индивидуальный пожарный риск для ра-ботников объекта оценивается частотой пора-жения определенного работника объекта опас-ными факторами пожара взрыва в течение го-да

Для расчета динамики ОФП применялась дифференциальная (полевая) модель пожара выбор которой основан на следующих предпо-сылках

ndash производственные помещения имеют существенные внутренние объемы линейные размеры в различных направлениях отличаются более чем в 5 раз

ndash развитие пожара в рассматриваемых помещениях характеризуется осесимметричной конвективной колонкой с нецентральным рас-положением очага пожара в помещении

ndash пожарная нагрузка может быть распо-ложена на локальных участках имеет место некруговое распространение горения по по-верхности горючих материалов с переменной мощностью очага пожара

ndash необходимо учитывать внутренние кон-вективные потоки инициированные работой общеобменной вентиляции

Модели фрагментов здания для расчета ОФП были построены в графической оболочке программы Pyrosim (разработчик Thunderhead Engineering США) которая выдает в том числе текстовый входной файл для расчета в пост-процессоре ndash FireDynamicsSimulator (разработ-чик Национальный институт стандартов и тех-нологий США поддерживается и совершенст-вуется рядом ведущих научных и исследова-тельских учреждений в других странах посколь-ку имеет открытый код

В качестве модели для расчета времени эвакуации в рассматриваемых зданиях приме-нялась индивидуально-поточная модель движе-ния людских потоков позволяющая учесть сложные поведенческие факторы в том числе разделение людских потоков а также индиви-дуальное движение отдельных людей или их групп

Формирование расчетной сетки для мо-делирования процессов эвакуации осуществля-лось в пробной версии программы Pathfinder 20182х64 (разработчик Thunderhead Engineering США) реализующей индивидуаль-но-поточную модель и обладающей полным функционалом наравне с коммерческой версией программы

Были проведены расчеты потенциального пожарного риска системы газоснабжения и по-тенциального пожарного риска вызванного по-жаром

При расчете риска системы газоснабже-ния рассматривалось воздействие пламени при горении газа вышедшего при аварийной раз-герметизации трубопровода Показано что по-тенциальный риск в помещении птичника вбли-


87

зи газопровода диаметром 50 мм составит 178∙10-5 вблизи газопровода диаметром 70 мм составит 44∙10-7 а в совокупности ndash 1824∙10-5

При расчете потенциального пожарного риска вызванного пожаром получено следую-щее

Расчетное время эвакуации людей из здания устанавливается по времени выхода из него последнего человека При расчетах прини-малось количество людей в помещении птични-ка 1ndash3 человека в зависимости от сценария

Вероятность эффективной работы техни-ческих средств по обеспечению пожарной безо-пасности принималась равной нулю за исклю-чением АУПС и СОУЭ (вероятность их эффек-тивной работы принимается равной 08)

Частота возникновения пожара в здании как указано ранее составляет 44middot10-2 в год

Вероятность выхода из здания людей принимаем равной 003 Вероятность эвакуации по эвакуационным путям принимаем равной 0999 поскольку время эвакуации людей из по-мещений меньше необходимого времени эва-куации те люди успевают эвакуироваться до наступления критических значений ОФП с уче-том 20 запаса Вероятность эвакуации таким образом составит 0999

С учетом всех исходных и расчетных данных потенциальный пожарный риск в здании объекта защиты с учетом возможности возник-новения пожара составил

244 10 1 0999 1 003 1 08 1 08пожарP 171∙10-6

Нахождение человека в производствен-ном здании предусмотрено не более 1 ч в сутки (среднегодовое значение) количество рабочих дней в году ndash 365 из 365 (непрерывные произ-водственные циклы)

Вероятность присутствия работников при указанном режиме работы составит

1 365

24 365рабP 4167∙10-2

Поскольку значение потенциального рис-ка принято одинаковым для всего здания в це-лом значение индивидуального пожарного рис-ка будет характеризоваться временем присут-ствия людей на объекте

Индивидуальный пожарный риск составит

2 5 64167 10 1824 10 171 10раб газ пожарR P P P 831∙10-7 в год

Таким образом индивидуальный пожар-ный риск для работников здания птичника со-ставляет 831middot10-7 год-1 (0831 10-6 в год) те не превышает нормативного значения установ-ленного Федеральным законом от 22072008 123-ФЗ laquoТехнический регламент о требова-ниях пожарной безопасностиraquo Расчеты были проведены при отсутствии на объекте системы автоматического пожаротушения

Вместе с тем проведение расчетов по-жарного риска выявило целый ряд факторов влияющих на качество и достоверность полу-чаемых результатов причем не глубинных за-ложенных в методиках и моделях а на уровне пользователя осуществляемого расчеты по-жарного риска

1 Несовершенство математического ап-парата расчетов

2 Несовершенство моделей распростра-нения опасных факторов пожара и процесса эвакуации людей

3 Уровень квалификации специалиста-оператора производящего расчеты

Рассмотрим эти факторы более подробно 1 С учетом формулы расчета пожарного

риска важным множителем влияющим на окон-чательную величину пожарного риска является частота возникновения пожара

Частота возникновения пожара в здании в течение года определяется на основании стати-стических данных приведенных в Методике Частота возникновения пожара ndash это отношение среднего количества пожаров в год на однотип-ных объектах к количеству однотипных объек-тов Если количество пожаров есть величина точная так как статистические данные берутся на основании сведений по пожарам формируе-мым органами в полномочия которых входит


88

учет пожаров то подсчитать общее количество аналогичных объектов не представляется воз-можным так как соответствующий учет не ве-дется То есть приходится пользоваться допу-щениями Кроме того по каждому прошедшему пожару вносятся сведения о функциональном назначении объекта пожара его пожарно-технических характеристиках и пр При этом не учитывается продолжительность функциониро-вания объекта в течение суток в течение года и тд Так что величина частоты возникновения пожара не может рассматриваться как досто-верная При этом выбор этой величины осуще-ствляет специалист производящий расчеты

2 Проведение расчетов основано на соз-дании и использовании неких моделей возник-новения и развития пожара распространения опасных факторов пожара а также процесса эвакуации людей Любая даже самая совер-шенная модель не позволяет описать реальную картину происходящих процессов а значит она априори предполагает наличие целого комплек-са допущений

3 Но все же основной вклад в правиль-ность произведенных расчетов вносит на наш взгляд уровень квалификации специалистов-операторов Причем под уровнем квалификации необходимо понимать не только уровень зна-ний но и педантичность то есть способность точно соблюдать правила проявлять аккурат-ность в выполнении расчетов

Выводы Расчеты распространения опасных факторов пожара и времени эвакуации людей осуществляются с помощью программно-го обеспечения которое позволяет создавать графические модели объемно-планировочных решений зданий куда входят геометрические размеры помещений проемов размещение оборудования и предметов обстановки и пр Чем точнее специалист воспроизводит модель тем более точные получает результаты Кроме того необходимо грамотно осуществить анализ пожарной опасности объекта и на его основе произвести выбор основной пожарной нагрузки влияющей на процесс развития пожара и мест ее размещения

Еще более важным фактором является выбор сценариев возникновения пожара Чем больше сценариев рассматривает и рассчиты-вает специалист чем более правильно он оце-нивает опасность каждого из сценариев тем более достоверными получаются результаты

расчетов Так как сценарии при расчете опас-ных факторов пожара и времени эвакуации мо-гут отличаться (в первом случае очаг пожара выбирается в месте где пожар способен разви-ваться наиболее интенсивно а во втором ndash там где блокируются эвакуационные пути) то от опыта специалиста его понимания закономер-ностей развития пожара зависит конечный ре-зультат

