“ВЕСТНИК ИрГСХА” · 6 Научно-практический журнал “Вестник ИрГСХА”.Выпуск 81/2 Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. evaluation

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО “Иркутский государственный аграрный университет

им. А.А. Ежевского”

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ

ЖУРНАЛ

“ВЕСТНИК ИрГСХА” Выпуск 81/2

Август

Материалы VII научно-практической конференции

с международным участием “Чтения И.П. Терских”

“АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО И

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АПК”

24 – 26 мая 2017 года

Иркутск

2017

Научно-практический журнал ‖Вестник ИрГСХА‖, 2017, выпуск 81/2, август.

Издается по решению Ученого совета Иркутской государственной сельскохозяйственной академии с 26 ноября 1996 г.

Главный редактор: Б.Ф. Кузнецов, д.т.н., проректор по научной работе ИрГАУ им. А.А. Ежевского.

Зам. главного редактора: Н.А. Никулина, д.б.н.

Ответственный секретарь: О.П. Ильина, д.в.н.

Члены редакционного совета: В.Н. Хабардин, д.т.н.; В.О. Саловаров, д.б.н.; В.И. Солодун, д.с.-х.н.; И.И. Силкин,

д.б.н.; Я.М. Иваньо, д.т.н.; Л.А. Калинина, д.э.н.; Ш.К. Хуснидинов, д.с.-х.н.; Д.С.Адушинов, д.с.-х.н.; Н.И.

Рядинская д.б.н.; Л.М. Белова, д.б.н. (Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины, г. Санкт-Петербург);

Э.В. Ивантер – д.б.н., чл.-кор. РАН (Петрозаводский государственный университет Республики Карелия), Ю.Н.

Литвинов – д.б.н. (Институт систематики и экологии животных СО РАН, г. Новосибирск), С.Н. Степаненко, д.ф.-м.н.

(Одесский государственный экологический университет, Украина), К. Кузмова, д.б.н. (Аграрный университет, г.

Пловдив, Болгария); Р. Горнович – д.б.н., проф. (Познаньский университет жизненных наук, г. Познань, Польша).

В журнале опубликованы работы авторов по разным тематикам: агрономии, мелиорации, биологии, охране природы,

ветеринарной медицине, зоотехнии, механизации, электрификации, экономики и организации производства, учебному

процессу, юбилею и памятным датам.

Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых

коммуникаций и охране культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ №

ФС77-30938.

Подписной индекс 82302 в каталоге агентства ООО ‖Роспечать‖ ―Газеты. Журналы‖.

Рукописи, присланные в журнал, не возвращаются. Авторы несут полную ответственность за подбор и изложение фактов,

содержащихся в статьях; высказываемые ими взгляды могут не отражать точку зрения редакции. Любые нарушения

авторских прав преследуются по закону. Перепечатка материалов журнала допускается только по согласованию с

редакцией. Рецензии хранятся в редакции не менее 5 лет в бумажном и электронном вариантах и могут быть

предоставлены в Министерство образования и науки РФ по запросу.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования электронной библиотеки eLIBRARY.RU.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий согласно решению Президиума

Высшей аттестационной комиссии Минобрнауки России.

Журнал удостоен диплома II степени в конкурсе изданий учреждений ДПО, подведомственных Минсельхозу РФ, ―Новые

знания – практикам‖ в номинации ―Лучшее серийное издание‖, диплома III степени Министерства сельского хозяйства

РФ, диплом II степени в номинации ―Лучшее печатное издание‖ I Международного конкурса за лучшее учебное и

научное издание.

Статьи проверены с использованием Интернет-сервиса ―Антиплагиат‖.

Присвоен DOI: 10.17238/issn1999-3765.2017.81.

Scientific and practical journal "Vestnik IrGSHA", 2017, Issue 81/2, August.

It is published by the decision of the Academic Council of Irkutsk State Agricultural Academy since November 26, 1996

Chief-editor: B.F. Kuznetsov, Doctor of Technical Sc., Vice-rector for scientific work, IrSAU named after A.A. Ezhevsky

Deputy chief-editor: N.A. Nikulina - Doctor of Biologica Sc. Executive secretary: O.P. Iljina, Doctor of Veterinary Sc.

Editorial Board Members: V.N. Khabardin, Doctor of Technical Sc.; V.O. Salovarov, Doctor of Biologcal Sc.; V.I. Solodun,

Doctor of Agricultural Sc., I.I. Silkin, Doctor of Biologcal Sc.; Ya.M. Ivan’o, Doctor of Technical Sc.; L.A. Kalinina, Doctor of

Economic Sc.; Sh.K. Khusnudinov, Doctor of Agricultural Sc.; D.S. Adushinov, Doctor of Agricultural Sc.; N.I. Ryadinskaya,

Doctor of Biologcal Sc.; L.M. Belova, Doctor of Biologcal Sc. (St. Petersburg Academy of Veterinary Medicine, St. Petersburg);

E.V. Ivanter, Doctor of Biologcal Sc., Corresponding Member of Russian Academy of Sc. (Petrozavodsk State University in the

Republic of Karelia); Yu.N. Litvinov, Doctor of Biologcal Sc., (Institute of Animal Systematics and Ecology, Siberian Branch of

Russian Academy of Sc., Novosibirsk); S. N. Stepanenko, Doctor of Physical and Mathematical Sc., Odessa State Environmental

University (Odessa, Ukraine); K. Kuzmova, Doctor of Biologcal Sc., Agarianl University (Plovdiv, Bulgaria), R. Gornowich,

Doctor of Biologcal Sc., University of Life Sc. in Poznan (Poznan, Poland).

The articles published in the journal are on different topics: agronomy, melioration, biology, nature protection, veterinary

medicine, animal husbandry, mechanization, electrification, economics and management, educational process, anniversaries, and

memory dates.

The journal is registered by the Federal Supervision Service for Legislation Mass Media and Culturre Heritage Protection.

Registration certificate of mass medium - ПИ № ФС77-30938.

Subscription index in the catalogue of the Agency ―Limited Liability Company ―Rospechat‖, ―News-papers. Journals‖ is 82302.

Manuscripts are not returned to the authors. The authors are fully responsible for the compilation and presentation of information

contained in their papers; their views may not reflect the Editorial Board’s point of view. All rights protected. No part of the

Journal materials may be reprinted without permission from the Editors. Reviews are stored in the editorial office for 5 years in the

paper and electronic versions, and can be provided to the Ministry of Education and Science of the Russian Federation on request.

The journal is included to the Russian Federation index of Scientific Citation of electronic library eLIBRARY.RU.

The journal is included in the list of leading peer-reviewed scientific journals and publications in accordance with the decision of

the Presidium of the Higher Attestation Commission of the Ministry of Education of Russia.

The journal is awarded by the Diploma of II degree in the competition of publications of the institutions of PVE subordinated to

the Ministry of Agriculture of the Russian Federation, "New knowledge - practice" in the category "Best Issues‖, diploma of III

degree of the Ministry of Agriculture of Russia, diploma of II degree in the nomination "The best print edition" of the 1st

International competition for the best educational and scientific publication.

Articles are checked with the use of the Internet service "Anti-plagiarism".

Assigned DOI: 10.17238/ISSN 1999-3765.2017.81.

ISSN 1999-3765

© ФГБОУ ВО ”Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского”, 2017, август.

3

Научно-практический журнал “Вестник ИрГСХА”. Выпуск 81/2

СОДЕРЖАНИЕ

АГРОНОМИЯ. МЕЛИОРАЦИЯ

Вараница-Городовская Ж.И. Факторные модели изменчивости трудозатрат в

аграрном производстве

Несмеянова М.А., Дедов А.В., Хрюкин Н.Н. Урожайность сахарной свеклы при

различных приемах биологизации и основной обработки почвы

Слепнева Л.Р., Онхонов А.Д. О развитии кооперации и ее совершенствование в

зерновом подкомплексе Республики Бурятия

Сметанина О.В., Солодун В.И. Эффективность полевых севооборотов при разных

системах удобрений на серых лесных почвах

Чернигова Е.Н., Шеметова И.С., Шеметов И.И. Оценка конкурентоспособности

реинтродуцентов в декоративно-цветущих ландшафтных композициях Предбайкалья

Черниговская Н. Ю., Худоногова Е.Г. Биологические особенности Thymus serpyllum L.

в условиях острова Ольхон

ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА. ЗООТЕХНИЯ

Гаврильева Н.К., Александров Н.П., Чугунов А.В. Экологическая оценка качества

молочной продукции на рынках города Якутска

Козуб Ю.А. Повышение эффективности производства молока

МЕХАНИЗАЦИЯ. ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ

Горелов М.В., Бастрон Т.Н. Исследование режимов обработки семян сосны в ЭМП

СВЧ

Матвиенко Н.А., Никитченко С.А. Совершенствование организации технического

обслуживания сельскохозяйственной техники на предприятии

Наумов И.В., Подъячих С.В., Иванов Д.А. Исследование потерь электрической

энергии в сети 0.38 кВ

Николаев В.Н., Зязев Е.В.Аэродинамическое смешивание сыпучих кормовых материалов

Овчинникова Н.И., Косарева А.В., Быкова М.А. Вероятностно-статистическая модель

кормоуборочной технологической системы

Очиров В.Д., Федотов В.А., Алтухов И.В. Экспериментальная ИК-установка для

сушки плодов и овощей

Пейс А.Ю. Осевой вентилятор с центробежными лопатками – новая современная

конструкция

7

15

21

26

32

37

45

50

55

62

70

77

84

90

97

4


Потапов Вл.В., Боннет В.В. Прогнозирование надѐжности работы центробежных

насосов теплоисточников

Пташкина-Гирина О.С., Гусева О.А. Оценка целесообразности электроснабжения от

малых ГЭС

Прудников А.Ю. Описание процесса изменения частоты вращения ротора

асинхронного двигателя с помощью динамического звена второго порядка

Пчельников А.В., Хрянин В.Н. Обоснование факторов, влияющих на интенсивность

изнашивания лакокрасочного покрытия днища и шнека жатки зерноуборочного

комбайна

Раднаев Д.Н., Езепчук А.Л. Принципиальный подход при проектировании

технологических процессов растениеводства

Рахмет Х., Батищев С.В. Исследование методов компенсации высших гармоник в

распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий

Степанов А.Н., Степанов Н.В., Юрьев С.А. Сравнительный анализ работы

зерноуборочных комбайнов

Сукьясов С.В., Рудых А.В. Анализ качества электрической энергии на

лесоперерабатывающем предприятии Усольского района

Хабардина А.В., Чубарева М.В. Смазочно-заправочные операции обслуживания

машин и технические средства их выполнения в полевых условиях

Шерьязов С.К., Чигак А.С. Управление режимом работы автономной системы

солнечного теплоснабжения

Шуханов С.Н., Алтухов С.В. Аналитический расчет элементов процесса смазки

силовых агрегатов энергонасыщенных тракторов в АПК

Ямпилов С.С., Цыдыпов Ц.Ц., Цыбенов К.Б., Хандакова Г.Ж., Батуева С.В.

Разработка программного обеспечения сепаратора для очистки зерна

Кузнецов Б.Ф., Бузунов Д.С., Бузунов А.С. Система ―Smarthomе‖: подсистема

управления уличным освещением

Бондаренко С.И., Лукина Г.В., Петров А.С., Самаркина А.Н., Самаркина Е.В.

Использование возобновляемых источников энергии в рекреационных зонах

Иркутской области

Султанов Ф.С., Габдрахимов О.Б. Возделывание яровой пшеницы в условиях

Иркутской области

100

105

111

116

124

129

133

139

148

158

164

171

179

184

192

5


CONTENTS

AGRONOMY. LAND-RECLAMATION

Varonica-Gorodovskaya J.I. Factor models and the variability of labor input in agricultural

production

Nesmeyanova M.A., Dedov A.V., Khrykin N.N. The yield of sugar beet under different

methods of biologization and the main processing of the soil

Slepneva L.R., Onhonov A.D. On the development of cooperation and improvement in the

grain subcomplex of the Republic of Buryatia

Smetanina O.V., Solodun V.I. Efficiency of field crop rotations with various systems of

fertilizers on gray forest soils

Chernigov E.N., Shemetova I.S., Shemetov I.I. assessment of the competitiveness of

reintroduction in decorative flowering landscape compositions of the CIS-Baikal region

Chernigovskaya N.Yu., Hudonogova E.G. Biological features of Thymus serpyllum L. in the

conditions of the Olkhon island

VETERINARY MEDICINE. ZOOTECHNOLOGY

Gavrilieva N. To., Aleksandrov N. P. Chugunov V. A. Ecological quality assessment of dairy

products in the markets of the city of Yakutsk

Kozub Yu. A. Improving efficiency of milk production

MECHANIZATION. ELECTRIFICATION

Gorelov M.V., Bastron T.N. Research processing modes pine seeds in the microwave field

Matvienko N.A. Nikitchenko S.A. Improving the organization of technical maintenance of

agricultural machinery in the enterprise

Naumov I.V., Podyachih, S.V., Ivanov D.A. The study of losses of electric energy in a

network 0.38 kV

Nikolaev V.N., Zyazev E.V. Aerodynamic mixing of bulk feed materials

Ovchinnikova N.I. Kosareva A.V., Bykova M.A. Probabilistic-statistical model forage

technology system

Ochirov V.D., Fedotov V.A., Altukhov I.V. Experimental IR-drying of fruits and vegetables

Peis A.Y. Axial fan with centrifugal shops – new modern construction

Potapov Vl.V. Bonnet V.V. Forecasting of reliability operation of centrifugal pumps of the

heat sources

7

15

21

26

32

37

45

50

55

62

70

77

84

90

97

100

6


Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. evaluation of the feasibility of electricity from small

hydropower plants

Prudnikov A.Y. description of the process of changing the frequency of rotation of the rotor

of the induction motor using the dynamic link of the second order

Pchelnikov A.V., Hryanin V.N. Factors affecting the rate of wear to the paint and underbody

auger harvester combine harvester

Radnaev D.N., Ezepchuk L.A. Basic approach when designing the technological processes of

crop production

Rahmet H., Batishchev S.V. Study of the methods of compensation of higher harmonics in

distribution networks of agricultural enterprises

Stepanov A. N., Stepanov N.V. Yurev S.A. Comparative analysis of the work of combine

harvesters

Sukyasov S.V., Rudyh A.V. Analysis of power quality at a timber processing enterprise of

Usolsk district

Habardina A.V., Chubareva M.V. Lubricant filling operation maintenance of machinery and

technical means of their implementation in the field

Sheryazov S.K., Cihak A.S. Control of operation of the Autonomous solar heating

Suhanov S.N., Altuhov S.V. Analytical calculation of the elements of the lubrication power

units of tractors in agriculture

Yampilov S.S., Tsydipov Ts.Ts., Tsybenov K.B., Handakova G.J., Batueva S.V. Development

of the separator software for grain cleaning

Kuznetsov B.F., Buzunov D.S., Buzunov A.S. System "Smarthome": subsystem of control of

street lighting

Bondarenko S.I., Lukina G.V., Petrov A.S., Samarkina A.N., Samarkina E.V. Use of

renewable sources of energy in the recreational areas of the Irkutsk region

Sultanov F.S., Gabdrakhimov O.B. Spring wheat cultivation under conditions of Irkutsk

region

105

111

116

124

129

133

139

148

158

164

171

179

184

192


7



УДК 631.1:519.7

ФАКТОРНЫЕ МОДЕЛИ ИЗМЕНЧИВОСТИ ТРУДОЗАТРАТ В

АГРАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Ж.И. Вараница-Городовская

Иркутский государственный аграрный университет им. А. А. Ежевского, Иркутск, Россия

В статье приведены результаты моделирования трудозатрат на производство

основных видов аграрной продукции с заблаговременностью 1 год. Предложены

факторные модели изменчивости трудозатрат по 4 группам предприятий. Факторами

выбраны технико-технологические и экономические. Приведены результаты влияния

различных факторов на изменчивость затрат труда на производство основных видов

сельскохозяйственной продукции. Предложенные модели минимизации затрат труда на

производство сельскохозяйственной продукции реализованы для четырех предприятий

Иркутской области. Основным фактором, оказывающим влияние на изменчивость

трудозатрат на производство основных видов аграрной продукции выступают затраты на

производство в денежном выражении.

Ключевые слова: аграрное производство, трудозатраты, факторы, регрессия,

Иркутская область.

FACTORIAL MODELS OF VARIABILITY OF LABOUR COSTS IN AGRARIAN

PRODUCTION

Varanitsa-Gorodovskaya Zh.I.

Irkutsk State Agrarian University named after А.А. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

Results of modeling of labor costs on production of main types of agrarian production with

advance time are given 1 year in article. Factorial models of variability of labor costs on 4 groups

of companies are offered. As factors are chosen technical and technological and economic.

Results of influence of various factors on variability of costs of work of production of main types

of agricultural production are given. The offered models of minimization of costs of work of

production of agricultural production are realized for four enterprises of the Irkutsk region. As the

major factor exerting impact on variability of labor costs on production of main types of agrarian

production costs of production in terms of money act.

Keywords: agrarian production, labor costs, factors, regression, Irkutsk region

При развитии аграрного предприятия трудозатраты имеют тенденцию

снижения [5]. В работе [6] проанализированы затраты на производство

основных сельскохозяйственных культур для 4 групп предприятий: микро,

малые, средние и крупные. Систематизированы данные по производству

основных видов сельскохозяйственной продукции за 2006 – 2015 гг. по 76

хозяйствам Иркутской области. В задачу исследования входила оценка

тенденций многолетней изменчивости этого параметра, возможность

выделения трендов и определение их устойчивости согласно критерию

рассеяния.

По полученным результатам затраты труда на возделывание

сельскохозяйственных культур и выращивание животных в выделенных


8


группах хозяйств различны. Анализ данных о затратах труда на производство

основных видов аграрной продукции в микрохозяйствах позволяет сделать

вывод, что тенденции их изменчивости либо отсутствуют, либо обладают

низкой точностью. В остальных группах предприятий в рядах средних

значений трудозатрат присутствуют значимые тренды, причем с увеличением

размера хозяйств повышается их точность.

Для описания многолетней изменчивости трудозатрат предложены три

вида трендовых моделей: линейные, экспоненциальные с верхним

предельным значением и гиперболические с верхними и нижними оценками

(табл. 1). Анализ точности и адекватности моделей показывает предпочтение

нелинейных моделей с экстремальными оценками, соответствующими

усредненным минимальным и максимальным значениям выборок,

характеризующих трудовые затраты на производство основных видов

сельскохозяйственной продукции: зерновые, кормовые, картофель и молоко.

Модели апробированы на реальных сельскохозяйственных предприятиях

Иркутской области.

Наличие значимых нелинейных трендов для описания трудозатрат

позволило при планировании получения сельскохозяйственной продукции

использовать параметрические задачи математического программирования,

уменьшающие неопределенность параметров по сравнению с

оптимизационными моделями, в состав которых входят интервальные или

случайные параметры.

Таблица 1 – Результаты моделирования трудозатрат с заблаговременностью 1 год

№

№

п/п

Вид

продукции Функция

Затраты труда, чел.-час./ц

Малое Среднее Крупное

1

Зерно

y=a0+a1t

1.20 0.58 0.44

Кормовые 0.05 0.10 0.12

Картофель 0.53 - -

Молоко 3.29 3.02 1.63

2

Зерно

tamax

0eay

0.53 0.24 0.38

Кормовые 0.09 0.09 0.01


Молоко 2.05 2.73 1.66

3

Зерно

taa

ay

10

min

0.68 0.33 0.44

Кормовые 0.13 0.13 0.05


Молоко 2.41 3.42 1.92

Полученные тенденции изменчивости трудозатрат важны для управления

трудовыми ресурсами, оценки норм трудовых затрат и повышения их

эффективности.

Полученные тренды определяют вид динамики параметра, но не снимают

проблемы выделения основных причин подобного хода трудозатрат. Поэтому


9


в статье приводятся результаты влияния различных факторов на изменчивость

затрат труда на производство основных видов сельскохозяйственной

продукции.

Факторные модели изменчиости трудозатрат. Методика определения

факторных моделей сводится: 1) к анализу различных подходов к построению

зависимости между результативным признаком и независимыми

количественными показателями, влияющими на него; 2) выделению основных

факторов из некоторой их совокупности; 3) определение наиболее значимых и

независимых факторов, воздействующих на трудозатраты; 4) построение

регрессионных моделей и определение их качества.

Анализ литературы показывает, что регрессионные уравнения,

описывающие факторные зависимости, имеют теоретическое и практическое

значение для описания различных производственно-экономических

параметров и их прогнозирования [1, 2, 3, 7, 8, 9].

Так, в работе [1] нашли применение линейные и нелинейные уравнения

регрессии для прогнозирования дат посева зерновых культур. Уравнения

регрессии характеризуют зависимость срока агротехнологических операций

от сумм температур воздуха и сумм осадков за предшествующие периоды. В

результате анализа факторов, влияющих на даты посева, для их

прогнозирования предложено использовать однофакторные, двухфакторные

полиномиальные и однофакторные линейные уравнения в зависимости от

климатических особенностей муниципальных районов.

В статье [2] проведен статистической анализ рядов урожайности

сельскохозяйственных культур. На основе выявленных особенностей

временных рядов биопродуктивности построены модели оптимизации

размещения посевов сельскохозяйственных культур с учетом факторов:

суммы средних месячных температур, месячных осадков за вегетационный

период, число дней бездождевого и безморозного периодов. Реализованы как

линейные, так и нелинейные зависимости для Иркутского района Иркутской

области.

В работе [7] рассматриваются алгоритмы имитационного моделирования

для оценки изменчивости урожайности сельскохозяйственных культур и

природных факторов, которые на нее влияют: месячные осадки за

вегетационный период, средняя месячная температура и число дней без

дождей. Разработанные алгоритмы реализованы для объектов

агропромышленного комплекса Иркутской области. Полученные

двухфакторные модели использованы для моделирования значений

урожайности сельскохозяйственных культур.

В статье [3] обосновывается необходимость применения методов

эконометрического анализа для оценки экономической эффективности

использования трудовых ресурсов на сельскохозяйственных предприятиях.

Результативным признаком выбран стоимостной показатель

производительности труда по выручке, факторами – уровень

фондовооруженности труда, коэффициент обновления основных


10


производственных фондов и средняя заработная плата работника сельского

хозяйства. На основе построения линейной многофакторной модели регрессии

выявлены факторы и резервы роста производительности труда в аграрном

секторе экономики. Предложены основные направления роста

производительности труда в сельском хозяйстве.

В сельском хозяйстве можно выделить несколько групп факторов,

влияющих на рост эффективности производства продукции: технико-

технологические, организационно-хозяйственные, общеэкономические и

природные. Следовательно, факторы, влияющие на эффективность

сельскохозяйственного предприятия многообразны. Одни зависят от действия

коллектива, другие – от организации хозяйства, третьи – от внедрения

передовых технологий [4].

В статье рассмотрено влияние на изменчивость трудозатрат технико-

технологических и экономических факторов для отраслей растениеводства и

животноводства. Согласно [4] выявлено, что на изменчивость затрат труда на

производство основных видов аграрной продукции влияет техническая

оснащенность, развитие технологий и экономические показатели.

В качестве факторов, влияющих на изменчивость трудозатрат,

рассмотрены: численность работников, затраты на семена и удобрения,

затраты на корма и суммарные затраты на производство продукции.

На основе анализа производственно-экономических данных построены

факторные модели по затратам труда для четырех групп предприятий

Иркутской области по отраслям производства (микрохозяйства, малые,

средние, крупные).

В моделях, связанных с растениеводством, в качестве факторов,

влияющих на трудозатраты, выделена численность работников (x1), затраты на

семена (x2), затраты на удобрения (x3), а также суммарные затраты на

производство продукции растениеводства (x4). В моделях, описывающих

затраты на производство животноводческой продукции факторами являются:

численность работников (x5), затраты на корма (x6) и суммарные затраты на

производство животноводческой продукции (x7).

Анализ факторов и их связи с результативным признаком показывает, что

в растениеводстве для крупных предприятий почти во всех случаях одним из

основных факторов являются суммарные затраты на производство. В меньшей

степени трудозатраты зависят от затрат на семена или удобрения. В

животноводстве основные факторы – это затраты на корма и суммарные

затраты на производство животноводческой продукции.

Для средних предприятий суммарные затраты в растениеводстве

являются основным фактором, вторыми по ранжиру – затраты на семена, а

третьим – численность работников и затраты на удобрения. В животноводстве

основным фактором является численность работников отрасли, суммарные

затраты на производство животноводческой продукции и затраты на

производство (приобретение) кормов.


11


Для преобладающего количества малых предприятий в растениеводстве

основным фактором, влияющим на трудозатраты, являются суммарные

затраты на производство продукции. Вторым по значимости фактором

определена численность работников отрасли. В ряде случаев на затраты труда

влияют также затраты на семенной материал. В животноводстве ситуация

аналогичная к растениеводству. Первым по ранжиру фактором выделены

суммарные затраты на производство, затем численность работников и затраты

на корма.

Для микрохозяйств затраты на семена являются основным фактором,

влияющим на трудозатраты в растениеводстве (100 %). Кроме того,

немаловажное воздействие на результативный признак оказывает

численность работников и суммарные затраты на производство продукции.

Что касается животноводства, то здесь по ранжиру выделены следующие

факторы: суммарные затраты на производство, численность работников и

затраты предприятий на корма.

Из каждой группы выделено по одному предприятию, для которого

построена факторная модель с наиболее существенными независимыми

переменными.

Для микропредприятия ООО ―Еланское‖ затраты труда на производство

растениеводческой продукции за многолетний период снизились на 40 %. Они

в наибольшей степени зависят от суммарных затрат на производство согласно

коэффициенту корреляции R=-0.87. Отсюда, чем выше затраты на

производство, тем меньше трудозатраты. В меньшей степени на трудозатраты

влияют средства предприятия на закупку семян (R=-0.57).

Не типичной является ситуация в животноводстве, поскольку хозяйство

расширяет производство, увеличивая поголовье скота. Затраты на корма здесь

оказывают значительное влияние на трудозатраты (R=0.91). При этом

значения последнего за анализируемый период остались неизменными. Связь

же суммарных затрат с результативным признаком оценивается

коэффициентом корреляции 0.64. При этом суммарные затраты на

производство увеличиваются за многолетний период.

ООО ―Авангард‖ представляет собой малое предприятие. Затраты труда

на производство растениеводческой продукции за многолетний период здесь

снизились на 40 %. При этом изменчивость трудозатрат на производство

продукции растениеводства в значительной мере зависит от суммарных затрат

на производство (R=-0.57). Затраты на семена влияют на результативный

признак в меньшей степени (R=-0.41).

Для животноводческой отрасли малого предприятия ООО ―Авангард‖

характерно снижение затрат труда за анализируемый период на производство

на 38.5%. Связь результативного признака с выделенными факторами,

суммарные затраты на производство и средства на корма, характеризуются

коэффициентами корреляции -0.57 и -0.84.


12


Поскольку в 2015 году имела место сильная засуха, распространившаяся

на 13 районов Приангарья [11], при построении факторных моделей для

средних и крупных предприятий данные этого года не учитывались.

При выявлении связей факторов с результативным признаком для

среднего по размеру предприятия ЗАО ―Иркутские семена‖ получены

следующие результаты. В растениеводстве в качестве основных факторов

определены затраты на семена (R=0.92) и численность работников отрасли

(R=0.93). В животноводстве наиболее значимым фактором является

численность работников (R=0.86).

В крупном хозяйстве ЗАО ―Железнодорожник‖ затраты на удобрения

имеют наибольшее влияние на трудозатраты в растениеводстве (R=-0.88). При

этом суммарные затраты также связаны с трудозатратами (R=-0.75).

В животноводческой отрасли трудозатраты на единицу продукции

связаны с численностью работников отрасли (R=0.83) и средствами,

затрачиваемыми на корма (R=0.66).

В таблице 2 приведены линейные регрессионные уравнения,

описывающие влияние рассматриваемых факторов на трудозатраты на

единицу производства растениеводческой и животноводческой продукции.

Основным фактором, оказывающим влияние на изменчивость

трудозатрат на производство основных видов аграрной продукции, выступают

затраты на производство в денежном выражении. Другими словами, чем

больше предприятие затрачивает на оснащение производства техникой и

развитие технологий, тем меньше ему требуется трудозатрат на производство

различных видов продукции.

Таблица 2 – Уравнения регрессии

Предприятие Уравнение R2

Растениеводство

ООО ―Еланское‖ y=12729+0.0167x2-0.0079x4 0.87

ООО ―Авангард‖ y=67661+0.0064x2-0.0016x4 0.50

ЗАО ―Иркутские семена‖ y=100587-2541x1+0.0067x2 0.91

ЗАО ―Железнодорожник‖ y=1593266-0.0054x3-0.00012x4 0.86

Животноводство

ООО ―Еланское‖ y=4003+0.0078x6-0.00067x7 0.83

ООО ―Авангард‖ y=45072-0.0029x6+0.0017x7 0.73

ЗАО ―Иркутские семена‖ y=2182x5-1364 0.82

ЗАО ―Железнодорожник‖ y=159985+723.1450x5-0.0005x6 0.84

В таблице 2 приведены двухфакторные линейные модели, которые

помимо оценки их точности с помощью коэффициента детерминации R2

проанализированы на адекватность с использованием алгоритма проверки

остатка ряда на случайность [12]. Результаты такой проверки показали, что

предложенные модели являются адекватными и могут быть использованы для

нормативного прогноза трудозатрат на производство растениеводческой и

животноводческой продукции.


13


Выводы. 1. Анализ четырех групп предприятий (микрохозяйства, малые,

средние, крупные) показывает, что имеет место нелинейная тенденция

сокращения трудозатрат на производство растениеводческой и

животноводческой продукции.

2. Рассмотрено влияние различных факторов на трудозатраты на

производство растениеводческой и животноводческой продукции для четырех

групп хозяйств и выделены наиболее существенные из них. К основному

фактору, влияющему на многолетнюю динамику затрат труда, отнесены

суммарные затраты на производство продукции, которые в свою очередь

дифференцированы на численность работников, затраты на семена и

удобрения и средства на корма.

3. Результатом корреляционно-регрессионного анализа для одного из

предприятий каждой группы являются двухфакторные линейные модели,

отражающие изменчивость трудозатрат в двух отраслях сельского хозяйства

для предприятий четырех групп. Модели являются значимыми и адекватными

и могут использоваться для нормативного прогнозирования трудозатрат.

Вместе с тем следует учитывать особенности развития предприятий каждой

группы. Для малых средних и крупных предприятий существенное значение в

растениеводстве для уменьшения затрат имеют технологические факторы, к

которым относятся средства на семена и удобрения, а для микрохозяйства –

суммарные затраты преобладают над средствами развития технологических

операций. В животноводстве наблюдаются более устойчивые связи. При этом

здесь большое значение особенно для микро и малых хозяйств имеют затраты

на корма. Предприятие ЗАО ―Иркутские семена‖ выделяется зависимостью

трудозатрат от численности работников в животноводстве.

4. Вместе с тем при моделировании трудозатрат необходимо учитывать

риски, поскольку помимо антропогенных факторов на производство

сельскохозяйственной продукции оказывают влияние внешние условия, к

которым, прежде всего, следует отнести погодные и климатические процессы

и явления. Поэтому дальнейшая работа предполагает изучение влияния

сочетания антропогенных и природных факторов на трудозатраты.

Список литературы 1. Асалханов П.Г. Линейные и нелинейные многофакторные модели в задаче

прогнозирования сроков агротехнологических операций / П.Г. Асалханов // Вестник

Саратовского ГТУ. – 2012. - № 4. – С. 171 – 177.

2. Астафьева М.Н. Оценка изменчивости многолетних временных рядов

биопродуктивности культур в задачах оптимизации размещения посевов / М.Н. Астафьева,

Я.М. Иваньо // Вестник Иркутского ГТУ. – 2013. – № 2 (73). – С. 16 – 20.

3. Бураева Е.В. Использование эконометрических методов при исследовании

факторов и резервов роста производительности туда в аграрном секторе экономики / Е.В.

Бураева // Экономический анализ: теория и практика. - 2013. - № 38 (341). – С. 38 – 48.

4. Вараница-Городовская Ж.И. Моделирование изменчивости затрат труда на

сельскохозяйственных предприятиях различного уровня агрегирования на примере

Иркутской области / Ж.И. Вараница-Городовская, Я.М. Иваньо // Изв. Байкальского ГУ. —

2016. — Т. 26. - № 5. – С. 834 – 839.


14


5. Вараница-Городовская Ж.И. Моделирование аграрного производства на

предприятиях различного уровня агрегирования с учетом особенностей затрат труда / Ж.И.

Вараница-Городовская, С.А. Петрова// Научные исследования и разработки к внедрению в

АПК: Матер. междунар. науч.-практ. конф. (Иркутск, 14 апреля 2016 г.) // Иркутск,

ИрГАУ, 2016. – С. 154 – 161.

6. Вараница-Городовская Ж.И. Тенденции многолетней изменчивости затрат труда на

сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области / Ж.И. Вараница-Городовская //

Актуальные вопросы аграрной науки. - 2015. - Вып. №16. – С. 64 – 69.

7. Вашукевич Е.В. Об использовании имитационного моделирования для решения

задач аграрного производства / Е.В. Вашукевич, В.Р. Елохин, Я.М. Иваньо, Е.С. Труфанова //

Природа и сельскохозяйственная деятельность человека: Материалы междунар. науч.-

практ. конф. (Иркутск 23 – 27 мая 2011 г.) // Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2011. – Ч.2. – С. 179

– 185.

8. Иваньо Я.М. Моделирование природных событий для управления региональными

народно-хозяйственными объектами / Я.М. Иваньо, Н.В. Старкова – Иркутск: Изд-во

ИрГСХА, 2011. – 160 с.

9. Никитина Н.А. Ресурсообеспеченность как фактор эффективности аграрного

производства / Н.А. Никитина // Вестник Алтайского ГАУ. – 2009. – № 8 (58) – С. 93 – 96.

10. Скуднов В.М. Экономические факторы, определяющие эффективность

сельскохозяйственной деятельности / В.М. Скуднов // Actualscience. – 2016. – Т. 2. – № 2. –

С. 122 – 124.

11. Сайт Министерства сельского хозяйства Иркутской области. Новости.

http://irkobl.ru/sites/agroline/news/196543/?type=special

12. Федосеев В.В. Экономико-математические методы и прикладные модели: Учеб.

пособие для вузов / В.В. Федосеев [и др.]. – М.: ЮНИТИ, 2002. -

References 1. Asalkhanov P.G. Linejnye i nelinejnye mnogofaktornye modeli v zadache

prognozirovanija srokov agrotehnologicheskih operacij [The linear and non-linear multiple-factor

models in the task of prediction of periods of agrotechnological operations]. Bulletin of the

Saratov State Technical University, 2012, no. 4, pp. 171 – 177.

2. Astafyeva M.N., Ivanyo Ya.M. Ocenka izmenchivosti mnogoletnih vremennyh rjadov

bioproduktivnosti kul'tur v zadachah optimizacii razmeshhenija posevov [Otsenk of variability of

long-term time series of a bioproductivity of cultures in tasks of optimization of placement of

crops]. Messenger of the Irkutsk state technical university, 2013, no. 2 (73), pp. 16 – 20.

3. Burayeva E.V. Ispol'zovanie jekonometricheskih metodov pri issledovanii faktorov i

rezervov rosta proizvoditel'nosti tuda v agrarnom sektore jekonomiki [Use of econometric

methods in case of a research of factors and reserves of growth of productivity there in agrarian

sector of economy]. Moscow, 2013, no. 38 (341), pp. 38 – 48.

4. Varanitsa-Gorodovskaya ZH.I. Tendencii mnogoletnej izmenchivosti zatrat truda na

sel'skohozjajstvennyh predprijatijah Irkutskoj oblasti [Tendencies of long-term variability of

expenses of work at the agricultural enterprises of the Irkutsk region]. Aktual'nye voprosy

agrarnoj nauki, 2015, no. 16, pp. 64 – 69.

5. Varanitsa-Gorodovskaya Zh.I., Ivanyo Ya.M. Modelirovanie izmenchivosti zatrat truda

na sel'skohozjajstvennyh predprijatijah razlichnogo urovnja agregirovanija na primere Irkutskoj

oblasti [Simulation of variability of expenses of work at the agricultural enterprises of different

level of aggregation on the example of the Irkutsk region]. News of the Baikal state university,

2016, vol. 26, no. 5,pp. 834 - 839.

6. Varanitsa-Gorodovskaya Zh.I., Petrova S.A. Modelirovanie agrarnogo proizvodstva na

predprijatijah razlichnogo urovnja agregirovanija s uchetom osobennostej zatrat truda

[Simulation of agrarian production at the enterprises of different level of aggregation taking into

account features of expenses of work]. Irkutsk, 2016 , pp. 154 – 161.


15


7.Vashukevich E.V. et all. Ob ispol'zovanii imitacionnogo modelirovanija dlja reshenija

zadach agrarnogo proizvodstva [About use of simulation modeling for the decision of tasks of

agrarian production]. Irkutsk, 2011, no.2, pp 179 – 185.

8.Ivanyo Ya.M., Starkova N.V. Modelirovanie prirodnyh sobytij dlja upravlenija

regional'nymi narodno-hozjajstvennymi ob#ektami [Simulation of natural events for control of

regional economic objects of]. Irkutsk, 2011, 160 p.

9. Nikitina N.A. Resursoobespechennost' kak faktor jeffektivnosti agrarnogo proizvodstva

[Availability of resources as factor of efficiency of agrarian production]. Messenger of the Altai

state agricultural university, 2009, no. 8 (58), pp. 93 – 96.

10. Skudnov V.M. Jekonomicheskie faktory, opredeljajushhie jeffektivnost'

sel'skohozjajstvennoj dejatel'nosti [The economic factors defining efficiency of agricultural

activities]. Actualscience, 2016, vol. 2, no. 2, pp. 122 – 124.

11. http://irkobl.ru/sites/agroline/news/196543/?type=special

12. Fedoseyev V.V. Jekonomiko-matematicheskie metody i prikladnye modeli [Economic-

mathematical methods and application models: studies. the manual for higher education

institutions]. Moscow, 2002.

Сведения об авторе:

Вараница-Городовская Жанна Игоревна – аспирантка кафедры информатики и

математического моделирования Института экономики, управления и прикладной

информатики. Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского

(664038, Россия, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел.

89140072414, e-mail: [email protected]).

Information about author:

Varanitsa-Gorodovskaya Jeanne I. – Ph.D student of the Department of Informatics and

Mathematical Modeling of Institute Economics. Irkutsk State Agrarian University named after

А.А. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, tel. 89140072414, e-mail:

[email protected]).

УДК 633.63:631.51.01:631.874:631.559

УРОЖАЙНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМАХ

БИОЛОГИЗАЦИИ И ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

М.А. Несмеянова, А.В. Дедов, Н.Н. Хрюкин

Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I,

г. Воронеж, Россия

В данной статье приведены результаты исследований кафедры земледелия и

агроэкологии Воронежского ГАУ по влиянию различных приемов биологизации и

основной обработки почвы на урожайность сахарной свеклы. Исследования проводились в

Воронежской области на черноземе типичном, глинистом. В качестве изучаемых факторов

рассматривались различные приемы основной обработки почвы, предшественники

сахарной свеклы – звено севооборота и климатические особенности периодов проведения

исследований. Были получены следующие результаты: применение в свекловичном

севообороте в качестве предшественника сахарной свеклы звена занятый пар (люцерна 2-го

года жизни) – бинарный посев озимой пшеницы и люцерны (3-го года жизни) на фоне

безотвальной плоскорезной обработки почвы (на глубину 23 – 25 см) обеспечило


16


существенную прибавку урожая корнеплодов сахарной свеклы (5.0 – 8.8 т/га) во все годы

исследований.

Ключевые слова: сахарная свекла, обработка почвы, севооборот, многолетние травы,

бинарные посевы.

YIELD OF SUGAR BEET AT VARIOUS RECEPTIONS OF

BIOLOGICALIZATION AND MAIN SOIL PROCESSING

Nesmeyanova M.A., Dedov A.V., Khryukin N.N.

Voronezh State Agrarian University named after Peter I, Voronezh, Russia

The paper presents the results of the research of the department of agriculture and

agroecology of Voronezh state agrarian University on the effects of various methods of

biologization and basic tillage on the yield of sugar beet. Studies were carried out in the Voronezh

region on typical black earth, clayey. Various methods of basic tillage, the precursors of sugar

beet, the link of crop rotation and the climatic features of the periods of research were considered

as the studied factors. The following results were obtained: the application of beetroot (lucerne for

the 2nd year of life) in the beet crop rotation as a precursor to sugar beet, a binary seeding of

winter wheat and alfalfa (3rd year of life) against the background of unoriented planing of the soil

(to a depth of 23 – 25 cm) ensured a significant increase in the yield of sugar beet root crops (5.0

– 8.8 t / ha) during all the years of research.

Keywords: sugar beet, soil cultivation, crop rotation, perennial grasses, binary crops.

Сахарная свекла – важнейшая техническая культура, дающая сырье для

сахарной промышленности. Являясь культурой высокоурожайной, она

предъявляет высокие требования к плодородию почвы, ее физическому

состоянию, обеспеченности основными элементами питания. Поэтому

важную роль в формировании ее высокой урожайности играют

предшественники культуры и приемы основной обработки почвы [6].

При этом шаблонный подход к данному вопросу совершенно

неприемлем. Конкретные мероприятия нельзя проводить по формальной

схеме. Необходимо учитывать местные почвенно-климатические условия, а

также условия, складывающиеся в текущем году [4, 5]. Кроме того, выбор

того или иного агроприема должен быть направлен на сохранение и

повышение плодородия почвы.

Окончательный вывод об эффективности того или иного

агротехнического приема проводится на основании урожайности культур,

которая является интегрированным показателем оценки изучаемых факторов.

В связи с этим в 2010 г. кафедрой земледелия Воронежского ГАУ был

заложен стационарный многофакторный опыт по выявлению наиболее

высокой урожайности корнеплодов сахарной свеклы в зависимости от

различных приемов биологизации и основной обработки почвы в условиях

ЦЧР.

Объекты и методы исследований. Исследования проводились на

черноземе типичном, глинистом. Содержание гумуса в слое почвы 0 – 30 см –

6.7%, рНсол. – 5.5, сумма обменных оснований – 24 мг-экв./100г, содержание

подвижного фосфора и обменного калия – 141 и 127 мг/кг почвы.


17


При выборе предшественника и приемов основной обработки почвы под

сахарную свеклу ориентируются на их способность сформировать

благоприятные условия для роста культурного растения: оптимальный водно-

воздушный и питательный режимы, максимальное очищение почвы от сорных

растений, возможность внесения удобрений, создание рыхлой

мелкокомковатой структуры, равномерное распределение в пахотном слое

почвы органических остатков [1-3, 7].

В связи с этим в рамках нашей исследовательской работы

рассматривались три фактора: прием основной обработки почвы (фактор А),

предшественник сахарной свеклы – звено севооборота (фактор В) и годы

проведения исследований (фактор С).

Фактор А:

1. Отвальная вспашка на глубину 23 – 25 см.

2. Безотвальная плоскорезная обработка на глубину 23 – 25 см.

3. Мелкая дисковая обработка на глубину 12 – 14 см.

4. Поверхностное дисковое рыхление на глубину 5 – 6 см.

Фактор В:

1. Чистый пар – озимая пшеница.

2. Занятый пар (люцерна 2-го года жизни) – бинарный посев озимой

пшеницы и люцерны 3-го года жизни.

3. Сидеральный пар (донник 2-го года жизни) – озимая пшеница.

4. Сидеральный пар (эспарцет 2-го года жизни) – озимая пшеница.

Фактор С: 2010 г.– слабо-засушливый (ГТК = 0.9); и 2011 и 2012 г. –

избыточно-влажные (ГТК = 1.4 – 1.6).

Опыт заложен в соответствии с общепринятой методикой. Размещение

вариантов систематическое. Повторность трехкратная. Возделывание

сахарной свеклы, за исключением изучаемых приемов, осуществлялось по

рекомендованной для лесной зоны ЦЧР технологии.

Результаты исследований. На урожайность сахарной свеклы, впрочем,

как и других сельскохозяйственных культур, оказывает влияние большое

количество факторов. В наших исследованиях изменяющимся фактором были

различные варианты приемов биологизации и обработки почвы, а также

гидротермические условия периода возделывания, комплексное воздействие

которых на плодородие почвы и оказало влияние на формирование

урожайности культуры.

Представленные в таблице 1 данные свидетельствуют о высокой

эффективности применяемых приемов в технологии возделывания сахарной

свеклы.


18



19


В среднем за годы исследований наиболее высокий урожай сахарной

свеклы контрольного варианта (предшественник: звено чистый пар - озимая

пшеница) был получен при проведении безотвальной плоскорезной обработки

на глубину 23 – 25 см – 60.6 т/га, что на 5.8 т/га превышало показатели

контроля (отвальная вспашка на 23 – 25 см). При замене отвальной вспашки

на дисковое лущение (12 – 14 см) и поверхностную дисковую обработку (5 – 6

см) урожайность сахарной свеклы снизилась соответственно на 2.3 и 7.4 т/га и

составила 52.5 и 47.4 т/га.

При этом следует отметить, что в условиях сухого 2010 г. из вариантов

основной обработки почвы имело преимущество мелкое дисковое лущение на

глубину 12 – 14 см. Сформированная на данном варианте урожайность была

существенно выше, чем на контроле: на 2.4 – 7.7 т/га в зависимости от звена-

предшественника.

В условиях же избыточно-влажного вегетационного периода (2011 – 2012

гг.) на вариантах мелких и поверхностных приемов основной обработки

почвы урожайность корнеплодов сахарной свеклы была существенно меньше

(соответственно на 9.2 и 12.4%), чем при отвальной вспашке.

Безотвальная же плоскорезная обработка почвы на глубину 23 – 25 см во

все годы исследований имела существенное преимущество перед отвальной

вспашкой.

Анализ предшествующего посеву сахарной свеклы звена севооборота

показал, что в среднем за годы исследований существенное преимущество в

формировании урожайности корнеплодов имели звенья севооборота с

занятым и сидеральным паром, но только по фону глубоких обработок. На

этих вариантах прибавка урожайности культуры в среднем за годы

исследований составила 2 – 12 %. При этом наиболее высокая урожайность

(61.7 т/га) получена на варианте размещения посевов сахарной свеклы после

звена занятый пар (люцерна 2-го года жизни) – бинарный посев озимой

пшеницы и люцерны (3-го года жизни).

При оценке предшественников сахарной свеклы в зависимости от

увлажненности периода возделывания культуры было установлено, что в

сухой год (2010) преимущество имело контрольное звено: чистый пар –

озимая пшеница (20.5 – 30.2 т/га). В годы с избыточным увлажнением

вегетационного периода (2011 и 2012) именно варианты с сидеральными и

занятым паром обеспечили формирование более высокой по сравнению с

контролем урожайности корнеплодов сахарной свеклы: 72.9 – 77.9 т/га.

В целом зависимость урожайности от года возделывания распределилась

следующим образом: наиболее высокая урожайность сахарной свеклы

получена во влажный по гидротермическим условиям 2012 г., несколько ниже

– в 2011 г. и самой низкой – в сухом 2010 г.

Выводы. Применение в свекловичном севообороте в качестве

предшественника сахарной свеклы звена занятый пар (люцерна 2-го года

жизни) – бинарный посев озимой пшеницы и люцерны (3-го года жизни) на

фоне безотвальной плоскорезной обработки почвы (на глубину 23 – 25 см)


20


обеспечила существенную прибавку урожая корнеплодов сахарной свеклы

(5.0 – 8.8 т/га) во все годы исследований.

Список литературы

1. Дедов А.В. Биологизация земледелия ЦЧР / А.В. Дедов, Н.А. Драчев – Воронеж,

2010. – 171 с.

2. Коржов С.И. Изменение микробиологической активности почвы при различных

способах ее обработки / С.И. Коржов, В.А. Маслов, Е.С. Орехова // Агро XXI. – 2009. - № 1-

3. – С. 47-49.

3. Королев Н.Н. Применение сидератов в севооборотах ЦЧЗ / Н.Н. Королев, Е.В.

Морозова, С.И. Коржов // Аграрная наука – сельскому хозяйству, 2008. – С. 93-96.

4. Лыков А.М. Методологические основы теории обработки почвы в интенсивном

земледелии / А.М. Лыков, И.П. Макаров, А.Я. Рассадин // Земледелие. – 1982. – № 6. – С.

14-17.

5. Сидоров М.И. Земледелие на черноземах / М.И. Сидоров, Н.И. Зезюков – Воронеж:

Изд-во ВГУ, 1992. – 182 с.

6. Трофимова Т.А. Эффективность различных систем обработки почвы в условиях

лесостепи ЦЧР / Т.А. Трофимова // Сахарная свекла. – 2009. - №4. – С. 21-22.

7. Трофимова Т.А. Научные основы совершенствования основной обработки и

регулирование плодородия почв в ЦЧР / Т.А. Трофимова: Автореф. дис. на соиск. уч.

степени д. с.-х. н. – Воронеж: ВГАУ, 2014. – 48 с.

References 1. Dedov A.V., Drachev N.A. Biologizaciya zemledeliya CCHR [Biologization of

agriculture in the Central Black Earth Region]. Voronezh, 2010, 171 p.

2. Korzhov S.I. et all. Izmenenie mikrobiologicheskoj aktivnosti pochvy pri razlichnyh

sposobah ee obrabotki [Changes in the microbiological activity of the soil in various ways of its

processing]. Agro XXI, 2009, no. 1 – 3, pp. 47 – 49.

3. Korolev N.N. et all. Primenenie sideratov v sevooborotah CCHZ [Application of

siderates in crop rotationsin the Central Black Earth Region]. Agrarnaya nauka – sel'skomu

hozyajstvu, 2008, pp. 93 – 96.

4. Lykov A.M. et all. Metodologicheskie osnovy teorii obrabotki pochvy v intensivnom

zemledelii [Methodological foundations of the theory of soil cultivation in intensive agriculture]

Zemledelie, 1982, no. 6, pp. 14 – 17.

5. Sidorov M.I., Zezyukov N.I. Zemledelie na chernozemah [Agriculture onblack

soil].Voronezh, 1992, 182 p.

6. Trofimova T.A. EHffektivnost' razlichnyh sistem obrabotki pochvy v usloviyah lesostepi

CCHR [Efficiency of various systems of soil cultivation in forest-steppein the Central Black Earth

Region]. Sugar beet, 2009, no. 4, pp. 21 – 22.

7. Trofimova T.A. Nauchnye osnovy sovershenstvovaniya osnovnoj obrabotki i

regulirovanie plodorodiya pochv v CCHR [The scientific basis for improving basic processing

and regulating soil fertility in the Central Black Earth Region]. Doc.Dis. Thesis, Voronezh, 2014,

48 p.

Сведения об авторах:

Дедов Анатолий Владимирович – доктор сельскохозяйственных наук, старший

преподаватель кафедры земледелия и агроэкологии агрономического факультета.

Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I (394097,

Россия, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, тел. 8 (960) 109-34-51, e-mail: [email protected]).

Несмеянова Марина Анатольевна – кандидат сельскохозяйственных наук, старший

преподаватель кафедры земледелия и агроэкологии агрономического факультета.


21


Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I (394097, г.

Воронеж, ул. Мичурина, 1, тел. 8 (920) 213-82-24, e-mail: marina-

[email protected]).

Хрюкин Николай Николаевич – аспирант кафедры земледелия и агроэкологии

агрономического факультета. Воронежский государственный аграрный университет им.

императора Петра I (394097, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, тел. 8 (920) 213-82-24, e-mail:

[email protected]).

Information about authors:

Dedov Anatoly V. – Doctor of Agriculture Sciences, senior lecturer of Department of Agriculture

and Agroecology of Agronomy Faculty. Voronezh National University named after the Emperor

Peter I (1, Michurina str., Voronezh, 394097, tel. 8 (960) 109-34-51, e-mail: [email protected]).

Nesmeyanova Marina A. – Candidate of Agriculture, senior lecturer of Department of

Agriculture and Agroecology of Agronomy Faculty. Voronezh National University named after

the Emperor Peter I (1, Michurina str., Voronezh, 394097, tel. 8 (920) 213-82-24, e-mail: marina-

[email protected]).

Khryukin Nikolay N. – PhD student of Department of Agriculture and Agroecology of

Agronomy Faculty. Voronezh National University named after the Emperor Peter I (1, Michurina

str., Voronezh, 394097, tel. 8 (920) 213-82-24, e-mail: [email protected]).

УДК 631.365.32

О РАЗВИТИИ КООПЕРАЦИИ И ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

В ЗЕРНОВОМ ПОДКОМПЛЕКСЕ РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ

Л.Р. Слепнева, А.Д. Онхонов

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления,

г. Улан-Удэ, Россия

В статье рассмотрено состояние кооперации в Республике Бурятия,

межхозяйственных связей зерновых предприятий, сбора и хранения зерна. Предложены

методы совершенствования кооперации вплоть до применения современной техники,

обеспечивающей эффективные послеуборочную обработку и хранение урожая без потерь.

Проведены исследования по формированию кооперативной системы в зерновом

подкомплексе, что способствует повышению объема производства зерна; создаются

объективные предпосылки для взаимопомощи, взаимовыручки всем участникам

кооперации и справедливого распределения результатов труда.

Ключевые слова: кооперация, зерновой комплекс, послеуборочная обработка,

хранение, аэрожелоба.

ABOUT THE COOPERATION DEVELOPMENT AND ITS IMPROVEMENT

IN THE GRAIN SUBCOMPLEX OF THE REPUBLIC OF BURYATIA

Slepneva L.R., Onkhonov А.D.

East-Siberian State University of Technology and Management, Ulan-Ude, Russia

The article presents the cooperation status in the Republic of Buryatia, interfirm links of

grain enterprises and harvest and storage of grain. There were proposed methods for improving

cooperation, up to the application of modern technology, which provides the efficient post-harvest

processing and grain storage without losses. Research has been carried out on the formation of a

cooperative system in a grain subcomplex, which contributes to an increase in the volume of grain


22


production; the objective prerequisites are created for mutual assistance, mutual aid to all

participants in the co-operation and a fair distribution of the results of labor.

Keywords: cooperation, grain complex, post-harvest processing, storage, air slide.

Производство зерна в Республике Бурятия имеет важное стратегическое

значение. В Республике производством зерна занимаются шестнадцать

хозяйств. Это учхоз ―Байкал‖ при Бурятской государственной

сельскохозяйственной академии; открытые акционерные общества –

Агротопводстрой, Реалбаза, Оерский; общества с ограниченной

ответственностью – Водолей, племзавод ―Боргойский‖, Чингисхоз; сельские

потребительские кооперативы – Хоринский, ―Ульдурга‖, ―Удэ‖,

―Унэгэтэйский‖, кооператив им. Ранжурова, ―Рассвет‖, ―Искра‖ и

потребительские общества – Хилокское, Бурятский республиканский союз.

Показатель рентабельности хозяйств говорит о том, что, несмотря на частые

непогодные условия, отмечаемые по разным годам, объем производства зерна

все возрастает.

В Республике Бурятия занимаются выращиванием таких зерновых

культур, как пшеница, рожь, ячмень, овес, гречиха. В структуре зерновых

культур основная культура – пшеница, на ее долю приходится 52.7 % посевов

зерна, следующая по значимости культура – овес (33.5 %). Остальные 13.8 %

приходятся на другие культуры. Валовой сбор зерна по итогам 2014 года

составил 80.5 тыс. т (71.5 % к уровню 2013 года). В 2014 году урожайность

зерновых составила 11.4 центнера с одного гектара, что на 8.1 % ниже уровня

2013 года. Снижение урожайности связано с неблагоприятными погодными

условиями (засухой). Республика отличается крайне засушливым климатом и

более низким плодородием почв. Тем не менее, динамика по годам

положительная.

Основными производителями зерна являются хозяйства, расположенные

в Мухоршибирском (35.9 % всего сбора зерна в 2015 г.), Джидинском

(23.7 %), Кабанском (13.7 %) районах, ими произведено 11.5 тыс. т, или 73.6

% всего сбора зерна Республики. Приведенные данные свидетельствуют о

том, что хозяйства не прекращают и продолжают наращивать рост

производства зерна.

Результаты исследований. Известно, что зернопроизводство – это

сложный, дорогостоящий и долгосрочный процесс, включающий в себя

несколько этапов – подготовка семян, сев, рост всходов, уборка,

послеуборочная обработка, хранение, переработка, реализация.

Из перечисленных этапов наиболее слабым и узким является

послеуборочная обработка. Во время приема, обработки зерна в негодность

приходит до 25 – 30 % свежеубранного сырья. Это происходит по следующим

причинам. Во-первых, в короткий уборочный период, длящийся всего в 2 – 4

недели, на зерновые пункты поступает валовой поток зерна. Хозяйства

вынуждены заниматься уборкой и приемом зерна круглосуточно, и это при

неблагоприятном состоянии или полном отсутствии зернохранилищ,

неудовлетворительной технической базе, устаревшем оборудовании.


23


В последнее время развитие получили аэрожелоба – это

комбинированные устройства, состоящие из воздухораспределительных

каналов, имеющих перфорированные перегородки, разделяющие каналы на

верхнюю материальную, нижнюю воздухоподводящую части. О

конструктивном исполнении и принципе работы аэрожелобов можно

ознакомиться в литературе [1 – 10], где очень подробно изложено о них.

Без кооперации единичному хозяйству нелегко справиться с трудностями

уборочного периода. В экономической науке термин ―кооперация‖ (лат.

cooperation) означает сотрудничество. Только при совместном сотрудничестве

достигается взаимный интерес, реализация собственных задач. В связи с

предстоящими задачами перед зерновым подкомплексом, этой сложной

организационно-экономической системой, стоит важная проблема разработки

соответствующих рекомендаций как по организационным формам кооперации

в самом подкомплексе, так и экономическому механизму взаимоотношений

кооперирующихся сторон. Следует сказать, что механизм кооперации и

проблема эффективного функционирования зернового подкомплекса

продолжает оставаться недостаточно исследованной.

В данной статье сделана попытка дать комплексную оценку состоянию

зернового подкомплекса, выявления уровня влияния сложившихся форм

кооперации, определения направления эффективного развития. Основные

принципы кооперации должны составлять такие факторы, как добровольное

сотрудничество, самофинансирование, единство интересов, разделение

чистого дохода членов кооператива и т.д. При выполнении принципов

кооперации должны соблюдаться основные условия, такие как, право на

свободный выбор структуры основного производства, право на свободный

выбор каналов реализации своей продукции, право на полную

самостоятельность в распределении и использовании собственных доходов.

Выводы. 1. Исследования показывают, что формирование кооперативной

системы в зерновом подкомплексе способствует повышению объема

производства зерна; создаются объективные предпосылки для взаимопомощи,

взаимовыручки всем участникам кооперации и справедливого распределения

результатов труда.

2. Для повышения объема производства зерна необходимо внедрение

современной техники, обеспечивающей эффективные послеуборочную

обработку и хранение урожая без потерь.


1. Онхонова Л.О. Научные основы создания и применения, универсальных

аэрожелобов в процессах послеуборочной обработки семян и зерна / Л.О. Онхонова– М.:

ВИМ, 2000. – С. 250.

2. Патент № 2144898 Российская Федерация, МПК7 B65G 53 / 20. Устройство для

вентилирования и транспортирования сыпучих материалов / Л.О. Онхонова, В.И. Анискин,

А.В. Голубкович; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский

институт механизации сельского хозяйства. – № 98120540; заявл. 11.11.1998; опубл.

27.01.2000, Бюл. № 3. – 4 с.


24


3. Патент № 2137692 Российская Федерация, МПК6 B65G 53/20. Установка для

транспортирования и активного вентилирования семян и зерна / В.И. Анискин, А.В.

Голубкович, Л.О. Онхонова; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-

исследовательский институт механизации сельского хозяйства. - № 98120738/13; заявл.

05.11.1998; опубл.20.09.1999, Бюл. № 26. – 5 с.

4. Патент № 48317 / Российская Федерация, МПК7 B65G 53/20. Трехканальный

универсальный аэрожелоб для активного вентилирования и транспортирования семян и

зерна / Л.О. Онхонова, З.В. Бадмаев, Н.Е. Цыренов; заявитель и патентообладатель

Восточно-Сибирский государственный технологический ун-т. – № 2005114166 / 22; заявл.

11.05.2005; опубл. 10.10.2005, Бюл. № 28. – 2 с.

5. Патент № 82688 Российская Федерация, МПК В65G 53 / 20 (2006.01). Установка

для пневмотранспортирования и аэрации семян и зерна / Л.О. Онхонова, Н.Е. Цыренов, Д.В.

Онхонов, А.Д. Онхонов; заявитель и патентообладатель Восточно-Сибирский

государственный технологический ун-т. – № 2008149114 / 22; заявл. 21.11.2008; опубл.

10.05.09, Бюл. № 13.– 2 с.

6. Патент № 79877 Российская Федерация, МПК В65G 53 / 20 (2006.01). Установка

для транспортирования и активного вентилирования семян и зерна. / Л.О. Онхонова, Н.Е.

Цыренов, Д.В.Онхонов, А.Д. Онхонов; заявитель и патентообладатель Восточно-Сибирский

государственный технологический ун-т. – № 2008128644 / 22; заявл. 14.07.2008; опубл.

20.01.09, Бюл. № 2. – 1 с.

7. Патент РФ № 88657 Российская Федерация, МПК В65G 53 / 20 (2006.01).

Универсальный трехканальный аэрожелоб / Л.О. Онхонова, Н.Е. Цыренов, Д.В. Онхонов,

А.Д. Онхонов; заявитель и патентообладатель Восточно-Сибирский государственный

технологический ун-т. – № 2009120047 / 22; заявл. 26.05.09; опубл. 20.11.2009, Бюл. № 32.

– 1 с.

8. Патент № 2292275 Российская Федерация, МПК В60Р 3 / 00 (2006.01), А01F 25 / 08

(2006.01). Универсальный передвижной бункер для зернового материала / Л.О. Онхонова,

З.В. Бадмаев, Н.Е. Цыренов; заявитель и патентообладатель Восточно-Сибирский

государственный технологический ун-т. – № 2005123676 / 11; заявл.; 25.07.2005; опубл.

27.01.07, Бюл. № 3. – 1 с.

9. Патент № 45370 Российская Федерация, МПК7 B65G 53 / 18. Аэрожелоб для

активного вентилирования и выгрузки сыпучих материалов / Л.О. Онхонова, З.В. Бадмаев;

заявитель и патентообладатель Восточно-Сибирский государственный технологический

ун-т. – № 2004137989 / 22; заявл. 24.12.2004; опубл. 10.05.2005, Бюл. № 13. – 2 с.

10. Кузов транспортного средства для перевозки зернового вороха. Патент № 89466

Российская Федерация, МПК В60Р 1 / 26 (2006.01). Кузов транспортного средства для

перевозки зернового вороха / Л.О. Онхонова, А.Э. Табинаев; заявитель и патентообладатель

Восточно-Сибирский государственный технологический ун-т. – № 2009125273 / 22; заявл.

01.07.2009; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 34. – 1 с.

References

1. Onhonova L.O. Scientific bases of creation and application of universal airslides in the

processes of postharvest processing of seeds and grains [Scientific bases of the creation and

application of universal air slides in the processes of post-harvest treatment of seeds and grain].

Moscow, 2000, p. 250.

2. Pat. Russian Federation № 2144898, MPK7 B65G 53/20. A device for ventilation and

transportation of bulk materials [Device for venting and transporting of bulk materials] L.O.

Onhonova, V.I. Aniskin, A.V. Golubkovich; the applicant and the patentee All-Russian Research

Institute of Agricultural Mechanization. – № 98120540; appl. 11.11.1998; publ. 27.01.2000, Bull.

no. 3, 4 p.

3. Pat. Russian Federation № 2137692, MPK6 B65G 53/20. Installation for transporting

and aeration of seeds and grains [Device for venting and transporting of seeds and grain]. V.I.


25


Aniskin, A.V. Golubkovich, L.O.Onhonova; the applicant and the patentee All-Russian Research

Institute of Agricultural Mechanization. – № 98120738 / 13; appl. 05.11.1998; publ. 20.09.1999,

Bull. no. 26, 5 p.

4. Pat. № 48317 / Russian Federation, MPK7 B65G 53 / 20. The three-channel universal

chanels for aeration and transport of seeds and grains [Three-channel universal air slide for

active ventilation and transportation of seeds and grain]. L.O. Onhonova, Z.V. Badmayev, N.E.

Tsyrenov; the applicant and the patentee of the East Siberian State Technological Univ. – №

2005114166 / 22; appl. 11.05.2005; publ. 10.10.2005, Bull. no. 28, 2 p.

5. Pat. № 82688 Russian Federation, IPC V65G 53 / 20 (2006.01). Apparatus for aeration

and pneumatic transport of seeds and grains [Installation for pneumatic conveying and aeration

of seeds and grain]. L.O. Onhonova, N.E. Tsyrenov, D.V Onhonov., A.D. Onhonov; the applicant

and the patentee of the East Siberian State Technological Univ. – № 2008149114 / 22; appl.

21.11.2008; opubl.10.05.09, Bul. no. 13, 2 p.

6. Pat. № 79877 Russian Federation, IPC V65G 53 / 20 (2006.01). Installation for

transporting and aeration of seeds and grains [Device for venting and transporting and

ventilation of seeds and grain]. L.O. Onhonova, N.E. Tsyrenov, D.V. Onhonov, A.D. Onhonov;

the applicant and the patentee of the East Siberian State Technological Univ. – № 2008128644 /

22; appl. 14.07.2008; publ. 20.01.09, Bul. no. 2, 1 p.

7. Pat. № 88657 Russian Federation, IPC V65G 53 / 20 (2006.01). Versatile three-channel

channels [Universal three channel air slide]. L.O. Onhonova, N.E. Tsyrenov, D.V. Onhonov A.D.

Onhonov; the applicant and the patentee of the East Siberian State Technological Univ. – №

2009120047 / 22; appl. 26.05.09; publ. 20.11.2009, Bull. no. 32, 1p.

8. Pat. Russian Federation № 2292275, IPC V60R 3 / 00 (2006.01), A01F 25 / 08 (2006.01).

Universal mobile bunker for grain material [Universal mobile bin for grain material]. L.O.

Onhonova, Z.V. Badmayev, N.E. Tsyrenov; the applicant and the patentee of the East Siberian

State Technological Univ. –№ 2005123676 / 11; appl.; 25.07.2005; opubl.27.01.07, Bul. no. 3,

1 p.

9. Pat. № 45370 Russian Federation, MPK7 B65G 53 / 18. Chanels for aeration and

unloading of bulk materials [Air slide for aeration and unloading of bulk materials]. L.O.

Onhonova, Z.V. Badmayev; the applicant and the patentee of the East Siberian State

Technological University T-number. – № 2004137989 / 22; appl. 24.12.2004; publ. 10.05.2005,

Bull. no. 13, 2 p.

10. Pat. № 89466 Russian Federation, IPC V60R 1 / 26 (2006.01). The body of the vehicle

for transportation of the grain heap [Vehicle body for transporting grain heaps]. L.O. Onhonova,

A.E. Tabinaev; the applicant and the patentee of the East Siberian State Technological Univ. – №

2009125273 / 22; appl. 01.07.2009; publ. 10.12.2009, Bull. no. 34, 1 p.


Онхонов Андрей Дмитриевич – аспирант кафедры бухгалтерского учета, анализа, аудита

и налогообложения факультета экономики и управления. Восточно-Сибирский

государственный университет технологий и управления (670013, Россия, Республика

Бурятия, г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, 13 в, тел. 8(3012) 43-14-15, e-mail –

[email protected]).

Слепнева Людмила Романовна – доктор экономических наук, профессор кафедры

бухгалтерского учета, анализа, аудита и налогообложения факультета экономики и

управления Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления

(670013, Россия, Республика, г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, 13 в, тел. 8(3012) 21-34-83, e-

mail – [email protected]).


Онхонов Andrei D. – PhD student of Department Accounting, Analysis, Audit and Taxation.

East Siberian State University of Technology and Management (13 B, Kljuchevskaja str., Ulan-


26


Ude, Republic of Buryatia, Russia, 670013, tel. 8 (3012) 43-14-15, e-mail:

[email protected]).

Slepneva Lyudmila R. – Doctor of Economical Sciences, professor of Department Accounting,

Analysis, Audit and Taxation. East Siberian State University of Technology and Management (13

B, Kljuchevskaja str., Ulan-Ude, Republic of Buryatia, Russia, 670013, tel. 8 (3012) 43-14-15, e-

mail: [email protected]).

УДК 633 : 631. 582

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПРИ РАЗНЫХ

СИСТЕМАХ УДОБРЕНИЙ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ

1О.В. Сметанина,

2В.И. Солодун

1 Иркутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Иркутск, Россия

2 Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Россия

Представлены результаты исследований по влиянию полевых севооборотов и систем

удобрений на продуктивность и урожайность культур, на серых лесных почвах в условиях

лесостепной зоны. Полевой опыт включал 3 севооборота с короткой ротацией:

зернопаровые с чистым и занятым паром, плодосменный. Во всех трех севооборотах, в

сравнении с абсолютным контролем, изучали минеральную, органическую и органо-

минеральную системы удобрений почвы. Установлено, что наиболее эффективной является

органо-минеральная система удобрений, которая обеспечила увеличение выхода зерна в

севооборотах с 1 га севооборотной площади на 0.5 – 0.9 т/га, кормовых единиц на 0.6 – 0.9

т/га.

Ключевые слова: севооборот, продуктивность, урожайность, система удобрений,

экономико-энергетическая оценка.

EFFICIENCY OF FIELD CROPS IN DIFFERENT SYSTEMS OF FERTILIZERS

ON GRAY FOREST SOILS 1Smetanina O.V.,

2Solodun V.I.

1Irkutsk Research Institute of Agriculture, Irkutsk, Russia

2Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

The results of studies on the effect of field crop rotations and fertilizer systems on

productivity and crop yields on gray forest soils under conditions of the forest-steppe zone are

presented. Field experience included 3 crop rotation with short rotation: grain-fallow with clean

and busy ferry, crop rotation. In all three crop rotations, in comparison with absolute control,

mineral, organic and organo-mineral fertilizer systems of the soil were studied. It was determined

that the most effective is the organo-mineral fertilizer system, which ensured an increase in the

yield of grain in crop rotations on 1 ha of crop rotation area by 0.5 – 0.9 t / ha, feed units by 0.6 –

0.9 t / ha.

Keywords: crop rotation, productivity, yield, fertilizer system, economic and energy

assessment.

Севооборот является центральным и незаменимым звеном любой

системы земледелия. В них наиболее удачно сочетаются размещение культур,

системы применения удобрений, обработки почвы и др.


27


Севооборот является эффективным средством рационального

использования земли, воспроизводства плодородия почвы, ее окультуривания

и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Система севооборотов должна включать широкое использование посевов

многолетних трав и зерновых культур при оптимальном удельном весе чистых

или занятых паров, в том числе и сидеральных, с использованием

промежуточных культур на корм и зеленое удобрение в сочетании с

различными видами органических удобрений

История развития научных основ земледелия и севооборотов показывает,

что проблема восстановления, повышения и сохранения плодородия почв

остается центральной задачей российской агрономической науки [1, 2, 3, 4].

Цель исследований – установить влияние полевых севооборотов и

систем удобрений на их продуктивность и урожайность культур в условиях

лесостепной зоны.

Методика исследования. Исследования проводились на опытном поле

Иркутского НИИСХ.Почва участка серая лесная, тяжелосуглинистая,

слабокислая – рНсол 5.5, степень насыщенности основаниями 73 – 83 %, сумма

поглощенных оснований 21 – 25 мг/экв. на 100 г. В пахотном слое

содержится: гумуса 4.0 – 5.5 %, валовое содержание азота – 0.22, фосфора –

0.23 %. Количество легкодоступного калия низкое, фосфора высокое.

Полевой опыт включал 3 севооборота с короткой ротацией: зернопаровой

с чистым паром (пар чистый – пшеница – ячмень), зернопаровой с занятым

паром (горох + овес – пшеница – овес), плодосменный (кукуруза – ячмень +

клевер – клевер – пшеница).

Во всех трех севооборотах, в сравнении с абсолютным контролем,

изучали минеральную, органическую и органо-минеральную системы

удобрений почвы. Севообороты были заложены в трехкратной повторности во

времени и пространстве. Площадь делянки 87.5 м2 (3 м х 25 м).

При минеральной системе удобрения во всех севооборотах под пшеницу

и ячмень вносили NPK в рекомендованных дозах по 45кг д.в./га.

При органической системе во всех севооборотах измельчали и

запахивали всю солому пшеницы и ячменя с одновременным внесением азота

из расчета 15 кг д.в. на 1 т соломы для усиления микробиологической

активности почвы. Кроме того, в чистом пару зернопарового севооборота

вносили 25 – 30 т/га полуперепревшего навоза, в севообороте с занятым паром

измельчали и запахивали всю зеленую массу горохо-овсяной смеси, в

плодосменном – всю массу первого укоса клевера первого года пользования.

При органо-минеральной системе одновременно применяли

перечисленные агрохимические и биологические приемы.

В 2003 году за вегетационный период (май – сентябрь) выпало 127.4 мм

осадков при среднемноголетнем показателе 203.6 мм. Сумма эффективных

температур выше 5 0С за май – сентябрь несколько выше нормы – 2001

0 С. За

вегетационный период 2004 года выпало 500.4 мм осадков, что выше

многолетнего количества в 1.5 раз. Сумма эффективных температур воздуха


28


выше 5 0С – 2094

0С. В 2005 году вегетационный период характеризовался как

благоприятный для роста и развития сельскохозяйственных культур. Сумма

осадков составила 318.1 мм. Сумма эффективных температур воздуха выше

50С превысила норму на 92

0С.

Результаты и обсуждение. Итоговым показателем, определяющим

эффективность различных полевых севооборотов, является урожайность

культур, входящих в севооборот. Урожайность – важнейший показатель,

отражающий уровень интенсификации сельскохозяйственного производства.

Урожайность культур в разных севооборотах при разных системах

удобрений, представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Урожайность культур в севооборотах в зависимости от систем

удобрений (2003 – 2005 гг.), т/га

Культура

севообор

отов

Система удобрений Прибавка

НСР05,

т / га конт

роль

минерал

ьная

органич

еская

органо-

минера

льная

минерал

ьная к

контрол

ю

органи

ческая

к

контро

лю

органо-

минераль

ная к

контролю

зернопаровой

Пар

чистый -- -- -- -- -- -- -- --

Пшеница 2.2 2.5 2.4 2.6 0.3 0.2 0.4 0.3

Ячмень 1.8 2.7 2.2 2.8 0.9 0.4 1.0 0.3

Зернотравяной

Пар

занятый

(горохо-

овес)

12.9 16.7 15.4 18.1 3.8 2.5 5.2 2.4

Пшеница 2.2 2.6 2.3 2.7 0.4 0.1 0.5 0.2

Овѐс 2.6 3.0 2.7 3.1 0.4 0.1 0.5 0.2

Плодосменный

Кукуруза 28.9 38.4 30.3 38.8 9.5 1.4 9.9 2.3

Ячмень -

клевер 1.7 2.3 1.8 2.4 0.6 0.1 0.7 0.2

Клевер 17.1 20.8 19.8 21.3 3.7 2.7 4.2 2.3

Пшеница 2.3 2.6 2.4 2.7 0.3 0.1 0.4 0.3

Исследования выявили существенное влияние севооборотов на

урожайность зерна. В среднем за три года наиболее высокая урожайность

яровой пшеницы без применения минеральных удобрений получена по

чистому пару – 2.2 т / га и сидеральному пару – 2.3 т / га. Применение

минеральных удобрений сглаживало разницу в урожайности яровой пшеницы,

по предшественникам. Урожайность второй зерновой культуры, размещѐнной

после яровой пшеницы (ячмень по пшенице и ячмень по кукурузе), была ниже

и составила 1.7 – 1.8 т / га. Следует отметить, что овѐс обеспечил более

высокую урожайность, чем ячмень даже при размещении по пшенице, что


29


свидетельствует о том, что урожайность овса в юго-восточной лесостепи

превосходит урожайность ячменя, размещаемого по худшим

предшественникам. Аналогичная закономерность отмечалась также при

органической и органо-минеральной системах удобрений. Однако, в любом

случае, на получение прибавки урожая большое влияние оказали минеральная

и органо-минеральная системы удобрений, которые обеспечивали

достоверную прибавку урожая как зерновых так и кормовых культур (пар

занятый, кукуруза и клевер).

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что в севообороты

лесостепной зоны следует включать чистые пары, сидеральные пары с

клевером, занятые пары с горохом и овсом. После них целесообразно

размещать яровую пшеницу, а после неѐ вместо ячменя - овѐс. Это позволяет

значительно увеличить не только выход зерна в севообороте, но и выход

кормовых единиц с каждого гектара севооборотной площади.