В заключение необходимо отметить что с внедрением на законодательном уровне систе-мы оценки пожарных рисков у собственников объектов появилась возможность оптимизиро-вать затраты на обеспечение пожарной безо-пасности с обеспечением требуемого уровня безопасности людей Вместе с тем как показал наш анализ несовершенство методик расчетов и существенное влияние на их результаты субъективных факторов заставляет относиться к расчетам пожарного риска как к некоему инст-рументу оценки уровня пожарной безопасности объекта но ни в коем случае ни как к оконча-тельному итогу этой оценки


1 Федеральный закон от 21 декабря 1994 года 69-ФЗ laquoО пожарной безопасностиraquo

2 Федеральный закон от 27 декабря 2002 года 184-ФЗ laquoО техническом регулированииraquo

3 Федеральный закон от 22 июля 2008 года 123-ФЗ laquoТехнический регламент о требованиях пожар-ной безопасностиraquo

4 Федеральный закон от 30122009 г 384-ФЗ laquoТехнический регламент о безопасности зданий и соору-женийraquo

5 СП 5131302009 Системы противопожарной защиты Установки пожарной сигнализации и пожароту-шения автоматические Нормы и правила проектирова-ния

6 СП 3131302009 Системы противопожарной защиты Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре Требования пожарной безопасности

7 СП 6131302013 Системы противопожарной защиты Электрооборудование Требования пожарной безопасности

8 Постановление Правительства РФ от 31032009 272 laquoО порядке проведения расчетов по оценке пожарного рискаraquo

9 Методика определения расчетных величин по-жарного риска на производственных объектах Приложе-ние к приказу МЧС России от 10072009 г 404

10 Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов ndash М ВНИИПО МЧС России 2012 ndash 241 с


89

References 1 Federalnyy zakon ot 21 dekabrya 1994 goda

No 69-FZ laquoO pozharnoy bezopasnostiraquo [Federal law No 69-FZ of December 21 1994 laquoOn fire safetyraquo] (In Russian)

2 Federalnyy zakon ot 27 dekabrya 2002 goda No 184-FZ laquoO tekhnicheskom regulirovaniiraquo [Federal law No 184-FZ of 27 December 2002 laquoOn technical regulationraquo] (In Russian)

3 Federalnyy zakon ot 22 iyulya 2008 goda No 123-FZ laquoTekhnicheskiy reglament o trebovaniyakh pozharnoy bezopasnostiraquo [Federal law No 123-FZ of July 22 2008 laquoTechnical regulations on fire safety requirementsraquo] (In Rus-sian)

4 Federalnyy zakon ot 30122009 g No 384-FZ laquoTekhnicheskiy reglament o bezopasnosti zdaniy i sooruzhe-niyraquo [Federal law No 384-FZ of 30122009 Technical regula-tions on the safety of buildings and structures] (In Russian)

5 SP 5131302009 Sistemy protivopozharnoy za- shhity Ustanovki pozharnoy signalizatsii i pozharotusheniya avtomaticheskie Normy i pravila proektirovaniya [SP 5131302009 Fire protection system Automatic fire alarm and fire extinguishing systems Design rules and regulations] (In Russian)

6 SP 3131302009 Sistemy protivopozharnoy za- shhity Sistema opoveshheniya i upravleniya evakuatsiey

lyudey pri pozhare Trebovaniya pozharnoj bezopasnosti [SP 3131302009 Fire protection system Warning system and management of evacuation of people in case of fire Fire safety requirements] (In Russian)

7 SP 6131302013 Sistemy protivopozharnoy za- shhity Elektrooborudovanie Trebovaniya pozharnoj bezo-pas-nosti [SP 6131302013 Fire protection system Electrics Fire safety requirements] (In Russian)

8 Postanovlenie Pravitelstva RF ot 31032009 No 272 laquoO poryadke provedeniya raschetov po otsenke po-zharnogo riskaraquo [Resolution of the Government of the Rus-sian Federation of 31032009 No 272 laquoOn the procedure for conducting calculations on fire risk assessmentraquo] (In Rus-sian)

9 Metodika opredeleniya raschetnykh velichin po-zharnogo riska na proizvodstvennykh obprimeprimeektakh Prilozhenie k prikazu MChS Rossii ot 10072009 g No 404 [Method for determining the calculated values of fire risk at production facilities Appendix to the order of the Ministry of emergency situations of Russia from 10072009 No 404] (In Russian)

10 Posobie po opredeleniyu raschetnykh velichin pozharnogo riska dlya proizvodstvennykh obprimeprimeektov [Manual for determining the calculated values of fire risk for production facilities] M VNIIPO MChS Rossii 2012 241 p (In Rus-sian)


Савельев Анатолий Петрович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoБезопасность жизнедеятель-ностиraquo Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им НП Огарѐва (г Саранск Рес-публика Мордовия) Тел +7-927-195-21-25 E-mail tb280mailru

Еналеева Светлана Анатольевна ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедеятель-ностиraquo Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им НП Огарѐва (г Саранск Рес-публика Мордовия) Тел +7-927-276-81-68 E-mail savelyvasagmailcom

Шкрабак Владимир Степанович ndash доктор технических наук профессор кафедры laquoБезопасность технологиче-ских процессов и производствraquo ФГБОУ ВО laquoСанкт-Петербурский государственный аграрный университетraquo (г Санкт-Петербург ndash Пушкин Российская Федерация) Тел +7-921-345-21-09 E-mail vshkrabakmailru

Шкрабак Роман Владимирович ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoБезопасность технологических процессов и производствraquo ФГБОУ ВО laquoСанкт-Петербурский государственный аграрный университетraquo (Санкт-Петербург ndash Пушкин Российская Федерация) Тел 8 (812) 451-76-18 E-mail vshkrabakmailru

Чугунов Михаил Николаевич ndash кандидат экономических наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедеятельно-стиraquo Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им НП Огарѐва (г Саранск Рес-публика Мордовия) Тел +7-927-197-81-78 E-mail iplrmramblerru

Information about the authors Savelyev Anatoly Petrovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Life safety department National

Research Mordovian State University named after NP Ogarev (Saransk Republic of Mordovia) Phone +7-927-195-21-25 E-mail tb280mailru

Enaleeva Svetlana Anatolievna ndash Candidate of Technical Sciences associate professor of the Life safety department National Research Mordovian State University named after NP Ogarev (Saransk Republic of Mordovia) Phone +7-927-276-81-68 E-mail savelyvasagmailcom

Skrabak Vladimir Stepanovich ndash Doctor of Technical Sciences professor of the Safety of technological processes and production department FSBEI HE laquoSaint-Petersburg State Agrarian Universityraquo (Saint-Petersburg ndash Pushkin Russian Federa-tion) Phone +7-921-345-21-09 E-mail vshkrabakmailru

Skrabak Roman Vladimirovich ndash Candidate of Technical Sciences professor of the Safety of technological processes and production department FSBEI HE laquoSaint-Petersburg State Agrarian Universityraquo (Saint-Petersburg ndash Pushkin Russian Federation) Phone 8 (812) 451-76-18 E-mail vshkrabakmailru

Chugunov Mikhail Nikolaevich ndash Candidate of Economic Sciences associate professor of the Life safety department National Research Mordovian State University named after NP Ogarev (Saransk Republic of Mordovia) Phone +7-927-197-81-78 E-mail iplrmramblerru



90

УДК 504563656148

СТАЖИРОВКА РАБОТНИКОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА КАК ЭФФЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ БЕЗОПАСНОСТИ

copy 2020 г ЕЮ Гузенко ДВ Сѐмин ИС Мартынов ВЮ Мисюряев

В соответствии с трудовым кодексом (ст 225) стажировка ndash это важная и обязательная часть процесса организа-