Важно при построении севооборотов выявить влияние предшественников

и систем удобрений на урожайность возделываемых в них культур в

засушливые и увлажненные годы. В наших опытах урожайность всех культур

снижалась в засушливый 2003 год.

Эффективность различных полевых севооборотов оценивается не только

по выходу урожайности с 1 га посевов каждой культуры севооборота, но и по

выходу общей продукции с гектара севооборотной площади. Как правило,

выход продукции оценивают по выходу зерна и кормовых единиц (табл. 2).

Таблица 2 – Продуктивность полевых севооборотов при разных системах

удобрений в годы исследований

Система

удоб-

рений

Выход с 1

га сево-

оборотной

площади,

т/га

Севооборот Прибавка, т/га

Зерно-

паровой

Зерно-

травян

ой

Плодо-

сменный

Зерно-

паровой к

плодо-

сменному

Зерно-

травяной к

плодо-

сменному

Плодо-сменный

к зернопаровым

с

чистым

паром

с

занятым

паром

Контроль зерна 1.3 1.6 1.0 +0.3 +0.6 -0.3 +0.6

т к.ед. 1.5 2.5 3.1 -0.6 -0.6 +1.6 -0.6

Мине-

ральная

зерна 1.7 1.8 1.2 +0.5 +0.6 -0.5 +0.6

т к.ед. 2.0 3.0 3.8 -1.8 -0.8 +1.8 -0.8

Органи-

ческая

зерна 1.5 1.6 1.0 +0.5 +0.6 -0.5 +0.6

т к.ед. 1.8 2.7 3.3 -1.5 -0.6 +1.5 -0.6

Органоми-

неральная

зерна 1.8 1.9 1.3 +0.5 +0.6 -0.5 +0.6

т к.ед. 2.1 3.2 4.0 -1.9 -0.8 +1.9 -0.8

Наибольший выход зерна в среднем за три года обеспечил зернотравяной

севооборот, как без применения удобрения, так и с применением всех других

систем удобрений. По выходу полученных кормов, преимущество при всех

системах удобрений осталось за плодосменным севооборотом.

Комплексная экономическая и энергетическая оценка трѐх исследуемых

севооборотов дана в таблице 3.


30


Наиболее высокие затраты труда в зернотравяном и плодосменном

севооборотах. Наибольшие затраты труда отмечаются при органо-

минеральной системе удобрений, а наименьшие - на контроле без применения

удобрений. Однако, за счѐт более высокого валового сбора продукции в

вариантах с удобрениями получена наибольшая рентабельность. Наиболее

высокий энергетический коэффициент также получен в вариантах с

применением удобрений, а наибольшее приращение валовой энергии в

зернотравяном и плодосменном севооборотах с органо-минеральной системой

удобрений.

Таблица 3 – Комплексная экономико-энергетическая оценка полевых

севооборотов при разных системах удобрений, за годы исследований

Сево-

оборот

Система

удобрений

Валовой

сбор, с 1

га сево-

оборот-

ной

площади,

т к. ед.

Экономическая

эффективность Энергетическая эффективность

прямые затраты

,

руб./га

условно чистый

доход, руб./га

рентабельность,

%

затраты

совокупной

энергии, МДж/га

выход валовой

энергии, МДж/га

энергетический

коэффициент

приращ

ение

валовой энергии,

МДж/га

Зернопаровой с

чистым паром

контроль 1.6 2993 2232 45.6 13840.3 21663.7 1.57 7823.4

минеральная 2.1 4690 3480 59.1 15752.2 28130.5 1.79 12378.

3

органическая 1.8 9537 2991 53.4 14065.8 24813.3 1.76 10747.

5

органо-

минеральная 2.2 11067 2152 48.8 15967.9 29221.6 1.83

13253.

7

Зернотравяной с

занятым паром

контроль 2.4 3090 5011 104.7 18040.2 50851.3 2.82 32811.

1

минеральная 2.9 5900 8836 140.4 20977.6 64306.4 3.07 43328.

8

органическая 2.6 5877 7916 84.1 18509.7 46869.3 2.53 28359.

5

органо-

минеральная 3.0 8584 6786 111.8 21229.9 69919.4 3.29

48689.

6

Плодосменный

контроль 3.3 2700 6036 217.4 16742.9 54259.5 3.24 37516.

6

минеральная 4.2 5879 10525 196.5 19833.4 68490.7 3.45 48657.

3

органическая 3.6 5142 8339 249.3 16981.9 58076.2 3.42 41094.

3

органо-

минеральная 4.3 8527 34403 170.4 20014.7 70235.2 3.51

50220.

5

Выводы. 1. Наибольший урожай яровой пшеницы без применения

удобрений обеспечивает чистый пар. Размещение ячменя второй культурой

после пшеницы снижает его урожайность по сравнению с пшеницей. Овес


31


обеспечивает более высокую урожайность, чем ячмень даже при размещении

по пшенице.

2. Продуктивность севооборотов зависит от климатических условий года

и систем применяемых удобрений. Самая низкая продуктивность

севооборотов отмечается в засушливые годы. Наиболее высокую

продуктивность севооборотов по выходу зерна и кормовых единиц,

обеспечивают минеральная и органо-минеральная система удобрений.

3. По данным комплексной экономической и биоэнергетической оценки

трех исследуемых севооборотов наиболее высокие затраты труда отмечаются

в зернотравяном и плодосменном севооборотах при органо-минеральной

системе удобрений. Однако за счет более высокого валового сбора продукции

в вариантах с удобрением в них получен наибольший процент

рентабельности, особенно в плодосменном севообороте. Наиболее высокий

энергетический коэффициент во всех севооборотах получен при минеральной

и органо-минеральной системах удобрений.

4. Полученные данные свидетельствует о том, что дополнительные

затраты на внесение органических и минеральных удобрений вполне

окупаются дополнительной продукцией и получением валовой

энергетической эффективности.

Список литературы 1 Солодун В.И Теоретические основы полевых севооборотов и методология их

проектирования в агроландшафтных системах земледелия: Монография / В.И. Солодун,

А.М Зайцев – Иркутск: ИрГАУ, 2016. – 256с.

2 Солодун В.И. Системы земледелия: учебно-методическое пособие по выполнению

практических занятий: Учебное пособие / В.И. Солодун, М.С. Горбунова – Иркутск: Изд-во

ИрГСХА, 2014. – 132 с.

3 Научные основы адаптивно-ландшафтных систем земледелия Предбайкалья:Учеб.

пособие для вузов по направлению 110400 "Агрономия": допущено Учеб. - метод, об-нием

/ В.И. Солодун и др. - Иркутск : Изд-во ИрГСХА, 2012. – 447 с.

4 Сметанина О.В. Влияние влажности на урожайность в полевых севооборотах при

разных уровнях интенсификации в условиях лесостепи Предбайкалья / О.В. Сметанина //

Вестник ИрГСХА. – 2011 – Вып. 43 – С. 43 – 48.

References

1. Solodun V.I., Zajcev A.M. Teoreticheskie osnovy polevyh sevooborotov i metodologija ih

proektirovanija v agrolandshaftnyh sistemah zemledelija [The theoretical basis of field crop

rotations and the methodology of their design in agrolandscape farming systems]. Irkutsk, 2016,

256 p.

2 Solodun V. I., Gorbunova M.S. Sistemy zemledelija [Systems of farming]. Irkutsk, 2014,

132 p.

3 Nauchnye osnovy adaptivno-landshaftnyh sistem zemledelija Predbajkal'ja [Scientific

foundations of adaptive-landscape systems of agriculture the Baikal region]. Irkutsk, 2012, 447 p.

4 Smetanina O.V. Vlijanie vlazhnosti na urozhajnost' v polevyh sevooborotah pri raznyh

urovnjah intensifikacii v uslovijah lesostepi Predbajkal'ja [The effect of moisture on productivity

in field crop rotations at different intensification levels in the conditions of the forest-steppe of

Baikal region].Vestnik IrGSHA, 2011, no. 43, pp. 43 – 48.


32


Сведения об авторах: Сметанина Олеся Викторовна – кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный

сотрудник. Иркутский НИИСХ (664511, Иркутская обл.,Иркутский район, п. Пивовариха,

ул.Дачная 14, тел/факс 8(3952)698-431 / 698-436 e-mail [email protected]

Солодун Владимир Иванович – доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры

земледелия и растениеводства агрономического факультета. Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н,

пос. Молодежный, тел. 89149520068, e-mail: [email protected]).

Information about authors: Smetanina Olesya V. – Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher. Irkutsk Research

Institute of Agriculture (14, Dachnaya Str., Pivovarikha, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia,

664511, tel. 8 (3952) 698-431 / 698-436, e-mail [email protected]).

Solodun Vladimir I. – Doctor of Agricultural Sciences, Professor of Department of Agriculture

and Plant Growing of Agronomy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89149520068,

e-mail: [email protected]).

УДК 635.9

ОЦЕНКА КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ РЕИНТРОДУЦЕНТОВ В

ДЕКОРАТИВНО-ЦВЕТУЩИХ ЛАНДШАФТНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ

ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

Е.Н. Чернигова, И.С. Шеметова, И.И. Шеметов

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Россия

В статье приведены результаты по изучению конкурентной способности

интодуцируемых растений на территории Ботанического сада Иркутского ГАУ. Выявлены

биологические особенности дикорастущих растений Предбайкалья, которые могут быть

основой создания устойчивых ландшафтных композиций, по своим эколого-биологическим

свойствам наиболее приспособлены к абиотическим и эдафическим условиям региона.

Было выделено 13 видов декоративно-цветущих травянистых растений для озеленения

Предбайкалья, обладающих высокой конкурентоспособностью, устойчивостью к

неблагоприятным местным абиотическим условиям и способных к активному

саморасселению.

Ключевые слова: конкурентоспособность, декоративность, озеленение, интродукция.

EVALUATION OF COMPETITIVENESS OF REINTRODUCENTS IN

DECORATIVE-FLOWERING LANDSCAPE COMPOSITIONS

OF BAIKAL REGION

Chernigova E.N., Shemetova I.S., Shemetov I.I.


The article presents the results of studying the competitive ability of planted plants on the

territory of Botanical Garden of Irkutsk State University. The biological features of the wild

plants of Baikal region, which can be the basis for the creation of sustainable landscape

compositions, are identified, in terms of their ecological and biological properties, are most

adapted to the abiotic and edaphic conditions of the region. Thirteen species of ornamental


33


flowering herbaceous plants were selected for the gardening of Baikal region, which are highly

competitive, resistant to unfavorable local abiotic conditions, and capable of active self-scattering.

Keywords: competitiveness, decorativeness, gardening, introduction.

Вопросу сохранения биоразнообразия, интродукции и реинтродукции

декоративно-цветущих многолетних растений в разные годы посвящены

труды многих зарубежных и отечественных ученых.

Существуют разные причины истощения растительных сообществ и

исчезновения растений. Ведущими факторами исчезновения растений

являются антропогенные воздействия. В качестве причин исчезновения

растений указываются такие биотические факторы, как конкуренция,

поедание дикими и домашними животными, болезни, пространственная и

репродуктивная изоляция, ведущие к генетической эрозии и дрейфу генов.

Кроме того, местообитания нарушаются в результате геологических

процессов, климатических изменений, природных катастроф [2].

При реинтродукции вида, как и в интродукции, необходимо исходить из

теории микроэволюции, разработанной основоположником популяционной

генетики С.С. Четвериковым [цит. по 1].

Основная роль в решении данного вопроса отводится Ботаническим

садам [1, 4].

В Европе разработана стратегия сохранения биоразнообразия до 2020

года, в которой важная роль заключается в создании, поддержании, развитии

коллекций живых растений. Коллекции должны включать до 60 % видов

природной флоры региона и не менее 10 приоритетных видов; а также быть

готовы к реализации программ по возвращению этих видов в природные

ценозы (реинтродукции). При этом не менее 60 % разнообразия растений

региона должны сохраняться in situ. Новой Европейской стратегией

сохранения растений до 2020 г. охвачено 48 государств [3].

Цель работы - определение конкурентоспособности реинтродуцентов в

декоративно-цветущих ландшафтных композициях в условиях Предбайкалья.

Задачи: - выявить и подобрать виды дикорастущих растений,

оптимальное соотношение компонентов с высокими декоративными

качествами различного назначения;

- оценить устойчивость различных видов растений.

В программу исследований были включены вопросы конструирования

ландшафтных композиций для озеленения прибрежных зон Предбайкалья с

привлечением дикорастущих видов травянистых растений, произрастающих

на территории Предбайкалья.

Материал и методики. Исследования проводились на

экспериментальном участке кафедры агроэкологии, агрохимии, физиологии и

защиты растений Иркутского ГАУ c 2013 года. Декоративные ландшафтные

композиции были сконструированы на территории Иркутского района с 3

декады апреля по 2 декаду мая из дикорастущих травянистых растений

посевом семян в открытый грунт и перенесением растений из березовой рощи,

прилегающей к территории Иркутского ГАУ, интенсивно подвергающейся


34


застройке частным жилым сектором муниципального образования, с целью

сохранения редких видов в Ботаническом саду Иркутского ГАУ.

Конкурентные преимущества вида проявляются лишь в определенных

условиях среды. Чем ближе условия среды к экологическому оптимуму вида,

тем больше он способен подавлять своих партнеров, то есть более

конкурентоспособен. Условия в созданных декоративно цветущих

ландшафтных композициях максимально приближены к естественным [5].

Д. Грайм [цит. по 5] определял индекс конкурентоспособности вида

следующими показателями: 1) максимальная высота растений; 2) форма

роста; 3) потенциальная относительная скорость роста; 4) накопление опада.

По каждому показателю вводится 5-балльная шкала. Индекс

конкурентоспособности определяется по сумме баллов. При выявлении

конкурентных отношений нужно учитывать еще и то, что одно дело – занять

свободное место и совершенно другое – кого-то вытеснить.

Успеху в конкуренции способствуют самые разнообразные свойства

растений. Большое значение в борьбе за пространство имеет энергия роста и

вегетативного разрастания, что связано с интенсивностью поглощения

минеральных веществ из почвы. В ряде случаев, вероятно, имеют значение и

аллелопатические взаимовлияния, хотя они и не играют сколько-нибудь

универсальной роли. Воздействие опада так же может исключить или

подавлять ряд потенциальных конкурентов [5].

При создании декоративно-цветущих ландшафтных композиций главной

целью стало - уменьшение конкуренции между растениями путем

оптимизации факторов их роста и предотвращения изреживаемости.

Результаты и их обсуждение. Оценка конкурентоспособности

экспериментальных растений представлена в таблице.

Таблица – Конкурентоспособность растений для перспективных декоративно-

цветущих ландшафтных композиций за годы исследований

Название растений Количество побегов

шт./1м2

Конкурентоспособность

общая

2014 2015 2016 2014 2015 2016

Адонис апеннинский 11 44 46 0.26 0.53 0.43

Анемона алтайская 13 52 83 0.31 0.62 0.79

Анемона лесная 76 304 516 1.85 3.66 4.91

Башмачок капельный 4 13 32 0.09 0.15 0.30

Водосбор сибирский 21 24 27 0.51 0.28 0.26

Гвоздика пышная 31 72 93 0.75 0.86 0.88

Гера нь лугова я 3 5 11 0.07 0.06 0.10

Гипсофила высокая 21 48 77 0.51 0.57 0.73

Горец змеиный 12 49 73 0.29 0.59 0.69

Жи вокость высокая 5 9 11 0.12 0.10 0.10

Зверобой продырявленный 13 52 78 0.31 0.62 0.74

Змееголовник поникший 16 64 89 0.39 0.77 0.84

Ирис желтый 7 28 32 0.17 0.33 0.30


35


Окончание таблицы

Ирис русский 6 25 44 0.14 0.30 0.42

Калужница болотная 7 28 33 0.17 0.33 0.31

Красоднев малый 7 14 23 0.17 0.16 0.22

Кровохлѐбка лекарственная 9 11 19 0.21 0.13 0.18

Купальница азиатская 1 4 8 0.19 0.04 0.76

Купена душистая 41 83 105 0.93 0.91 0.80

Лен многолетний 19 82 231 0.46 0.98 2.20

Льнянка обыкновенная 31 79 112 0.75 0.95 1.06

Люпин многолетний 9 17 24 0.21 0.20 0.23

Манжетка обыкновенная 10 27 62 0.24 0.32 0.59

Молочай многоцветный 12 25 49 0.29 0.30 0.47

Нивяник обыкновенный 2 7 16 0.04 0.08 0.15

Пальчатокоре нник 1 1 2 0.02 0.01 0.19

Примула Палласа 2 6 9 0.04 0.07 0.85

Примула поникшая 3 7 16 0.07 0.08 0.15

Пятили стник куста рниковый 5 9 14 0.12 0.10 0.13

Страусник обыкновенный 1 3 6 0.02 0.03 0.40

Тысячелистник обыкновенный 44 91 132 0.26 1.09 1.26

Фиалка сахалинская 1 2 5 0.02 0.02 0.05

Фиалка песчаная 2 4 7 0.04 0.04 0.07

Цикорий обыкновенный 27 121 176 0.65 1.45 1.68

Ячмень гривастый 75 357 701 1.82 4.3 6.68

В годы йизучаемые виды растений проявляли различную

конкурентоспособность, в зависимости от морфо-биологических

особенностей растений, влияния абиотических и эдафических факторов в

течение вегетационного периода и аллелопатического взаимовлияния.

Наибольшей конкурентоспособностью в первый год создания

ландшафтных композиций при переселении из естественного местообитания

обладают: анемона лесная, ячмень гривастый, льнянка обыкновенная, купена

душистая и гвоздика пышная.

В первый год жизни цикорий обыкновенный при продолжительных

отрицательных температурах в весенний период переходит в генеративную

фазу развития, что приводит к единичному зацветанию растений.

Во второй год исследований наибольшей конкурентоспособностью

обладали: ячмень гривастый за счет интенсивного побегообразования,

цикорий обыкновенный ввиду нарастания вегетативной массы и высокого

габитуса, который составлял более 1 м, что приводило к затенению

соседствующих растений. Льнянка обыкновенная и лен многолетний за счет

отрастания генеративных побегов и высокой биологической продуктивности,

а также купена душистая, анемона лесная, гвоздика пышная, гипсофила

высокая, змееголовник поникший и тысячелистник обыкновенный.

На третий год экспериментальных исследований при создании

декоративно-цветущих ландшафтных композиций на тяжелосуглинистых

почвах наибольшей конкурентоспособностью обладали ячмень гривастый,

анемона лесная, что свидетельствует о необходимости ограничения данных


36


растений от интенсивного разрастания, также льнянка обыкновенная и

тысячелистник обыкновенный. При размещении рядом сильных конкурентов

данные растения могут образовывать плотные куртины с хорошей

вегетативной массой. На более песчаных почвах растения интенсивно

разрастаются, вытесняя слабые соседствующие виды. По классификации

жизненных стратегий данные виды относятся к патиентам, при

неблагоприятных абиотических условиях могут проявлять себя как виоленты,

также при оценке композиций наблюдались сукцессионные процессы в

фитоценозах с анемоной алтайской, гвоздикой пышной, змееголовником

поникшим, примулой Паласса, страусником обыкновенным.

Все остальные изученные виды проявляли себя как экспреленты, при

включении их в декоративно-цветущие ландшафтные композиции

необходимо учитывать морфологические, эколого-биологические

особенности данных видов, а также слабую конкурентоспособность.

Выводы. 1. Биологические особенности дикорастущих растений

Предбайкалья могут быть основой создания устойчивых ландшафтных

композиций, которые по своим эколого-биологическим свойствам

приспособлены к абиотическим и эдафическим условиям региона.

2. Было выделено 13 видов декоративно-цветущих травянистых растений

для озеленения Предбайкалья, обладающих высокой

конкурентоспособностью, устойчивостью к неблагоприятным местным

абиотическим условиям и способных к активному саморасселению.


1. Баханова М.В. Интродукция растений: Учебно-методическое пособие / М.В.

Баханова, Б.Б. Намзалов – Улан-Удэ: Изд-во Бурятского ГУ, 2009. – 207 с.

2. Горбунов Ю.Н. Методические рекомендации по реинтродукции редких и

исчезающих видов растений (для ботанических садов). / Ю.Н. Горбунов, Д.С. Дзыбов, З.Е.

Кузьмин, И.А. Смирнов – Тула: Гриф и К, 2008. – 56 с.

3. Ткаченко К.Г. О европейской стратегии сохранения растений до 2020 года / К.Г.

Ткаченко // Вестник Удмуртского университета. – 2012. - Вып.4. – С.158 – 160.

4. Чернигова Е.Н. Конструирование декоративно-цветущих ландшафтных

композиций с включением дикорастущей флоры Предбайкалья / И.С. Шеметова, И.И.

Шеметов, Е.С. Бекетова // Вестник ИрГСХА. - 2016. - Вып.77. – С.59 - 66.

5. Шеметова И.С. Газоны Предбайкалья / И.С. Шеметова, Ш.К. Хуснидинов, И.И.

Шеметов, Т.Г. Кудрявцева – Иркутск: ИрГСХА, 2013. – 175 с.

References

1. Bahanova M.V., Namzalov B.B. Introdukcija rastenij [Plants introduction]. Ulan-Udje,

2009, 207 p.

2. Gorbunov Ju.N. et all. Metodicheskie rekomendacii po reintrodukcii redkih i

ischezajushhih vidov rastenij (dlja botanicheskih sadov) [Methodical recommendations for the

reintroduction of rare and endangered plant species (for botanical gardens)]. Tula, 2008, 56 p.

3. Tkachenko K.G. O evropejskoj strategii sohranenija rastenij do 2020 goda [On the

European Strategy for Plant Conservation until 2020]. Vestnik Udmurtskogo universiteta, 2012,

no. 4, pp.158 – 160.


37


4. Chernigova E.N. et all. Konstruirovanie dekorativno-cvetushhih landshaftnyh kompozicij

s vkljucheniem dikorastushhej flory Predbajkal'ja [Designing decorative and flowering landscapes

with the inclusion of the wild flora of Baikal region]. Vestnik IrGSHA, 2016, no.77, pp. 59 – 66.

5. Shemetova I.S. et all. Gazony Predbajkal'ja [Lawns of Baikal region]. Irkutsk, 2013,

175 p.


Чернигова Елена Николаевна – аспирантка кафедры агроэкологии, агрохимии,

физиологии и защиты растений агрономического факультета. Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская область, Иркутский

район, пос. Молодежный 1/1, тел. 8 (3952)237125, e-mail: [email protected]).

Шеметов Игорь Иванович – кандидат сельскохозяйственных наук, преподаватель

колледжа автомобильного транспорта и агротехнологий. Иркутский государственный


район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89246091799, e-mail: [email protected]).

Шеметова Инна Сергеевна – кандидат биологических наук, доцент кафедры

агроэкологии, агрохимии, физиологии и защиты растений агрономического факультета.

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия,

Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89246350773, e-mail:

[email protected]).


Chernigova Elena N. – PhD student of Department of Agroecology, Agrochemistry, Physiology

and Plant Protection of Agronomy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after А.А.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, 664038, Russia, tel. 89246350773, e-


Shemetov Igor I. – Candidate of Agricultural Sciences, teacher of the College of Autotransport

and Agrotechnology. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny,

Irkutsk district, Irkutsk region, 664038, Russia, tel. 89246091799, e-mail: [email protected]).

Shemetova Inna S. – Candidate of Biological Sciences, Ass. Professor of Department of

Agroecology, Agrochemistry, Physiology and Plant Protection of Agronomy Faculty. Irkutsk

State Agrarian University named after А.А. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk

region, 664038, Russia, tel. 89246350773, e-mail: [email protected]).

УДК 582. 929. 4 (571. 53)

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ THYMUS SERPYLLUM L.

В УСЛОВИЯХ ОСТРОВА ОЛЬХОН

Н.Ю. Черниговская, Е.Г. Худоногова


Трава Thymus serpyllum L. широко используется как в традиционной, так и в народной

медицине многих стран мира. Терапевтическая активность связана с присутствием в сырье,

в первую очередь, эфирных масел, а также флавоноидов, дубильных веществ, макро- и

микроэлементов. В статье изучены ценопопуляции Th. serpyllum L. о. Ольхон, определена

урожайность сырья, исследовано суммарное содержание эфирных масел в траве Th.

serpyllum L.в разные фазы фенологического развития. Максимальное количество эфирных

масел накапливается в сырье Th. serpyllum L. (до 0.7 %) в фазе цветения. Площадь

исследованных ценопопуляций составила 56 га. К наиболее продуктивным можно отнести


38


тимьяновые и тимьяново-леймусовые ценопопуляции с продуктивностью сырья 190.3 –

227.3 г/м².

Ключевые слова: Thymus serpyllum L., эфирные масла, суммарное содержание,

лекарственные растения, ценопопуляции.

BIOLOGICAL FEATURES IN TERMS OF THYMUS SERPYLLUM L.

IN TERMS OF OLKHON ISLAND

Chernigovskay N.Y., Khudonogova E.G.

Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

Herb Thymus serpyllum L. is widely used in traditional and folk medicine in many countries

of the world. Therapeutic activity associated with the presence in raw materials, first and

foremost, essential oils and flavonoids, tannins, macro - and micronutrients. The paper studied

cenopopulations Th. serpyllum L. Olkhon island, determined the yield of raw material, and

investigated the total content of essential oils in the grass Th. serpyllum L.in different phases of

phenological development. The maximum amount of essential oils accumulated in the raw

material Th. Serpyllum L. (to 0.7 %) at the flowering stage. The area of the studied

cenopopulations was 56 ha. The most productive include cenopopulations with productivity of

raw materials 190.3 – 227.3 g/m².

Keywords: Thymus serpyllum L.; essential oil; the total content; medicinal plants;

cenopopulation.

Thymus serpyllum L. используется в традиционной медицине как ценное

лекарственное растение, его применяют в виде отвара или экстракта при

заболеваниях верхних дыхательных путей. В народной медицине Th.

serpyllum используют как общеукрепляющее средство [2].

Th. serpyllum – низкорослый распростертый полукустарничек с сильным

приятным запахом, образующий дерновинки семейства Lamiaceae.

Светолюбив, ксерофит. Произрастает на каменистых и щебнистых

остепненных склонах с маломощными каштановыми и черноземными

почвами, а также по окраинам сосновых и лиственных лесов, растущих на

песчаных почвах [11]

Нерациональный сбор лекарственного сырья Th. serpyllum различными

заготовительными организациями и местным населением привел к резкому

сокращению зарослей вида, площади на побережье озера Байкал и вдоль русла

реки Ангара сократились в несколько раз. Когда-то заросли Thymus

покрывали значительную часть побережья озера, в настоящее время

существуют лишь небольшие очаги и парциальные популяции, которые

ежегодно сокращаются. Несмотря на то, что сырьевые запасы Th. serpyllum

достаточны для производственных заготовок, необходимо задуматься о

сохранении природных запасов лекарственного сырья [14].

Цель исследований – изучение некоторых биологических особенностей

Th. serpyllum, произрастающего в центральной части о. Ольхон Ольхонского

района Иркутской области.

Задачи: – изучение ценопопуляций Th. serpyllum центральной части о.

Ольхон, определение урожайности сырья Th. serpyllum в различных

ценопопуляциях, определение суммарного содержания эфирных масел травы

Th. serpyllum, произрастающего на о. Ольхон.


39


Материалы и методы. Объектом исследования явился Th. serpyllum L..

Исследования по содержанию эфирных масел в сырье Thymus было проведено

на территории Ольхонского района (д. Ялга, пос. Хужир, д. Халгай).

Исследование проводилось типовым маршрутно-рекогносцинировочным

методом. Урожайность сырья травы Thymus определяли типовым способом

с 1 м². Сложен в определении, на практике сборщики сырья практических

различий между видами рода Thymus не находят и ведут заготовки всех видов,

произрастающих на территории наравне с типичной формой Th. serpyllum. В

документе, регламентирующем качество лекарственного сырья, указан Th.

serpyllum, что позволяет заготавливать сырье различных видов, которые были

в свое время выделены из этого сборного таксона [4].

В связи с чем, не было различий при изучении видов тимьяна,

произрастающих на острове Ольхон (Th. asiaticus Serg., Thymus baicalensis

Serg., Thymus eravinensis Serg. [15, 16, 17].

Исследования по содержанию эфирных масел в сырье Th. serpyllum L.

проведено методом перегонки эфирных масел водяным паром согласно

модификации Н.М. Лошкаревой [7]. Статистическая обработка данных

выполнена по методике Б.А. Доспехова [6].

Результаты и их обсуждения. К роду Thymus относится несколько сотен

видов, распространенных почти по всей Евразии (кроме тропиков), в

Северной Африке, на Канарских островах и доходящих до Гренландии.

Критическое изучение видового состава этого труднейшего рода в России

начато В.А. Дубянским в 1910 г. Виды Thymus обладают морфологической и

биохимической обособленностью. Изучение систематики Thymus весьма

затрудняется обилием плодущих и расщепляющихся примесей, которые в

массовом порядке образуются при контакте между собой. Эти примеси

отличаются промежуточным характером и крайним непостоянством

признаков сложных в определении [12]. Во Флоре Центральной Сибири

описано 14 видов рода Thymus [8]. В центральной части о. Ольхон нами

определены три вида: Th. asiaticus Serg., Thymus baicalensis Serg., Thymus

eravinensis Serg. Все изученные виды относятся к секции Serpyllum, поэтому

далее в тексте будем именовать их как Th. serpyllum.

Th. serpyllum растет по каменистым склонам, на скалах, по остепненным

лугам, окраинам сухих сосновых боров, на открытых песчаных местах в

степных районах [5]. На о. Ольхон он представлен значительными зарослями,

часто произрастает в местах усиленного выпаса скота. Вследствие

особенностей строения жизненной формы (подушкообразной) и содержания

эфирных масел не вытаптывается и не поедается домашними животными.

Однако дигрессия, связанная с выпасом, а также с развитием туризма,

отрицательно сказывается на состоянии и развитии побегов, в связи с чем

растения становятся низкорослыми, слабыми и имеют незначительный

годичный прирост по биомассе [13].

В наземной части Th. serpyllum обнаружено эфирное масло, дубильные

вещества, флавоноиды, уксусная и яблочная кислоты. Из эфирных масел


40


присутствуют тимол и карвакрол, которые обладают антибактериальными

свойствами в отношении патогенной кокковой флоры и патогенных грибков, а

также ленточных паразитов [4, 9, 10]. Накопление биологически активных

веществ (эфирного масла, макро – и микроэлементов) в надземной части и

количественный состав основных компонентов эфирного масла Th. serpyllum

связаны с его фитоценотической приуроченностью, а их процентное

содержание зависит от состояния погодных условий и фенологической фазы

развития растений [3, 9].

Цветет Thymus с июня по август. Заготавливают растение целиком в

период цветения, аккуратно обрезая траву ножницами, оставляя нетронутыми

напочвенную часть заросли. Сушку растительного сырья производят в тени, в

хорошо проветриваемых помещениях или на открытом воздухе. Затем листья

и цветки обмолачивают, а для удаления стеблей и других крупных частей,

растения протирают через сита (с отверстиями 4 – 5 мм), удаляя песок и пыль.

Более целесообразно заготавливать только облиственные верхушечные части

растений – в этом случае сырье получается более качественным и, с

экологической точки зрения, причиняется меньший ущерб ценопопуляциям

тимьяна [10].

В отличие от ценопопуляций, возникающих в процессе вегетативного

размножения, первичная особь Thymus со временем может распадаться на

вторичные особи (парциальные кусты). Как правило, в условиях Прибайкалья

доминируют парциальные ценопопуляции, хотя растения семенного

происхождения тоже присутствуют [4].

Для определения массы сырья надземной части Thymus serpyllum нами

взяты взрослые растения высотой 3-8 см. Растения образуют куртины

различных размеров: 6 x 10 см, 15 х 22 см, 34 х 52 см, 63 х 115 см и др. На 1 м2

может формироваться от 1 до 20 экземпляров чабреца. Урожайность

колеблется от 72.2 г/м2 до 120.7 г/м

2.

Учет биомассы Thymus проводили, используя метод учетных площадок

[1]. Результаты исследований приведены в таблице 1.

В результате обследования центральной части острова Ольхон было

выделено 5 ценопопуляций Thymus: чистые тимьяновые, тимьяново-злаковые,

тимьяново-разнотравные, холодополынно-леймусово-тимьяновые, леймусово-

бобово-тимьяновые. Проективное покрытие в тимьяновых сообществах

составляет от 87 до 93 %, в тимьяново-злаковых – от 68 до 84 %. В тимьяново-

разнотравных, холоднополынно-леймусово-тимьяновых, леймусово-бобово-

тимьяновых растительных сообществах проективное покрытие колеблется от

46 до 58 %.

Состав эфирных масел и соотношение его компонентов не всегда

является постоянным и под влиянием различных факторов окружающей

среды может существенно меняться. Кроме того, существуют различные

хемотипы (хеморасы) одного вида растений, неотличимые по

морфологическим признакам, но имеющие значительные отличия в

химическом составе эфирных масел [13].


41


Таблица 1 – Урожайность сырья Thymus serpyllum L. в ценопопуляциях о. Ольхон

№

Растительное

сообщество

Учетная

площадка

№1, г/м2

Учетная

площадка

№2, г/м2

Учетная

площадка

№3, г/м2

Учетная

площадка

№4, г/м2

Учетная

площадка

№5, г/м2 Урожайность

сырья,

(возд-сух.,

г/м2

)

До сушки

После сушки

До сушки


До сушки


До сушки


До сушки


1 Тимьяновые 214.8 116.8 238.6 124.1 205.3 107.0 267.9 144.7 209.7 111.1 120.7±10.4

2 Тимьяно-

злаковые

196.6 100.3 183.5 91.8 191.4 91.9 189.1 88.9 190.8 87.8 92.1±7.8

3 Тимьяно-

разнотравные

184.4 86.7 175.6 79.0 178.3 74.9 181.2 78 179.0 74 78.5±6.8

4 Холоднополынн

о-леймусово-

тимьяновые

171.8 79 164.2 77.1 152.4 64 164.1 72.2 167.6 68.7 72.2±5.9

5 Леймусово –

бобово –

тимьяновые

177.2 81.5 164.8 69.2 176.2 81 162.0 64.8 170.8 75.1 74.3±5.2

Исследование суммарного содержания эфирных масел было проведено в

двух вариантах: в свежем сырье и в воздушно-сухом сырье в разные фазы

фенологического развития растения (табл. 2).

Таблица 2 – Содержание эфирных масел в сырье Thymus serpyllum L.

Фенофаза Срок

сбора

Ольхонский район

(остров Ольхон д.

Ялга)


(пос. Хужир)


(д. Халгай)

в свежем

сырье, %

в сухом

сырье, %

в свежем

сырье, %

в сухом

сырье, %

в свежем

сырье, %

в сухом

сырье, %

Вегетация до

плодоношения

Конец

мая 0.50±0.05 0.40± 0.05 0.40± 0.05 0.40±0.01 0.40± 0.50 0.30±0.02

Цветение Начало

июня 0.60± 0.04 0.50± 0.02 0.50± 0.04 0.50±0.02 0.50±0.04 0.40±0.03

Цветение Середина

июня 0.60±0.03 0.50± 0.06 0.50±0.03 0.50±0.04 0.50±0.03 0.40±0.06

Цветение Конец

июня 0.70±0.05 0.60±0.04 0.60±0.04 0.50±0.04 0.50±0.04 0.50±0.03

Цветение Середина

июля 0.70±0.04 0.60±0.02 0.60±0.03 0.50± 0.01 0.50±0.02 0.50±0.02

Плодоношение Конец

июля 0.50± 0.03 0.40±0.02 0.40±0.02 0.30±0.05 0.40±0.05 0.30±0.01

Плодоношение Середина

августа 0.40±0.02 0.40±0.03 0.30±0.03 0.30± 0.02 0.30±0.20 0.20±0.03

Вегетация по-

сле плодоно-

шения

Начало

сентября 0.40±0.30 0.40±0.05 0.40±0.05 0.30±0.01 0.30 ±0.50 0.30±0.01


42


Как показали исследования, среднее количество эфирных масел в

надземной части Th. serpyllum, в фазе вегетации до плодоношения составляет

0.3 – 0.5 %; в фазе цветения – 0.4 – 0.7 %; в фазе плодоношения – 0.2 – 0.5 %; в

фазе вегетации после плодоношения – 0.3 – 0.4 %.

Потери эфирного масла после сушки составляют 0.02 – 0.04 %. Осенью,

перед уходом растений в зимнее состояние покоя, наблюдается

незначительное повышение содержания эфирных масел в надземной части

тимьяна, в среднем на 0.04%.

Выводы. 1. Площадь исследованных ценопопуляций составляет 56 га.

При этом к наиболее продуктивным можно отнести чистые тимьяновые и

тимьяново-злаковые ценопопуляции с урожайностью сырья 190.3 – 227.3 г/м².

2. Наибольшей урожайностью сырья Th. serpyllum L. отличаются чистые

тимьяновые сообщества (120.7 г/м2), однако крупных и сплошных зарослей на

исследованной территории не обнаружено.

3. Максимальное количество эфирных масел накапливается в сырье Th.

serpyllum в фазе цветения и в условиях о. Ольхон составляет 0.4 – 0.7 %.

Cписок литературы

1. Андреева Е.Н. Методы изучения лесных сообществ / Е.Н. Андреева, И.Ю. Баккал,

В.В. Горшков и др. – С-Пб.: НИИ Химии СПбГУ, М54, 2002. – 54 с.

2. Воронцова Л.И. Ценопопуляции растений / Л.И. Воронцова, Л.Е. Гатцук, В.Н.

Егорова и др. – М.: Наука, 1976. – С. 13 – 43.

3. Гогина Е. Е. Изменчивость и формообразование в роде тимьян / Е.Е. Гогина – М.:

Наука, 1990. – 208 с.

4. Государственная фармакопея. XI изд. – М.: Медицина, 1990. – С. 654 – 658.

5. Гурова А.Д. Лекарственные растения СССР и их применение / А.Д. Гурова – М.:

Медицина, 1974. – 190 с.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов – М.: Агропромиздат,

1985. – 351 с.

7. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков –

Л.: Агропромиздат, 1987.– 430 с.

8. Малышев, Л.И. Особенности и генезис флоры Сибири / Л.И. Малышев, Г.А.

Пешкова - Новосибирск: Наука, 1984. – 265 с.

9. Рабжаева А.Н. Особенности накопления биологически активных веществ Thymus

baicalensis Serg. в зависимости от экологических факторов / А.Н. Рабжаева: Автореф. дис.

на соиск. уч. степени к.б.н. - Улан-Удэ, 2010. – 24 с.

10. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири / В.В. Телятьев –

Иркутск: Вост.-Сиб. книж. издательст-во, 1987. – 400 с.

11. Телятьев В.В. Целебные клады / В.В. Телятьев – Иркутск: Вост.-Сиб.кн. изд-во,

1986.– 224 с.

12. Флора ССCР / Под ред. Б.К. Шишкина – 1954. - № ХХI. – C. 470 – 471.

13. Химический состав эфирного масла тимьяна байкальского Thymus baikalensis

Serg., произрастающего в Забайкалье / С.В. Жигжитжапова и др. // Химия растительного

сырья. – 2008. – № 1. – С. 73 – 76.

14. Худоногова Е.Г. Лекарственно-чайные растения Прибайкалья, их использование

и охрана / Е.Г. Худоногова: Автореф. дис. на соиск. уч. степени к.б.н. - Иркутск, 2000. –

30с.


43


15. Худоногова Е.Г. Ресурсы сырья дикорастущих лекарственных растений

Предбайкалья // Е.Г. Худоногова, Н.А Николаева, Н.Ю. Черниговская // Актуальные

вопросы аграрной науки. – 2012. – Вып. 3. – С. 13 – 21.

16. Худоногова Е.Г. Урожайность сырья тимьяна в растительных сообществах

степного природного комплекса Предбайкалья. // Худоногова Е.Г., Третьякова С.В.,

Николаева Н.А. // Научная жизнь. – 2012. - № 1. – С. 39 – 50.

17. Чепинога В.В. Рабочее районирование территории Байкальской Сибири для

характеристики распространения сосудистых растений // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер.

Биология. Экология. – 2009. – Т. 2. - № 2. – С. 3 – 7.

References

1. Andreeva E.N. et all. Metody izucheniya lesnyh soobshchestv [Learning methods of forest

communities]. St-Petersburg, 2002, 54 р.

2. Voroncova L.I. et all. Cenopopulyacii rastenij [Cenopopulation of plants]. Moscow,

1976, pp. 13 - 43.

3. Gogina E.E. Izmenchivost' i formoobrazovanie v rode timyan [Variability and formation

in thyme genus]. Moscow, 1990, 208 p.

4. Gosudarstvennaya farmakopeya [State Pharmacopoeia]. Moscow, 1990, pp. 654-658.

5. Gurova A.D. Lekarstvennye rasteniya SSSR i ih primenenie [Methodology of field

experience]. Moscow, 1974,190 p.

6. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta [Methods of biochemical research of plants]

Moscow, 1985, 351 p.

7. Ermakov A.I. Metody biohimicheskogo issledovaniya rastenij [Methods of biochemical

research of plants]. Leningrad, 1987, 430 p.

8. Malyshev L.I., Peshkova G.A. Osobennosti and Genesis floru Sibirskoi [Peculiarities and

genesis of Siberian flora]. Novosibirsk, 1984, 265 p.

9. Rabzhaeva A.N. Osobennosti nakopleniya biologicheski aktivnyh veshchestv Thymus

baicalensis Serg. v zavisimosti ot ehkologicheskih faktorov [Peculiarities of accumulation of the

bioactive substances Thymus baicalensis Serg. depending on environmental factors]. Cand. Dis.

Thesis, Ulan-Udeh, 2010, 24 p.

10. Telyatev V.V. Poleznye rasteniya Central'noj Sibiri [Useful plants in the Central

Siberia]. Irkutsk, 1987, 400 p.

11. Telyatev V.V. Celebnye klady [Medicinal clades]. Irkutsk, 1986, 224 p.

12. Flora SSCR [Flora of USSR]. 1954, no. ХХI , pp. 470 - 471.

13. Himicheskij sostav ehfirnogo masla tim'yana bajkal'skogo Thymus baikalensis Serg.,

proizrastayushchego v Zabajkale [The chemical constitution of the galangal oil of the Baikal

thyme Thymus baikalensis Serg., growing in Zabaikalie]. Himiya rastitelnogo syrya, 2008, no. 1,

pp. 73 – 76.

14. Hudonogova E.G. Lekarstvenno-chajnye rasteniya Pribajkal'ya, ih ispol'zovanie i

ohrana [Drug-tea plants of the Baikal region, their use and protection]. Cand. Dis. Thesis, Irkutsk,

2000,

15. Hudonogova E.G. et all. Resources of wild medicinal plants of Cisbaikalia [Resources

of raw materials of wild medicinal plants of the Baikal region]. Actual problems of agricultural

science, 2012, vol. 3, pp. 13 – 21.

16. Hudonogova E.G. et all. Productivity of raw thyme in plant communities of steppe

natural complexes of the CIS-Baikal region [Raw thyme yield in plant communities of the steppe

natural complex of the Baikal region]. Academic life, 2012, no. 1, pp. 39 – 50.

17. Chepinoga V.V. the Working zoning of the territory of Baikalian Siberia for

characterization of the distribution of vascular plants [Working zoning of the territory of the

Baikal Siberia to characterize the distribution of vascular plants] Izv. Irkutsk State University. Ser.

Biology. Ecology, 2009, vol. 2, no. 2, pp. 3 – 7.


44



Худоногова Елена Геннадьевна – доктор биологических наук, доцент кафедры ботаники,

плодоводства и ландшафтной архитектуры агрономического факультета. Иркутский

государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская

область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 8 (3952) 23-74-86, e-mail:

[email protected]).

Черниговская Наталья Юрьевна – аспирантка кафедры ботаники, плодоводства и

ландшафтной архитектуры агрономического факультета. Иркутский государственный


район, пос. Молодежный, тел 237004, e-mail: [email protected])


Khudonogova Elena G. – Doctor of Biological Sciences, Ass. Prof. of Department of Botany,

Fruit Growing and Landscape Architecture of Agronomy Faculty. Irkutsk State Agrarian

University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia,

664038, tel. 8 (3952) 23-74-86, e-mail: [email protected]).

Chernigovskaya Natalya Y. – PhD student of Department of Botany, Fruit Growing and

Landscape Architecture of Agronomy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after

A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 237004, e-mail:

[email protected]).


45



УДК 637.142:637.04(571.56)

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА

МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ НА РЫНКАХ ГОРОДА ЯКУТСКА

Н.К. Гаврильева, Н.П. Александров, А.В. Чугунов

Якутская государственная сельскохозяйственная академия, г. Якутск, Россия

В статье изложены результаты анализов содержания тяжелых металлов в завозных

молочных напитках и молоке хозяйств Республики Саха (Якутия). Результаты

исследования показали, что некоторые пробы завозных молочных напитков по

содержанию белка и СОМО уступают местным напиткам, которые поступают на рынки и

магазины г. Якутска из пригородных хозяйств и районов Якутии. Также завозные

молочные напитки по многим составным элементам не отвечают требованиям

государственного стандарта. Многие пробы молочных напитков, проверенные нами, не

соответствуют данным, указанным на этикетке. Сделаны выводы по необходимости

постоянного мониторинга молочной продукции для безопасности потребления

населением.

Ключевые слова: Тяжелые метлы, молочная продукция, токсичность,

продовольственная безопасность, предельно - допустимая концентрация.

ENVIRONMENTAL QUALITY ASSESSMENT OF

DAIRY PRODUCTS ON THE MARKETS OF YAKUTSK-CITY

Gavrilieva N.К., Aleksandrov N.P., Chugunov А.V.

Yakutsk state agricultural academy, Yakutsk, Russia

The article presents the results of the analyses of heavy metals in imported dairy drinks

and milk of the Republic of Sakha (Yakutia).The results of the research showed some samples

of imported milk drinks in terms of protein and nonfat milk solids content are inferior to local

drinks that are delivered to the markets and shops of Yakutsk from suburban farms and

districts of Yakutia. Moreover, the imported dairy drinks do not meet the requirements of the

state standard according to many constituent elements. Many samples of milk drinks were

tested by us do not correspond to the data indicated on the label. Conclusions are made on the

need for constant monitoring of the dairy products for the safety of the population

consumption.

Keywords: heavy metals, dairy products, toxicity, food safety, maximum permissible

concentration.

По данным Государственной статистики Республики Саха (Якутия)

ежегодно из общего потребленного количества молочной продукции доля

завозного (включая импорт) из-за предела республики составляет 31 – 34 %.

Цель – экологическая оценка молочной продукции на рынках города

Якутска Республики Саха (Якутия).

Объект и методы исследования. Объектом исследования является

натуральное молоко частных хозяйств республики и готовая завозная

молочная продукция.

Содержание сухого вещества, жира, белка, лактозы, золы, определяли с


46


использованием инфракрасного анализатора ―NIR scanner 4250‖ в

лаборатории ГНУ ЯНИИСХ РАСХН, ультразвукового анализатора качества

молока ―Клевер 1 - М‖ в молокоприемных пунктах улусов, прибора МР САП

007.00.00.000РЭ в Республиканской испытательной лаборатории центра № 1

гигиены и эпидемиологии. Кальция и магния – комплексом метрическим,

железа – фотоколориметрическими методам. Мышьяк, бор, кадмий, кобальт,

хром, медь, мышьяк, йод, литий, марганец, никель, свинец, селен, олово,

ванадий - методом масс-спектрометрии с индуктивно-связной плазмой (МС-

ИСП) аппаратурой – квадрупольным масс спектрометром Elan 9000;

алюминий, кальций, железо, калий, магний, натрий, фосфор, кремний, цинк -

методом атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС-ИСП) аппаратурой –

Optima 2000 DV (Perkin Elmer, США) в лаборатории Центра биотической

медицины доктора Скального (г. Москва).

Экспериментальная часть. По питательным качествам некоторые

исследованные пробы молочных напитков, приготовленные из сухого

цельного молока в центральных городах России, уступают местной

молочной продукции из натурального молока. Это четко обозначается в

напитках жирностью 2.5 % и 3.2 %.

Проведены исследования соответствия состава молочных напитков,

выработанных из сухого цельного молока в центральных городах России и

РС (Я).

Исследования выполнены нами анализаторами МР САП

0007.00.00.000РЭ и ультразвуковым анализатором качества молока ―Клевер

1- М‖. Результаты исследования показали, что некоторые пробы завозных

молочных напитков по содержанию белка (на 0.4 %) и СОМО уступают

местным напиткам, которые поступают на рынки и магазины г. Якутска из

пригородных хозяйств и районов Якутии.

Также завозные молочные напитки по многим составным элементам

(жиру, белку) не отвечают требованиям государственного стандарта. Многие

пробы молочных напитков, проверенные нами, не соответствуют данным,

указанным на этикетке. Соответствуют только молочные напитки с

жирностью 2.5 % ―Бабушкина крынка‖ (Белоруссия). А остальные

изученные напитки, поступающие на продажу из разных областей России,

СНГ, не соответствуют стандарту.

Следовательно, городскому покупателю продаются завозные молочные

напитки по химическому составу относительно низкой питательности, чем

местная продукция.

По макроэлементному составу (кальций, калий, магний, натрий,

фосфор) наиболее богатыми оказались молочные напитки с массовой долей

жира 2.5 %, 3.2 %, 4 % производства ОАО ―Якутский городской молочный

завод‖ ―Молочный дождик‖ (г. Якутск), чем завозные напитки ―Гатчинское

дворцовое‖ (г. Санкт-Петербург), ―День‖ и ―Милко‖ (г. Красноярск) и

Parmalat (г. Белгород) (рисунок).

Из завозной молочной продукции с более низким содержанием


47


макроэлементов оказался молочный напиток с массовой долей жира 2.5 %

―Гатчинское дворцовое‖ (г. Санкт- Петербург). Разница по содержанию

кальция между молочными напитками производства ―Молочный дождик‖ и

―Гатчинское дворцовое‖ составляет 34.5 % (Р < 0.001), калия – 36.28 %

(Р < 0.01), фосфора – 35.54 % (Р < 0.05), магния – 30.66 % (Р < 0.001), натрия

– 50.08 % (Р < 0.001).

Рисунок – Макроэлементный состав местного и завозного

молочных напитков (мкг/г)

Что касается микроэлементного состава молочных напитков (табл. 1), то

местная продукция ОАО ―Якутский городской молочный завод‖ также

отличается лучшим качеством. Относительно малое содержание

микроэлементов оказалось в молочном напитке (2.5 %) ―Гатчинское

дворцовое‖ (г. Санкт- Петербург.)

Из тяжелых металлов изучена концентрация содержания в местных и

завозных напитках кадмия, мышьяка, ртути, свинца, стронция, меди, цинка

(табл. 2).

0

500

1000

1500

2000

2500

Сa K Mg Na P

12

16

20

20

12

4,3

64

9,7

92

0,6

79

5,5

12

87

86

,19

32

4,3

59

3,4

11

52

19

40

10

6,9

48

3,2

82

3,6

10

87

15

60

94

41

4

85

2

83

6

17

19

74

,7

36

4

70

1

Молочный дождик 2,5% Гатчиснкое дворцовое 2,5% День 2,5% Милка 3,2% йодированное Parmalat 3/5%


48


Таблица 1 – Микроэлементный состав местных и завозных молочных напитков,

мкг/г

Элемент Местная

продукция Завозная продукция

Молочный дождик 2.5 %

Гатчинское дворцовое 2.5 %

День 2.5 %

Милко 3.2 % Parmalat

3.5 %

А1 0.16+0.0017 0.13±0.0012 0.15

±0.0013 <0.09 <0.09

В 0.33±0.0023 0.13±0.0046 0.19

±0.0056 0.29

±0.0027 0.46

±0.0025

Со 0.00253

+0.00015 0.00169 ±0.00034

0.00220 ±0.0003

0.00189 ±0.0005

0.00244 ±0.00028

Сг 0.0227

±0.000017 0.0226

±0.000018 0.0187 ±0.00007

0.00365 ±0.000021

0.00333± 0.000026

Fe 0.64±0.023 0.24+0.015 0.48±0.013 0.55±0.015 0.95±0.045

I 0.04±0.00032 0.05±0.00012 0.03±0.00021 0.05±0.00021 <0.03

Li 0.0427±0.00023 0.0050±0.00021 0.0176

±0.00043 0.0196 ±0.00043

0.0219 ±0.00012

Mn 0.04571 ±0.00011

0.01143 ±0.00027

0.03885 ±0.00021

0.02687 ±0.00031

0.01904 ±0.00012

Ni 0.05097 ±0.00017

0.03715 ±0.00016

0.05442 ±0.00013

0.03519 ±0.00024

0.03674 ±0.00012

Se 0.0422 ±0.00043

0.0235 ±0.00032

0.0521 ±0.00012

0.0829 ±0.00017

0.0415 ±0.00011

Si 3.93±0.014 0.70±0.016 2.65±0.012 1.51±0.023 1.30±0.056

Sn 0.00484 ±0.000022

0.00652 ±0.000032

0.00250 ±0.000017

0.00470 ±0.000078

0.00170 ±0.000023

V 0.0032

±0.000045 0.0029

±0.000023 0.0020

±0.000067 0.0050

±0.000056 0.0047

±0.000023

Таблица 2 – Содержание тяжелых металлов

в молочных напитках завозного производства, мг/кг

Элемент Молочный

дождик 2.5%

Гатчинское

ворцовое 2.5 % День 2.5%

Милко 3.2%

йодированное

Parmalat

3.5%

Cd <0.00021 <0.00020 <0.00019 <0.00012 0.00014

As <0.0042 <0.0042 <0.0042 <0.0042 <0.0042

Hg 0.00065

±0.00002 <0.00054

0.00056

±0.00002

0.0108

±0.00003

0.0104

±0.00003

Pb 0.11 ±0.003 0.12±0.002 0.13±0.002 0.00026

±0.00001 <0.00009

Си 0.0255

±0.0003

0.0265

±0.0006

0.03320

±0.0005

0.03590

±0.0001

0.02300

±0.0006

Zn 3.84±0.12 2.77±0.05 3.92±0.09 3.31±0.08 2.65±0.063

Результаты и их обсуждение. 1. Завозные молочные напитки уступают


49


местной продукции по содержанию жира, белка и СОМО.

2. На грани максимально допустимого предела тяжелых металлов

(ртути, свинца) (факт – 0.0104 – 0.0108, ПДК – 0.01 мг/кг; факт – 0.11 – 0.13,

ПДК – 0.1 мг/кг) находятся некоторые завозные молочные напитки, что

требует постоянного мониторинга их состава.

3. Результаты исследования качества молочной продукции показали,

что экологически чистая молочная продукция производится в хозяйствах

республики.


1. Сельское хозяйство Республики Саха (Якутия): стат. сб. № 261 (268) по

Республике Саха (Якутия). – Якутск, 2009. – 151 с.

2. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики.

References

1. Sel'skoe hozjajstvo Respubliki Saha (Jakutija): stat. sb. № 261 (268) po Respublike

Saha (Jakutija) [Agriculture of the Republic of Sakha (Yakutia)]. Republic of Sakha (Yakutia),

Yakutsk, 2009, no. 261, 151p.

2. Territorial'nyj organ Federal'noj sluzhby gosudarstvennoj statistiki [Territorial body of

the Federal state statistics service].

Сведения об авторax:

Александров Николай Петрович – кандидат технических наук, доцент кафедры,

факультета. Якутская сельскохозяйственная академия (677007, Россия, Республика Саха

(Якутия), г. Якутск, ул. Покровский тракт, 5 км, строение 3, тел. 89644233822,

89245670630, e-mail: [email protected], [email protected]).

Гаврильева Надежда Константиновна – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Якутская сельскохозяйственная академия (677007, Россия, Республика Саха (Якутия), г.

Якутск, ул. Покровский тракт, 5 км, строение 3, тел. 89644233822, 89245670630, e-mail:

[email protected], [email protected]).

Чугунов Афанасий Васильевич – доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры общей зоотехнии агротехнологического факультета. Якутская государственная

сельскохозяйственная академия (677007, Россия, Республика Саха (Якутия), г. Якутск,

шоссе Сергеляхское, 3 км, д. 3, тел. 8-(4112)-35-81-62, e-mail: [email protected]).


Aleksandrov Nikolay P. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Professor of Department

Technological Systems of Agroindustrial Complex of Engineering Faculty. Yakutsk State

Agricultural Academy (Bld. 3, 5 km, Pokrovsky tract, Yakutsk, Republic of Sakha (Yakutia),

Russia, 677007, tel. 89644233822, 89245670630, e-mail: [email protected],

[email protected]).

Gavrilieva Nadezhda K. – Candidate of Agricultural Sciences, Ass. Professor of Department

Technological Systems of Agroindustrial Complex of Engineering Faculty. Yakutsk State

Agricultural Academy (Bld. 3, 5 km, Pokrovsky tract, Yakutsk, Republic of Sakha (Yakutia),

Russia, 677007, tel. 89644233822, 89245670630, e-mail: [email protected],

[email protected]).

Chugunov Afanasiy V. – Doctor of Agricultural Sciences, Professor of Department General

zoothecnics of Agrotechnological Faculty. Yakutsk State Agricultural Academy (Bld. 3, 3,

Sergelyakhskoye highway, Yakutsk, Republic of Sakha (Yakutia), Russia, 677007, tel.

89644233822, 89245670630, e-mail: 8 (4112) 35-81-62, e-mail: [email protected]).


50


УДК 338.439.4:637.12

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА

Ю.А. Козуб


В статье представлен материал исследований по влиянию углеводно-витаминно-

минеральных добавок на эффективности производства молока, состояние здоровья коров

и воспроизводительные функции коров черно-пестрой породы. Установлено

положительное влияние использования углеводно-витаминно-минеральных добавок

дойными коровами. Среднесуточный удой молока натуральной жирности составил в

среднем 29.3 кг у коров контрольной группы и соответственно 31.3 и33.0 кг – в опытных

за период исследований. Скармливание добавок молочным коровам способствует

нормализации обмена веществ, что подтверждается биохимическими исследованиями, а

также позволяет оптимизировать воспроизводительные способности, сократив сервис-

период с 134.2 до 118.8 и 119.3 дней.

Ключевые слова: углеводно-витаминно-минеральная добавка, черно-пестрая порода,

молоко, обмен веществ.

IMPROVEMENT OF EFFECTIVENESS OF MILK PRODUCTION

Kozub Yu.A.


The paper presents the research material on the effect of carbohydrate-vitamin-mineral

supplements on the efficiency of milk production, the health status of cows and the reproductive

functions of cows of black and motley breed. A positive effect of the use of carbohydrate-

vitamin-mineral supplements with milk cows was established. The average daily milk yield of

natural fat content averaged 29.3 kg in the control group cows and, respectively, 31.3 and 33.0

kg - in the experimental period. Feeding of dairy cows' additives promotes normalization of

metabolism, which is confirmed by biochemical studies, and also allows to optimize

reproductive abilities, reducing the service period from 134.2 to 118.8 and 119.3 days.

Keywords: carbohydrate-vitamin-mineral supplement, black-motley breed, milk,

metabolism.

Успешное развитие молочной отрасли России в значительной степени

зависит от сохранения поголовья коров и повышения уровня их

продуктивности. Для этого, кроме выведения новых пород и

совершенствования существующих, необходимо использовать

потенциальные возможности животных путем совершенствования системы

питания коров. Поэтому одним из основных условий достижения

намеченных целей является создание максимально благоприятных условий

их кормления на основе использования высокоэффективных приемов

балансирования рационов.

Обеспечение животных полноценным питанием в условиях Сибири

сложная задача, агроклиматические условия и финансовое состояние

сельскохозяйственных предприятий не позволяют заготавливать корма

высокого качества, в результате сокращается ассортимент и количество


51


заготовляемых кормовых средств. В условиях региона лимитирующими

элементами питания являются протеин, сахар, ряд макро- и микроэлементов,

витаминов. В комплексе полноценного кормления молочного скота сахар

занимает важное место, так как его дефицит является одной из основных

причин снижения активности микрофлоры рубца, потребления и

использования кормов из вегетативной массы, нарушения обмена веществ,

что в конечном итоге предопределяет снижение продуктивности коров и их

репродуктивных свойств [1].

Научные исследования и практика кормления молочного скота

свидетельствуют, что наиболее рационально балансировать рационы по

нормируемым показателям питания за счет использования комплексных

кормовых добавок, в состав, которых входят компоненты, способствующие

не только увеличению продуктивности коров, но и улучшению качества

продукции, повышению общего иммунитета организма и экономному

расходованию кормов [3]. Поэтому проблема совершенствования

технологии производства молока с использованием углеводно-витаминно-

минеральных добавок, является весьма актуальной.

В связи с этим возникает необходимость изучения, апробации

комплексных добавок, чтобы в хозяйствах была возможность их применять с

целью оптимизации рационов лактирующих коров в конкретных условиях с

учетом генотипа животных.

Цель исследования – изучение эффективности производства молока с

применением углеводно-витаминно-минеральных добавок в питании коров

черно-пестрой породы в условиях Иркутской области.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение

следующих задач:

- установить влияние добавки на продуктивность коров,

- выявить влияние изучаемой добавки на воспроизводительные функции

и состояние здоровья коров.

Материал и методики. Для научно-хозяйственного опыта подобрано

три группы животных по принципу пар – аналогов с учетом общепринятых

методических рекомендаций [5]. Животные подобраны в группы с учетом

возраста, живой массы, продуктивности за 305 дней предыдущей лактации,

суточного удоя на начало эксперимента, массовой доли жира и белка в

молоке, физиологического состояния.

Согласно схеме опыта животные контрольной группы находились на

хозяйственном (основном) рационе. Коровам опытной 1 группы

дополнительно вводили кормовую добавку П-60-1, а опытной 2 – Минвит

Лиза.

Рацион животным назначался с учетом требований детализированных

норм кормления [4]. Поедаемость кормов учитывалась в течение двух

смежных суток ежедекадно путем взвешивания заданных и оставшихся

кормов [2].

В научно-хозяйственном опыте изучались вопросы влияния фактора


52


кормления на уровень и качество получаемой продукции от подопытных

животных. Суточные удои контролировались ежемесячно по результатам

контрольных доек во время предварительного и учетного периодов.

Исследованиями установлено, что скармливание углеводного концентрата

оказало положительное влияние на молочную продуктивность, оценка

которой проводилась по количеству молока и выходу молочного жира и

белка, данные представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Молочная продуктивность коров

Показатель Группа

контрольная опытная 1 опытная 2

Среднесуточный удой

молока натуральной

жирности, кг

29.3±0.43 31.3±0.50** 33.0±0.56***

Массовая доля в молоке

- жира, % 3.72±0.04 3.70±0.034 3.71±0.019

- белка, % 3.19±0.017 3.23±0.02 3.22±0.02

Среднесуточный удой

молока базисной

жирности (3.4%), кг

32.9±0.64 35.1±0.71* 37.0±0.57***

Суточный удой молока

4% жирности, кг

28.0±0.57 29.8±0.60* 31.4±0.48***

Суточная продукция

- молочного жира, г 1109.3±13.7 1103.2±15.2** 1247.3±16.06***

- молочного белка, г 965.0±14.5 1035.6±12.8*** 1085.6±18.2***

* - Р>0.95; ** - Р>0.99; *** - Р>0.999

Суточные удои коров в опытных группах превышали аналогичные

показатели по контрольным животным на 7.2 и 12.6 % (31.3 и 33.0 кг против

29.3 кг). Значительной разницы по массовой доле жира между показателями

групп не прослеживается. В пересчете на базисную и 4 % жирность

продуктивность коров опытных групп также была достоверно выше. Однако

вследствие проявления коровами опытных групп более высокой

продуктивности, выделяемая ими суточная продукция молочного жира и

молочного белка достоверно превосходит аналогичные данные животных

контрольной группы, находящихся на хозяйственном рационе.

В опыте с целью выявления влияния добавок на воспроизводительные

функции коров учитывали продолжительность сервис-периода и количество

осеменений.

Вопрос плодовитости был и остается всегда актуальным и оптимальный

уровень воспроизводства может быть обеспечен только при полноценном

кормлении, было изучено влияние скармливания добавок на репродуктивные

свойства коров. В опыте мы учитывали продолжительность сервис-периода

и количество осеменений.

В среднем по контрольной группе период от отела до плодотворного

осеменения составил 134.2 дня, по опытной 1 и опытной 2 эти показатели


53


соответственно на уровне 118.8 и 119.3 дня, то есть включение добавки П-

60-1 и Минвит Лиза предопределило снижение сервис-периода. По индексу

осеменения разницы в разрезе групп не прослеживается.

Контроль за состоянием здоровья подопытных животных

осуществлялся по клиническим (частота дыхания, пульс, температура тела,

сокращение рубца) и биохимическим показателям крови.

Здоровье коров контролировали по внешнему виду, упитанности,

клиническим и биохимическим показателям. Температура тела, количество

дыхательных движений, частота пульса, сокращение рубца за 5 минут

находились в пределах физиологических норм во всех трех группах.

Состояние обмена веществ по показателям биохимических

исследований крови (табл. 2).

Таблица 2 – Результаты биохимических исследований крови коров

Показатель Группа

контрольная опытная 1 опытная 2

Глюкоза, мг% 38.0±1.40 40.7±0.92 41.8±1.55

Общий белок, г% 8.8±0.20 8.6±0.15 8.4±0.11

Пировиноградная кислота,

мг%

0.61±0.02 0.63±0.01 0.62±0.02

Резервная щелочность, об%

СО2

50.8±0.73 52.1±1.57 50.3±1.19

Холестерин, мг% 154.3±4.69 139.4±6.59 124.7±4.39***

Кетоновые тела, мг% 4.7±0.17 4.6±0.21 5.0±0.14

Аминный азот, мг% 5.2±0.15 5.0±0.11 4.9±0.11

Мочевина, мг% 30.7±2.20 31.4±2.34 28.5±1.20

Кальций, мг% 10.7±0.22 10.7±0.19 11.1±0.21

Фосфор, мг% 6.10±0.16 5.62±0.16 6.40±0.18

Каротин, мг% 0.84±0.02 0.84±0.02 0.82±0.02

* - Р > 0.95; *** - Р > 0.999

Выводы. 1. Метаболические изменения у коров во время исследований

были в пределах норм, напряженности обмена веществ не выявлено.

2. Имеются положительные данные в пользу коров опытных групп

(особенно опытной 2) – улучшения такого показателя, как холестерин, что

свидетельствует о положительном влиянии добавки ―Минвит Лиза‖ на

здоровье животных.


1. Азаубаева Г. Естественная резистентность коров при изменении периода

лактации и энергетического питания / Г. Азаубаева // Главный зоотехник. – 2011. - № 1. –

С. 24 – 28.

2. Буряков Н.П. Кормление стельных сухостойных и дойных коров / Н.П. Буряков //

Молочная промышленность. – 2008. - № 4. – С. 37 – 39.

3. Головин А.В. Использование препаратов биологически активных веществ нового

поколения в кормлении высокопродуктивных коров и быков на откорме / А.В. Головин:

Автореф. дис. на соиск. уч. степени д. с. х. н. – Боровск, 2007. – 34 с.


54


4. Калашников А.П. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных

животных: Справочное пособие / А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И.

Клейменов – М: Колос, 2003. – 445с.

5. Козуб Ю.А. Сравнительная характеристика продуктивных качеств черно-пестрых

и голштинских коров в условиях Иркутской области: Монография / Ю.А. Козуб, Л.Н.

Карелина - Иркутск: ИрГСХА, 2010. – 98 с.

6. Лифанова С.П. Антиоксидантные и сорбирующие добавки в системе

оптимизации питания коров, повышения их продуктивности и улучшения

технологических свойств молока / С.П. Лифанова: Автореф. на соиск. уч. степени д.с.х.н.

– Ульяновск, 2012. – 46 с.

7. Овсянников А.И. Основы опытного дела в животноводстве / А.И. Овсянников– М.:

Колос, 1976. -304 с.

References

1. Azubaeva G. Estestvennia rezictentnocti korov pri izmenenii perioda laktasii I

inergetiheckogo pitania [Natural resistance of cows when changing the lactation period and

energy supply] Glavnei zootehnik, 2011, no.1, pp. 24 - 28

2. Burakov N.P. Kormlenie ctelineh I doineh copov [Feeding of stale dead and dairy

cows]. Molohnia promehlennocti, 2008, no.4, pp. 37 - 39

3. Golovin A.B. Ispolzovanie preparatov biologihceski aktivnh vehectv novogo pokolenia

b kopmlenii korov I bekov ha otkopme [Use of preparations of biologically active substances of

new generation in feeding of highly productive cows and bulls on fattening]. Doc.Dis. Thesis,

Borovck, 2007, 34 p.

4. Kalashnikov A.P. et all. Normu I rasionu kormlenia selskohoziastvennuh jivotnuh

[Norms and rations for feeding farm animals]. Moscow, 2003, 455p.

5. Kozub J.A.,Karelina L.N., Sravnitelna harakterisnika produktivnuh kachestv cherno-

pestruh golshtinskih korov v ysloviah Irkutskoi oblasti.[ Comparative characteristics of the

productive qualities of black and motley and Holstein cows in the Irkutsk region]. Irkutsk, 2010,

98 p.

6. Lifanova C.P. Antiakcidantnee I sorbiruqhie dobavki v sisteme optimizasii pitania

korpv, povehenia ih produktivnocti I uluhcenei texnologiheskix cvoistv moloka [Antioxidant and

sorbing additives in the system for optimizing the nutrition of cows, increasing their

productivity and improving the technological properties of milk]. Doc. Dis. Thesis, Ulyanovsk,

2012, 46 p.

7. Ovsianikov А.I. Osnovu oputnogo dela v jivotnovodstve [The basics of an experienced

case in animal husbandry]. Moscow, 1976, 304p.


Козуб Юлия Анатольевна – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры

технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции и ветеринарно-

санитарной экспертизы факультета биотехнологии и ветеринарной медицины. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. (3952)290972, e-mail:

[email protected]).


Kozub Yulia A. – Candidate of Agricultural Sciences, Ass. Prof. of Department Technology of

Production and Processing of Agricultural Products and Veterinary and Sanitary Expertise of

Biotechnology and Veterinary Medicine Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after

A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. (3952)



55



УДК: 631.563

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

СОСНЫ В ЭМП СВЧ

М.В. Горелов, Т.Н. Бастрон

Красноярский государственный аграрный университет, г. Красноярск, Россия

Разработанная в Красноярском ГАУ экспериментальная технологическая линия с

СВЧ-модулем, подверглась лабораторным испытаниям по воздействию

электромагнитного поля сверхвысокой частоты на нагрев и всхожесть семян хвойных

пород деревьев. Исследованию подверглись семена сосны. Для постановки опытов было

применено активное планирование, был выбран двухфакторный план Коно-2

включающий 9 опытов. По результатам лабораторного эксперимента в статье

представлены полученные данные и контрольные испытания по воздействию ЭМП СВЧ

на всхожесть семян сосны, рассмотрены технологические режимы и параметры установки

(время и мощность нагрева). Было выявлено, что режим с уровнем мощности 200 Вт/см3 и

максимальным временем 60 с оказывал на семена максимально стимулирующий эффект.

Ключевые слова: Лесовосстановление, ЭМП СВЧ, хвойные леса, СВЧ-

технологическая линия, сушка, нагрев, активное планирование.

RESEARCH PROCESSING MODES PINE SEEDS IN THE MICROWAVE FIELD

Gorelov M.V., Bastron T.N.

Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, Russia

Developed in the Krasnoyarsk State Agrarian University experimental technological line

with a microwave module has undergone laboratory tests on the effects of electromagnetic field

of ultrahigh frequency heating and germination of seeds of coniferous trees. Research undergone

pine seeds. For the design of experiments was used actively planning, two-factor plan Kono-2

including 9 trials was chosen. According to the results of a laboratory experiment in the article

are presented the data and control tests on the effects in electromagnetic field of ultrahigh

frequency germination of pine seeds are considered technological modes and setup parameters

(time and heating power). It was found that the power level mode with a 200 Watt/сс and a

maximum time of 60 seconds on the seeds provided maximum stimulating effect.

Keywords: Reforestation, microwave field, coniferous forests, the microwave production

line, drying, heating, active planning.

Лесной фонд Российской Федерации постоянно изменяется вследствие

естественных и антропогенных факторов. Это привело к освобождению

огромных территорий, на которых необходимо проводить

лесовосстановление. В Красноярском крае восстановление лесов происходит

как естественным, так и искусственным путем. Выращивания саженцев

лесных культур в лесопитомниках осуществляется семенами. Всхожесть

семян сосны при стандартной посадке составляет 72 – 76 %. Одним из

условий получения здоровых сеянцев является проведение предпосевной

обработки семян, с помощью которой возможно защитить семена от

болезней и стимулировать их эффективное прорастание.


56


В разных странах основными методами воздействия на семена является

химическое протравливание или физическое воздействие.

Одним из перспективных методов предпосевной обработки семян

является обработка в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (ЭМП

СВЧ). Такой метод основан на тепловом и электрофизическом воздействие и

позволяет снизить энергозатраты и материалоемкость технологических

линий при повышении всхожести семян [1,2, 3]. На основании этого можно

сказать, что совершенствование агротехники и снижение себестоимости

выращивания посадочного материала остается актуальной задачей, и для

решения ее необходимо внедрять в питомническое производство

современные научные технологии.

Цель исследований: Установить возможность и целесообразность

использования ЭМП СВЧ для повышения всхожести при подготовке к

посеву семян деревьев хвойных пород.

Задача: определить область исследования и режимы воздействия ЭМП

СВЧ для повышения посевных качеств семян сосны.

В качестве объекта исследования выбраны семена сосны. Предметом

исследования являлись режимы работы СВЧ установки.

Основными методами исследования являлись: активное планирование

эксперимента для выявления уравнений регрессии всхожести семян;

физическое и математическое моделирование для определения зависимости

влияния факторов, статистические методы обработки и оценки результатов

экспериментов (дисперсионный и регрессионный анализы); численный

метод.

Модельные исследования с целью получения уравнений регрессии

проводились на экспериментальной лабораторной установке с СВЧ-

модулями представленной на рисунке 1 [6, 8].

Рисунок 1 – Внешний вид экспериментальной установки с СВЧ-модулем для

проведения предпосевной обработки семян деревьев хвойных пород

Обсуждение результатов. Все множество факторов, определяющих

работу экспериментальной установки, можно разделить на:


57


контролируемые управляемые переменные, которые в процессе

исследования могут изменяться в соответствии с некоторым планом

(мощность воздействия экспериментальной установки, время обработки);

контролируемые неуправляемые переменные (температура и

влажность семян начальная и после обработки семян);

неконтролируемые возмущения, вносящие свою корректировку в

работу исследуемого объекта.

В качестве исследуемых параметров для модели были выбраны

удельная мощность установки и время обработки семян электрофизическим

воздействием. Область исследования ограничивалась допустимыми

значениями влажности и температуры семян. Температура нагрева семян не

должна превышать 46 – 48 С [3]. В противном случае, процесс нагрева

может привести к появлению поджаренных, запаренных семян, к

увеличению количества битых и дробленых семян. Начальная влажность

семян во всех опытах поддерживалась на уровне 20% 2% [4].

На основании литературных данных из множества факторов, влияющих

на процесс нагрева, для исследования были выбраны факторы и их диапазон

изменения, представленные в таблице 1.

Таблица 1 – Величины и диапазон изменения управляемых факторов

Управляемые факторы

Кодированное

значение

управляемых

факторов

Нижний

уровень

Основной

уровень

Верхний

уровень

Интервал

варьирования

-1 0 1 i

Удельная мощность

установки, Вт/ см3

X1 80 140 200 60

Время обработки, с X2 60 120 180 60

Размерные управляемые независимые факторы были преобразованы в

безразмерные, нормированные Xi (i = 1, 2, ..., m) (табл.1): )()(

iii XXX , (1)

,2

)()(

0

iii

XXX (2)

ii iX X

( ) ( )

2, (3)

где )0(

iX — основной уровень факторов; )(

iX — нижний уровень

факторов; )(

iX — верхний уровень факторов; i — шаг варьирования.

Перевод факторов в безразмерные единицы дало возможность

построить ортогональную матрицу планирования и значительно облегчает

дальнейшие расчеты, так как в этом случае верхние и нижние уровни

варьирования в относительных единицах равны соответственно +1 и -1

независимо от физической природы факторов, значений основных уровней и

интервалов варьирования [5].


58


Для постановки опытов было применено активное планирование и

выбран полный факторный эксперимент. В случае двух независимых

переменных хорошими свойствами обладает двухфакторный план Коно-2,

включающий 9 опытов (N=9) [5,7]. В планах второго порядка каждая из

независимых переменных должна принимать несколько, но не менее трех

значений. Матрица плана представлена в табл. 2.

Для проведения лабораторных испытаний разработана блок-схема

технологического процесса (рис. 2).