ции охраны труда для работников АПК так как сельское хозяйство ndash одна из самых травмоопасных отраслей Стажи-ровка в США Дании Германии Франции и других зарубежных странах существует уже более двух десятков лет Она проводится в основном с выпускниками и работниками из всех стран мира с целью получения профессиональных и практических навыков по рабочим специальностям (тракторист сельскохозяйственный работник) и в дальнейшем пред-лагают работу в той сфере сельского хозяйства где стажировались Цель нашего исследования ndash влияние параметров стажировки (продолжительность качество и тд) работников сельскохозяйственного производства на уровень их безо-пасности в процессе трудовой деятельности Программа стажировки на рабочем месте ndash это документ в котором опи-сываются все знания и навыки которые получает работник в ходе еѐ проведения Еѐ осуществляют при первоначаль-ном трудоустройстве и при назначении на новую работу После стажировки у работника в полном объеме вырабатыва-ются навыки на безопасное выполнение своей работы и соответственно снижается уровень травматизма на производ-стве о чем говорят данные государственной инспекции труда в Волгоградской области по травматизму На сельскохо-зяйственных предприятиях Волгоградской области число производственного травматизма снижается благодаря стажи-ровке являясь одним из компонентов системы обучения работников Поэтому правильная организация проведения ста-жировки является залогом успешной аттестации работника перед допуском его к самостоятельной работе Усовершен-ствование методики проведения стажировки (персонал проводящий стажировки порядок проведения современные средства и приспособления и тд) позволит повысить уровень безопасности новых сотрудников и снизить показатели травматизма в организации в целом

Ключевые слова стажировка работников сельское хозяйство безопасность работников охрана труда безо-пасные навыки травматизм

TRAINING OF AGRICULTURAL WORKERS AS AN EFFECTIVE DIRECTION OF ENSURING THEIR SECURITY

copy 2020 г EYu Guzenko DV Semin IS Martynov VYu Misyuryaev

According to the Labor Code (Article 225) training is an important and mandatory part of the process of organizing labor

protection for agricultural workers because agriculture is one of the most traumatic industries Training in the USA Denmark Germany France and other foreign countries has existed for more than two decades It is carried out mainly with graduates and workers from all over the world in order to obtain professional and practical skills in working specialties (tractor driver agricultural worker) In the future workers receive job offers in the field of agriculture where they trained The purpose of the research is the effect of the training parameters (duration quality etc) of workers on level of their safety in the course of labor activity The train-ing program at the workplace is a document that describes all the knowledge and skills that an employee receives during the training It is carried out at the initial employment and upon appointment to a new job After the training the employee fully recei-vesskills for the safe performance of his work Thus the level of injuries at work decreases as evidenced by the data of the State Labor Inspectorate in the Volgograd region for injuries At agricultural enterprises of the Volgograd region the number of indus-trial injuries is reduced due to the training which is one of the components of the employee training system Therefore the pro-per organization of the training is the key to successful certification of an employee before admission to independent work Im-provements in the training methodology (personnel conducting trainings the procedure modern facilities and equipment etc) will increase the safety level of new employees and reduce injuries in the organization as a whole

Keywords employee training agriculture employee safety occupational safety safety skills injuries

Введение Для того чтобы разобраться

какое значение имеет стажировка на безопас-ность рассмотрим само понятие стажировки Это форма обучения по охране труда которая подразумевает труд на рабочем месте под на-блюдением опытного руководителя При этом у работника вырабатываются необходимые на-выки более результативно усваивается самая нужная информация обсуждаются все недоче-ты Но такой процесс обучения не может заме-нить или исключить проведение инструктажей

на рабочем месте (первичных повторных и дру-гих) В соответствии с трудовым кодексом (ст 225) стажировка ndash это важная и обязатель-ная часть процесса организации охраны труда для работников АПК так как сельское хозяйство ndash одна из самых травмоопасных отраслей

В настоящее время продовольственная безопасность России как никогда актуальна Внешнеполитические отношения с различными странами далеки от теплых в том числе по им-портному продовольствию


91

Во всем мире ежегодно происходит при-близительно 430 млн несчастных случаев про-изводственного травматизма на предприятиях

а природных и социальных катастроф ndash около 6 тысяч с числом погибших от их последствий около 82 тысяч человек [4]

Рисунок 1 ndash Производственный травматизм и профессиональная заболеваемость

Рисунок 2 ndash Доля работающих во вредных и (или) опасных условиях ( по данным Росстата)

Эти данные заставляют нас рассматри-

вать развитие сельскохозяйственного произ-водства с некоторой тревогой так как большое количество работников подвержены травмам и профзаболеваниям

С учетом специфики отрасли согласно статистике производственный травматизм в

сельском хозяйстве на третьем месте после обрабатывающего производства и транспорта [6 10]

Особенно это актуально для Волгоград-ской области в которой сельское хозяйство за-нимает лидирующее место среди других видов экономической деятельности


92

По результатам анализа причин несчаст-ных случаев и профзаболеваний работников выявлены три основных

ndash плохая организация труда ndash эксплуатация работниками неисправных

машин ndash нарушение требований безопасности

труда [3] Проанализировав различные литератур-

ные источники поняли что в настоящее время любое предприятие направляет все усилия на создание своего крепкого коллектива сотрудни-ков которые профессионально подготовлены и настроены на производительную работу Для того чтобы предприятие было конкурентоспо-собным необходимо приобретать новейшую технику и соответственно обучать работников как ею пользоваться [1 3 9] С этой целью ор-ганизуются зарубежные стажировки которые позволяют увидеть более совершенные приемы труда которые можно адаптировать к своей практике

Стажировка в США Дании Германии Франции и других зарубежных странах сущест-вует уже более двух десятков лет Она прово-дится в основном с выпускниками и работника-ми из всех стран мира с целью получения про-фессиональных и практических навыков по ра-бочим специальностям (тракторист сельскохо-зяйственный работник) и им в дальнейшем предлагают работу в той сфере сельского хо-зяйства где они стажировались Данная проце-дура помогает будущему работнику узнать больше об особенностях сельского хозяйства о технологиях применяемых на фермах [7]

Помимо заграничных стажировок работ-ник по прибытии на своѐ рабочее место должен пройти обучение и инструктаж по охране труда стажировку и проверку знаний требований ох-раны труда [2]

Цель нашего исследования ndash влияние параметров стажировки (продолжительность качество и тд) работников сельскохозяйствен-ного производства на уровень их безопасности в процессе трудовой деятельности

Для выполнения поставленной цели были проделаны работы по оценке проведения ста-жировок в хозяйствах АПК выявлены предпри-ятия с формальным проведением инструктажа по технике безопасности без практического по-каза безопасных приемов а затем для этих же хозяйств проанализированы все несчастные

случаи Рекомендованы мероприятия для сни-жения показателей травматизма при минималь-ных затратах

Методика исследований Основная нормативно-правовая документация на основа-нии которой проводится стажировка ndash Поста-новление Минтруда России от 13 января 2003 г 129 laquoОб утверждении порядка обучения по охране труда и проверки знаний требований охраны труда работников организацийraquo и ГОСТ 120004-2015 Система стандартов безопасно-сти труда (ССБТ) Организация обучения безо-пасности труда Общие положения (утвержден приказом Росстандарта от 09062016 600-ст)

Постановление прописывает порядок обучения по охране труда работников кто дол-жен обучаться и что за проведение стажировки несет ответственность работодатель описыва-ет методики проведения инструктажей по охра-не труда обучения работников как должна про-ходить проверка знаний и состав комиссии

ГОСТ описывает все виды и формы обу-чения по охране труда в том числе стажировку и проверку знаний по безопасности труда ука-зывается форма документов (протоколов засе-дания комиссии личная карточка удостовере-ния журнала регистрации инструктажей) при-водятся примерные программы инструктажей и приемы оказания первой помощи ГОСТ пред-писывает чтобы работники рабочих профессий проходили стажировку от 3 до 19 рабочих смен

Программа стажировки на рабочем месте ndash это документ в котором содержатся все зна-ния и навыки которые получает работник в хо-де еѐ проведения

Стажировка делиться на обязательную по законодательству и ту которую устанавливают внутренними нормативными актами организа-ции

Стажировку осуществляют при первона-чальном трудоустройстве и при назначении на новую работу