Рисунок 2 – Блок-схема проведения эксперимента

Предварительно семена увлажнялись в течение 30 минут до влажности

20% в растворе микроэлементов. Состав раствора: сернокислый кобальт

(0.05 %), марганцовокислый калий (0.002 %) сернокислый цинк (0.02 %),

сернокислая медь (0.03 %). Затем партии по 100 штук семян обрабатывали в

камере СВЧ-модуля по схеме плана активного планирования.

В каждом опыте измеряли температуру и влажность обработанных

семян термогигрометром CENTER 310 с хромель-копелевой термопарой и

влагомером ―Фауна-М‖. Каждая партия обработанных семян исследовалась

на физические повреждения.

Результаты эксперимента с трехкратной повторностью приведены в

таблице 2.

Дисперсионный анализ подтвердил однородность выборочных

дисперсий. Для определения количественной зависимости температуры

нагрева семян сосны 1у и их всхожести 2у от выбранных факторов Х1 и Х2

проведен корреляционно-регрессионный анализ и получены адекватные (с

ошибкой опыта 5%) уравнения регрессии (1 и 2):

21

2

1211 67.095.071.229.33.36 ххххху (1)

21

2

2

2

1212 1.62.21.50.30.25.84 хххххху (2)

С помощью электронных таблиц Exсel построены поверхности отклика

уравнений 1 и 2 и показаны на рис. 3 и 4


59


Таблица 2 – Температура нагрева семян сосны (оС) и их всхожесть (%) после

обработки в ЭМП СВЧ

№

опыта X1 X2

Температура нагрева семян Лабораторная всхожесть семян

Y11 Y12 Y13 Yu1 ср Y21 Y22 Y23 Yu2 ср

1 1 1 42.7 43.3 43 43.00 85 82 77 81.3

2 -1 1 33.4 35.3 34.2 34.30 98 97 97 97.3

3 1 -1 34.5 36.8 35.2 35.50 87 92 88 89.0

4 -1 -1 28.9 30.1 29.4 29.47 79 78 85 80.6

5 1 0 38.4 37.7 38.1 38.07 89 90 85 88.0

6 -1 0 32.9 34.4 31.8 33.03 96 91 90 92.3

7 0 1 38.7 39.1 38.4 38.73 86 89 88 87.6

8 0 -1 35.1 34.5 34.8 34.80 78 76 80 78.0

9 0 0 35.5 36 36.5 36.00 84 85 81 83.3

Конт-

роль - - 25 78

Рисунок 3 – Зависимость температуры нагрева от удельной мощности

и времени нагрева семян в ЭМП СВЧ

На рисунке 4 видно, что максимальная всхожесть семян сосны 97 %

соответствует минимальному времени обработки 60 с и максимальной

удельной мощности 200 Вт/см3. При этом режиме семена были нагреты до

34 оС.

Режим с максимальными значениями удельной мощности и временем

обработки (Руд = 200 Вт/см3; t = 180 c) нагрел семена до температуры 42

оС,

при этом всхожесть семян составила 81%, что на 3% выше контроля.

Выводы. 1. На основании проведенного эксперимента получены

уравнения зависимости температуры и всхожести семян сосны от удельной

мощности лабораторной установки и их времени обработки.

По полученным моделям был определен эффективный режим обработки

Руд = 200 Вт/см3; t = 60 c, позволивший повысить лабораторную всхожесть

семян сосны до 97%.


60


Рисунок 4 – Зависимость всхожести семян сосны от удельной мощности

и времени обработки в ЭМП СВЧ контроль точка

Степень внедрения: заключен договор о научно-творческом сотрудничестве с

ООО НПО “Сибирская звезда” на сушку шишек с доработкой СВЧ-установки при

дополнительной установке тепловентилятора и вытяжного устройства и

возможностью обработки семян хвойных пород деревьев. Результаты исследований

внедряются в учебно-исследовательский процесс магистров ФГБОУ ВО Красноярский

ГАУ. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда

фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского

краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности”


1. Горелов М.В. Ресурсосберегающие технологии предпосевной обработки семян

хвойных пород деревьев энергией электромагнитного поля СВЧ и КВЧ / М.В. Горелов,

С.Н. Шахматов // Инновационные тенденции Российской науки: Матер. Междунар.

науч.-практ. конф. молодых ученых //Красноярск: Красноярский ГАУ, 2013. – С. 77.

2. Горелов М.В. Требования к разрабатываемым установкам по предпосевной

обработке семян и сушки шишек энергией ЭМП СВЧ / М.В. Горелов // Инновационные

тенденции Российской науки: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых //

Красноярск: Красноярский ГАУ, 2015 – С 127 – 129.

3. Иванов В.В. Энергосберегающий метод подготовки семян хвойных пород

деревьев к посеву / В.В. Иванов, С.Н. Шахматов, А.Н. Иванов, П.П. Лемясов // Машинно-

технологическое, энергетическое и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей

Сибири: Матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100 летию со дня рождения акад.

ВАСХНИЛ А.И. Селиванова (п. Краснообск, 9-11 июня 2008 г.) // Новосибирск: СО ГНУ

СибИМЭ , 2008. – С. 296 – 301.

4. Отчет о выполнении НИОКР по теме: "Разработка конструкторской

документации (эскизный проект) и изготовление экспериментальной установки СВЧ-

модуля в составе технологической линии для проведения предпосевной обработки семян

хвойных пород деревьев" // (контракт №12106р/22898 от 25.07.2013. Старт 2013г. –

Регистрационный № 01201375887, г. Красноярск, КРИТБИ).

5. Пат. 2498551 Устройство для предпосевной и послеуборочной обработки семян /

А.Н. Иванов, С.Н. Шахматов, П.П. Лемясов, Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок, А.А. Беляков

Контроль 78%


61


№ 2012111630: Российская Федерация МПК A01C1/00/; заявл. 04.04.2012; опубл.

20.10.2013. Бюл. No 32.

6. Пен Р.З. Планирование эксперимента в Statgraphics / Р.З. Пен // Красноярск:

СибГТУ, 2003. – С. 89 – 92.

7. Пен Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов

целлюлозно-бумажного производства: Учеб. пособие / Р.З. Пен — Красноярск: Изд-во

КГУ, 1982. – 192 с.

8. Шахматов С.Н. Разработка СВЧ-установки для предпосевной обработки семян и

сушки шишек хвойных пород деревьев / С.Н. Шахматов, М.В. Горелов, М.П. Баранова,

А.Н. Иванов // Матер. XIV междунар. науч.-практ. интернет конференции ―Энерго- и

ресурсо сбережение –XXI век‖ // Орел: ФГБОУ ВО ―ОГУ им. И.С. Тургенева‖, 2016. – С.

123.

References

1. Gorelov M.V., Shakhmatov S.N. Resursosberegajushhie tehnologii predposevnoj

obrabotki semjan hvojnyh porod derev'ev jenergiej jelektromagnitnogo polja SVCh i KVCh

[Resource-saving technologies Shakhmatov preplant treatment of seeds of coniferous trees

electromagnetic field energy SHF and EHF]. Krasnoyarsk, 2013, p. 77.

2. Gorelov M.V. Trebovanija k razrabatyvaemym ustanovkam po predposevnoj obrabotke

semjan i sushki shishek jenergiej JeMP SVCh [Requirements developed installations for the pre-

treatment of seeds and buds drying microwave energy EMF]. Krasnoyarsk, 2015, pp127 – 129.

3. Ivanov V.V. et all. Jenergosberegajushhij metod podgotovki semjan hvojnyh porod

derev'ev k posevu [Energy-saving method of preparation of coniferous seeds for sowing].

Novosibirsk, 2008, pp. 296 – 301.

4 Otchet o vypolnenii NIOKR po teme: "Razrabotka konstruktorskoj dokumentacii

(jeskiznyj proekt) i izgotovlenie jeksperimental'noj ustanovki SVCh-modulja v sostave

tehnologicheskoj linii dlja provedenija predposevnoj obrabotki semjan hvojnyh porod derev'ev"

[Report on the implementation of research on the topic: "Development of design documentation

(graphic design) and manufacture of microwave module of the experimental setup as part of the

process line for pre-processing of coniferous tree species seeds"] // (contract №12106r / 22898

from 25.07.2013. Start 2013. – registration number 01201375887, Krasnoyarsk, KRITBI).

5. Pat. 2498551 Ivanov A.N. et all. 2012111630 Ustrojstvo dlja predposevnoj i

posleuborochnoj obrabotki semjan [Ustroystvo number for pre-processing and post-harvest

seed: US Russian Federation IPC A01C1] / 00 / /; appl. 04.04.2012; publ. 20/10/2013. Bull. No

32.

6. Pan R.Z. Planirovanie jeksperimenta v Statgraphics [Experimental Design in

Statgraphics]. Krasnoyarsk, 2003, pp. 89 – 92.

7. Pan R.Z. Statisticheskie metody modelirovanija i optimizacii processov celljulozno-

bumazhnogo proizvodstva [Statistical methods of modeling and optimization of processes of

pulp and paper production]. Krasnoyarsk, 1982, 192 p.

8. Shakhmatov S.N. et all. Razrabotka SVCh-ustanovki dlja predposevnoj obrabotki

semjan i sushki shishek hvojnyh porod derev'ev [The development of microwave systems for

pre-treatment of seeds and dried cones of coniferous trees]. Orel, 2016, 123 p.


Бастрон Татьяна Николаевна – кандидат технических наук, доцент кафедры

системоэнергетики. Красноярский государственный аграрный университет (660049,

Россия, г. Красноярск, пр. Мира, 90, тел. (8391) 2450323, e-mail: [email protected]).

Горелов Михаил Владимирович – аспирант кафедры системоэнергетики. Красноярский

государственный аграрный университет (660049, Россия, г. Красноярск, пр. Мира, 90, тел.


http://www.freepatent.ru/MPK/A/A01/A01C/A01C1


62



Bastron Tatiana N. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of System

Energetics. Krasnoyarsk State Agrarian University (90, Mira avenue, Krasnoyarsk, Russia,

660049, tel. (8391) 2450323, e-mail: [email protected]).

Gorelov Mikhail V. – Ph.D student of Department of System Energetics. State Agrarian

University (90, Mira avenue, Krasnoyarsk, Russia, 660049, tel. 890290220311, e-mail: gm-

[email protected]).

УДК: 631.152

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ НА ПРЕДПРИЯТИИ

Н.А. Матвиенко, С.Л. Никитченко

Донской государственный аграрный университет, Азово-Черноморский инженерный

институт, г. Зерноград, Россия

На базе Азово-Черноморского инженерного института в 2013 году разработана

автоматизированная система управления постановкой машин на обслуживание,

представляющая собой компьютерную программу, работающую с базой данных о

потреблении топлива машинами предприятия. Программа позволяет автоматизировать

процесс оформления лимитно-заборных топливных карт или ведомостей по каждой

единице техники. Предложено, что целесообразнее иметь интерфейс с преобладанием графических символов и картинок. Для совершенствования данной компьютерной

программы следует изменить интерфейс главного рабочего окна и использовать для этого

клиповую (графическую) информацию Ключевые слова: автоматизированные системы, компьютерная программа,

интерфейс, клиповая информация.

PERFECTION OF THE ORGANIZATION OF TECHNICAL MAINTENANCE OF

AGRICULTURAL MACHINERY AT ENTERPRISE

N.А. Маtvienko, S.L. Nikitchenkо Don SAU, Azov-Black Sea Engineering Institute, Zernograd, Russia

The working condition of agricultural machinery at the stage of its operation is ensured by

the use of high-quality operational materials and the timely performance of all types of

maintenance and repair. Particular importance in production is managing of timely installation

of machines for periodic maintenance, when solving it is necessary to take into account the

recommendations of the manufacturer and the current provisions of the preventive maintenance

system of machines. The existing production experience of solving such problems is based on

incomplete control systems of the operating time of the machines and the control mechanisms of

their setting for regular periodic maintenance. As a result, the content of this article is the

improvement of the organization of technical maintenance of machines at agricultural

enterprises.

Кeywords: technical maintenance, agricultural machinery, service organization,

maintenance periodicity, information technology, automated systems.


63


Предприятия сельскохозяйственного направления имеют для нашей

страны огромное значение, являясь ключевыми участниками системы

производства продуктов питания и обеспечения продовольственной

безопасности населения. Комплексная механизация процессов

растениеводства и животноводства подразумевает массовое использование

сельскохозяйственной техники, работоспособность которой во многом

зависит от правильной организации, своевременного и качественного

проведения технического обслуживания машин. Очень часто техническое

обслуживание машин на сельскохозяйственных предприятиях проводят по

их фактическому состоянию и не учитывают рекомендации заводов-

изготовителей, а также требования действующей в стране планово-

предупредительной системы ТО. Это приводит к увеличению потока

отказов, снижению межремонтной наработки машин и увеличению затрат на

их ремонт. В итоге сокращаются объѐмы производства

сельскохозяйственной продукции, и возрастает еѐ себестоимость. В таблице

1 представлены обобщѐнные данные по количественной характеристике

ущерба от несоблюдения периодичности и регламента проведения ТО

сельскохозяйственной техники [1].

Несоблюдение периодичности ТО зачастую связано с низкой

организацией работ и отсутствием правильного управления постановкой

машин на обслуживание. Невозможность оперативного контроля за

проведением плановых ТО, особенно на предприятиях с большим парком

машин, является распространѐнной производственной проблемой. Отсюда

возникает необходимость совершенствования организации ТО и конкретно

методов постановки сельскохозяйственных тракторов, комбайнов и машин

на обслуживание, что является задачей данного исследования.

Таблица 1 – Величина ущерба от несвоевременного проведения

технического обслуживания сельскохозяйственной техники

Пропуск ТО

машин

Виды и величина ущерба от систематического (СН)

и несистематического (НН) нарушения правил

ТО-1 При НН ресурс уменьшается на 2 %, при СН – на 10 %

ТО-2

При НН ресурс уменьшается на 5 %, расход топлива увеличивается на

1 %; при СН ресурс уменьшается на 20 %, расход топлива увеличивается

на 3 %

ТО-3

При НН ресурс уменьшается на 10 %, расход топлива увеличивается на

3 %; при СН ресурс уменьшается на 30 %, расход топлива увеличивается

на 5 %

Объекты и методы, обсуждение результатов. Для

сельскохозяйственной техники должны проводиться регламентные

технические обслуживания, периодичность которых может измеряться в

следующих единицах наработки машин: моточасы (м-ч), абсолютный расход

топлива (кг), условные эталонные гектары выработки (у.э.га), тонны

обмолота (для комбайнов), гектары убранной площади (для комбайнов). В


64


специальной литературе для машин различных марок представлены

переводные коэффициенты, связывающие все указанные единицы наработки

[6].

Измерение периодичности проведения ТО в моточасах и по расходу

топлива является наиболее универсальным для всех типов машин, имеющих

двигатель внутреннего сгорания (кроме автомобилей). Счѐтчик моточасов

имеется у всех тракторов и комбайнов. У новых моделей машин этот счѐтчик

электронный и его показания выведены на приборную панель в кабине.

Старые модели машин, которые численно ещѐ составляют половину парка

на предприятиях Ростовской области, имеют чаще механический счѐтчик

моточасов, расположенный на топливном насосе двигателя. Механический

счѐтчик обладает низкой надѐжностью, что затрудняет применение единицы

измерения ―моточас‖. Таким образом, предлагается управлять постановкой

машин на ТО путѐм контроля наработки по топливу. Управляющая система

должна оперировать этой единицей наработки в обязательном порядке.

Дополнительно управляющая система должна обеспечить использование

единицы измерения наработки ―моточас‖ для организации технического

обслуживания новых машин, имеющих электронный счѐтчик моточасов.

Известны следующие методы управления постановкой машин на

обслуживание по расходу топлива [2], показанные на схеме рисунка 1.

При организации мероприятий ТО с использованием талонов основным

документом является книжка талонов. Талоны, соответствующие лимиту

топлива до следующего планового ТО, выдают на каждый трактор с учѐтом

его марки. Заправщик расписывается на талонах за выданное количество

топлива при каждой заправке. Выдача топлива прекращается после

расходования всего лимита. После проведения ТО механизатору выдаются

новые талоны.

Рисунок 1 – Методы управления постановкой машин на ТО

по расходу топлива

При использовании жетонов (металлических или пластмассовых)

механизатор, после проведения очередного ТО, получает жетоны различного

достоинства в зависимости от марки трактора или комбайна. Набор


65


выданных жетонов равен лимиту топлива до следующего ТО. Механизатор

сдаѐт заправщику жетоны на сумму получаемого топлива, а тот выдаѐт

топливо, отмечая его количество в разовой ведомости. Без предъявления

жетонов машину не заправляют. По сравнению с талонами жетоны удобнее

хранить и возможно их многократное использование.

Лимитно-заборные карты, которые используют для контроля наработки,

состоят из шестнадцати комплектов пронумерованных заправочных

ведомостей и нарядов на проведение ТО. В карте указываются марка и

номер единицы техники, лимит расхода топлива между ТО, а также номера

ТО в установленной последовательности. При выдаче топлива заправочная

ведомость хранится у заправщика. В ведомости отмечаются количество

отпущенного топлива и итог его расхода. При расходе лимита топлива

заправщик прекращает выдачу, в наряде на очередное ТО записывает

количество отпущенного топлива и отдает его трактористу. После

проведения ТО выдается новая заправочная ведомость.

Учѐт наработки по топливу и управление мероприятиями ТО с

помощью сервисных книжек обычно применялся для энергонасыщенных

тракторов на станциях их технического обслуживания (СТОТ) в период

плановой экономики. В настоящее время этот документ широко применятся

дилерскими сервисными центрами как для тракторов, так и комбайнов. В

этой книжке отмечают общие сведения о машине, перечень регламентных

работ по каждому периодическому ТО. Здесь же содержатся талоны на ТО,

форма план-графика ТО и др. В основной части талона указывается, при

какой наработке (в моточасах, кг и литрах израсходованного топлива)

проводится очередное ТО. После проведения ТО мастер-наладчик и

механизатор заносят в отрывную часть талона сведения о фактической

наработке трактора, выполненном в полном объеме ТО и расписываются.

Это является основанием для выдачи топлива до проведения очередного ТО.

В 70-х годах прошлого века проводились эксперименты по управлению

обслуживанием машин с помощью автоматизированной топливозаправочной

установки ОЗ-18008-ГОСНИТИ, которая осуществляла автоматический учет

количества отпускаемого топлива и предупреждала о наступлении срока

постановки машины на очередное ТО. Отпуск топлива прекращался

установкой автоматически, если ТО не проведено. Такой жѐсткий вариант

управления техническим обслуживанием не учитывает исключительные

ситуации, когда производственная необходимость требует срочно заправить

машину и отправить на полевые работы или на животноводческий комплекс.

В настоящее время на многих сельскохозяйственных предприятиях

используют спутниковые системы типа ГЛОНАСС и GPS для мониторинга

состояния техники и расхода топлива машинами. Некоторые разработчики

подобных систем в рекламных проспектах декларируют функцию

планирования технического обслуживания машин и управления

мероприятиями ТО. Однако подробной информации о выполнении этой

функции спутниковыми системами практически нет.


66


Все перечисленные методы управления постановкой машин на

обслуживание (кроме последних двух) основаны на использовании

бумажных носителей информации, что не позволяет оперативно

контролировать наработку машин и уже проведенные обслуживания.

Практические методы решения данной задачи в течение последних двух

десятилетий ориентированы на применение новых информационных

технологий и компьютерной техники, что существенно упрощает процессы

планирования и управления мероприятиями ТО, а также контроль их

исполнения.

Предложения и их обсуждение. Сотрудниками Азово-Черноморского

инженерного института в 2013 году была разработана автоматизированная

система управления постановкой машин на обслуживание (АСУПТО) [5],

представляющая собой компьютерную программу, работающую с базой

данных о потреблении топлива машинами предприятия. При отсутствии в

предприятии электронной базы данных по расходу топлива в программе

можно вести самостоятельный учѐт наработки каждой машины. Программа

позволяет автоматизировать процесс оформления лимитно-заборных

топливных карт или ведомостей по каждой единице техники. При

достижении наработки на очередное обслуживание программа информирует

оператора о невозможности заправки машины топливом, пока не будет

выполнено плановое ТО. Также программа позволяет вести журнал

сервисных работ, в котором учитываются выполненные ТО индивидуально

по каждому трактору или комбайну. Вид интерфейса программы АСУПТО

показан на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 – Главное окно

программы АСУПТО

Рисунок 3 – Вид журнала

сервисных работ

Данное программное обеспечение оказывает поддержку инженеру-

оператору в принятии решений о постановке конкретной машины на

очередное ТО. При этом программа анализирует текущую наработку по

топливу конкретной машины с плановой наработкой на очередное

периодическое ТО. Периодичность обслуживаний в кг топлива по каждой


67


марке машины указывается в справочнике программы. В начале периода

полевых работ в базу данных программы вводятся графики периодических

ТО для всех машин предприятия, которые учитывают также наработку на

начало периода работ и последний вид проведѐнного ТО. Таким образом,

программное обеспечение настраивается на действующие нормы планово-

предупредительной системы ТО и на имеющийся в предприятии МТП.

Оповещение оператора о необходимости проведения очередного ТО машине

при соответствующей наработке осуществляется специальной формой с

текстом или графическим символом. Факт проведения ТО каждой машине

учитывается в электронном журнале сервисных работ (рисунок 3).

Практическая проверка данной программы осуществлялось в режиме

подключения к базе данных о расходе топлива машинами предприятия,

которая формировалась компьютерной программой ―Агрокомплекс - ―МТП‖

[3, 4], разработанной сотрудниками института. Первые практические

результаты доказали необходимость разработки подобных информационных

систем для инженеров сельхозпредприятий. Однако начальная версия

программного продукта АСУПТО имеет несколько недостатков,

затрудняющих его применение. Основные недостатки – насыщенное

текстовой информацией главное окно программы и возможность работы

только с единицей измерения периодичности ТО кг израсходованного

топлива. В перспективе эта программа должна ещѐ осуществлять

информационную поддержку исполнителей сервисных работ, путѐм

демонстрации информации о содержании и порядке выполнения

периодических ТО машин разных марок. Это положительно отразится на

оперативности и качестве выполнения сервисных работ.

Текстовый интерфейс программы очень сильно снижает оперативность

работы пользователя и затрудняет контроль за постановкой машин на ТО.

Здесь целесообразнее иметь интерфейс с преобладанием графических

символов и картинок. Для совершенствования данной компьютерной

программы следует изменить интерфейс главного рабочего окна и

использовать для этого клиповую (графическую) информацию. Из текстовых

элементов достаточно оставить только таблицу с реестром МТП, рисунок 4.

Таблица 2 – Графические обозначения

для интерфейса программы

Вид ТО Условный

символ

ТО-1

ТО-2

ТО-3

Рисунок 4 – Реестр МТП


68


При выделении в табличном реестре машины с конкретным

инвентарным номером в главном окне должна отобразиться картинка,

показывающая тип машины и плановый график мероприятий еѐ ТО с

фактически выполненными обслуживаниями. Для обозначения

периодических обслуживаний следует использовать цепочки из графических

символов, показанных в таблице 2. Также главное окно должно содержать

информацию о текущей наработке машины по топливу или в моточасах и

остаточную наработку до очередного ТО в принятой единице измерения.

Исходная информация о расходе топлива машинами берѐтся текущей

версией программы только из внутрихозяйственной базы данных,

формируемой такими информационными системами, как ―Агрокомплекс-

―МТП‖ или 1С. При этом нет возможности работать с удалѐнными

источниками информации на базе ГЛОНАСС. Следует изучить вопрос

возможной интеграции предлагаемого программного обеспечения с

отечественными мониторинговыми программами, работающими на базе

спутниковой системы ГЛОНАСС.

Устранение указанных недостатков программного продукта и его

апробация в производстве являются целью наших дальнейших

исследований.

Выводы. 1. Анализ состояния существующего уровня организации ТО

машин на сельскохозяйственных предприятиях показывает, что подходы к

принятию решений о постановке машин на очередное ТО базируются на

старых бумажных методах и современные информационные технологии

практически не используются в этой сфере деятельности инженерных

работников предприятий. Такое положение приводит к нарушению правил

технической эксплуатации тракторов и комбайнов, что в конечном итоге

влечѐт ухудшение технического состояния узлов и систем машин, а также

экономический ущерб при их эксплуатации.

2. Предлагаемое авторами программное обеспечение АСУПТО

предназначено для инженерно-технических работников

сельскохозяйственного предприятия, осуществляющих организацию и

проведение мероприятий ТО машин. Улучшение начальной версии

компьютерной программы диктуется несовершенством еѐ интерфейса,

возможностью работы с одной единицей измерения периодичности ТО и

отсутствием информационной поддержки исполнителей сервисных работ.

Преобладание графической информации на главном окне программы

повысит удобство работы пользователей и позволит более оперативно

принимать организационные решения. Возможность информационной

поддержки исполнителей периодических ТО машин положительно отразится

на оперативности и качестве выполнения сервисных работ.


1. Ананьин А.Д. Диагностика и техническое обслуживание машин: Учебник для

студентов высш. учеб. заведений / А.Д. Ананьин, В.М. Михлин, И.И. Габитов, А.В.

Негорова, А.С. Иванов – М. : Изд. центр ―Академия‖, 2008. – 432 с.


69


2. Ленский А.В. Специализированное техническое обслуживание машинно-

тракторного парка / А.В. Ленский – М.: ―Росагропромиздат‖, 1989. – 240 с.

3. Никитченко С.Л. Автоматизация контроля и планирования в системе

машиноиспользования сельскохозяйственного предприятия / С.Л. Никитченко // АПК –

экономика, управление. – 2014. – № 12. – С. 30 – 34.

4. Никитченко С.Л. Автоматизация контроля и планирования процессов

эксплуатации и технического сервиса сельскохозяйственной техники / С.Л. Никитченко,

Н.А. Матвиенко // АгроСнабФорум. – 2016 – №5(144). – С. 34 – 36.

5. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, Россия.

"Программа ―Автоматизированная система управления постановкой на ТО тракторов и

комбайнов‖" / С.Л. Никитченко Зарегистрировано в РОСПАТЕНТ 11.07.2013. Заявка

№2013614455.

6.Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства: Учебное

пособие. – М.: ФГНУ ―Росинформагротех‖. – Ч. I. – 2011. – 340 с.

References

1. Anan'in A.D. et all. Diagnostika i tekhnicheskoe obsluzhivanie mashin [Diagnosis and

technical maintenance of machines]. Moscow, 2008, 432 p.

2. Lenskii A.V. Spetsializirovannoe tekhnicheskoe obsluzhivanie mashinno-traktornogo

parka [Specialized maintenance of machine and tractor fleet]. Moscow, 1989, 240 p.

3. Nikitchenko S.L. Avtomatizatsiya kontrolya i planirovaniya v sisteme

mashinoispol'zovaniya sel'skokhozyaistvennogo predpriyatiya [Automation of control and

planning in the system of machine use of an agricultural enterprise]. APK – ekonomika,

upravlenie, 2014, no. 12, pp. 30 – 34.

4. Nikitchenko S.L, Matvienko N.A. Avtomatizatsiya kontrolya i planirovaniya protsessov

ekspluatatsii i tekhnicheskogo servisa sel'skokhozyaistvennoi tekhniki [Automation of control

and planning of operation and technical servicing of agricultural machinery]. AgroSnabForum,

2016, no. 5(144), pp. 34 – 36.

5. Nikitchenko S.L. Svidetel'stvo ob ofitsial'noi registratsii programmy dlya EVM,

Rossiya, "Programma “Avtomatizirovannaya sistema upravleniya postanovkoi na TO traktorov

i kombainov”" [Certificate of official registration of the computer program, Russia. "The

program" Automated control system for setting up for technical maintance of tractors and

combines‖]. Zaregistrirovano v ROSPATENT 11.07.2013, Zayavka no. 2013614455.

6. Spravochnik inzhenera-mekhanika sel'skokhozyaistvennogo proizvodstva [Handbook of

mechanical engineering of agricultural production]. Moscow, ch. I., 2011, 340 p.


Матвиенко Наталья Александровна – аспирант кафедры технического сервиса в АПК

инженерно-технологического факультета. Азово-Черноморский инженерный институт,

Донской государственный аграрный университет (347740, Россия, Ростовская область,

г. Зерноград, тел. 89081721566, e-mail: [email protected]).

Никитченко Сергей Леонидович – кандидат технических наук, доцент кафедры

технического сервиса в АПК инженерно-технологического факультета. Азово-

Черноморский инженерный институт, Донской госудавственный аграрный университет

(347740, Россия, Ростовская область, г. Зерноград, тел. 89198925562 e-mail:

[email protected]).


Маtvienko Natalya A. – PhD student of Department of Теchnical service in AIC. Azov and

Black Sea Engineering Institute, Don SAU (Zernograd, Russia, 347740, tel. 89081721566,



70


Nikitchenko Sergey L. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Теchnical Service in AIC. Azov and Black Sea Engineering Institute, Don SAU (Zernograd,

Russia, 347740, tel. 89198925562, e-mail: [email protected]).

УДК 621.316

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В СЕТИ 0.38 кВ

И.В. Наумов, С.В. Подъячих, Д.А. Иванов


В статье приводятся исследования несимметричных режимов работы сельских

распределительных сетей 0.38 кВ. По результатам исследований и анализа полученных

зависимостей показателей несимметрии напряжений и дополнительных потерь мощности

в действующих сетях 0.38 кВ установлено, что качество электрической энергии в

исследуемых сетях не соответствует требованиям государственного стандарта, а сами

показатели несимметрии напряжений превышают установленные ГОСТом значения. Потери электрической энергии в реальном несимметричном режиме в 2.3 раза

превышают потери, обусловленные протеканием только токов прямой

последовательности.

Ключевые слова: качество электрической энергии, измерение, несимметрия

напряжений, электрическая сеть, исследование, дополнительные потери мощности.

INVESTIGATION OF ELECTRIC ENERGY LOSS IN THE NETWORK 0.38 kV

Naumov I.V., Podyachikh S.V., Ivanov D.А.


The article presents studies of asymmetrical operating modes of rural distribution

networks of 0.38 kV. Based on the results of research and analysis of obtained dependence of

the voltage asymmetry indicators and additional power losses in operating 0.38 kV networks, it

was established that the quality of electric energy in the investigated networks does not meet the

requirements of the state standard, and the unbalance indices themselves exceed the values

established by government standard. The losses of electric energy in the real asymmetric mode

are 2.3 times higher than the losses caused by the flow of only direct sequence currents.

Keywords: quality of electrical energy, measurement, unbalance of voltage, electric

network, research, additional power losses.

Критериями оценки несимметрии напряжения служат два показателя

качества, а именно коэффициенты несиметрии напряжений по обратной и

нулевой последовательностям, значения которых регламентируются ГОСТ

32144-2013 [1]. Кроме того, симметричные составляющие токов обратной и

нулевой последовательностей, протекая по элементам электрической сети,

создают существенные дополнительные активные потери электрической

энергии.

Установлено [2, 3], что несимметрия токов и напряжений существенно

влияет на увеличение потерь электрической энергии и снижение еѐ качества.


71


Цель исследований – изучение потерь электрической энергии в сети

0.38 кВ. В перечень задач, подлежащих решению, входит: получение данных

по несимметрии токов и напряжений; расчет значений показателей

несимметрии, характеризующих ухудшение качества и увеличение потерь

электроэнергии; анализ и рекомендации по симметрированию режима

работы исследуемых сетей.

Пригородные распределительные электрические сети хозяйства

представлены трансформаторными подстанциями 10/0.4 кВ (144 шт.),

воздушными ЛЭП 10 кВ – 432 км; кабельными ЛЭП 10 кВ – 7.8 км;

воздушными ЛЭП 0.38 кВ – 204.9 км и кабельными ЛЭП 0.38 кВ – 62.6 км.

Обсуждение результатов. Измерения токов и напряжений

производились на трѐх трансформаторных подстанциях: ТП-5, ТП-9 и ТП-17

на 9 отходящих линиях, напряжением 0.38 кВ. В качестве инструмента

измерений были использованы сертифицированные измерители качества

электрической энергии ―Ресурс-УФ2-М‖ и цифровые приборы ―М-200‖.

Измерения осуществлялись в соответствии с действующим ГОСТ 308.4.4.30-

2013. Выборка средневзвешенных значений измеряемых величин

производилась в течение 1008 десятиминутных интервалов в неделю, в

соответствии с ГОСТ 32144-2013.

В качестве примера рассмотрим результаты исследований

несимметричных режимов на примере ТП-9. Номинальная мошность

трансформатора ТМ 400 кВ∙А. Электрическая электроэнергия передается на

одноквартирные дома, мастерские и магазин. Потребители имеют

следующую нагрузку: обогрев помещения: 81,5 кВт (калорифер 44 кВт,

ТЭНы по 2.5 кВт – 15 шт.); сварочный аппарат – 15 кВт; молот – 4 кВт;

наждак – 1.5 кВт; тельфер – 3 кВт; вулканизатор – 3 кВт; освещение – 11.4

кВт (6 ламп ДРЛ-400, 18 ламп накаливания по 500 Вт).

В результате произведенных измерений фазных и междуфазных токов и

напряжений, на исследуемых, отходящих от подстанций, ЛЭП, а также

расчета показателей несимметрии токов и напряжений, показателей качества

и дополнительных потерь электрической энергии отдельно для зимнего,

весеннего, летнего и осеннего периодов были получены данные, которые

представлены в сводной таблице результатов экспериментальных

исследований на ТП 9 (табл. 1).

Проведем анализ полученных результатов для весеннего периода

исследований. На основании данных измерений и расчетов нами построены

временные диаграммы изменения этих величин за исследуемые периоды

времени, которые представлены на рисунках 1 – 3.

Анализ полученных зависимостей (рис. 1 – 3) показал следующее.

На рисунке 1 представлены временные диаграммы изменения фазных

токов в исследуемой ЛЭП. Как видно, для линии 1 наиболее загруженной

является фаза ―А‖, по которой протекает средний за исследуемый период

времени ток, равный 96 А. В фазах ―В‖ и ―С‖ такой ток, соответственно

составляет 28 и 68 А. Такой ―перекос фаз‖ привел к возникновению


72


коэффициентов обратной K2i и нулевой K0i последовательностей (рис. 3),

среднее значение которых за исследуемый период времени составило,

соответственно 0.7 и 0.4, что, в свою очередь, привело к увеличению потерь

мощности, характеризующейся коэффициентом дополнительных потерь Kp

(рис. 3), среднее значение которого за исследуемое время составило 2.3.

Таким образом, потери электрической энергии в реальном

несимметричном режиме в 2,3 раза превышают потери, обусловленные

протеканием только токов прямой последовательности.

Рисунок 1 − Временные диаграммы изменения фазных токов и напряжений

Рисунок 2 − Временные диаграммы изменения междуфазных напряжений

и коэффициентов несимметрии напряжений по обратной

и нулевой последовательностям

Рисунок 3 − Временные диаграммы изменения коэффициента потерь мощности

и коэффициентов несимметрии токов по обратной и нулевой последовательностям


73



74


Рассмотрим, как дополнительные потери мощности в несимметричном

режиме влияют на увеличение стоимости электрической энергии.

Предполагаем, что электрическая энергия передается по данной ЛЭП в

течение года непрерывно. Таким образом, время потерь τ условно можно

принять равным 2190 часов для каждого времени года.

Тогда общие потери электрической энергии в исследуемой ЛЭП с

учѐтом несимметрии токов в каждой из фаз:

222.0 CBA IIIrlW , (1)

где l − длина исследуемой ЛЭП (составляющая 1.2 км);

0r − активное сопротивление 1 км провода, равное 1.16 Ом/км;

= 2190 ч.;

CBA III ,, − соответственно, средние значения фазных токов в ЛЭП за

период исследования.

(Токи в фазах, средние за период измерения, составили,

соответственно: 96 А, 28 А и 68 А). Таким образом:

чкВтW 3.49190)682896(219016.12.1 222

(2)

Потери электрической энергии, в условно-симметричном режиме (в том

случае, если бы коэффициент потерь мощности был равен 1), при среднем

значении коэффициента потерь, равном 2.3:

.213873.2/3.49190/. чкВтKWW PСИМ (3)

Потери электрической энергии, приходящиеся на долю несимметрии

фазных токов:

.3.27803213873.49190.. чкВтWWW СИМНЕС (4)

Следует отметить, что данные потери электрической энергии и их

стоимость просчитаны только непосредственно для исследуемой, отходящей

ЛЭП. Протекание токов нулевой и обратной последовательностей по

обмотке низкого напряжения силового трансформатора также приводит к

увеличению потерь, которые будут определяться суммированием токов

обратной и нулевой последовательностей от каждой из присоединенных к

шинам 0.4 кВ линий электропередачи. Поэтому полученное значение

стоимости дополнительных потерь электроэнергии значительно увеличится.

Как видно из графиков (рис. 1 – 2), уровень несимметрии напряжений

достигает значительной величины, что приводит к возникновению

коэффициентов несимметрии напряжений по обратной (K2U) и нулевой (K0U)

последовательностям, которые за исследуемый период времени в среднем

составили, соответственно 3 % и 5 %. (рис. 2). Согласно ГОСТ 32144-2013

значения этих коэффициентов в десятиминутном интервале измерений в

одну неделю в 100 % времени этого интервала не должны превышать 4 %,

причем в 95 % времени этого интервала – не более 2 %.

Таким образом, в 100 % времени интервала измерений коэффициент K0U

превышает установленные значения, соответственно в 1.25 раза, причем в


75


95 % исследуемого интервала эти показатели превышают нормальные (2 %)

значения, соответственно в 1.5 и в 2.5 раза.

Симметрирование режима работы данной электрической сети возможно

за счет снижения систематической (неслучайной) и вероятностной

несимметрий фазных токов. Статистическая несимметрия токов,

обусловленная неравномерным характером распределения однофазных

нагрузок по фазам трѐхфазной электрической сети может быть уменьшена

путем перераспределения однофазных нагрузок, а именно, снять нагрузку с

перегруженных фаз: с фазы ―А‖ – 32 А, с фазы ―С‖ – 4 А, и всю эту нагрузку

переподключить на фазу ―В‖. В результате в каждой из фаз будет

симметрично подключена нагрузка, потребляющая ток по 64 А.

Вместе с этим вероятностную составляющую несимметрии токов

ничем, кроме симметрирующего устройства [5], уменьшить невозможно.

Вследствие этого наиболее эффективным средством нормализации режима

работы данной ЛЭП является подключение шунто-симметрирующего

устройства, параметры которого можно рассчитать по методике, изложенной

в [4]. Осуществленный анализ показал, что режим работы исследуемой

электрической сети является объективно-несимметричным и требует

применения мероприятий, в частности установки шунто-симметрирующего

устройства для снижения дополнительных потерь и повышения качества

электрической энергии.