На сельскохозяйственном предприятии должна иметься программа стажировок Стажи-ровке предшествует оформление трудового до-говора (дополнительного соглашения к трудо-вому договору) затем проводится инструктаж по безопасному выполнению трудовых функ-ций после этого издается приказ о направлении работника на стажировку с указанием руководи-теля стажировки и только затем проводится са-


93

ма стажировка (прописывается продолжитель-ность) По завершении стажировки работником сдается экзамен на подготовленность к безо-пасному выполнению работы Когда экзамен сдан издается приказ о допуске сотрудника к работе [5] Более наглядно это продемонстри-ровано на блок-схеме (рисунок 3)

На каждом сельскохозяйственном пред-приятии нужно иметь положение о стажировке в котором прописываются все права и обязан-ности работника и указываются фамилии тех кто проводит стажировку и кто несет ответст-венность сроки и последовательность ее про-ведения

Рисунок 3 ndash Блок-схема стажировки

В программе стажировок описываются цель общие требования (инструкция по охране труда перечисляются опасные факторы кото-

рые встречаются при выполнении работы и тд) и обязательно содержание программы

Рисунок 4 ndash Индивидуальный план стажировок


ждение Прежде чем определить какое влия-ние оказывает стажировка на безопасность тру-

да работников наглядно рассмотрим сколько времени (смен) работник должен проработать все этапы стажировки (таблица 1)

Приказ о недопуске к работе или о

повторной аттестации


94

Таблица 1 ndash Содержание стажировки

пп

Содержание и последовательность этапов стажировки Продолжи-тельность

(смен)

1 Изучение нормативно-правовых актов в области охраны труда и трудового законодательства документации определяющей порядок безопасного проведения работ (должностные и рабо-чие инструкции инструкции по охране труда по профессии видам работ технологические карты и др)

1ndash3

2 Знакомство с рабочим местом производственной территорией расположением и назначени-ем зданий и сооружений маршрутами движения

3

3 Подготовка рабочего места другие действия перед началом в процессе и после окончания работы (проверка исправности оборудования пусковых приборов инструмента и приспособ-лений блокировок заземления и других средств защиты) Практические приемы и операции по непосредственному выполнению работы

4ndash6

4 Практическая самостоятельная работа под контролем стажирующего лица по результатам которой принимается решение о возможности допуска работника к постоянной самостоятель-ной работе

1ndash2

Как видно из таблицы после стажировки

у работника в полном объеме вырабатываются навыки для безопасного выполнения своей ра-боты и соответственно снижается уровень травматизма на производстве о чем говорят данные государственной инспекции труда в Волгоградской области

Анализ уровня травматизма степени под-готовки к стажировке порядка ее проведения на нескольких сельскохозяйственных предприяти-

ях Волгоградской области показал что за 2016 год произошло 25 несчастных случаев со смер-тельным исходом (рисунок 5) в сельском хозяй-стве ndash 3 за 2017 год ndash 18 пострадавших в аг-рарном секторе ndash 4 человека в 2018 году ndash 13 человек со смертельным исходом в сельском хозяйстве ndash 2 человека в 2019 году по области 2 человека погибло в сельской отрасли несча-стных случаев со смертельным исходом нет

Рисунок 5 ndash Сведения о пострадавших со смертельным исходом в Волгоградской области

Данные статистики говорят о том что на

предприятиях все больше времени и сил уделя-ется правильному а точнее сказать качествен-ному обучению сотрудников безопасным прие-мам выполнения работ своевременному оформлению документов по охране труда и про-

ведению самой стажировки что в конечном итоге ведет к снижению травматизма и повышению производительности труда на предприятии

Хотелось бы порекомендовать руководи-телям чтобы они правильно и в полном объе-ме с соблюдением всех требований проводили


95

стажировку а не формально оформляли доку-менты для отчета перед государственными ин-спекторами и не скрывали несчастных случаев Работодателям необходимо проводить допол-нительный контроль за тем чтобы работники не забывали чему их научили во время стажиров-ки не нарушали трудовую и производственную дисциплину стимулировать работников для со-блюдения требований безопасности труда

Заключение Стажировка являясь одним из компонентов системы обучения работников представляет собой фактор снижения травма-тизма на предприятии Поэтому правильная ор-ганизация проведения стажировки является за-логом успешной аттестации работника перед допуском его к самостоятельной работе Сле-довательно методика проведения стажировки должна включать все технологические операции и направления данного работника в том числе и подготовку его к нестандартным или аварий-ным ситуациям Предлагаемая методика реко-мендуется для включения в Порядок обучения работников сельскохозяйственного производст-ва по охране труда

Таким образом внесение изменений в систему менеджмента производственной безо-пасности на предприятии совершенствование методики проведения стажировки (персонал проводящий стажировки порядок проведения современные средства и приспособления и тд) позволят повысить уровень безопасности новых сотрудников и снизить показатели травматизма в организации в целом


1 Иванова ТВ Некоторые методологические ас-пекты воспроизводства кадрового потенциала в сельском хозяйстве ТВ Иванова Вестник Чувашского универси-тета ndash 2014 ndash 3 ndash С 159ndash165

2 Лексина ТИ Организация и качество обучения по охране труда ТИ Лексина Интеграция образова-ния ndash 2013 ndash 1 ndash С 104ndash107

3 Зависимость безопасности работников АПК от оценки профессиональных рисков ИС Мартынов ВЮ Мисюряев МА Садовников ЕЮ Гузенко Извес-тия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса наука и высшее профессиональное образование ndash 2018 ndash 2 (50) ndash С 355ndash362

4 Попов ГГ Оценка влияния человеческого фак-тора на безопасность труда в АПК ГГ Попов ДА Абе-зин Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса наука и высшее профессиональное образова-ние ndash 2018 ndash 1 (49) ndash С 291ndash297

5 Сенченко ВА Стажировка на рабочем месте как основной элемент обучения безопасным приемам труда рабочих профессий в строительстве ВА Сенченко

ТТ Каверзнева Вестник Пермского национального ис-следовательского политехнического университета Строи-тельство и архитектура ndash 2016 ndash Т 7 3 ndash С 25ndash33

6 Шкрабак ВС Стратегические составляющие динамичного снижения и ликвидации производственного травматизма и заболеваемости в АПК ВС Шкрабак РВ Шкрабак ВВ Шкрабак Известия Санкт-Петербур-ского государственного аграрного университета ndash 2014 ndash 37 ndash С 282ndash287

7 Bozhkova V Professional Development of Teaching and Research-Pedagogical Staff in Ukraine Problems and Perspectives V Bozhkova M Chykalova Physical and Ma-thematical Education ndash 2019 ndash Issue 2 (20) ndash Р 7ndash10

8 Oseanita W Impact of compensation and career development on job satisfaction and employees performance W Oseanita HN Utami A Prasetya Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences ndash 2017 ndash 4 (64) ndash Р 113ndash116

9 Roshchin S Determinants of on-the-job training in enterprises the Russian case S Roshchin P Travkin European Journal of Training and Development ndash 2017 ndash Vol 41 ndash 9 ndash P 758ndash775

10 Stoyanova NM European practices to reduce work accidents in the agricultural sector of Bulgaria NM Stoyanova International Journal of Innovative Tech-nologies in Economy ndash 2016 ndash 1 (3) ndash Р 22ndash28

References 1 Ivanova TV Nekotorye metodologicheskie aspekty

vosproizvodstva kadrovogo potentsiala v selskom hozyaystve [Some methodological aspects of the reproduction of human resources in agriculture] Vestnik Chuvashskogo universiteta 2014 No 3 pp 159ndash165 (In Russian)

2 Leksina TI Organizatsiya i kachestvo obucheniya po ohrane truda [Organization and quality of labor protection training] Integratsiya obrazovaniya 2013 No 1 pp 104ndash107 (In Russian)