Произведенные исследования качества электроэнергии в весенний

период для всех трѐх ЛЭП показали, что значения коэффициента K2U

практически удовлетворяют требованиям стандарта, но при этом среднее

значение коэффициента K0U cоставило 5.1 %, что превышает в 1.3 раза

требуемые значения для 100 % времени интервала измерения и почти в 2.6

раза – значения для 95 % времени этого интервала.

Выводы. 1. Уровень несимметрии токов и напряжений в исследуемых

электрических сетях достигает значительной величины и не удовлетворяет

требованиям ГОСТ 32144-2013.

2. Симметрирование режима работы сетей возможно

перераспределением однофазных нагрузок по фазам, а также установкой

симметрирующих устройств в узле нагрузок.


1. ГОСТ 32144-2013 Нормы качества электрической энергии в системах

электроснабжения общего назначения / Межгос. совет по стандартизации, метролог. и

сертифик. – М.: Стандартинформ, 2014. – 16 с.

2. Косоухов Ф.Д. Методы расчета и анализа показателей несимметрии токов и

напряжений в сельских распределительных сетях: Учебное пособие / Ф.Д. Косоухов – Л.:

ЛСХИ, 1984. – 42 с.

3. Наумов И.В. Оптимизация несимметричных режимов системы сельского

электроснабжения / И.В. Наумов – Иркутск: Изд-во ―На Чехова‖, 2001. – 217 с.

4. Наумов И.В. Выбор параметров симметрирующего устройства в зависимости от

изменяющихся показателей несимметрии в распределительных сетях 0.38 кВ с


76


сосредоточенной нагрузкой / И.В. Наумов, А.В. Пруткина // Вестник КрасГАУ. – 2014. –

№ 11. – С. 186 – 195.

5. Naumov I.V. Automatic control of the balanced devices in distributing networks 0.38

kV / I.V. Naumov, D.A. Ivanov // ―Engineering problems in agriculture and industry‖ – Jun 2-4,

2010, Ulaanbaatar, Mongolia, p. 105 – 108.

References 1. GOST 32144-2013 Normy kachestva ehlektricheskoj ehnergii v sistemah

ehlektrosnabzheniya obshchego naznacheniya / Mezhgos. sovet po standartizacii, metrolog. i

sertifik [Norms of quality of electric energy in general-purpose power supply systems / Interstate

Council for Standardization, Metrology and Certification]. Moscow, 2014, 16 p.

2. Kosouhov F.D. Metody rascheta i analiza pokazatelej nesimmetrii tokov i napryazhenij

v sel'skih raspredelitel'nyh setyah [Methods of calculating and analyzing the current and voltage

asymmetry in rural distribution networks]. Leningrtad, 1984, 42 p.

3. Naumov I.V. Optimizaciya nesimmetrichnyh rezhimov sistemy sel'skogo

ehlektrosnabzheniya [Optimization of unbalanced modes of the rural power supply system].

Irkutsk, 2001, 217 p.

4. Naumov I.V. et all. Automatic control of the balanced devices in distributing networks

0.38 kV ―Engineering problems in agriculture and industry‖ – Jun 2-4, 2010, Ulaanbaatar,

Mongolia, p. 105-108.

5. Naumov I.V. Vybor parametrov simmetriruyushchego ustrojstva v zavisimosti ot

izmenyayushchihsya pokazatelej nesimmetrii v raspredelitel'nyh setyah 0.38 kV s

sosredotochennoj nagruzkoj [Parameters selectionof device balancing in relation to the changing

indices of asymmetry in distribution networks of 0.38 kV with concentrated load]. Vestnik

KrasGAU, 2014, no. 11, pp. 186 – 195.


Иванов Дмитрий Александрович – кандидат технических наук, доцент кафедры

электроснабжения и электротехники энергетического факультета. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89021776910, e-mail: ivanov-

[email protected]).

Наумов Игорь Владимирович – доктор технических наук, профессор кафедры



область, Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 8-924-6-088-990, e-mail:

[email protected]).

Подъячих Сергей Валерьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры



область, Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89021761226, e-mail:

[email protected]).


Ivanov Dmitry A. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Power

Supply and Electrical Engineering of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named

after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel.

89021776910; e-mail: [email protected]).

Naumov Igor V. – Candidate of Technical Sciences, Professor of Department of Power Supply

and Electrical Engineering of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after

A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89246088990;



77


Podyachikh Serguei V. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Power

Supply and Electrical Engineering of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named


89021761226; e-mail: [email protected]).

УДК 631.363.7

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СМЕШИВАНИЕ

СЫПУЧИХ КОРМОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

В.Н. Николаев, Е.В. Зязев

Южно-Уральский государственный аграрный университет, г. Челябинск, Россия

В статье предложена конструкция устройства аэродинамического смешивания

сыпучих кормовых материалов и приведены результаты исследований

аэродинамического смесителя, в котором реализован способ приготовления кормовой

смеси за счет совместной дозированной подачи воздуха и ее компонентов. Получено

дифференциальное уравнение движения частицы сыпучего корма на вентиляторном

колесе смесителя, позволяющее определять скорость и время прохождения частицей

вентиляторное колесо, например овса 53.1 м/с и 0.0057 с соответственно, что показывает

отсутствие процесса сегрегации и обеспечивает высокую однородность смеси не менее

95 %. Проведены экспериментальные исследования по определению скорости движения

одиночной частицы и частиц при различных объемных концентрациях с использованием

скоростной видеосъемки 320 кадров во всасывающих патрубках, полученные значения

составляют от 2.5 до 8 м/с и принимаются за начальную скорость частиц на

вентиляторном колесе.

AERODYNAMIC MIX LOOSE FEED MATERIALS

Nikolaev V.N., Zyazev E.V. South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, Russia

The article proposes the design of the device for aerodynamic mixing of loose feed

materials and presents the results of studies of the aerodynamic mixer, in which the method of

preparing the feed mixture is realized due to the combined metered supply of air and its

components. The differential equation of motion of a particle of loose food on the fan wheel of a

mixer is obtained, which allows to determine the speed and time of passage of a fan wheel, for

example, oats 53.1 m/s and 0.0057 s, respectively, which shows the absence of the segregation

process and ensures a high homogeneity of the mixture of not less than 95 %. Experimental

studies have been carried out to determine the velocity of a single particle and particles at

different volume concentrations using a high-speed video of 320 frames/s in suction nozzles, the

values obtained are 2.5 to 8 m / s and are taken as the initial velocity of particles on the fan

wheel.

Keywords: Aerodynamic mixer, fan wheel, loose materials, mixing quality, particle speed.

Одной из основных задач развития животноводства является

обеспечение высококачественного производства кормов с применением

ресурсосберегающих машин и технологий производства.

Получение максимальной продуктивности и повышение эффективности

животноводства достигается через сбалансированное питание


78


сельскохозяйственных животных, в том числе и комбикормами,

приготовленных на основе сыпучих кормовых материалов.

Для смешивания компонентов комбикормов используют смесители

периодического и непрерывного действия различных конструкций. Цель

процесса – получить однородную по составу смесь [5, 6].

Цель исследований: повышение эффективности приготовления

сыпучей кормовой смеси компонентов за счет их совместной дозированной

подачи с воздухом в аэродинамический смеситель.

Материалы и методы, обсуждение результатов. Разработка

аэродинамических машин для смешивания и транспортирования сыпучих

кормов, способных повысить продуктивность животноводства и быть

экономически оправданными, на сегодняшний день является одной из

ключевой задач. На основе анализа существующих конструкций машин по

пневмотранспортированию и смешиванию сыпучих материалов

предлагается устройство аэродинамического смешивания, в котором

повышается эффективность процесса смешивания сыпучих материалов и

увеличивается производительность смесителя за счет совместной подачи

воздуха путем его всасывания и компонентов смеси с одновременным их

дозированием.

В конструкции данного смесителя используется прогрессивный и

эффективный метод смешивания – ―псевдоожиженный‖ или

―квазиневесомый‖, который обеспечивает получение однородной смеси

компонентов с разной объемной массой и различными размерами частиц за

короткий промежуток времени.

Способ смешивания сыпучих материалов в предлагаемом

аэродинамическом смесителе включает одновременную подачу воздуха и

компонентов смеси в рабочую камеру смесителя и перемешивание их во

взвешенном состоянии.

Аэродинамический смеситель работает следующим образом. Потоки

воздуха с взвешенными в нем отдельными компонентами смеси

одновременно засасываются за счет создания разрежения лопатками 8

центробежного вентиляторного колеса 7 через входные патрубки 5,

установленные на боковой поверхности камеры смешивания 4. В камере

смешивания 4 потоки воздуха с взвешенными в нем компонентами смеси

приобретают вращательное движение, что приводит к смешиванию

компонентов смеси. Винтообразный поток сыпучей смеси за счет

разрежения и силы тяжести поступает на вращающиеся лопатки 8

вентиляторного колеса 7. Здесь происходит дополнительное смешивание

компонентов смеси, которые вместе с воздухом отбрасываются к внутренней

поверхности крышки 2 и далее в конический корпус 1.


79


Рисунок 1 – Аэродинамический смеситель сыпучих кормов:

1 - конический корпус; 2 - крышка; 3 - выходные патрубки;

4 - камера смешивания; 5 - входные патрубки; 6 - электродвигатель;

7 - вентиляторное колесо; 8 - лопатки; 9 - конус;

10 - патрубок выпуска частиц

В коническом корпусе 1 смесителя, под действием вихревого потока,

образованного формой крышки 2, центробежных сил, сил трения и тяжести,

происходит эффективное разделение сыпучей смеси и воздуха. Сыпучая

смесь заполняет конический корпус 1 до определенного уровня, который

находится ниже конуса 9, и выпускается из конического корпуса 1 через

патрубок 10. Воздух поступает в конус 9 и удаляется через выходные

патрубки 3.

Подача воздуха и отдельных компонентов смеси осуществляется

совместно посредством всасывания за счет создания разрежения в камере

смешивания 4 с помощью лопаток центробежного вентиляторного колеса 7 с

одновременным дозированием через входные патрубки. Аэродинамический

смеситель может использоваться как отдельная машина, так и в составе

различных технологических схем приготовления сыпучих кормосмесей и

малогабаритных комбикормовых агрегатов [1, 2, 3].

Основным рабочим органом аэродинамического смесителя является

вентиляторное колесо 7, с установленными лопатками 8.

Для определения рациональных конструктивно-кинематических

параметров вентиляторного колеса аэродинамического смесителя (частоты

вращения, длины и числа лопастей, угла наклона лопаток и т. д.) необходимо

знать характер движения частиц материала на его поверхности. Схема

всасывающего устройства аэродинамического смесителя представлена на

рисунке 2.


80


Рисунок 2 – Схема всасывающего устройства аэродинамического смесителя

1 – камера смешивания; 2 – всасывающие патрубки; 3 – вентиляторное колесо;

4 – цилиндрический корпус; 5 – лопатки

Процесс движения частицы материала на рабочем колесе

аэродинамического смесителя, возможно, рассмотреть на двух участках:

межлопастное пространство (движение частицы по лопасти) и кольцевой

участок до соприкосновения частицы с цилиндрическим корпусом. В виду

малого расстояния кольцевого участка в предлагаемой конструкции

аэродинамического смесителя особый интерес представляет собой процесс

движения частицы материала в межлопастном пространстве [4].

Схема сил, действующих на частицу при ее движении по наклонной

лопатке вентиляторного колеса аэродинамического смесителя показана на

рисунке 3.

Рисунок 3 – Движение частицы по наклонной лопатке смесителя

На частицу сыпучего материала, находящуюся в произвольной точке на

поверхности лопатки действуют следующие силы: центробежная сила

инерции Fц, кориолисова сила инерции Fc, сила трения частицы о

поверхность лопатки Fтр, и реакция опорной поверхности N. С учетом сил,

действующих на движущуюся частицу, были приняты следующие


81


допущения. Пренебрегаем силой аэродинамического сопротивления

вследствие ее малой величины по сравнению с массовыми силами, не

учитываем силу трения частицы о диск ротора, так как величина силы

тяжести при рабочих частотах вращения ротора смесителя на порядок

меньше величины инерционных сил.

С учетом сказанного выше, система уравнений движения частицы по

наклонной лопатке вентиляторного колеса аэродинамического смесителя

будет иметь вид:

{

ц ( ) тр

ц ( )

(1)

При этом, ц , тр ,

.

Величину угла φ, которая характеризует наклон лопатки относительно

радиального направления, возможно, найти по геометрическим

соотношениям при известных углах α и γ.

Из второго выражения системы уравнений (1) при движении частицы

вдоль лопатки опорная реакция лопатки будет определяться выражением:

( ) (2)

где R – внутренний радиус ротора по концам лопаток, м.

Тогда уравнение движения частицы имеет вид:

√ ( ) ( ) (

( )) (3)

где t – время движения частицы материала в межлопастном пространстве, с;

– угол наклона лопатки;

f – коэффициент трения материала частицы о стенку смесителя.

Аналитическое решение дифференциального уравнения (3) произведем

в системе MatchCad, принимая во внимание теоретические предпосылки и

предварительные экспериментальные данные, полученные на лабораторной

установке аэродинамического смесителя [7].

При анализе характера движения частицы сыпучего корма необходимо

учитывать ее начальную скорость, с которой поступает материал на

вентиляторное колесо, то есть скорость движения материала по

всасывающим патрубкам, трубопроводам и внутри камеры смешивания.

Для определения скорости движения частиц сыпучего материала во

всасывающих патрубках на лабораторной установки аэродинамического

смесителя были проведены предварительные экспериментальные

исследования – скоростная видеосъемка 320 кадров в секунду движения

одиночных частиц и движение частиц при различных объемных

концентрациях.

В результате предварительных экспериментальных исследований по

определению скорости частиц различных сыпучих кормовых материалов их

значения составили от 2,5 до 8 м/с.


82


Зная частоту вращения, ω = 300 с-1, и внешний радиус рабочего колеса,

R = 0,2 м, при длине лопатки 0,2 м возможно вычислить скорость движения

частицы сыпучего корма вдоль лопатки, а также определить время ее

прохождения через рабочее колесо аэродинамического смесителя.

В качестве примера на рисунках 4 и 5 показаны зависимости

перемещения и скорости зерновки овса, принятого в качестве контрольного

компонента для определения однородности смеси, при скорости

транспортирования по всасывающим патрубкам 6 м/с.

Рисунок 4 – Зависимость перемещения частицы вдоль лопатки от времени

Рисунок 5 – Зависимость скорости движения частицы вдоль лопатки от времени

Полученные зависимости показывают, что с увеличением радиуса

лопатки рабочего колеса скорость движения частицы материала возрастает.

Частица материала проходит через рабочее колесо смесителя за 0.0057 с, при

этом скорость частицы на выходе с колеса составляет 53.1 м/с. Это говорит о

том, что готовая смесь кормовых материалов, получаемая в камере

смешивания аэродинамического смесителя, не подвергается процессу


83


сегрегации при прохождении вентиляторного колеса, за счет высокой

скорости и малого время нахождения кормосмеси на колесе.

Экспериментальное определение качества смешивания сыпучих

кормовых материалов подтвердило теоретические исследования

эффективной работы аэродинамического смесителя, при этом однородность

смеси достигается не менее 95 %.

Выводы. 1. Разработан новый аэродинамический смеситель, в котором

реализован способ приготовления сыпучей кормовой смеси компонентов за

счет их совместной одновременной дозированной подачи в камеру

смешивания.

2. Получено уравнение движения частицы сыпучего корма в

межлопастном пространстве вентиляторного колеса аэродинамического

смесителя.

3. Установлены зависимости перемещения, скорости и время

прохождения частицы сыпучего корма через вентиляторное колесо

аэродинамического смесителя, показывающие отсутствие процесса

сегрегации компонентов смеси.


1. Аэродинамический смеситель: пат. 2577576 Рос. Федерация: МПК B01F 3/18,

B01F 13/02. Сергеев Н.С., Николаев В.Н., Зязев Е.В., Цейгер М.А.; заявитель и

патентообладатель ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ. - № 2014146195; заявл.

17.11.2014; опубл. 20.03.2016, Бюл. № 8. – 7 с: ил.

2. Аэродинамический смеситель: пат. 104480 Рос. Федерация: B01F 3/00. Сергеев

Н.С., Николаев В.Н., Зязев Е.В., Шатруков В.И.; заявитель и патентообладатель ФГОУ

ВПО Челябинская ГАА. - № 2010147604 ;заявл. 22.11.2010; опубл. 20.05.2011, Бюл. № 14

– 7 с: ил.

3. Аэродинамический смеситель сыпучих кормов: пат. 103745 Рос. Федерация: B01F 3/00. Сергеев Н.С., Николаев В.Н., Зязев Е.В., Шатруков В.И.; заявитель и

патентообладатель ФГОУ ВПО Челябинская ГАА. - № 2010147629; заявл. 22.11.2010;

опубл. 27.04.2011, Бюл. № 12 - 6 с: ил.

4. Василенко П.М. Теория движения частиц по шероховатым поверхностям

сельскохозяйственных машин / П.М. Василенко – Киев: Изд-во Укр. АСХН, 1960. – 283 с.

5. Кирсанов В.В. Механизация и технология животноводства: учебник / В.В.

Кирсанов, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич и др. – М.: НИЦ Инфра-М, 2013. – 585 с.

6. Николаев В.Н., Гайнуллин Э.Н. Вибрационный смеситель сыпучих кормов с

активными перемешивающими органами / В.Н. Николаев, Э.Н. Гайнуллин // Вестник

Челябинской ГАА. – 2013. – Т.64. – С. 49 – 52.

7. Сергеев Н.С, Николаев В.Н., Зязев Е.В. Аэродинамический смеситель сыпучих

кормов / Н.С. Сергеев, В.Н. Николаев, Е.В. Зязев // Аграрный вестник Урала. – 2014. -

№ 12. – С.45-47.

References

1. Ajerodinamicheskij smesitel. Patent 2577576 Ros. Federacija. Sergeev N.S., Nikolaev

V.N., Zjazev E.V., Cejger M.A.; zajavitel i patentoobladatel FGBOU VO Juzhno-Uralskij GAU.

- № 2014146195; zajavl. 17.11.2014; opubl. 20.03.2016, Bjul. № 8. – 7 p: il.

2. Ajerodinamicheskij smesitel. Patent 104480 Ros. Federacija. Sergeev N.S., Nikolaev

V.N., Zjazev E.V., Shatrukov V.I.; zajavitel' i patentoobladatel' FGOU VPO Cheljabinskaja

GAA. - № 2010147604 ; zajavl. 22.11.2010; opubl. 20.05.2011, Bjul. № 14 – 7 p: il.


84


3. Ajerodinamicheskij smesitel sypuchih kormov. Patent 103745 Ros. Federacija. Sergeev

N.S., Nikolaev V.N., Zjazev E.V., Shatrukov V.I.; zajavitel i patentoobladatel' FGOU VPO

Cheljabinskaja GAA. - № 2010147629; zajavl. 22.11.2010; opubl. 27.04.2011, Bjul. № 12 –

6 p: il.

4. Vasilenko P.M. Teorija dvizhenija chastic po sherohovatym poverhnostjam

sel'skohozjajstvennyh mashin. [The theory of particle motion over rough surfaces of agricultural

machines]. Kiev, 1960, 283 p.

5. Kirsanov V.V. Mehanizacija i tehnologija zhivotnovodstva. Uchebnik [Mechanization

and technology of livestock: a textbook]. Moscow, 2013, 585 p.

6. Nikolaev V.N. Vibracionnyj smesitel sypuchih kormov s aktivnymi

peremeshivajushhimi organami [Vibratory mixer for loose feed with active mixing organs].

Vestnik Cheljabinskoj GAA, 2013, vol.64, pp. 49 – 52.

7. Sergeev N.S Ajerodinamicheskij smesitel'sypuchih kormov [Aerodynamic mixer for

loose feeds]. Agrarnyj vestnik Urala, 2014, no. 12, pp. 45 – 47.


Зязев Евгений Владимирович – ассистент кафедры технологии и механизации

животноводства и инженерной графики. Южно-Уральский государственный университет

(454080, Россия, г. Челябинск, пр. Ленина, 74. тел. 8-9043081931, e-mail:[email protected]).

Николаев Владислав Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры

технологии и механизации животноводства и инженерной графики. Южно-Уральский

государственного университет (454080, Россия, г. Челябинск, пр. Ленина, 74. тел.

89227151489, e-mail:[email protected]).


Zyazev Evgeniy V. – Ass. of Department of Technology and Mechanization of Livestock and

Engineering Graphics. South Ural State University (74, Lenin Avenue, Chelyabinsk, Russia,

454080, tel. 8-9043081931, e-mail: [email protected]).

Nikolaev Vladislav N. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Technology and Mechanization of Livestock and Engineering Graphics. South Ural State

University (74, Lenin Avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080, tel. 89227151489,

e-mail:[email protected]).

УДК 631.353:519.24

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

КОРМОУБОРОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Н.И. Овчинникова, А.В. Косарева, М.А. Быкова


Проведен поэлементный анализ временных характеристик работоспособного и

неработоспособного состояний системы на основе метода хронометражных наблюдений.

Полученные результаты теоретических и методологических исследований позволят

выполнять оценку процесса заготовки кормов, выявлять закономерности между

параметрами кормоуборочной технологической системы, разрабатывать мероприятия по

снижению непроизводительных затрат времени при выполнении технических,

технологических и управленческих функций рассматриваемого процесса. Предлагаемый

вероятностно-статистический подход применим для моделирования и других,


85


сельскохозяйственных процессов, таких как пахота, посев, уборка урожая различных

культур.

Ключевые слова: кормоуборочная технологическая система, функциональная

надежность, вероятностно-статистическая модель, метод хронометражных наблюдений,

временные характеристики.

PROBABLE AND STATISTICAL MODEL OF

FODDER HARVESTING TECHNOLOGICAL SYSTEM

Ovchinnikova N.I., Kosareva А.V., Bykova М.А. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

An element analysis of the temporal characteristics of operable and non-operable system

state based on the method of timekeeping observations was carried out. The obtained results of

theoretical and methodological research will allow us to make an assessment of the forage

harvesting process, to reveal regularities between the parameters of the fodder harvesting

technological system, to develop measures of reducing the unproductive expenditure of time

when performing the technical, technological and management functions of the process under

consideration. The proposed probable and statistical approach is applicable for modeling other

agricultural processes, such as plowing, sowing, harvesting different crops.

Keywords: fodder harvesting technological system, functional reliability, probable and

statistical model, time observation method, time characteristics.

Состояние и уровень развития животноводства находятся в

непосредственной зависимости от кормопроизводства, от объема и качества

заготавливаемых кормов. Для создания прочной кормовой базы в нашей

стране используют силос и его разновидность – силаж, сенаж, зеленый корм,

сено различной влажности в измельченном и неизмельченном виде.

Подавляющую часть (72 – 75 %) занимают измельченные корма, получаемые

с помощью комбайнов. Характерной особенностью заготовки кормов с

транспортным обеспечением (с измельчением и отвозкой массы) является то,

что рабочий процесс агрегата (комбайна) осуществляется одновременно с

погрузкой убираемой массы в транспортное средство, идущее рядом с

агрегатом. Иначе говоря, агрегат и транспорт работают как единая

кормоуборочная технологическая система (КТС). Функционирование такой

системы подвержено воздействию многочисленных случайных факторов,

возникающих из-за организации кормоуборочного процесса, применения

сельскохозяйственной техники и технологий, а также природно-

климатических условий. Используя теорию системного анализа [4], КТС

можно представить в виде трех подсистем: управленческой – ―У‖

(воздействия человека - комбайнера и водителя), технической – ―Т‖

(кормоуборочные комбайны, транспорт для отвозки убираемой массы) и

экологической – ―Э‖ (окружающая среда: климат, почва, растения,

конфигурация полей). При нормальном функционировании системы в целом

и ее подсистем должно соблюдаться требование поточности и

согласованности технологических операций.

Цель настоящей работы – разработка вероятностно-статистической

модели кормоуборочной технологической системы.


86


Объектом исследования является процесс заготовки кормов с

транспортным обеспечением, используемые методы – вероятностно -

статистические.

В любой момент времени кормоуборочная технологическая система

может находиться в двух состояниях – работоспособном и

неработоспособном по причинам ―отказов‖ и ―восстановлений‖ ее

управленческой, технической и экологической подсистем. Граф состояний

изучаемой технологической системы показан на рисунке 1, где Р -

надежность КТС; qУ, qТ, qЭ – вероятности ―отказов‖ подсистем

управленческой, технической и экологической соответственно; λУ, λТ, λЭ -

интенсивности возникновения ―отказов‖ указанных подсистем; µУ, µТ, µЭ -

интенсивности ―восстановлений‖ работоспособного состояния подсистем.

Рисунок 1 – Граф состояний кормоуборочной технологической системы


87


Основным оценочным параметром эффективности функционирования

человеко-машинных систем является их функциональная надежность [3],

определяемая как вероятность безотказной работы [2]:

э

э

Т

Т

у

у

P

1

1, (1)

Указанные интенсивности определяются по данным хронометражных

наблюдений согласно формулам

oi

it

1 ,

вi

it

1 , (2)

где oit , вit (i = ―у‖, ―т‖, ―э‖) – среднее время возникновения ―отказов‖ и

―восстановлений‖ работоспособности системы по причине какой-либо из еѐ

подсистем, определяемое из баланса рабочего дня [1] при

функционировании кормоуборочной технологической системы:

Тдн = tм-с+ tпа + tз + tпп + tхх1 + tхх2 + tфо+ tун + tто + tутн + tорг+

+ tмту + tфп + tкк + tр + tожд, (3)

ti – соответственно продолжительности;

tм-с – доставки механизатора от места отдыха до места работы;

tпа – подготовки агрегата к работе;

tз – заправки;

tпп – подготовки поля;

tхх1 – поворотов;

tхх2 – холостых переездов на загоне, по полю, от поля до заправки и

обратно;

tфо – фактического технологического обслуживания;

tун – устранения непредвиденных нарушений кормоуборочного

технологического процесса;

tто – технического обслуживания;

tутн – устранения технических неисправностей;

tорг – организационных мероприятий в основное время работы

(разговоры с главными специалистами, получение дополнительного задания,

т. д.);

tмту – простои по метеоусловиям;

tфп – остановки по физиологическим потребностям;

tкк – контроля качества;

tр – основного чисто рабочего времени;

tожд – простои агрегата в ожидании транспортного средства, смена

транспорта.

Все перечисленные причины отказов сгруппированы по их

принадлежности к соответствующим подсистемам, а временные

характеристики выражены из баланса времени рабочего дня следующим

образом [1]:

ТУ = tм-с+ tпа + tпп + tфо + tун + tорг + tфп + tкк , (4)


88


ТТ = tз + tто + tутн + 0,5(tхх1 + tхх2) + tожд ,

ТЭ = tмту .

Вероятности неработоспособного состояния подсистем КТС могут быть

определены равенствами [2]:

qУ = РУ

У

, qТ = Р

Т

Т

, qЭ = Р

Э

Э

. (5)

Так как события, состоящие в работоспособном и неработоспособном

состоянии кормоуборочной технологической системы по причине ―отказа‖

одной из ее подсистем, образуют полную группу событий, то сумма всех

вероятностей Р, qУ, qТ, qЭ равна единице:

Р + qУ + qТ + qЭ = 1. (6)

Равенство (6) является нормировочным условием, по которому можно

контролировать правильность определения функциональной надежности и

вероятностей ―отказов‖ КТС.

Результаты исследования и их обсуждение. Принципиальная

особенность разработанной вероятностно-статистической модели

кормоуборочной технологической системы состоит в том, что номенклатура

временных показателей, относящихся к ―отказам‖ управленческой,

технической и экологической подсистем, открыта. Это позволяет вносить

любые изменения в поэлементный анализ временных характеристик

процесса уборки кормовых культур, объединять их в отдельные блоки,

уточнять интерпретацию полученных значений вероятностей.

Выводы. 1. Любой технологический сельскохозяйственный процесс

целесообразно рассматривать как функционирование технологической

системы, состоящей из управленческой, технической и экологической

подсистем.

2. Разработанная вероятностно-статистическая модель нашла

применение при изучении вопросов надежности технологических систем,

используемых при пахоте, уборке картофеля и зерновых культур, заготовке

грубых кормов и других процессов сельского хозяйства.

3. Использование системного и вероятностно-статистических методов

позволяют осуществлять оценку качества выполнения различных полевых

работ, выявлять взаимосвязи между выходными параметрами

технологических процессов, разрабатывать мероприятия по их

совершенствованию.


1. Овчинникова Н.И. Анализ непроизводительных элементов времени рабочего дня

при заготовке грубых кормов в Иркутской области / Н.И. Овчинникова, А.В. Косарева //

Вестник Вост.-Сиб. гос. ун-та технологий и управления. - 2016. - № 4 (61) – С. 27 – 32.

2. Овчинникова Н.И. Надежность функционирования мобильных человеко-

машинных технологических систем в растениеводстве (теоретические обобщения):

Монография / Н.И. Овчинникова – Иркутск: ИрГСХА, 2000. – 192 с.

3. Пискарев А.В. Надежность технологических систем машиноиспользования в

растениеводстве: совершенствование методов проектирования, эксплуатации на основе


89


системного подхода: Монография / А.В. Пискарев – Новосибирск: Новосибирский ГАУ,

2011 – 385 с.

4. Советов Б.Я. Моделирование систем: Учебник для вузов / Б.Я. Советов, С.А.

Яковлев – М: Высшая школа, 2001 – 343 с.

References

1. Ovchinnikova N.I., Kosareva A.V. Analiz neproizvoditelnyh elementov vremeni

rabochego dnj pri zagotovke grubych kormov v Irkutckoy oblacti [The analysis of unproductive

elements of time of the working day at preparation of rough forages in the Irkutsk region]

Vectnik Vostochno-Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta teshologii i upravlenij, 2016, no.

4 (61), pp. 27 - 32.

2. Ovchinnikova N.I. Nadegnost/

funkcionirovanij mobilnysh cheloveko-mashinnysh

teshologicheskish system v rastenievodstve (teorticheskie obobshhenij) [Reliability of

functioning of mobile human-machine technological systems in crop production (theoretical

generalizations)]. Irkutsk, 2000, 192 p.

3. Piskarev A.V. Nadegnost teshologicheskish system mashinoispolzovanij

v

rastenievodstve:sovershhenstvovanie metodov proektirovanij, ekspluatazii na osnove

sistemnogo podhoda [Reliability of technological systems of machine use in plant growing:

perfection of methods of designing, operation on the basis of the system approach]. Novosibirsk,

2011, 385 p.

4. Sovetov B.Y. Modelirovanie system [Modeling of systems]. Moscow, 2001, 343 p.


Быкова Мария Александровна – кандидат экономических наук, доцент кафедры

математики инженерного факультета. Иркутский государственный аграрный университет

им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская область, Иркутский район, пос.

Молодежный, тел. 89041533625, e-mail: [email protected]).

Косарева Анна Викторовна – кандидат технических наук, доцент кафедры технического

сервиса и общеинженерных дисциплин инженерного факультета. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 89149444228, e-mail: [email protected]).

Овчинникова Наталья Ивановна – доктор технических наук, профессор кафедры

математики инженерного факультета. Иркутский государственный аграрный университет




Bykova Maria A. – Candidate of Economics Sciences, Ass. Prof. of Department of

Mathematics of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89041533625, e-mail:

[email protected]).

Kosareva Anna V. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Technical Service and

General Engineering Disciplines of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian University

named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk, Irkutsk region, Russia, 664038, tel.


Ovchinnikovva Natalya I. – Doctor of Technical Sciences, Professor of Department of

Mathematics of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk, Irkutsk region, Russia, 664038,tel. 89148805625, e-mail:

[email protected]).


90


УДК 621.365.46:664.83/85.039.51

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИК-УСТАНОВКА

ДЛЯ СУШКИ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ

В.Д. Очиров, В.А. Федотов, И.В. Алтухов


Современный период развития электронагрева характеризуется использованием

нескольких последовательных этапов преобразования энергии. В данной работе

представлено применение преобразованной электрической энергии в электромагнитную,

а затем поглощенную обрабатываемым сырьем – тепловую. Авторами с целью

осуществления тщательного изучения взаимодействия системы ―Излучатель – сырье‖

разработана и изготовлена производственно-экспериментальная инфракрасная (ИК)

установка для сушки и термообработки дикорастущего и сельскохозяйственного сырья

растительного происхождения, произрастающего на территории Иркутской области и

Республике Бурятия.

Ключевые слова: экспериментальная ИК-установка, сушка, плоды и овощи,

инфракрасное излучение, электрическая и тепловая энергия.

EXPERIMENTAL IR INSTALLATIONFOR DRYING FRUITS AND

VEGETABLES

Ochirov V.D., Fedotov V.A., Altukhov I.V.


The current period of the development of electric heating is characterized by the use of

several successive stages of energy conversion.The paper considers the application of converted

electrical energy to electromagnetic, and then absorbed by the processed raw material - to

thermal.The authors designed and manufactured the experimental infrared (IR) installation for

drying and heat treatment of wild-growing and agricultural raw materials of plant origin

growing on the territory of Irkutsk region and the Republic of Buryatia in order to carry out a

thorough study of the interaction of the "Emitter-Raw Materials" system.

Keywords: experimental IR installation, drying, fruits and vegetables, infrared radiation,

electric and thermal energy.

На современном этапе научно-технического прогресса важная роль в

решении продовольственной проблемы отводится вопросам обработки и

переработки дикорастущего и сельскохозяйственного сырья. Получение

экологически чистых продуктов питания с минимизацией потерь

питательных веществ во многом в настоящее время определяется

масштабами использования электрической энергии [1, 2, 4, 15, 16].

Прошло около двух веков, для того чтобы преобразование

электрической энергии в теплоту стало рациональным способом нагрева в

технике. Процесс непрекращающегося совершенствования и оптимизации

арсенала электротермических установок имеет важную особенность.

Появление современных способов, методов и средств обработки и

переработки пищевых продуктов и широкое использование их в

промышленности не вызывает отказ от существующих ранее технологий.


91


Появление новой элементной базы стимулирует расширение области

применения электронагрева.

Увеличение масштабов использования электрической энергии

предполагают условия создания современно развитой технической и

технологической основы, обеспечивающей производство необходимого

объема пищевой продукции.

Как известно, для оптимизации структуры производства продуктов

питания необходимо приблизить производство каждого вида продукта к

районам, обладающим наилучшими условиями для их возделывания.

Одной из таких специфических зон является Восточная Сибирь,

занимающая площадь 7.2 млн. км2 нашей страны, покрытую хвойными

лесами. Зона находится в умеренном и холодном поясах и характеризуется

резкой амплитудой колебаний суточных температур, наличием мощной

электроэнергетической базы и своеобразием других природно-

производственных условий [6].

Сведения по биологическим ресурсам на примере Иркутской области,

приведенные в работе [8], указывают на большие возможности Восточно-

Сибирской экономической зоны в деле вклада в общегосударственный

продовольственный фонд отдельных видов дикорастущих продуктов

растительного происхождения, более полное освоение, которых может

существенно пополнить рынок продуктов питания и частично

способствовать занятию населения. Заготовки по дикорастущим плодам в

Иркутской области осуществляются в промышленных масштабах.

Состояние развития электротермической техники показывает, что на

сегодняшний день широкое применение получили установки, работающие

на принципе использования электрической энергии, превращенной в

энергию ИК-излучения, для обработки дикорастущего и

сельскохозяйственного сырья.

В настоящее время в России рядом фирм серийно выпускается

оборудование с использованием ИК-излучения для перерабатывающей

промышленности и сельского хозяйства. Анализ реферативных изданий и

всемирной сети Интернет позволил указать на следующие организации:

ООО ―Производственная компания Старт‖ (Московская обл., г.

Долгопрудный) [2, 11], АО ―Жаско‖ (г. Волгоград) [3, 14], корпорация

―Русская еда‖ (г. Санкт-Петербург) [7], ПО ―СпецХлебМаш‖ [13] и др.

Результаты и их обсуждение. В своих работах мы изыскиваем новые

подходы повышения эффективности сушки и термической обработки

дикорастущего и сельскохозяйственного сырья растительного

происхождения Иркутской области и Республики Бурятия [1]. В связи, с чем

нами для многостороннего исследования процессов сушки и обработки

разработана и изготовлена экспериментальная ИК-установка (рис. 1) [12].

В процессе проектирования и изготовления учитывались и по ходу

выполнения работ корректировались рекомендации, изложенные на

страницах 86 – 94 обстоятельной работы [5], применительно к установке для


92


сушки сырья растительного происхождения с целью получения продуктов

высокой биологической активности.

Установка включает в себя корпус 4 из стального уголка, облицованная

жестко прикрепленной листовой сталью, внутри которой размещаются

нагревательные элементы 6, содержит пульт управления 2 и

электродвигатель с вентилятором 9, снаружи поверх листового железа

располагается тепловая негорючая изоляция 5, снижающая тепловые потери

установки. В качестве источников излучения 6 используются различные

типы современных ИК-излучателей.

Система управления источниками ИК-излучения, поддерживает

требуемую технологией температуру и регулирует режим работы

излучателей 6, что позволяет снизить энергопотребление. Установка

предусматривает систему сменных источников ИК-излучения 6, выбор

которых зависит от обрабатываемого материала. Пульт управления 2

смонтирован в отдельном отсеке.

а) б)

Рисунок 1 – Производственно-экспериментальная ИК-установка:

а) конструктивно-технологическая схема: 1 – одноканальный программный ПИД-

регулятор; 2 – пульт управления; 3 – отражатель; 4 – корпус установки;

5 – теплоизоляция; 6 – ИК-излучатель; 7 – кассета сетчатая с сырьем;

8 – крепление для установки кассет; 9 – вентилятор центробежный; б) общий вид

Процесс сушки и термообработки на установке происходит следующим

образом. Вначале обрабатываемое сырье подвергается инспектированию,

первичной очистке и мойке. Затем проводится повторное инспектирование и

измельчение продукции. Измельченное сырье размещается на кассетах 7

равномерным слоем и помещается в рабочую камеру установки. Учитывая

вид сырья, его начальную влажность и биологические особенности,


93


выбирается режим управления источниками ИК-излучения. Испаряемая

влага удаляется вентилятором. По окончании процесса сушки сырье

удаляется из рабочей камеры установки.

В рабочей камере установки ИК-излучатели 6 размещены таким

образом, чтобы соблюдался принцип объемного облучения. Конструкция

установки позволяет легко производить их замену.

Регулирование работы излучателей при различных режимах ИК-

энергоподвода осуществляется с помощью измерителя-регулятора ОВЕН

ТРМ 251 [9, 10]. Функциональная схема системы управления сушкой сырья

растительного происхождения на базе измерителя-регулятора представлена

на рисунке 2.