3 Martynov IS Misjuryaev VJu Sadovnikov MA Guzenko EJu Zavisimostprime bezopasnosti rabotnikov APK ot otsenki professionalnykh riskov [Dependence of agricultural workers safety on professional risk assessment] Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie 2018 No 2 (50) pp 355ndash362 (In Russian)

4 Popov GG Abezin DA Otsenka vliyaniya chelo-vecheskogo faktora na bezopasnostprime truda v APK [Assess-ment of the impact of the human factor on labor safety in the agricultural sector] Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa nauka i vysshee professionalnoe obra-zovanie 2018 No 1 (49) pp 291ndash297 (In Russian)

5 Senchenko VA Kaverzneva TT Stazhirovka na rabochem meste kak osnovnoy element obucheniya bezo-pasnym priemam truda rabochikh professiy v stroitelstve [In-ternship in the workplace as the main element of training in safe methods of labor of occupations in construction] Vestnik Permskogo natsionalprimenogo issledovatelprimeskogo politehni-cheskogo universiteta Stroitelstvo i arkhitektura 2016 T 7 No 3 pp 25ndash33 (In Russian)

6 Shkrabak VS Shkrabak RV Shkrabak VV Stra-tegicheskie sostavlyajushhie dinamichnogo snizheniya i likvi-datsii proizvodstvennogo travmatizma i zabolevaemosti v APK [Strategic components of the dynamic reduction and elimination of industrial injuries and morbidity in the agricul-


96

tural sector] Izvestiya Sankt-Peterburskogo gosudarstvenno-go agrarnogo universiteta 2014 No 37 pp 282ndash287 (In Russian)

7 Bozhkova V Chykalova M Professional Develop-ment of Teaching and Research-Pedagogical Staff in Ukraine Problems And Perspectives Physical and Mathe-matical Education 2019 No 2 (20) pp 7ndash10

8 Oseanita W Utami HN Prasetya A Impact of compensation and career development on job satisfaction and employees performance Russian Journal of Agricultural

and Socio-Economic Sciences RJOAS 2017 No 4 (64) pp113ndash116

9 Roshchin S Travkin P Determinants of on-the-job training in enterprises the Russian case European Journal of Training and Development 2017 No 9 pp 758ndash775

10 Stoyanova NM European practices to reduce work accidents in the agricultural sector of Bulgaria Interna-tional Journal of Innovative Technologies in Economy 2016 No 1 (3) pp 22ndash28


Гузенко Елена Юрьевна ndash кандидат сельскохозяйственных наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедея-тельностиraquo ФГБОУ ВО laquoВолгоградский государственный аграрный университетraquo (г Волгоград Российская Федерация) Тел +7-905-336-94-14 E-mail gelena2704mailru

Сѐмин Дмитрий Викторович ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедеятельно-стиraquo ФГБОУ ВО laquoВолгоградский государственный аграрный университетraquo (г Волгоград Российская Федерация) Тел +7-961-068-60-00 E-mail bgd_volgaumailru

Мартынов Иван Сергеевич ndash кандидат технических наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедеятельностиraquo ФГБОУ ВО laquoВолгоградский государственный аграрный университетraquo (г Волгоград Российская Федерация) Тел +7-927-517-43-52 E-mail bgd_volgaumailru

Мисюряев Виктор Юрьевич ndash доктор сельскохозяйственных наук доцент кафедры laquoБезопасность жизнедея-тельностиraquo ФГБОУ ВО laquoВолгоградский государственный аграрный университетraquo (г Волгоград Российская Федерация) Тел +7-904-777-30-30 E-mail att-labmailru


Guzenko Elena Yuryevna ndash Candidate of Agricultural Sciences associate professor of the Life safety FSBEI HE laquoVol-gograd State Agrarian Universityraquo (Volgograd Russian Federation) Phone +7-905-399-53-46 E-mail gelena2704mailru

Semin Dmitry Viktorovich minus Candidate of Technical Sciences associate professor of the Life safety FSBEI HE laquoVol-gograd State Agrarian Universityraquo (Volgograd Russian Federation) Phone +7-961-068-60-00 E-mail bgd_volgaumailru

Martynov Ivan Sergeevich minus Candidate of Technical Sciences associate professor of the Life safety FSBEI HE laquoVol-gograd State Agrarian Universityraquo (Volgograd Russian Federation) Phone +7-927-517-43-52 E-mail bgd_volgaumailru

Misyuryaev Victor Yuryevich minus Doctor of Agricultural Sciences associate professor of the Life safety FSBEI HE laquoVol-gograd State Agrarian Universityraquo (Volgograd Russian Federation) Phone 7-904-777-30-30 E-mail att-labmailru



97

Глубокорыхлитель навесной РВН-2

Глубокорыхлитель РВН-2 предназначен для основной безотвальной обработки почв с удельным сопротивлением до 4 МПа под зерновые и технические культуры на глубину до 50 см Рыхлитель может использоваться по отвальным и безотвальным фонам для уг-лубления и разуплотнения пахотного горизонта улучшения лугов и пастбищ на склонах до 8 В сочетании с дискованием позволяет эффективно заменить отвальную обработку почвы

В конструкции рыхлителя применен оригинальный рабочий орган с уменьшенным углом установки долота и более развитой рабочей поверхностью стойки защищѐнной от-валом Такой рабочий орган снижает общее тяговое сопротивление орудия и при этом по-вышает степень рыхления почвы На орудие рабочие органы установлены попарно лево-го и правого гиба за счет этого увеличивается эффективность воздействия их на почву при значительной выравненности поверхности Гребнистость поверхности почвы после прохода орудия ndash 15 см сохранность стерни ndash 674 крошение почвы (размеры фракций до 50 мм) ndash 988 Орудие способствует уничтожению многолетних корнеот-прысковых сорняков (см фото) Конструкция глубокорыхлителя защищена двумя патен-тами на изобретение РФ Плуг прошѐл государственные испытания на Сев-Кав МИС (протокол 11-15-15 (4010072)) Производство осуще-ствляет общество с ограниченной ответственностью laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)



Масса (конструкционная) кг не более 835


Ширина захвата м 20plusmn02

Расход топлива (глубина 42 см) кгга 1203


98

Рыхлитель влагосберегающий навесной РВН-3

Рыхлитель предназначен для углубления пахотного гори-зонта по отвальным и безотвальным фонам основной безотвальной обработки почв без оборота пласта В сочетании с дискованием позволяет эффективно заменить отвальную обработку почвы Диапазон глубины обработки ndash 20ndash50 см Длина пожнивных остатков не должна превышать 40 см

Рыхлитель обеспечивает разрушение плужной подошвы и качественное рыхление почвенного горизонта на требуемую глубину Благодаря оригинальной расстановке рабо-чих органов на раме интенсивное рыхление почвы происходит без выноса нижних слоѐв почвы на поверхность поля и при минимальном воздействии на поверхностный слой поч-вы После прохода орудия на поверхности поля остаѐтся меньше борозд от воздействия стоек рабочих органов что уменьшает потери влаги и затраты на выравнивание почвы Каток разрушает почвенные комки образованные проходом стоек выравнивает и уп-лотняет верхний слой почвы Гребнистость поверхности почвы после прохода орудия ndash 15 см сохранность стерни ndash 674 крошение почвы (размеры фракций до 50 мм) ndash 988 (см фото почвенный срез почвы после обработки) Рабочие органы позволяют снизить общее тяговое сопротивление орудия и сократить удельный расход топлива до 11ndash 12 кгга а также повысить степень рыхления почвы за счѐт более развитой поверхности стойки Орудие способствует уничтожению многолетних корнеотпрысковых сорняков Конструкция плуга-глубокорыхлителя запатентована Плуг прошѐл государственные ис-пытания на Сев-Кав МИС (протокол 11-42-15 (1010062))

Производство

рыхлителя осуще-ствляет общество

с ограниченной ответственностью

laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)


Ширина захвата (рабочая) м 313

Производительность (основное время) гач до 3


Расход топлива (глубина 45 см) кгга 115ndash123

Масса кг 1430

Класс трактора ndash 3ndash4


99


Рыхлитель предназначен для углубления пахотного горизонта

по отвальным и безотвальным фонам основной безотвальной об-работки почв без оборота пласта В сочетании с дискованием позво-ляет эффективно заменить отвальную обработку почвы Диапазон глубины обработки ndash 20ndash50 см Длина пожнивных остатков не долж-на превышать 40 см

Рыхлитель обеспечивает разрушение плужной подошвы и качественное рыхление

почвенного горизонта на требуемую глубину Благодаря оригинальной расстановке рабо-чих органов на раме интенсивное рыхление почвы происходит без выноса нижних слоѐв почвы на поверхность поля и при минимальном воздействии на поверхностный слой поч-вы После прохода орудия на поверхности поля остаѐтся меньше борозд от воздействия стоек рабочих органов (см фото поверхность поля после обработки) что уменьшает потери влаги и затраты на выравнивание почвы Каток разрушает поч-венные комки образованные проходом стоек выравнивает и уплотняет верхний слой почвы Рабочие органы позволяют снизить общее тяговое сопротивление орудия и со-кратить удельный расход топлива а также повысить степень рыхления почвы за счѐт более развитой поверхности стойки Орудие способствует уничтожению многолетних корнеотпрысковых сорняков Конструкция плуга-глубокорыхлителя запатентована Производство осуще-ствляет общество с ограниченной ответственностью laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)



Производительность (основное время)

гач до 4




Класс трактора ndash 5


100

Плуг-глубокорыхлитель ПГР-4

Плуг-глубокорыхлитель ПГР-4 предназначен для рыхления почвы без оборота пласта а также для ра-зуплотнения почвы полей обраба-тываемых по нулевой технологии лугов пастбищ и глубокого рыхления на склонах и паровых полях В сочетании с дискованием позволя-ет эффективно заменить отвальную обработку почвы Применяемые сегодня чизели имеют ряд недостат-ков их долота откалывают большие глыбы почвы стойки оставляют за собой борозды на поверхности поля

В связи с этим разработано новое орудие ndash плуг-глубокорыхли-тель ПГР-4 На раме орудия рабочие органы правого и левого гиба расположены полками навстречу друг к другу за счет чего почвенный монолит заключѐнный между рыхлителями подвергается более интенсивному разрушающему воздействию Стойки рыхлителей второго ряда движутся за стойками первого что позволяет сократить затраты энергии на разрушение почвы уменьшить потери влаги через образовавшиеся за стойками борозды и увеличить пространство между стойками (это снижает вероятность забивания орудия почвой и пожнивными остатками) и повысить выравненность почвы Орудие способствует уничтожению многолетних корнеотпрысковых сорняков

Производство осуществляется ЗАО laquoРТП laquoЗерноградскоеraquo Его оригинальная

конструкция защищена патентом на изобретение


Ширина захвата м 42 Рабочая скорость кмч

до 12

Глубина обработки см

до 45 Транспортная скорость кмч

до 15

Класс трактора 5ndash7 Масса кг 1775

Сеялка пунктирного высева СПВ-8

Центром инжиниринга и трансфера Азово-Черноморского инженерного института разрабо-тана сеялка пунктирного высева СПВ-8 Она предназначена для высева семян подсолнечника кукурузы и других пропашных культур с междурядьем 70 см с одновременным внесением стартовой дозы гранулированных минеральных удобрений Сеялка комплектуется пневматическими высе-вающими аппаратами избыточного давления отличающимися качественным дозированием се-мян на рабочих скоростях до 12 кмч Настройка высевающих аппаратов облегчена за счет исполь-зования прозрачных высевающих дисков Качество дозирования достигается за счет использования рациональной конструкции дозирующих элементов высевающих дисков комбинированных вороши-теля и сбрасывателя лишних семян Качество посева проверено экспериментально в лабораторных и полевых условиях Исследования показали что число нулевых подач при высеве семян кукурузы и подсолнечника составило не более 1 а количество двойных подач ndash не более 2 что позволяет более равномерно распределять семена по площадям питания благодаря чему эффективно используются запасы влаги солнечная энергия и питательные вещества В конечном счете это по-зволяет собирать более высокий урожай при экономном расходовании семян Кроме того применение аппаратов избыточного давления и дисковых сошников позволяет поднять скорость посева до 10ndash12 кмч и снизить расход топлива за счет использования давления для дозирования семян до 2 КПа и снижения тягового сопротивления на 40

Использованные технические решения защищены патентами РФ (высевающие аппараты не имеют аналогов в мире) Производство осваивает общество с ограниченной ответственностью laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo)

Контактная информация

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

ФГБОУ ВО laquoДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТraquo 347740 Ростовская обл г Зерноград ул Ленина 21

тел 8 (86359) 43-6-07 тел факс 8 (86359) 43-3-80 Е-mail achgaayandexru

laquoТаганрогсельмашraquo (ООО laquoТАГСМАraquo) 347339 Ростовская обл г Таганрог Поляковское шоссе 20

телфакс (8634) 64-13-44 тел 64-13-42 сот тел 8-903-436-31-33 8-928-618-43-20 E-mail tagsmamailru

Контактная информация Азово-Черноморский инженерный институт ndash

филиал ФГБОУ ВО laquoДонской государственный аграрный университетraquo

347740 Ростовская обл г Зерноград ул Ленина 21 телефон (86359) 43-6-07 телефон факс (86359) 43-3-80 e-mail iapachgaaru


































3





5



5


10


10


20


20


26


26


33


33


42


42


47


47


53


53


59


59


Technosphere safety


66


66


72


72


4


81


81


90


90


5





УДК 63131906












6















7

















8














9


























10











УДК 631372







11

















12







Влажность фон 1 2223 2395 2390 2563 2532 2540

фон 2 2524 2431 2423 2387 2411 2421


фон 2 108 128 130 128 130 129


















13






66times4300-25 285 285 285 006 009 010 379 195 minus




gmNРРРKкр 21

(1)





K

пк

пк

K

оп

Kn

nr

n

Sr

2 (2)

где оп



пк



01

K

K

r

r (3)

где 0




K

кр

кр

К rМ

Р (4)

а б




в


14

а б



213R24

в


1 (5)


K

f (6)


K

K

Kf P

r

MP

0 (7)



r и крутя-












15














0

к

f

fr

MР (8)






кr м 0824 0821 0780 0675 0661 0627















16





0620

70

0645

73

0720

115



0715

110

0810

94

0920

120









а б

__________ шина 66times43-25

----------- шина 213R24


бетоне (в)

в





17











кВт




тяги кН





2-1 2-2 2-3 2-4

652 695 788 832

385 385 350 265

61 65 81

113

425 423 378 353

234 234 186 112

0529 0564 0639 0675


2-1 2-2 2-3 2-4

712 791 808 833

420 390 340 270

61 73 85

111

416 382 364 331

244 196 128 74

0578 0642 0655 0675



1-4 2-1 2-2 2-3

862 956 986 948

470 430 390 325

60 80 91

105

336 312 304 298

132 94 64 38

0699 0775 0799 0769

пар


7990 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

612 676 752 785

380 380 330 250

58 64 82

113

425 423 394 371

266 266 184 96

0496 0548 0610 0637


9000 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

602 710 758 753

380 360 325 240

57 71 84

113

480 418 385 390

241 202 148 74

0488 0576 0616 0611



1-4 2-1 2-2 2-3

843 932 971 957

440 430 380 325

69 78 92

107

358 326 299 297

136 124 78 46

0684 0756 0788 0776




18








Выводы












19

















References











20














УДК 6362636082






21













22










23








воб (1)



сс

ссp

воб

вобв

(2)