Рисунок 2 – Функциональная схема измерителя-регулятора ОВЕН ТРМ 251

Перед началом работы при широтно-прерывном режиме в зависимости

от вида и назначения продукции, поступающего в рабочую камеру ИК-

установки, задаются значения уставок по температуре нагрева сырья tmax и

tmin. Опрос датчиков температуры задается с учетом необходимой точности

измерения. При достижении предельно допустимой температуры tmax через

выходное устройство 1 происходит отключение излучателей 6. С момента

отключения и до момента включения излучателей 6 сырье не подвергается

воздействию ИК-лучей, происходит период паузы и сырье отлеживается до

достижения минимально заданной температуры tmin. При достижении

температуры, равной tmin, происходит включение ИК-излучателей 6. Процесс


94


сушки продолжается до достижения заданной влажности или по заранее

определенному времени.

Технологический процесс ИК-сушки в экспериментальной установке,

безопасной для обслуживающего персонала, позволяет производить

экологически чистую продукцию, обладающую высокими качественными и

количественными показателями получаемых продуктов (цвет, запах, вкус,

сохранность питательных веществ и т. д.).

Выводы. 1. Небольшой положительный опыт по изготовлению ИК-

установки позволяет сделать промежуточный вывод о том, что при

отсутствии априорной информации по исследованию изучаемого процесса

сушки с помощью ИК-нагрева не следует сразу изготавливать опытный

образец установки большой мощности. Во избежание неудач следует

провести предварительные поисковые лабораторные исследования с целью

установления технических и режимных параметров установки с

применением самых современных ИК-излучателей. Основной целью

обширных исследований является получение положительного эффекта и

определения основных контуров будущей производственно-

экспериментальной установки для термообработки конкретного сырья по

целевому назначению.

2. Разработанный и изготовленный опытный образец ИК-установки

позволяет проводить лабораторные опыты по изучению эффективных

режимов и параметров ИК-сушки дикорастущего и сельскохозяйственного

сырья растительного происхождения, произрастающего на территории

Иркутской области и Республики Бурятия.


1. Алтухов И.В. Технология получения концентрированных сахаросодержащих

продуктов с использованием импульсной инфракрасной обработки и сушки

корнеклубнеплодов / И.В. Алтухов: Дис. на соиск. уч. степени д.т.н. – Иркутск, 2017. –

440 с.

2. Андреева А.А. Новые энергосберегающие технологии и оборудование при

производстве пищевых концентратов / А.А. Андреева, И.Н. Елькин, В.В. Кирдяшкин //

Консервная промышленность сегодня: технологии, маркетинг, финансы. – 2011. – № 1 - 2.

– С. 41 - 43.

3. АО ―Жаско‖ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://jasko.ru. – Дата

обращения: 10.03.2017 г.

4. Бастрон А.В. Исследование температурных полей при предпосевной обработке

семян масленичных культур ЭМПСВЧ / А.В. Бастрон, А.В. Исаев, А.В. Мещеряков, Н.В.

Цугленок // Ползуновский вестник. – 2011. – № 2 - 1. – С. 4 - 8.

5. Борхерт Р. Техника инфракрасного нагрева / Р. Борхерт, В. Юбиц – М. - Л. :

Госэнергоиздат, 1963. – 278 с.

6. Восточная Сибирь [Электронный ресурс]: материалы из свободной

энциклопедии. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Восточная_Сибирь. – Дата

обращения: 10.03.2017 г.

7. Клямкин Н.К. ИК-сушка – перспектива развития сушильной отрасли / Н.К.

Клямкин // Техника и оборудование для села. – 1999. – № 5 (23). – С. 20 – 21.

8. Леонтьев Д.Ф. Биологические ресурсы Иркутской области и их использование /

Д.Ф. Леонтьев // Вестник ИрГСХА. – 2017. – Вып. 78. – С. 81 – 92.


95


9. ОВЕН: общеизмерительные измерители-регуляторы / М. – 63 с.

10. Измерители-регуляторы. Одноканальный программный ПИД-регулятор ОВЕН

ТРМ251 [Электронный ресурс] / ОВЕН: оборудование для автоматизации. – Электрон.

дан. – Режим доступа: http://www.owen.ru/. – Дата обращения: 17.03.2017 г.

11. ООО ―Производственная компания Старт‖ [Электронный ресурс]. – Режим

доступа: http://pcstart.ru. – Дата обращения: 10.03.2017 г.

12. Пат. 147771 Российская Федерация, U1 МПК F26B 9/06, F26B 3/30. Сушилка /

И.В. Алтухов, В.В. Долгих, В.А. Федотов, В.Д. Очиров, Е.А. Алтухова, Н.К. Тантлевская

А.Р. Воронова; заявитель и патентообладатель ФГБУ ―Научный центр проблем здоровья

семьи и репродукции человека‖ СО РАМН (RU), ООО ―Клиника Института педиатрии‖

(RU) – 2014123958/06; заявл. 10.06.2014; опубл. 20.11.2014, Бюл. 32 – 2 с.

13. ПО ―СпецХлебМаш‖ [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.int.nsk.su. – Дата обращения: 10.03.2017 г.

14. Сивашова И. Сушка овощей и фруктов / И. Сивашова // Техника и оборудование

для села. – 2005. – № 6 (23). – С. 23.

15. Третьяков А.Н. Вопросы качества электрической энергии на

сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области / А.Н. Третьяков, Г.С. Кудряшев,

В.Ю. Кюн // Ползуновский альманах. – 2004. – № 1. – С. 170 – 174.

16. Худоногов И.А. Влияние режимов ИК-энергоподвода на качественные и

количественные показатели сушеных корнеплодов моркови / И.А. Худоногов, В.Д. Очиров

// Вестник Алтайского ГАУ. – 2010. – № 8 (70). – С. 73 – 77.

References

1. Altukhov I.V. Tehnologiya polucheniya contsentrirovanyeh saharosoderzhashih

produktov s ispol'zovaniem impul'snoiy infrakrasnoiy obrabotki i sushki korneklubneplodov

[Technology for obtaining concentrated sugar-containing products using pulsed infrared

processing and drying of root-tubers]. Doct. Dis. Theis. Irkutsk, 2017, 440 p.

2. Andreeva A.A., El'kin I.N., Kirdyashkin V.V. Novye energosberegayushee tehnologii i

oborudovanie pri proizvodstve pishevyh concentratov [New energy-saving technologies and

equipment for the production of food concentrates]. Konservnaya promyshlenost' segodnya:

tehnologii, marketing, finansy [Canning industry today: technologies, marketing, finance]. 2011,

no. 1 - 2, pp. 41 - 43.

3. OA ―Zhasko‖ [OA Zhasko]. http://jasko.ru.

4. Bastron A.V. et all. Issledovanie temperaturnyh poley pri predposevnoy obrabotke

semyan maslenichnyh kul'tur JeMPSVCh [Investigation of temperature fields during presowing

seed treatment of oil crops EMF SHF]. Polzunovskiy vestnik [Polzunovsky messenger]. 2011,

no. 2-1, pp. 4-8.

5. Borhert R., Yubits V. Tehnika infrakrasnogo nagreva [Infrared heating technique].

Moscow-Leningrad, 1963, 278 p.

6. Vostochnaya Sibir': materialy iz svobodnoiy jentsiklopedii [Eastern Siberia].

https://ru.wikipedia.org/wiki/

7. Klyamkin N.K. IK-sushka – perspektiva razvitiya sushil'noiy otrasli [IR drying – the

prospect of the development of the drying industry]. Tehnika i oborudovanie dlya sela [The

machinery and equipment for the village]. 1999, no. 5 (23), pp. 20 - 21.

8. Leont'ev D.F. Biologicheskie resursy Irkutskoiu oblasti i ih ispol'zovanie [Biological

resources of Irkutsk region and their use]. Vestnik IrGSHA , 2017, no. 78, pp. 81 – 92.

9. OVEN: obsheizmeritel'nye izmeriteli-regulyatory [OWEN: general measuring

regulators]. Moscow, 63 p.

10. Izmeriteli-regulyatory. Odnokanal'nyiy programmnyiy PID-regulyator OVEN TRM251

[Measuring-regulators. Single-channel software PID controller OWEN TRM251].

http://www.owen.ru/.


96


11. OOO ―Proizvodstvennaya kompaniya Start‖ [OOO Start production company].

http://pcstart.ru.

12. Pat. 147771 RF. Sushilka [Dryer]. №2014123958/06, 2 p.

13. PO ―SpetsHlebMash‖ [PO SpetsHlebMash]. http://www.int.nsk.su.

14. Sivashova I. Sushka ovosheiy i fruktov [Drying of fruits and vegetables]. Tehnika i

oborudovanie dlya sela [The machinery and equipment for the village]. 2005, no. 6 (23), pp. 23.

15. Tret'yakov A.N., Kudryashev G.S., Kyun V.Yu. Voprosy kachestva jelektricheskoiy

jenergii na sel'skohozyaiustvennyh predpriyatiyah Irkutskoiu oblasti [Questions of the quality of

electrical energy at agricultural enterprises of Irkutsk region]. Polzunovskiy al'manah

[Polzunovsky messenger]. 2004, no. 1, pp. 170 - 174.

16. Hudonogov I.A., Ochirov V.D. Vliyanie rezhimov IK-jenergopodvoda na

kachestvennye i kolichestvennye pokazateli sushennyh korneplodov morkovi [Influence of IR-

energy supply modes on qualitative and quantitative indices of dried carrots]. Vestnik

Altaiuskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Altai state agricultural university].

2010, no. 8 (70), pp. 73 – 77.


Алтухов Игорь Вячеславович – доктор технических наук, доцент кафедры

энергообеспечения и теплотехники энергетического факультета. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 89500505500, e-mail:

[email protected]).

Очиров Вадим Дансарунович – кандидат технических наук, доцент кафедры

энергообеспечения и теплотехники энергетического факультета. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 89501205411, e-mail: [email protected]).

Федотов Виктор Анатольевич – кандидат технических наук, старший преподаватель

кафедры электрооборудования и физики энергетического факультета. Иркутский


область, Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 89149594407, e-mail:

[email protected]).


Altukhov Igor V. – Doctor of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Power Supply

and Heating Engineers of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodzhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89500505500, e-


Ochirov Vadim D. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Power

Supply and Heating Engineers of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after

A.A. Ezhevsky (Molodzhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89501205411,


Fedotov Viktor A. – Candidate of Technical Sciences, senior teacher of Department of Electric

Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodzhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89149594407, e-



97


УДК 621.634

ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ ЛОПАТКАМИ –

НОВАЯ СОВРЕМЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ

А.Ю. Пейс

Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского, г.

Иркутск, Россия

В статье рассматривается характеристика нового осевого вентилятора с

центробежными лопатками. Вентилятор состоит из крестовины с лопастями,

размещенными на ее концах. Предложенная конструкция вентилятора отличается от

предыдущих аналогов тем, что на передней поверхности лопастей жестко установлены

направляющие потока воздуха. Направляющие в свою очередь размещены

последовательно: от начала каждой лопасти к концу и под углом 45° к еѐ осевой линии.

Приведен принцип его работы, графические материалы и расчеты

Ключевые слова: вентилятор, рабочее колесо, центробежные лопатки, лопасти,

производительность.

AXIAL FAN WITH CENTRIFUGAL SHOPS – NEW MODERN CONSTRUCTION

Peys A.Yu.

Irkutsk State Agrarian University named after A.A Ezhevsky, Irkutsk, Russia

The article describes the characteristics of a new axial fan with centrifugal blades. The fan

consists of olds constractions a cross with blades located at its ends. The proposed design of the

fan differs from previous analogues in that the air flow guides are rigidly mounted on the front

surface of the blades. The guides are in turn placed in sequence: from the beginning of each

blade to the end and at an angle of 45° to its center line. The principle of his work, graphic

materials and calculations

Keywords: fan, impeller, centrifugal blades, blades, productivity.

Осевые вентиляторы являются неотъемлемой частью транспортных и

технологических установок, применяются в различных отраслях народного

хозяйства: горнорудной, шахтах, сельском хозяйстве, электронной

промышленности, в быту и многих других отраслях народного хозяйства.

Существует большое количество различных видов и типов вентиляторов.

Они могут различаться конструкцией и устройством, способом применения,

условиями работы, а также техническими характеристиками и параметрами.

Главным требованием при разработке вентиляторов является высокая

эффективность на расчетном режиме, широкий спектр производительности,

увеличение напора воздуха и коэффициента полезного действия [3].

Цель работы – разработка проекта для создания осевого вентилятора

усовершенствованной конструкции, которая позволяет увеличить все его

основные рабочие характеристики.

Материалы исследований. В настоящее время большинство

вентиляторов имеют существенные недостатки. Например, центробежные

вентиляторы очень мощные и потребляют много электроэнергии. Они очень

шумны и подвержены вибрации при работе, почему их зачастую изолируют


98


в отдельную закрытую комнату. Конструкция их несовершенна, по той

причине, что их лопасти захватывают воздух в центральное отверстие и

разгоняют его рабочим колесом по всему спиральному корпусу, за счет чего

выполняют много ненужной и затратной работы, коэффициент полезного

действия у них невысок и составляет 0.4; 0.5; 0.6 и лишь редкий раз 0.7 [4].

Диаметральные вентиляторы имеют невысокую экономичность,

повышенный уровень шума и в ряде случаев отличаются неустойчивой

работой, создают большой неравномерный воздушный поток на выходе, что

отрицательно сказывается на эффективность работы. Диаметральные

вентиляторы тоже требуют доработки.

Обсуждение результатов. Для того чтобы повысить технические

характеристики осевого вентилятора, необходимо усовершенствовать его

конструкцию. На кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка,

безопасности жизнедеятельности и профессионального обучения Иркутского

ГАУ имени А.А. Ежевского была спроектирована экспериментальная

установка осевого вентилятора с центробежными лопатками, чертеж которой

показан на рисунках 1 и 2, имеющая широкий диапазон эффективной работы

и больший коэффициент полезного действия в сравнении с аналогами.

Конструкция вентилятора состоит из крестовины 4, лопастей 2 с

направляющими лопатками 3. Лопасти 2 присоединены к крестовине 4

заклепками. При этом направляющие лопатки 3 размещены последовательно

от начала каждой лопасти 2 к концу под углом 45° к осевой линии.

Рисунок 1 – Осевой вентилятор с центробежными лопатками


99


Рисунок 2 – Вид сверху Осевой вентилятор с центробежными лопатками

Принцип работы вентилятора следующий. Электродвигатель 1 вращает

лопасти 2, которые захватывают воздух и направляют его по оси вращения в

сторону двигателя. Направляющиелопатки3, которые расположены на

лопастях 2, направляют воздух к периферии лопастей. За счет этого

возрастает поток воздуха, по сравнению с лопастями без лопаток.

Направляющие лопатки 3 лопастей 2 работают как лопатки центробежного

вентилятора, но более производительно, чем осевой вентилятор.

Новизна предлагаемого вентилятора защищена патентом на

изобретение [5]. Сущность изобретения заключается в том, что на задней

поверхности лопастей жестко установлены направляющие потока воздуха,

которые размещены последовательно от начала каждой лопасти к концу под

углом 450к еѐ осевой линии.

Выводы: 1. Предложен осевой вентилятор, имеющий простую

конструкцию, за счет направляющих лопаток, расположенных на лопастях –

что позволяет повысить производительность вентилятора в 1.5…2.0 раза.

2. Напор воздуха увеличивается – в 1.2…1.5, а коэффициент полезного

действия – в 0.5…0.7.


1 Ерохин М.Н. Детали машин и основы конструирования: Учебник / М.Н. Ерохин и

др. – М.: Колос, 2011. – 512 с.

2 Жуков Э.Л. Технология машиностроения: Учебное пособие для вузов / Э.Л. Жуков

[и др.] - М.: Высш. шк., 2003. – Кн. 1: Основы технологии машиностроения. – 278 с.

3 Ухин Б.В. Гидравлические машины. Насосы, вентиляторы, компрессоры и

гидропривод: Учебное пособие для вузов / Б.В. Ухин - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011. –

319 с.

4. Ханхасаев Г.Ф. Обзор конструкций центробежных вентиляторов / Г.Ф. Ханхасаев

// Сб.науч.тр. ВСГТУ// Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. – Вып.10. – 48 с.

5. Пат. на изобретение 2553596 Рос. Федерация, МПК F04D 29/28 (2006.01). Осевой

вентилятор с центробежными лопатками / Г.Ф. Ханхасаев, А.Ю. Пестерева,


100


Н.В.Степанов, Ц.В. Цэдашиев; заявитель и патентообладатель Иркут. гос. с.-х. акад. - №

2012157351/06; заявл. 25.06.2014; опубл. 20.06.2015, Бюл. №17.

References 1. Erohin M.N. et all. Detali mashin i osnovy konstruirovanija [Machine parts and design

principles]. Moscow, 2011, 512 p.

2 Zhukov Je.L. et all. Tehnologija mashinostroenija [Industrial and manufacturing

engineering]. Moscow, 2003, book. 1: Osnovy tehnologii mashinostroenija, 278 p.

3 Uhin B.V. Gidravlicheskie mashiny. Nasosy, ventiljatory, kompressory i gidroprivod

[The hydraulic machine. Pumps, fans, compressors and hydraulic]. Moscow, 2011, 319 p.

4. Hanhasaev G.F. Obzor konstrukcij centrobezhnyh ventiljatorov [The hydraulic machine.

Pumps, fans, compressors and hydraulic]. Ulan-Udje, 2004, no.10, 48 p.

5. Pat. The invention 2553596 ROS. Federation, IPC F04D 29/28 (2006.01). Osevoj

ventiljator s centrobezhnymi lopatkami [Axial fan with centrifugal blades]. G.F. Khankhasaev,

A.Y. Pesterevа, N.In. Stepanov, C.V. Tedashii; applicant and patentee of Irkut. State

Agricultural Acad. No 2012157351/06; Appl.25.06.2014; publ. 20.06.2015, bul. №17.


Пейс Анастасия Юрьевна – аспирант кафедры эксплуатации машинно-тракторного

парка, безопасности жизнедеятельности и профессионального обучения инженерного

факультета. Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского

(664038, Россия, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодѐжный, тел.

89086639474, [email protected]).


Peys Anastasia Yu. – PhD student of Department of Operation of the Machine and Tractor

Park, Life Safety and Vocational Training of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian

University named after A.A. Ezhevsky (Molodyozhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia,

664038, tel. 89086639474, e-mail: [email protected]).

УДК 621.313.333.004.58

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ

НАСОСОВ ТЕПЛОИСТОЧНИКОВ

В.В. Потапов, В.В. Боннет


При эксплуатации центробежного насоса наибольшую опасность для насоса

представляют внезапные отказы, в результате которых разрушается механическая часть

агрегата и теряется его работоспособность. Возникает необходимость аварийной

остановки насоса, и вывод агрегата на внеплановый ремонт. Нами в данной статье

выявлены и проанализированы зависимости времени наработки на отказ и коэффициента

готовности от уровня технического состояния насоса определенного до начала

эксплуатации. Полученные аппроксимирующие выражения могут быть использованы,

для анализа и прогнозирования надежности функционирования центробежных насосов.

Ключевые слова: центробежный насос, асинхронный двигатель, уровень

технического состояния, наработка на отказ, коэффициент готовности, надежность.


101


PREDICTING THE RELIABILITY OF WORK

OF CENTRIFUGAL HEAT PUMPS

Potapov V.V., Bonnet V.V.


When operating a centrifugal pump, the greatest danger to the pump is a sudden failure, as

a result of which the mechanical part of the unit is destroyed and its performance is lost. There is

a need for an emergency pump stop, and the withdrawal of the unit for unscheduled repairs. In

this article, we determined and analyzed the dependencies of the time between failures and the

availability factor on the level of the technical condition of the pump, determined before the

start of operation. The resulting approximating expressions can be used to analyze and predict

the reliability of centrifugal pump operation.

Keywords: centrifugal pump, induction motor, technical condition level, time between

failures, availability factor, reliability.

Для сетевого центробежного насоса, источников теплоснабжения одним

из основных критериев надежности является его безотказная работа в

течение установленного периода времени во всем диапазоне режимов

работы.

Наибольшую опасность для насоса представляют внезапные отказы, в

результате которых разрушается механическая часть агрегата и теряется его

работоспособность. Возникает необходимость аварийной остановки насоса,

и вывод агрегата на внеплановый ремонт.

Обсуждение результатов. Предложен показатель, характеризующий

количественно, техническое состояние насоса Утс с помощью которого была

проведена оценка центробежные насосные агрегаты, следующих

теплоисточников ЗАО ―Байкалэнерго‖ таблице 1.

Таблица 1 – Насосные агрегаты выбранные для исследования

№ Котельная Марка насоса Марка двигателя Утс

1 Напольная, 90 Д-320/50 AИP250S2 75 кВт 0.789




5 Летняя, 2 Д-320/50 AИP250S2 75 кВт 0.644

6 Летняя, 2 Д-320/50 AИP250S2 75 кВт 0.678

7 завод СтройДеталь Д-320/50 AИP250S2 75 кВт 0.619



10 Баррикад. 159 Д-320/50 AИP250S2 75 кВт 0.657

11 Шахтерская, 22 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0.644



14 Ленская,6 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0.644



102


Окончание таблицы 1


17 Баррикад, 159 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0,598

18 Баррикад, 159 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0.611

19 Баррикад, 159 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0.619

20 Зимняя, 2 КМ-100-65-200 АИР180И2ЖУ2 30кВт 0.675

21 Нестерова. 14 КМ-100-80-160 АИР132М2 11 кВт 0.754




25 Баррикад 145 КМ-100-80-160 АИР132М2 11 кВт 0.648

26 1-я Московская,1а ЦНСГ-38-180 АИР 200М2 37 кВт 0.678

27 1-я Московская,1а ЦНСГ-38-180 АИР 200М2 37 кВт 0,598

28 1-я Московская,1а ЦНСГ-38-180 АИР 200М2 37 кВт 0.619

29 завод СтройДеталь ЦНСГ-38-180 АИР 200М2 37 кВт 0.644

30 завод СтройДеталь ЦНСГ-38-180 АИР 200М2 37 кВт 0.621

Из представленных в таблице 1 данных видно, что из выбранных

насосов 10 % имеют высокий уровень технического состояния, 83 % средний

и 7 % низкий.

Из оперативных журналов дежурных диспетчеров также были

выписаны аварийные остановы сетевых насосов за отопительный период

2014 – 2015 гг. [1, 2]. В таблице 2 указано время работы центробежного

насоса до отказа, с начала отопительного периода в часах и уровень его

технического состояния на начало отопительного сезона.

Таблица 2 – Время работы насосных агрегатов до отказа, а также их уровень

технического состояния

Марка насоса Утс t, ч

КМ-100-65-200 0.789 2160

КМ-100-65-200 0.644 1750

КМ-100-65-200 0.619 1560

КМ-100-65-200 0.781 2880

Д-320/50 0.644 2540

Д-320/50 0.678 1800

КМ-100-80-160 0.619 2240

КМ-100-80-160 0.634 2470

КМ-100-80-160 0.644 2740

КМ-100-80-160 0.619 1970

На основе полученных данных была построена зависимость времени

наработки на отказ Т, от уровня технического состояния Утс.

Как видно из рисунка данная зависимость описывается линейным

уравнением Т = 6729Утс – 2512, с высоким уровнем достоверности


103


аппроксимации. Поэтому полученная функция может быть использована

для прогнозирования времени работы насоса на предстоящий период

эксплуатации.

Рисунок 1 – Зависимость времени работы центробежного насоса до отказа от уровня

его технического состояния Утс.

Кроме этого на основе полученных данных была построена зависимость

комплексного показателя надежности коэффициента готовности Кг, от

уровня технического состояния Утс.

Рисунок 2 – Зависимость коэффициента готовности Кг от уровня технического

состояния центробежного насоса Утс.


104


Процесс теплоснабжения характеризуется тяжелыми условиями пуска

(большой пусковой момент), перепадами температур [3]. При таких

условиях техническое состояние асинхронных двигателей и насосов быстро

изменяется во времени, соответственно значение данного показателя

надежности будет значительно изменяться с изменение уровня технического

состояния [4]. При этом аппроксимирующие выражение выглядит

следующим образом Кг=1.2451Утс-0.008 с достаточным уровнем

достоверности аппроксимации.

Анализ зависимости коэффициента готовности Кг центробежных

насосов, используемых в процессе теплоснабжения, показывает, что с

увеличением Утс значения коэффициента готовности Кг возрастает.

Выводы. 1. Предложенный комплексный показатель количественной

оценки технического состояния центробежного насоса (уровень

технического состояния Утс) может быть использован для анализа и

прогнозирования надежности функционирования центробежных насосов, а

также для планирования объема работ по техническому обслуживанию и

ремонту при подготовке насосов к эксплуатации.


1. Журнал дежурных диспетчеров / ЗАО ―Байкалэнерго‖.- Иркутск, 2014. – 105 с.

2. Журнал дежурных диспетчеров / ЗАО ―Байкалэнерго‖.- Иркутск, 2015. – 123 с.

3. Прудников А.Ю. Анализ методов определения работоспособности асинхронных

электродвигателей в процессе эксплуатации / А.Ю. Прудников, В.В. Боннет, А.Ю.

Логинов // Актуальные проблемы энергетики АПК: Матер. IV Междунар. науч.-практ.

конф. // Саратов: Изд-во: ООО ПКФ "Буква". – 2013. – С. 273 – 276

4. Прудников А.Ю. Оценка работоспособности технических систем по комплексным

показателям / А.Ю. Прудников, В.В. Боннет, М.Н. Герасимова, А.Ю. Логинов, В.В.

Потапов // Актуальные проблемы энергетики АПК: Матер. VII Междунар. науч.-практ.

конф. // Саратов: Изд-во: ООО "Центр социальных агроинноваций СГАУ". – 2016. –

С. 180 – 182.

References

1. ZHurnal dezhurnyh dispetcherov [Journal of duty dispatchers]. ZAO ―Bajkalehnergo‖.

Irkutsk, 2014, 105 р.

2. ZHurnal dezhurnyh dispetcherov [Journal of duty dispatchers]. ZAO ―Bajkalehnergo‖.

Irkutsk, 2015, 123 р.

3. Prudnikov A.Yu. et all. Analiz metodov opredeleniya rabotosposobnosti asinhronnyh

ehlektrodvigatelej v processe ehkspluatacii [Analysis of methods for determining the operability

of induction motors during operation]. Saratov, 2013, pp. 273 – 276.

4. Prudnikov A.Yu. et all. Ocenka rabotosposobnosti tekhnicheskih sistem po

kompleksnym pokazatelyam [Assessment of the performance of technical systems on complex

indicators]. Saratov, 2016, pp. 180 – 182.


Боннет Вячеслав Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры

электрооборудования и физики энергетического факультета. Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская область,

Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89027619574, e-mail: [email protected]).


105


Потапов Владимир Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры



Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89500588258, e-mail: gerasimova-

[email protected]).

Information about autors:

Bonnet Vyacheslav V. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Electrical Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named



Potapov Vladimir V. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Electrical

Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89500588258,


УДК 621.311.214

ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ОТ МАЛЫХ ГЭС

О.С. Пташкина-Гирина, О.А. Гусева


В статье приводятся результаты исследований, направленные на определение

экономической целесообразности электроснабжения потребителей от малых

гидроэлектростанций, возводимых на имеющихся водохранилищах. Определены затраты

на возведение малой ГЭС при готовом напорном фронте и себестоимость электроэнергии

от нее. Рассмотрены возможные и выбраны рациональные схемы электроснабжения

сельскохозяйственных потребителей. Результатом исследований являются графики,

показывающие рентабельность строительства малой ГЭС при различной цене на

электроэнергию от централизованных электросетей.

Ключевые слова: малые ГЭС, водохранилище, плотина, возобновляемые источники

энергии, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей, рентабельность малых

ГЭС.

ESTIMATION OF ELECTRICAL SUPPLY VALUATION

FROM SMALL HYDROELECTRIC POWER STATIONS

Ptashkina-Guirina O.S., Gusev O.A.

South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, Russia

The article presents the results of research aimed at determining the economic feasibility

of electricity supply to consumers from small hydroelectric power stations built on existing

reservoirs. The costs for the construction of a small hydroelectric power station with a ready

pressure front and the cost of electricity have been determined. There were considered and

selected rational schemes of electricity supply for agricultural consumers. The result of the

research is the graphs showing the profitability of the construction of a small HPP at a different

price for electricity from centralized power grids.


106


Кeywords: Small hydropower plants, reservoir, dam, renewable energy sources, electricity

supply to agricultural consumers, profitability of small hydropower plants.

Повышение энергетической эффективности и энергетической

безопасности регионов, а также развитие малой энергетики на

возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) является одним из направлений

―Энергетической стратегии России до 2030 года‖ [3].

В середине XX века на территории Советского Союза на малых реках

возводились плотины, создавая водохранилища для целей водоснабжения,

мелиорации, водопоя скота, разведения рыб, орошения, энергетики и пр.

Созданный плотинами напор можно использовать для выработки

электроэнергии по средствам малых ГЭС (МГЭС). Создание малых ГЭС на

уже имеющихся водохранилищах исключит затраты на создание напорного

фронта, подъездные пути и прочее, к тому же позволит обеспечить

комплексное использование водных ресурсов [5].

Для определения экономической целесообразности электроснабжения

от стационарной МГЭС необходимо знать первоначальные затраты на

сооружение гидроэлектростанции, а также себестоимость производимой на

ней электроэнергии. В случае нахождения потребителя вдали от плотины

необходимо оценить затраты на возведение линии электропередач (ЛЭП) и

годовые издержки на ее обслуживание [1,2,6].

Приведенные в статье исследования были проведены для оценки

экономической эффективности строительства малой ГЭС на предпроектной

стадии для условий Челябинской области.

Рисунок 1 – Зависимость стоимости строительства МГЭС и основного

гидросилового оборудования от установленной мощности


107


Расчет экономической эффективности инвестиций на предпроектной

стадии необходим для общей оценки целесообразности вложений, так как

полное экономическое обоснование требует значительных затрат на

разработку и согласование проектной документации, которые будут

напрасны в случае убыточного варианта [1].

На предпроектных стадиях исследований используются простые

показатели (недисконтированные); на проектных стадиях, имеющих

конкретный объект, применяются дисконтированные показатели

Исследования структуры затрат на возведение малой ГЭС при готовом

напорном фронте и маркетинговые исследования основного гидросилового

оборудования позволили определить полную стоимость МГЭС [1, 2, 6].

Обсуждение результатов. Определение эксплуатационных затрат на

работу гидроэлектростанции позволило получить зависимость

себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на МГЭС от ее

установленной мощности (при работе гидроэлектростанции 6000 часов в

год).

Рисунок 2 – Зависимость себестоимости производства электроэнергии на МГЭС

от ее установленной мощности

Для определения эффективности электроснабжения от малой ГЭС

необходимо учитывать расстояние от потребителя до плотины, на которой

предполагается строительство малой ГЭС, и до централизованных

электросетей, поскольку дешевая электроэнергия от МГЭС не является

параметром целесообразности строительства МГЭС в силу


108


рассредоточенности централизованных электросетей и относительно

больших затрат на возведение МГЭС.

При рассмотрении электроснабжения сельскохозяйственных

потребителей от малых гидроэлектростанций возможны различные варианты

в зависимости от напряжения потребителя, удаленности его от плотины,

мощности, вырабатываемой МГЭС и необходимой потребителю [1].

Экономический расчет и анализ затрат позволил определить

рациональные схемы электроснабжения сельскохозяйственных

потребителей, так при различных уровнях напряжения потребителя

экономически эффективным будет использование схемы, где напряжение

потребителя равно напряжению линии и генератора. В этом случае не

требуется дополнительных затрат на строительство подстанции, однако этот

вариант ограничен по мощности и длине линии. При питании потребителя

напряжением 0.38 кВ от генератора иного напряжения более оправданным

является схема с линией 10 кВ, затраты на которую отличаются менее чем на

10 % от линии 6 кВ, потери же в линии 10 кВ меньше. Кроме того, линия

может быть построена на перспективу. Таким образом, в расчетах при

рассмотрении линии с напряжением, отличным от напряжения потребителя,

напряжение генератора рассматривалось равным 10 кВ. Однако линия 6 кВ

будет целесообразной при напряжении потребителя 6кВ, поскольку на

МГЭС возможно установить генератор аналогичного напряжения, что

исключит затраты на трансформаторную подстанцию [1].

Проведенные исследования затрат на возведение линий электропередач

и покрытия потерь электроэнергии в них позволили сделать вывод о

снижении стоимости электроэнергии путем приближения источника

генерации электроэнергии к потребителю.

В качестве параметра для определения экономической

целесообразности электроснабжения от МГЭС выбран показатель

рентабельности капиталовложений [1,2,6]:

цэс мгэс сргод лэп тп

мгэс лэп тп

Э И И

К К К

С СR

, (1)

где Сцэс – стоимость электроэнергии от централизованного источника

электроснабжения, руб./кВт∙ч;

Смгэс – себестоимость электроэнергии от МГЭС, руб./кВт∙ч;

Эср.год – среднегодовое потребление электроэнергии, кВт∙ч/год;

Илэп – издержки по линиям электропередач, тыс. руб./год;

Кмгэс и Клэп – капитальные вложения на строительство МГЭС и ЛЭП

соответственно, тыс. руб.;

Ктп и Итп – капитальные вложения и издержки по трансформаторной

подстанции.

Учитывая ставку рефинансирования или средний уровень доходности,

принято, что электроснабжение от МГЭС является целесообразным в том

случае, если рентабельность капиталовложений более 0,15 [1].


109


Согласно данным гарантирующего поставщика электрической энергии в

Челябинской области ПАО ―Челябэнергосбыт‖ [4], цена на электроэнергию

повышалась ежегодно и за период с января 2014 года по январь 2017 года

увеличилась на 21.16 %, после июльского поднятия тарифа она увеличится

еще на 3.77 %. Учитывая тенденцию повышения тарифа, экономическая

целесообразность была определена относительно разных цен на

электроэнергию от ЦЭС.

Проведенные расчеты показали, что при напряжении потребителя и

генератора 0.4 кВ длина линии будет ограничена. При мощности

потребителя 30 кВт и стоимости электроэнергии от ЦЭС более 7 руб./кВт∙ч

питание от МГЭС будет целесообразным при любой удаленности

потребителя от нее, возможной для данного класса напряжения; при 50 кВт –

более 4 руб./кВт∙ч, для потребителей мощностью до 217 кВт

электроснабжение от МГЭС будет целесообразным при цене на

электроэнергию от ЦЭС более 3.1 руб./кВт∙ч [1]. При расчетах принималась

мощность – 30, 50, 100, 500, 1000, 5000 и 10000 кВт и интервал расстояния 5

км.

Экономическая эффективность электроснабжения от МГЭС

потребителей 10 кВ при различной стоимости электроэнергии от

централизованных электросетей представлена на рисунке 3. На графиках

зоной экономической эффективности строительства МГЭС является

площадь под кривой. При построении зависимостей учитывалась предельно

допустимая длина для данного уровня напряжения и мощностей.

При мощности от 500 кВт электроснабжение от МГЭС целесообразно

вне зависимости от удаленности потребителя от нее.

Стоит отметить недостаток малых ГЭС, устанавливаемых на малых

водохранилищах, созданных на равнинных водотоках – это сезонность

работы, поскольку сток у малых равнинных рек в зимнее время практически

отсутствует. Для таких МГЭС возможно сезонное использование

вырабатываемой электроэнергии: выработанная на МГЭС электроэнергия

может частично покрывать затраты на электроэнергию для

сельскохозяйственных объектов круглогодичного режима работы, а может

полностью покрывать затраты на электроэнергию для сезонных работ, таких

как летняя дойка, орошение сельскохозяйственных земель, полевые станы.

Вырабатываемая на плотинах электроэнергия будет весьма востребована в

местах отсутствия централизованного электроснабжения [5].

Выводы. 1. Возведение малых ГЭС на имеющихся гидроузлах является

наиболее эффективным вследствие уменьшения затрат на строительство.

2. При строительстве МГЭС необходимо учитывать ее

конкурентоспособность по отношению к централизованной энергосистеме,

при этом важным параметром является вырабатываемая мощность и

расстояние потребителя до МГЭС и централизованных электросетей.


110


а) б)

в) г)

Рисунок 3 – Определение экономической целесообразности электроснабжения от

МГЭС при напряжении потребителя 10 кВ при стоимости электроэнергии от ЦЭС:

а) 4 руб./кВт∙ч; б) 5 руб./кВт∙ч; в) 7 руб./кВт∙ч; г) 10 руб./кВт∙ч [1]


1. Гусева О.А. Использование гидроэнергетического потенциала готовых напорных

гидроузлов для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей (на примере

Челябинской области) / О.А. Гусева: Дис. на соиск. уч. степени к.т.н. - Челябинск, 2014.

196 с.

2. Гусева О.А. Оценка экономической эффективности энергоснабжения

потребителей от малой ГЭС / О.А. Гусева // Матер. LII междунар. науч.-техн. конф.

―Достижения науки – агропромышленному производству‖ // Челябинск: ЧГАА, 2013. - Ч.

V. - С. 149 – 154.

3. Официальный сайт Министерства Энергетики РФ. Режим доступа:

http://minenergo.gov.ru

4. Официальный сайт ПАО ―Челябэнергосбыт‖. Режим доступа: http://esbt74.ru

5. Пташкина-Гирина О.С. Гидроэнергетический потенциал напорных гидроузлов

Челябинской области / О.С. Пташкина-Гирина, О.А. Гусева // Достижения науки и

техники АПК. – 2011. - № 8. – С. 66 – 68.

6. Пташкина-Гирина О.С. Энерго-экономическая характеристика МГЭС / О.С.

Пташкина-Гирина, О.А. Гусева // Наука ЮУрГУ: Матер. 64-й науч. конф. Секц.:

Технические науки // Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2012. – Т. 2. – С. 223 – 226.

References

1. Guseva O.A. Ispolzovanie gidroenergeticheskogo potentsiala gotovyih napornyih

gidrouzlov dlya elektrosnabzheniya selskohozyaystvennyih potrebiteley (na primere

Chelyabinskoy oblasti) [Use of hydropower potential of ready pressure hydropower units for


111


electricity supply to agricultural consumers (for example, Chelyabinsk region)]. Dis. Cand.,

Chelyabinsk, 2014, 196 p.

2. Guseva O.A. Otsenka ekonomicheskoy effektivnosti energosnabzheniya potrebiteley ot

maloy GES [Evaluation of economic efficiency of energy supply to consumers from small hydro

power plants]. Chelyabinsk, 2013, ch. V, pp. 149 – 154.