24













Длина

опытная 153 305 346 402


к контролю 1013 1155 1181 1204

Ширина

опытная 136 234 306 343


к контролю 1022 1120 1172 1172

Обхват

опытная 535 1002 1258 1471

контрольная 528 863 1046 1190

к контролю 1013 1161 1203 1236


доли

опытная 96 187 223 242


к контролю 1021 1140 1167 1169








Надой кг


группе

за 100 дней 1361 1130 1204

за 305 дней 2952 2506 1178


25


















References















26








УДК 63152484621311











27






З

ППЭ СТ (1)











(селекция)

Уровень

кормления


(ПТ + ПС)








28












Адаптация

к среде (44)





29











30




Дни роста 10 20 30 40 50 60 70 80 86









пп



анолитом


















31




Опыт 1 688 431 460

Опыт 2 701 448 470

Опыт 3 700 429 490


















32




References





















33














34









35





























36



По

ли

кар

бо

нат

со

тов

ый













По

ли

кар

бо

нат

мо

но

ли

тны

й











По

ли

эти

лен

ов

ая п

лен

ка









Сте

кло










37





период

































38






39







40














41















References











42














УДК 63136325






43















44



















45














46





























47







УДК 63131907











48











49










+1 0 -1










16 17 18 19 20


18 113 106 100

19 119 112 106 100

20 125 118 111 105 100

21 124 117 111 105

22 122 116 110


50







2 2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17902 15835 14865 647 810 730 046 140 Р РK K V K K V K K (1)


щий вид

2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17697 15835 14865 810 730 140 K K K K K K (2)






Кин

емат

ичес

кий

пара

мет

р

2-го

ряд

а иг

ольч

аты

х д

иско

в


51



014073051486Эу

014081051583Эу

12

2

21

1

KKK

KKK

(3)















References





52
























53

УДК 5025046313115














54













55






TSRZRAS

def









56

Интервал

времени


УРОЖАЙ




условия




СВХС ТГПоpt

ГПЩ

оpt

ПРЭССЗ


САУ РН


классов

ВРнС


Среда



Среда


Диаграмма



Диаграмма

классов






-


57

















58




























59





УДК 6313636360865














60















61































работы) мм2


h = 25 мм а = 2 мм z = 12h

007 368 8013 11086

008 366 8023 5483

009 364 8034 119

010 362 8044 5185

011 360 8054 10311


62












град


работы) мм2



h = 25 мм z = 12h

3 012 548 8076 119

4 008 745 8050 715

5 011 926 8088 357

6 011 1111 8098 119


63












h = 25 мм а = 5 мм z = 12h

003 941 80142 24580

004 939 80241 12326

005 937 80337 318

006 935 80432 11585

007 933 80526 23216




64




















65

























66



УДК 3314











67










68















69







3224

8 6

26

116

58 58

42

74

5244

818

34


возраста







82

48

34

10

72

30 30

0

26

4

88

48

40

30

58


стажем





стаж 4-7 лет


70

а б



















71












References















72



















УДК 62930142






73













74

















75




























76




2 4 8 16 315

06 115 08 060 114 ndash

09ndash14 130 060 050 040 ndash

2 120 060 050 040 ndash

3 (колесные) 130 045 035 040 ndash





1 2 4 8 16 315 63


0632 0846 160 321 639 1276 2552



16 315 63 125 250










77







78









79











60

200




200

300





80















References















81







УДК 614841











82

















83
















84



























85























86




















87








244 10 1 0999 1 003 1 08 1 08пожарP 171∙10-6



1 365

24 365рабP 4167∙10-2













88




















89



























90

УДК 504563656148
















91











92



















93













94


пп


(смен)


1ndash3


3


4ndash6


1ndash2











95
























96



















97











98
















99









гач до 4






100








до 12



до 15



































3





5



5


10


10


20


20


26


26


33


33


42


42


47


47


53


53


59


59


Technosphere safety


66


66


72


72


4


81


81


90


90


5





УДК 63131906












6















7

















8














9


























10











УДК 631372







11

















12







Влажность фон 1 2223 2395 2390 2563 2532 2540

фон 2 2524 2431 2423 2387 2411 2421


фон 2 108 128 130 128 130 129


















13






66times4300-25 285 285 285 006 009 010 379 195 minus




gmNРРРKкр 21

(1)





K

пк

пк

K

оп

Kn

nr

n

Sr

2 (2)

где оп



пк



01

K

K

r

r (3)

где 0




K

кр

кр

К rМ

Р (4)

а б




в


14

а б



213R24

в


1 (5)


K

f (6)


K

K

Kf P

r

MP

0 (7)



r и крутя-












15














0

к

f

fr

MР (8)






кr м 0824 0821 0780 0675 0661 0627















16





0620

70

0645

73

0720

115



0715

110

0810

94

0920

120









а б

__________ шина 66times43-25

----------- шина 213R24


бетоне (в)

в





17











кВт




тяги кН





2-1 2-2 2-3 2-4

652 695 788 832

385 385 350 265

61 65 81

113

425 423 378 353

234 234 186 112

0529 0564 0639 0675


2-1 2-2 2-3 2-4

712 791 808 833

420 390 340 270

61 73 85

111

416 382 364 331

244 196 128 74

0578 0642 0655 0675



1-4 2-1 2-2 2-3

862 956 986 948

470 430 390 325

60 80 91

105

336 312 304 298

132 94 64 38

0699 0775 0799 0769

пар


7990 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

612 676 752 785

380 380 330 250

58 64 82

113

425 423 394 371

266 266 184 96

0496 0548 0610 0637


9000 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

602 710 758 753

380 360 325 240

57 71 84

113

480 418 385 390

241 202 148 74

0488 0576 0616 0611



1-4 2-1 2-2 2-3

843 932 971 957

440 430 380 325

69 78 92

107

358 326 299 297

136 124 78 46

0684 0756 0788 0776




18








Выводы












19

















References











20














УДК 6362636082






21













22










23








воб (1)



сс

ссp

воб

вобв

(2)





24













Длина

опытная 153 305 346 402


к контролю 1013 1155 1181 1204

Ширина

опытная 136 234 306 343


к контролю 1022 1120 1172 1172

Обхват

опытная 535 1002 1258 1471

контрольная 528 863 1046 1190

к контролю 1013 1161 1203 1236


доли

опытная 96 187 223 242


к контролю 1021 1140 1167 1169








Надой кг


группе

за 100 дней 1361 1130 1204

за 305 дней 2952 2506 1178


25


















References















26








УДК 63152484621311











27






З

ППЭ СТ (1)











(селекция)

Уровень

кормления


(ПТ + ПС)








28












Адаптация

к среде (44)





29











30




Дни роста 10 20 30 40 50 60 70 80 86









пп



анолитом


















31




Опыт 1 688 431 460

Опыт 2 701 448 470

Опыт 3 700 429 490


















32




References





















33














34









35





























36



По

ли

кар

бо

нат

со

тов

ый













По

ли

кар

бо

нат

мо

но

ли

тны

й











По

ли

эти

лен

ов

ая п

лен

ка









Сте

кло










37





период

































38






39







40














41















References











42














УДК 63136325






43















44



















45














46





























47







УДК 63131907











48











49










+1 0 -1










16 17 18 19 20


18 113 106 100

19 119 112 106 100

20 125 118 111 105 100

21 124 117 111 105

22 122 116 110


50







2 2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17902 15835 14865 647 810 730 046 140 Р РK K V K K V K K (1)


щий вид

2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17697 15835 14865 810 730 140 K K K K K K (2)






Кин

емат

ичес

кий

пара

мет

р

2-го

ряд

а иг

ольч

аты

х д

иско

в


51



014073051486Эу

014081051583Эу

12

2

21

1

KKK

KKK

(3)















References





52
























53

УДК 5025046313115














54













55






TSRZRAS

def









56

Интервал

времени


УРОЖАЙ




условия




СВХС ТГПоpt

ГПЩ

оpt

ПРЭССЗ


САУ РН


классов

ВРнС


Среда



Среда


Диаграмма



Диаграмма

классов






-


57

















58




























59





УДК 6313636360865














60















61































работы) мм2


h = 25 мм а = 2 мм z = 12h

007 368 8013 11086

008 366 8023 5483

009 364 8034 119

010 362 8044 5185

011 360 8054 10311


62












град


работы) мм2



h = 25 мм z = 12h

3 012 548 8076 119

4 008 745 8050 715

5 011 926 8088 357

6 011 1111 8098 119


63












h = 25 мм а = 5 мм z = 12h

003 941 80142 24580

004 939 80241 12326

005 937 80337 318

006 935 80432 11585

007 933 80526 23216




64




















65

























66



УДК 3314











67










68















69







3224

8 6

26

116

58 58

42

74

5244

818

34


возраста







82

48

34

10

72

30 30

0

26

4

88

48

40

30

58


стажем





стаж 4-7 лет


70

а б



















71












References















72



















УДК 62930142






73













74

















75




























76




2 4 8 16 315

06 115 08 060 114 ndash

09ndash14 130 060 050 040 ndash

2 120 060 050 040 ndash

3 (колесные) 130 045 035 040 ndash





1 2 4 8 16 315 63


0632 0846 160 321 639 1276 2552



16 315 63 125 250










77







78









79











60

200




200

300





80















References















81







УДК 614841











82

















83
















84



























85























86




















87








244 10 1 0999 1 003 1 08 1 08пожарP 171∙10-6



1 365

24 365рабP 4167∙10-2













88




















89



























90

УДК 504563656148
















91











92



















93













94


пп


(смен)


1ndash3


3


4ndash6


1ndash2











95
























96



















97











98
















99









гач до 4






100








до 12



до 15


















3





5



5


10


10


20


20


26


26


33


33


42


42


47


47


53


53


59


59


Technosphere safety


66


66


72


72


4


81


81


90


90


5





УДК 63131906












6















7

















8














9


























10











УДК 631372







11

















12







Влажность фон 1 2223 2395 2390 2563 2532 2540

фон 2 2524 2431 2423 2387 2411 2421


фон 2 108 128 130 128 130 129


















13






66times4300-25 285 285 285 006 009 010 379 195 minus




gmNРРРKкр 21

(1)





K

пк

пк

K

оп

Kn

nr

n

Sr

2 (2)

где оп



пк



01

K

K

r

r (3)

где 0




K

кр

кр

К rМ

Р (4)

а б




в


14

а б



213R24

в


1 (5)


K

f (6)


K

K

Kf P

r

MP

0 (7)



r и крутя-












15














0

к

f

fr

MР (8)






кr м 0824 0821 0780 0675 0661 0627















16





0620

70

0645

73

0720

115



0715

110

0810

94

0920

120









а б

__________ шина 66times43-25

----------- шина 213R24


бетоне (в)

в





17











кВт




тяги кН





2-1 2-2 2-3 2-4

652 695 788 832

385 385 350 265

61 65 81

113

425 423 378 353

234 234 186 112

0529 0564 0639 0675


2-1 2-2 2-3 2-4

712 791 808 833

420 390 340 270

61 73 85

111

416 382 364 331

244 196 128 74

0578 0642 0655 0675



1-4 2-1 2-2 2-3

862 956 986 948

470 430 390 325

60 80 91

105

336 312 304 298

132 94 64 38

0699 0775 0799 0769

пар


7990 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

612 676 752 785

380 380 330 250

58 64 82

113

425 423 394 371

266 266 184 96

0496 0548 0610 0637


9000 кг

2-1 2-2 2-3 2-4

602 710 758 753

380 360 325 240

57 71 84

113

480 418 385 390

241 202 148 74

0488 0576 0616 0611



1-4 2-1 2-2 2-3

843 932 971 957

440 430 380 325

69 78 92

107

358 326 299 297

136 124 78 46

0684 0756 0788 0776




18








Выводы












19

















References











20














УДК 6362636082






21













22










23








воб (1)



сс

ссp

воб

вобв

(2)





24













Длина

опытная 153 305 346 402


к контролю 1013 1155 1181 1204

Ширина

опытная 136 234 306 343


к контролю 1022 1120 1172 1172

Обхват

опытная 535 1002 1258 1471

контрольная 528 863 1046 1190

к контролю 1013 1161 1203 1236


доли

опытная 96 187 223 242


к контролю 1021 1140 1167 1169








Надой кг


группе

за 100 дней 1361 1130 1204

за 305 дней 2952 2506 1178


25


















References















26








УДК 63152484621311











27






З

ППЭ СТ (1)











(селекция)

Уровень

кормления


(ПТ + ПС)








28












Адаптация

к среде (44)





29











30




Дни роста 10 20 30 40 50 60 70 80 86









пп



анолитом


















31




Опыт 1 688 431 460

Опыт 2 701 448 470

Опыт 3 700 429 490


















32




References





















33














34









35





























36



По

ли

кар

бо

нат

со

тов

ый













По

ли

кар

бо

нат

мо

но

ли

тны

й











По

ли

эти

лен

ов

ая п

лен

ка









Сте

кло










37





период

































38






39







40














41















References











42














УДК 63136325






43















44



















45














46





























47







УДК 63131907











48











49










+1 0 -1










16 17 18 19 20


18 113 106 100

19 119 112 106 100

20 125 118 111 105 100

21 124 117 111 105

22 122 116 110


50







2 2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17902 15835 14865 647 810 730 046 140 Р РK K V K K V K K (1)


щий вид

2 2

1 2 1 2 1 2Эу 17697 15835 14865 810 730 140 K K K K K K (2)






Кин

емат

ичес

кий

пара

мет

р

2-го

ряд

а иг

ольч

аты

х д

иско

в


51



014073051486Эу

014081051583Эу

12

2

21

1

KKK

KKK

(3)















References





52
























53

УДК 5025046313115














54













55






TSRZRAS

def









56

Интервал

времени


УРОЖАЙ




условия




СВХС ТГПоpt

ГПЩ

оpt

ПРЭССЗ


САУ РН


классов

ВРнС


Среда



Среда


Диаграмма



Диаграмма

классов






-


57

















58




























59





УДК 6313636360865














60















61































работы) мм2


h = 25 мм а = 2 мм z = 12h

007 368 8013 11086

008 366 8023 5483

009 364 8034 119

010 362 8044 5185

011 360 8054 10311


62












град


работы) мм2



h = 25 мм z = 12h

3 012 548 8076 119

4 008 745 8050 715

5 011 926 8088 357

6 011 1111 8098 119


63












h = 25 мм а = 5 мм z = 12h

003 941 80142 24580

004 939 80241 12326

005 937 80337 318

006 935 80432 11585

007 933 80526 23216




64




















65

























66



УДК 3314











67










68















69







3224

8 6

26

116

58 58

42

74

5244

818

34


возраста







82

48

34

10

72

30 30

0

26

4

88

48

40

30

58


стажем





стаж 4-7 лет


70

а б



















71












References















72



















УДК 62930142






73













74

















75




























76




2 4 8 16 315

06 115 08 060 114 ndash

09ndash14 130 060 050 040 ndash

2 120 060 050 040 ndash

3 (колесные) 130 045 035 040 ndash





1 2 4 8 16 315 63


0632 0846 160 321 639 1276 2552



16 315 63 125 250










77







78









79











60

200




200

300





80















References















81







УДК 614841











82

















83
















84



























85























86




















87








244 10 1 0999 1 003 1 08 1 08пожарP 171∙10-6



1 365

24 365рабP 4167∙10-2













88




















89



























90

УДК 504563656148
















91











92



















93













94


пп


(смен)


1ndash3


3


4ndash6


1ndash2











95
























96



















97











98
















99









гач до 4






100








до 12



до 15


Documents

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИачгаа.рф/files/vestnik/VD1_2020_49.pdfYUDAEV I.V. Doctor of Technical Sciences, professor, Azov-Black Sea Engineering Institute