3. Sayt Ministerstva Energetiki RF [Site of the Ministry of Energy of the Russian

Federation]: http://minenergo.gov.ru.

4. PAO “Chelyabenergosbyit‖ [PJSC ―Chelyabenergosbyt‖]: http://esbt74.ru.

5. Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. Gidroenergeticheskiy potentsial napornyih

gidrouzlov Chelyabinskoy oblasti [Hydropower potential of pressure waterworks of Chelyabinsk

region] Dostizheniya nauki i tehniki APK, 2011, no. 8, pp. 66 – 68.

6. Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. Energo-ekonomicheskaya harakteristika MGES

[Energy and economic characteristics of small hydrostation]. Chelyabinsk, 2012, vol. 2,

pp. 223 – 226.


Гусева Ольга Анатольевна – кандидат технических наук, ассистент кафедры

энергообеспечения и автоматизации технологических процессов Института

агроинженерии. Южно-Уральский государственный аграрный университет (454080,

Россия, г. Челябинск, проспект Ленина, 75, тел: 8(351) 266-65-01, e-mail:

[email protected]).

Пташкина-Гирина Ольга Степановна – кандидат технических наук, доцент кафедры

энергообеспечения и автоматизации технологических процессов Института

агроинженерии. Южно-Уральский государственный аграрный университет (454080,

Россия, Челябинская область, г. Челябинск, проспект Ленина, 75, тел: 8(351) 266-65-01;



Guseva Olga A. – Candidate of Technical Sciences, Assistant of Department of Energy Supply

and Automation of Technological Processes of Institute of Agroengineering. South-Ural State

Agrarian University (75, Lenin St., Chelyabinsk, Russia, 454080, tel. 8 (351) 2666501; e-mail:

[email protected]).

Ptashkina-Girina Olga S. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Energy Supply and Automation of Technological Processes of Institute of Agroengineering.

South-Ural State Agrarian University (75, Lenin St., Chelyabinsk, Russia, 454080, tel.


УДК 621.313

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ

ДИНАМИЧЕСКОГО ЗВЕНА ВТОРОГО ПОРЯДКА

А.Ю. Прудников, А.Ю. Логинов


При возникновении эксцентриситета ротора асинхронного двигателя изменяются

такие параметры частоты его вращения, как амплитуда колебаний частоты вращения

ротора и время затухания этих колебаний в процессе запуска. В данной статье выдвинута


112


гипотеза, что пуск асинхронного двигателя в работу может быть описан уравнением

переходной функции колебательного звена второго порядка, где возмущающим фактором

является подача напряжения на его статорные обмотки. Приведено математическое и

графическое описание основных характеристик динамического звена. Приведены

зависимости эксцентриситета ротора асинхронного двигателя от коэффициента

колебательности и постоянной времени, полученные экспериментальным путем.

Ключевые слова: асинхронный двигатель, эксцентриситет, колебательное звено,

диагностика, степень затухания.

DESCRIPTION OF THE PROCESS OF CHANGING THE FREQUENCY OF

ROTATING THE ROTOR OF THE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH A DYNAMIC

CHAIN OF THE SECONDARY ORDER

Prudnikov A.Yu., Loginov A.Yu.


In the event of eccentricity of the rotor induction motor such parameters of the frequency

of its rotation as the amplitude of the oscillations of the rotor speed and the decay time of these

oscillations during the startup process change. In this paper, a hypothesis is put forward that the

starting of an asynchronous motor into operation can be described by the equation of the

transient function of a secondary order vibrational unit, where the disturbing factor is the supply

of voltage to its stator windings. The mathematical and graphic description of the main

characteristics of the dynamic link is given. The dependences of the eccentricity of the rotor of

an induction motor on the coefficient of oscillation and the time constant obtained

experimentally are presented.

Keywords: asynchronous motor, eccentricity, oscillatory chain, diagnostics, degree of

attenuation.

В электроприводе сельскохозяйственных установок в подавляющем

большинстве случаев применяются асинхронные двигатели. Это объясняется

их невысокой стоимостью и простотой устройства. Одной из самых

распространенных механических неисправностей асинхронного двигателя

является эксцентриситет его ротора – отклонение оси ротора от оси статора.

Эксцентриситет ротора негативно сказывается на работе двигателя и должен

быть определен и устранен на более ранней стадии развития [3].

В работах [3,4,5] нами описан способ диагностики эксцентриситета,

основанный на анализе кривой пуска двигателя, а так же представлены

результаты его экспериментальной проверки. Однако наряду с этим, нами

было предположено, что пуск двигателя в работу возможно описать при

помощи динамической модели, показывающей различия состояний и

развитие событий в функции времени.

В настоящее время разработано большое количество динамических

моделей, описывающих процессы с различной подробностью. Свойства

динамической системы определяются динамической характеристикой

(реакция системы на возмущение, в нашем случае – подача напряжения на

статорные обмотки асинхронного двигателя), которая может быть

представлена математической моделью в виде системы дифференциальных

уравнений [1, 2].


113


Обсуждение результатов собственных исследований. Элементарным

динамическим звеном второго порядка является колебательное звено (рис.

1). Им возможно описать достаточно сложные электромеханические

системы, в том числе и асинхронный электродвигатель.

Рисунок 1 – Колебательное звено второго порядка

Свойства колебательного звена определяются тремя изменяемыми

параметрами: постоянной времени – Т; коэффициентом колебательности

(степенью затухания) звена – ξ; коэффициентом усиления – k.

Постоянная времени Т определяется выражением:

√

( )

где, Тк – период колебания, h1 и h2 – амплитуды соседних полуколебаний

относительно установившегося значения hу.

Коэффициент колебательности ξ определяется как:

√

( )

Следует отметить, что для колебательного звена второго порядка

коэффициент ξ всегда находится в приделах 0…1, при значениях ξ = 1

функция изменяет свой вид и колебания исчезают, а при ξ = 0 колебания не

затухают[1, 2].

Переходная функция колебательного звена описывается уравнением:


114


( ) [

( )] ( )

где коэффициенты λ и θ определяются выражениями:

√

( )

( )

С учетом выражений (4, 5) уравнение (3) примет вид:

( ) [

√ (√

√

)] ( )

Форма зависимости частоты вращения ротора асинхронного двигателя

от времени в процессе пуска (рис. 2) аналогична кривой, представленной на

рисунке 1. Нами была поставлена задача получить значения коэффициентов

ξ и Т для пусковых кривых, полученных при различных значениях

эксцентриситета ротора асинхронного двигателя.

Рисунок 2 – Зависимость частоты вращения ротора асинхронного двигателя от

времени в пусковом режиме

Проведен ряд экспериментов на двигателе АИР90L4У2 мощностью

2.2 кВт в режиме холостого хода при значениях эксцентриситета ротора 9,

27, 33, 43 и 57 % [5]. Для вычисления коэффициента колебательности и

постоянной времени выражение (6) решалось методом наименьших

квадратов при помощи пакета прикладных программ Mathcad для каждого

запуска отдельно.

В результате получены зависимости, представленные на рисунках 3, 4.


115


Выводы. 1. Использование параметров динамического звена второго

порядка, в частности коэффициента колебательности и постоянной времени,

позволяет на основе экспериментальных данных определить эксцентриситет

ротора асинхронного двигателя с достаточной степенью достоверности.

2. Анализ экспериментальных данных значительно упрощается при

представлении их в виде переходной функции колебательного звена второго

порядка.

Рисунок 3 – Зависимость эксцентриситета ротора асинхронного двигателя от

коэффициента колебательности

Рисунок 4 – Зависимость эксцентриситета ротора асинхронного двигателя от

постоянной времени


116



1. Егоров К.В. Основы теории автоматического управления / К.В. Егоров – М.:

Энергия, 1967. – 648 с.

2. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и

управления / Е.П. Попов – М.: Наука, 1970. – 249 С.

3. Прудников А.Ю. Метод определения эксцентриситета ротора асинхронного

двигателя / А.Ю. Прудников, В.В. Боннет, А.Ю. Логинов // Вестник КрасГАУ. – 2015. -

№ 5 (104). – С. 68 – 72.

4. Прудников А.Ю. Определения эксцентриситета ротора асинхронного двигателя /

А.Ю. Прудников, В.В. Боннет, М.Н. Герасимова, А.Ю. Логинов, В.В. Потапов //

Актуальные проблемы энергетики АПК: Матер. VII Междунар. науч.-практ. конф. //

Саратов: Изд-во: ООО "Центр социальных агроинноваций СГАУ". – 2016. – С. 183 – 188.

5. Прудников А.Ю. Экспериментальная проверка способа диагностирования

эксцентриситета ротора асинхронного двигателя / А.Ю. Прудников, В.В. Боннет, А.Ю.

Логинов // Вестник КрасГАУ. – 2015. - № 11 (110). – С. 73 – 77.

References

1. Egorov K.V. Osnovyi teorii avtomaticheskogo upravleniya [Fundamentals of the theory

of automatic control]. Moscow, 1967, 648 p.

2. Popov E.P. Teoriya lineynyih sistem avtomaticheskogo regulirovaniya i upravleniya

[Theory of linear systems of automatic control]. Moscow, 1970, 249 p.

3. Prudnikov A.Yu. et all. Metod opredeleniya ekstsentrisiteta rotora asinhronnogo

dvigatelya [The method for determining the eccentricity of the rotor of an induction motor].

Vestnik KrasGAU, 2015, no. 5 (104), pp. 68 – 72.

4. Prudnikov A.Yu. Opredeleniya ekstsentrisiteta rotora asinhronnogo dvigatelya

[Determination of eccentricity of the rotor of an induction motor]. Saratov, 2016, pp. 183 – 188.

5. Prudnikov A.Yu. et all. Eksperimentalnaya proverka sposoba diagnostirovaniya

ekstsentrisiteta rotora asinhronnogo dvigatelya [Experimental verification of the method for

diagnosing the eccentricity of the rotor of an induction motor]. Vestnik KrasGAU, 2015,

no.11 (110), pp. 73 – 77.


Логинов Александр Юрьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры



Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89041224153, e-mail:

[email protected]).

Прудников Артем Юрьевич – аспирант энергетического факультета, кафедры



Иркутский район, пос. Молодежный 1/1, тел. 89247101077, e-mail:

[email protected]).


Loginov Alexander Y. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Electrical Equipment and Physics of Energery Faculty. Irkutsk State Agrarian University named



Prudnikov Artem Y. – Ph.D student of Department of Electrical Equipment and Physics of

Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny,

Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89247101077, e-mail:

[email protected]).


117


УДК 631.354.02

ОБОСНОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ

ИЗНАШИВАНИЯ ЛАКОКРАСОЧНОГО ПОКРЫТИЯ ДНИЩА

И ШНЕКА ЖАТКИ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

А.В. Пчельников, В.Н. Хрянин

Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск, Россия

Настоящая статья посвящена обоснованию факторов, влияющих на интенсивность

изнашивания лакокрасочного покрытия днища и шнека жатки зерноуборочного

комбайна. Исследования, связанные с изучением процесса износа лакокрасочного

покрытия свидетельствуют о необходимости разработки технологических процессов

окрашивания при ремонте жаток зерноуборочных комбайнов с целью формирования

покрытия устойчивого к истиранию. Выявление факторов, влияющих на интенсивность

изнашивания, является одним из этапов в разработке технологического процесса

ремонтного окрашивания жаток, а также одним из этапов планирования многофакторного

эксперимента. Теоретически и эмпирически определены факторы, влияющие на

интенсивность изнашивания лакокрасочного покрытия. Ключевые слова: лакокрасочные покрытия, лакокрасочные материалы,

интенсивность изнашивания, зерноуборочный комбайн, жатка, первичный слой, внешний

слой, твердость, шероховатость.

SUBSTANTIATION OF FACTORS AFFECTING WEAR INTENSITY

OF PAINTED VARNISH COATING OF THE BOTTOM

AND THE SCREW OF THE GRINDING MACHINE OF THE GRAINED COMBINE

Pchelnikov А.V., Khryanin V.N. Novosibirsk State Agrarian University, Novosibirsk, Russia

The present article is devoted to the substantiation of the factors influencing the intensity

of wear of the paint and varnish coating of the bottom and screw of a combine harvester. Studies

related to the study of the process of wear and tear on the paintwork indicate the need to develop

technological processes for staining during the repair of harvesters of grain harvesters, in order

to form a coating resistant to abrasion. The identification of factors influencing the intensity of

wear is one of the stages in the development of the technological process of repairing the

coloring of harvesters, as well as one of the stages of planning a multifactor experiment.

Theoretically and empirically determined factors that affect the intensity of wear of the

paintwork.

Keywords: paint and varnish coatings, varnish-and-paint materials, wear rate, combine

harvester, header, primary layer, outer layer, hardness, roughness.

Основное назначение лакокрасочного покрытия (ЛКП) – защита

поверхности от воздействия внешних неблагоприятных условий.

В зависимости от условий эксплуатации машин ЛКП их поверхностей

должны обладать определенным набором физико-механических и защитных

свойств. Процесс формирования физико-механических и защитных свойств

происходит не только на стадии выбора и приготовления лакокрасочных

материалов (ЛКМ), но и за счет технологии окрашивания (рис. 1) [7].


118


Рисунок 1 – Влияние свойств ЛКМ и технологии окрашивания

на формирование свойств лакокрасочных покрытий

Одним из основных свойств ЛКП рабочих органов

сельскохозяйственных машин является сопротивление истиранию.

Исследования, связанные с изучением процесса износа ЛКП днища и шнека

жаток зерноуборочных комбайнов, свидетельствуют о необходимости

разработки технологических процессов окрашивания при ремонте жаток, с

целью формирования покрытия устойчивого к истиранию [7, 3]. Выявление

факторов, влияющих на интенсивность изнашивания ЛКП днища и шнека

жаток зерноуборочных комбайнов при трении в паре с зернорастительной

массой, является одним из этапов в разработке технологического процесса

ремонтного окрашивания жаток, а также одним из этапов планирования

многофакторного эксперимента.

Таким образом, цель исследования – определение наиболее значимых


жатки зерноуборочного комбайна.

Объекты и методы. Применение современных статистических методов

планирования многофакторных экспериментов позволяет выделить наиболее

значимые факторы и не исследовать факторы, оказывающие незначительное

влияние на объект исследования: процесс изнашивания лакокрасочного

покрытия жаток зерноуборочных комбайнов. Чтобы определить наиболее

значимые факторы, необходимо учитывать предъявляемые к ним требования

[11, 6].


119


Теоретическим и эмпирическим методами были определены факторы,

влияющие на интенсивность изнашивания лакокрасочного покрытия при

трении в паре с зернорастительной массой (рис. 2) [1, 3, 4, 7, 15, 16].

Рисунок 2 – Факторы, влияющие на изнашивание ЛКП днища и шнека жаток

зерноуборочных комбайнов при трении в паре с зернорастительной массой

Факторы, влияющие на изнашивание ЛКП днища и шнека жаток

зерноуборочных комбайнов, можно разделить на внешние и внутренние. В

свою очередь внешние факторы можно разделить на факторы, зависящие от

свойств зернорастительной массы, и факторы, которые зависят от условий

перемещения зернорастительной массы. Какими свойствами обладает

зернорастительная масса, зависит от вида убираемой культуры, а какие

будут условия перемещения зернорастительной массы, зависит от режимов

работы комбайна. К внутренним факторам относятся параметры ЛКП,

которые задаются свойствами ЛКМ и технологией окрашивания.

Экспериментальная часть. Испытания по определению интенсивности

изнашивания лакокрасочного покрытия в зависимости от применяемого

лакокрасочного материала проводились в условиях лаборатории кафедры

Надежности и ремонта машин Новосибирского государственного аграрного

университета. Для определения интенсивности изнашивания лакокрасочных

покрытий была принята методика в соответствии с ГОСТ 20811, Метод Б [7,

10].


120


Результаты и их обсуждение. Определение наиболее значимых


жатки зерноуборочного комбайна – один из этапов в разработке

технологического процесса ремонтного окрашивания, при помощи которого

возможно создать ЛКП с высоким сопротивлением истиранию. В связи с

этим к дальнейшему анализу могут быть приняты только внутренние

факторы, относящиеся к параметрам ЛКП, и которые возможно формировать

непосредственно за счет технологии окрашивания.

Таким образом, к дальнейшему анализу принимаются внутренние

факторы: адгезионная прочность, толщина ЛКП, толщина внешнего слоя

ЛКП, твердость ЛКП, шероховатость ЛКП.

Известно, что лучшая адгезионная прочность ЛКП достигается в

основном за счет качества подготовки поверхности, а также выбора

наносимых ЛКМ [16, 4]. Чем более тщательно подготовлена поверхность,

тем лучшая адгезионная прочность с поверхностью будет у ЛКП и наоборот.

Предварительные экспериментальные исследования позволили выявить и

рекомендовать системы ЛКП, применяя которые, возможно, получить

наилучшие показатели по адгезионной прочности лакокрасочных покрытий

[15]. Следовательно, так как адгезионная прочность задана определенными

условиями, и предварительными исследованиями выявлен способ получения

ее наивысших показателей, то этот фактор не рассматривался как один из

наиболее значимых.

При проведении технологического процесса окрашивания применяют

различные системы ЛКП (грунт-эмаль). Как правило, выполнение

технологического процесса при ремонтном окрашивании

сельскохозяйственной техники подразумевает нанесение 1 – 2 слоев грунта

(первичный слой ЛКП), а также внешний слой ЛКП, состоящий из 1 – 2

слоев эмали (толщина слоев регламентируется технической документацией к

ЛКМ) [14, 17, 12]. Тем самым достигается общая толщина ЛКП 80 – 90 мкм,

из них: 50 – 60 мкм – грунт, 30 – 40 мкм – эмаль. Максимально

рекомендуемая толщина лакокрасочного покрытия составляет 120 мкм [16,

4].

При изучении интенсивности изнашивания наиболее распространенных

при ремонтном окрашивании ЛКМ [7] было выявлено, что интенсивность

изнашивания грунтов выше интенсивности изнашивания применяемых

эмалей, что видно из графика (рис. 3).

Это позволяет выдвинуть гипотезу, что увеличение толщины внешнего

слоя ЛКП снизит интенсивность изнашивания ЛКП в целом. Таким образом,

толщина внешнего слоя ЛКП может быть выбрана как один из наиболее

значимых факторов.

Также на интенсивность изнашивания ЛКП оказывает влияние

твердость ЛКП. Известно, что изменять твердость ЛКП возможно за счет

добавления в ЛКМ перед нанесением определенного количества

пластификатора. Исследования ученых в области изучения полимеров [1, 13,


121


5] свидетельствуют о том, что добавление пластификатора может вызвать

повышение прочности и модуля упругости полимера и, как следствие,

повысить его износостойкость. Однако при значительном введении

пластификатора эти показатели снижаются. Количество добавляемого

пластификатора для повышения износостойкости выявляется эмпирически и

для разных полимеров может быть различным.

Рисунок 3 – Зависимость изменения массы образца от пройденного пути трения

Так как добавление количества пластификатора не нормируется, а сам

фактор выполняет предъявленные требования к проведению

многофакторного эксперимента, то он может быть выбран как один из

наиболее значимых.

Шероховатость ЛКП – фактор, влияющий на интенсивность

изнашивания ЛКП. Чем больше шероховатость поверхности, тем больше

сила трения с этой поверхностью [2]. Исходя из этого, можно предположить,

что при увеличении шероховатости поверхности интенсивность

изнашивания ЛКП будет возрастать и наоборот. В малярном производстве

для уменьшения шероховатости, получаемого ЛКП, известны следующие

способы [8, 9]: применение соответствующих ЛКМ (глянцевых,

высокоглянцевых), полирование готового ЛКП. Помимо этого, при ремонте

лакокрасочного покрытия автомобилей известен способ формирования ЛКП

с послойным уменьшением вязкости наносимых ЛКМ, который применяется

для создания цветового оттенка и уменьшения так называемой шагрени

(шероховатости ЛКП). Добавление в ЛКМ перед нанесением последующего

слоя определенного количества разбавителя, способствует лучшему


122


растеканию материала по поверхности, уменьшает ее шероховатость и

повышает глянец.

Рассмотрев варианты получения ЛКП с минимальной шероховатостью,

можно сказать, что применение метода формирования ЛКП с послойным

уменьшением вязкости, по сравнению с другими методами, позволит

сократить затраты на материалы, а также снизит трудоемкость при

проведении работ по сравнению с технологией, включающей операцию

полирования ЛКП. Фактор шероховатость ЛКП удовлетворяет

предъявленным требованиям и может быть выбран как один из наиболее

значимых.

Выводы. 1. В результате проведенного анализа определены наиболее

значимые факторы, оказывающие влияние на интенсивность изнашивания

ЛКП днища и шнека жаток зерноуборочных комбайнов: толщина внешнего

слоя ЛКП, твердость ЛКП и шероховатость ЛКП.

2. Вышеназванные факторы подлежат дальнейшему исследованию с

целью определения их оптимальных значений.


1. Бартенев Г.М. Трение и износ полимеров / Г.М. Бартенев, В.В. Лаврентьев – Л.

Изд-во ―Химия‖, 1972. – 240 с.

2. Белый А.В. Структура и методы формирования износостойких поверхностных

слоев / А.В. Белый, Г.Д. Карпенко, Н.К. Мышкин – М.: Машиностроение, 1991. – 208 с.

3. Блынский Ю.Н. Влияние конструктивных особенностей шнека жатки и наработки

уборочного комбайна на интенсивность изнашивания лакокрасочного покрытия днища и

шнека жатки / Ю.Н. Блынский, Ю.А. Гуськов, В.Н. Хрянин, А.В. Пчельников, А.А.

Железнов, Д.А. Ханин // Вестник КрасГАУ. – 2016. – № 10 (121). – С. 212.

4. Влияние технологических факторов на долговечность лакокрасочных покрытий. URL:http://ecraft.ru/articles/81 (дата обращения: 17.01.2017).

5. Гуль В.В. Структура и прочность полимеров / В.В. Гуль – М.: Изд-во ―Химия‖,

1978. – 328 с.

6. Емельянов А.М., Гуров А.М. Элементы математической обработки и

планирования инженерного эксперимента: Методические указания / А.М. Емельянов, А.М.

Гуров – Благовещенск: БСХИ, 1984. – 63 с.

7. Исследование систем лакокрасочных покрытий, применяемых при окрашивании сельскохозяйственной техники, на сопротивление истиранию / Ю.А. Гуськов, В.Н.

Хрянин, А.В. Пчельников, А.А. Железнов // Достижения науки и техники АПК. - 2016. -

Т.30. - №11. - С. 118 - 120.

8. Как красить автомобиль без шагрени? URL:http://kuzov.info/kak-krasit-avtomobil-

bez-shagreni/ (дата обращения: 19.01.2017).

9. Как покрасить автомобиль без шагрени? URL:http://x-kuzov.ru/ustranenie-

defektov/shagren-pri-pokraske-avtomobilja.html (дата обращения: 19.01.2017).

10. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных покрытий и материалов / М.И.

Карякина, Н.В. Майорова, М.И. Викторова – М.: Химия, 1988. - 272 с.

11. Конопленко Е.И. Методические указания по курсу Планирование эксперимента /

Е.И. Конопленко, Н.К. Хореева, А.П. Лапусь – М.: МГУПП, 2011. – С.

12. Краски и материалы для ремонта легковых автомобилей фирмы ―Spies Hecker‖.

Информация по технологии применения. – М.: ОАО ―Интерколор‖ 1995. – 260 с.

13. Стѐпин С.Г. Растворы высокомолекулярных соединений: Метод. пособие / С.Г.

Стѐпин — Витебск, УО ―ВГУ им. П.М. Машерова‖, 2009. — 65 с.


123


14. Техническая информация по применению лакокрасочных материалов

Profi_Line. 2015. - 40 c.

15. Хрянин В.Н. Исследование адгезионной прочности лакокрасочных покрытий

при ремонтном окрашивании машин АПК / В.Н. Хрянин, А.А. Железнов, А.В. Пчельников,

А.А. Колесников // Матер. региональной науч.-практ. конф. студентов и аспирантов

(Новосибирск, 10 ноября 2014 г.) // Новосибирск: НовосибГАУ, 2014. – С.26-33.

16. Что влияет на долговечность лакокрасочных покрытий, 2010г.

URL:http://www.corrosio.ru/posts/chto-vliyaet-na-dolgovechnost lakokrasochnyih-pokryitiy

(дата обращения: 05.06.2016).

17. U-POL products. Техническое описание материалов. – М.: ООО ―Ю-ПОЛ‖, 2014.

– 66 с.

References 1. Bartenev G.M., Lavrent'yev V.V. Treniye i iznos polimerov [Friction and wear of

polymers]. Leningrad, 1972, 240 p.

2. Belyy A.V. et all. Struktura i metody formirovaniya iznosostoykikh poverkhnostnykh

sloyev [Structure and methods of formation of wear-resistant surface layers]. Moscow, 1991,

208 p.

3. Blynskiy Yu.N. et all. Vliyaniye konstruktivnykh osobennostey shneka zhatki i

narabotki uborochnogo kombayna na intensivnost' iznashivaniya Lakokrasochnogo pokrytiya

dnishcha i shneka zhatki [Influence of structural features of the header auger and the operating

time of the harvesting machine on the intensity of wear of the paint coating of the bottom and

the auger screw]. Vestnik KrasGAU, 2016, no. 10 (121, p. 212.

4. Vliyaniye tekhnologicheskikh faktorov na dolgovechnost' lakokrasochnykh pokrytiy

[The influence of technological factors on the durability of paint

coatings].:http://ecraft.ru/articles/81 (data obrashcheniya: 17.01.2017).

5. Gul' V.V. Struktura i prochnost' polimerov [Structure and Strength of Polymers]

Moscow, 1978, 328 p.

6. Yemel'yanov A.M., Gurov A.M. Elementy matematicheskoy obrabotki i planirovaniya

inzhenernogo eksperimenta [Elements of mathematical processing and engineering experiment

planning]. Blagoveshchensk, 1984, 63 p.

7. Issledovaniye sistem lakokrasochnykh pokrytiy, primenyayemykh pri okrashivanii

sel'skokhozyaystvennoy tekhniki, na soprotivleniye istiraniyu [Research of systems of paint and

varnish coatings, used for staining of agricultural machinery, for abrasion resistance].

Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2016, vol.30, no.11, pp. 118 - 120.

8. Kak krasit' avtomobil' bez shagreni?[How to paint a car without shaving?]

:http://kuzov.info/kak-krasit-avtomobil-bez-shagreni/ (data obrashcheniya: 19.01.2017).

9. Kak pokrasit' avtomobil' bez shagreni? [How to paint a car without shaving?]:http://x-

kuzov.ru/ustranenie-defektov/shagren-pri-pokraske-avtomobilja.html (data obrashcheniya:

19.01.2017).

10. Karyakina M.I. et all. Ispytaniye lakokrasochnykh pokrytiy i materialov [Testing of

paint and varnish coatings and materials]. Moscow, 1988, 272 p.

11. Konoplenko Ye.I. et all. Metodicheskiye ukazaniya po kursu Planirovaniye

eksperimenta [Planning an experiment]. Moscow, 2011.

12. Kraski i materialy dlya remonta legkovykh avtomobiley firmy “Spies Hecker”.

Informatsiya po tekhnologii primeneniya [Paints and materials for the repair of cars of the firm

―Spies Hecker‖. Information on application technology Spies Hecker]. Moscow, 1995, 260 p.

13. Stopin S.G. Rastvory vysokomolekulyarnykh soyedineniy [Liquids of high-molecular

compounds]. Vitebsk, 2009 , 65 p.

14. Tekhnicheskaya informatsiya po primeneniyu lakokrasochnykh materialov Profi_Line

[Technical information on the application of paint and varnish materials Profi_Line].

Profi_Line, 2015, 40 p.


124


15. Khryanin V.N. et all. Issledovaniye adgezionnoy prochnosti lakokrasochnykh pokrytiy

pri remontnom okrashivanii mashin APK [Investigation of the adhesion strength of paint and

varnish coatings during repair painting of agricultural machinery]. Novosibirsk, 2014, pp. 26-33.

16. Chto vliyayet na dolgovechnost' lakokrasochnykh pokrytiy, 2010g [What influences

the durability of paint coatings, 2010.]. :http://www.corrosio.ru/posts/chto-vliyaet-na-

dolgovechnost lakokrasochnyih-pokryitiy (data obrashcheniya: 05.06.2016).

17. U-POL products. Tekhnicheskoye opisaniye materialov [U-POL products. Technical

description of materials]. Moscow, 2014, 66 p.

Сведения об авторах

Пчельников Александр Владимирович – магистрант кафедры надежности и ремонта

машин. Новосибисркий государственный аграрный университет (630039, Россия, г.

Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, тел. 8 (383)349-15-46, е-mail: [email protected])

Хрянин Виктор Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры надежности

и ремонта машин. Новосибирский государственный аграрный университет (Россия, г.

Новосибирск, ул. Добролюбова, 160., тел. 8 (383) 349-15-46, е-mail: [email protected]).


Pchelnikov Aleksandr V. – master student of Department Reliability and repair of machines.

Novosibirsk State Agrarian University (160, Dobrolyubova Str., Novosibirsk, tel. 8

(383)3491546, е-mail: [email protected]).

Khryanin Viktor N. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department Reliability

and Repair of Machines. Novosibirsk State Agrarian University (160, Dobrolyubova Str.,

Novosibirsk, tel. 8 (383) 3491546, е-mail: [email protected]).

УДК 631.33

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЙ ПОДХОД ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Д.Н. Раднаев, А.Л. Езепчук

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова,

г. Улан-Удэ, Россия

Постоянное совершенствование технологий усложняют методы расчета и выбора

их. Поэтому возникает необходимость проектирования технологических процессов с

целью выявления их эффективности. Методология системно-структурного анализа

позволяет проектировать ―сверху-вниз‖ за счет дедуктивного обобщения полученных

земледельческой наукой и практикой результатов на основе сформулированных

принципов. Под принципом понимается правило, возникшее в результате субъективно

осмысленного опыта людей. Из принципа следуют конкретные утверждения, имеющие

иерархическое строение. Приведен пример формулирования принципа эмерджентности с

утверждениями, который позволяет выявить эффективность технологической операции.

Ключевые слова: технология, проектирование, принцип, утверждение,

эффективность.


125


PRINCIPAL APPROACH TO DESIGNING THE TECHNOLOGICAL PROCESSES

OF CROP PRODUCTION

Radnaev D.N., Ezepchuk A.L.

Buryat SAA named after V.R. Filippov, Ulan-Ude, Russia

Permanent improvement of technologies complicates the methods of calculation and their

selection that is why there is a need to design technological processes to identify their

efficiency. The methodology of systematical and structural analysis allows to design "top-down"

due to the deductive generalization of the results obtained by agricultural science and practice

on the basis of formulated principles. By the principle is meant the rule as a result of the

subjectively sensible experience of people. The specific affirmations are resulted from the

principle. These affirmation shave ahierarchical structure. Given an example of the formulation

of the emergence principle with approvals, this allows to reveal the efficiency of a technological

operation.

Keywords: technology, designing, principle, affirmation, efficiency.

Современные технологии в земледелии представляют собой сложный

комплекс мероприятий, направленных на устранение ограничивающих фак-

торов урожайности сельскохозяйственных культур, среди которых одни ус-

пешно контролируются с помощью технических средств или

агротехнических приемов, другие не поддаются контролю или требуют

крупных капитальных вложений. Поэтому поиск путей снижения затрат

сельскохозяйственного производства через ресурсосберегающие технологии

является актуальным.

Очевидно, что ключевым фактором повышения эффективности

сельского хозяйства и решения продовольственной проблемы является

разработка и распространение современных технологий производства и

возделывания сельскохозяйственных культур[2]. Постоянное

совершенствование технологий, конструкций сельскохозяйственных машин,

интенсификация режимов их работы с одновременным улучшением качества

выполнения рабочих процессов существенно усложняют методы расчета

структуры и параметров машин при их конструировании. Поэтому возникает

необходимость проектирования технологических процессов с целью

выявления их эффективности. При этом создаваемая модель должна

полностью соответствовать моделируемому объекту, обладать свойством

эволюционности: удовлетворять по степени сложности и абстрактности

требованиям практической полезности, давать возможность проведения

числовых решений с применением вычислительной техники, допускать

опытную проверку соответствия исследуемому объекту [1].

Методология системно-структурного анализа разработки эффективных

моделей сложных объектов и технологических процессов строится ―сверху-

вниз‖ за счет дедуктивного обобщения полученных земледельческой наукой

и практикой результатов на основе сформулированных фундаментальных

принципов. Под принципом в научной теории понимается начальная форма

систематизации знаний, то есть это правило, возникшее в результате

субъективно осмысленного опыта людей. Из принципа следуют более

конкретные утверждения, имеющие иерархическое строение. В связи с этим


126


структуру и свойства процесса необходимо рассматривать как единство

противоположных сторон: целостности и расчлененности. Целостность как

одна из сторон структуры характеризует большую силу и существенность

внутренних связей по сравнению с внешними связями системы с

окружающей средой. Расчлененность – это другая сторона структуры и

характеризуется качественной спецификой частей системы и их

количеством. Для каждой системы существует несколько способов

расчленения на подсистемы и элементы.

По данной методологии сформулирован принцип эмерджентности,

который рассматривается как проявление в наиболее усиленной форме

свойств целостности системы, т.е. наличие у системы таких свойств, которые

не присущи ни одному из составляющих систему элементов, взятых в

отдельности вне системы [3].

Утверждение 1. К категории системных относятся не все объекты и

процессы, только те, которые состоят из отдельных частей, элементов и

обладают целостным характером функционирования.

Утверждение 2. Свойства и функции системных объектов не сводятся

непосредственно к сумме свойств и функций составляющих их элементов.

Они обладают новыми свойствами и функциями, которых может не быть у

отдельных элементов. Так, собранный из отдельных деталей узел

представляет собой техническую систему, характеризующую новыми

свойствами и функциями, которых нет у отдельных деталей.

Утверждение 3. В результате объединения нескольких элементов

системы возникает синергетический эффект, больший, чем сумма эффектов

элементов системы, действующих отдельно. Первопричиной данного

эффекта является либо создание более эффективных систем, технологий,

либо творчества при построении операций с известными системами или

технологиями.

На примере возделывания яровой пшеницы в условиях Забайкалья приведена общая операционная технология.

Более того принцип эмерджентности определяет роль и место

математических методов оптимизации.

Практическая проверка принципа проводится на основе

математического аппарата линейного программирования.

Целевая функция приведенных затрат по традиционной технологии

обработке почвы и посева:

Зпр.=39.4х1 +2(27х3)+10.4х4+12х5 .

Удельные приведенные затраты примут вид

⁄


127


Таблица 1 – Технологии и комплекс машин для возделывания зерновых культур

№

пп

Наименование

операции

Состав агрегата Производ.

агрегата

Эксп.затра

ты,

тыс.руб

Агротех.сроки,

дни

Необходимое кол

-

во агрегатов

Марка

трактора

Марка с/х

маш

ины

Кол

-во

маш

. в агр.

За один

день (10ч)

За весь

период

За один

день (10ч)

За весь

период

х1 Вспашка К-701 ПТК-9-

35 1 16.8 168 3.94 39.4 10 18

х2 Плоскорезная

обработка К-701

Агрегат

почвооб

дисков.

АПД-7.2

1 35.0 350 3.3 33 10 9

х3

Культивация

по мере

появления

сорняков

К-701

КПЭ-3.8

2 46.0 460 2.7 27 10 7

х4 Предпосевная

культивация К-701 КПС-4 3 76 304 2.6 10.4 4 10

х5

Посев с

внесением

минеральных

удобрений

К-701 СЗП-3.6 4 51 204 3.0 12 4 15

х6

Посев с

одноврем.

предпос.

обраб., внесен.

удобр.и

прикатыванием

К-701

ПК-8.5

―Кузбас

с‖

1 72 301 4.2 16.8 4 10

Целевая функция приведенных затрат по плоскорезной технологии

обработки почвы и посева

Зпр.=3.3х2+2(27х3)+10.4х4+12х5 .

Удельные приведенные затраты

⁄ .

Целевая функция затрат по ресурсосберегающей технологии обработки

почвы и посеву

Зпр.=33х2+16.8х6 .

Удельные приведенные затраты принимают:

.

Экономия затрат по ресурсосберегающей технологии при сравнении

традиционной и плоскорезной технологиям, соответственно, составляет

66.1% и 30.2%.

Из расчетов видно, что в технологии за счет применения посевного

комплекса ПК-8.5 ―Кузбасс‖ проявляется синергетический эффект. Данный


128


комплекс по сравнению с традиционными однооперационными машинами

имеет следующие особенности. Во-первых, введение звена посредника –

вентилятора, который предназначен для транспортировки семян от бункера

до культиваторных лап-сошников, приводит к увеличению ширины захвата.

Во-вторых, культиваторная лапа-сошник в подсошниковом пространстве

имеет приспособление для распределения семян по площади питания

близкой оптимальной, которое способствует повышению урожайности. В-

третьих, этот комплекс за один проход выполняет несколько операций

(предпосевная обработка, посев, внесение минеральных удобрений и

прикатывание), а это ведет не только к экономии затрат, но и уменьшению

вероятности возникновения ветровой эрозии, испарения почвенной влаги,

что очень важно для засушливых условий.

Выводы. 1. Свойства и функции посевного комплекса не сводятся

непосредственно к сумме свойств и функций составляющих их элементов.

2. Они обладают новыми функциями и свойствами, которых может не

быть у отдельных элементов.


1. Барботько А.И. Основы теории математического моделирования: Учебное

пособие/ А.И Барботько, А.О. Гладышкин – Старый Оскол: ТНТ, 2009. – 212с.

2. Дзоценидзе Т.Д. Транспортное обеспечение – важная составляющая развития

предприятий АПК / Т.Д. Дзоценидзе // Тракторы и сельхозмашины. – 2013. - № 11. – С.

45-48.

3. Раднаев Д.Н. Методологические основы разработки технологий и технических

средств посева при возделывании зерновых культур в условиях Забайкалья / Д.Н.

Раднаев: Автореф. дис. на соис. уч. степени д.т.н – Улан-Удэ, 2013. – 40 с.

References

1. Barbotko A.I. Osnovy teorii matematicheskogo modelirovanija [Fundamentals of the

theory of mathematical modeling]. Stary Oskol, 2009, 212 p.

2. Dzotsenidze T.D. Transportnoe obespechenie – vazhnaja sostavljajushhaja razvitija

predprijatij APK [Transport service an important component of development of the entities of

agrarian and industrial complex]. Tractors and agricultural machines, 2013, no. 11, pp 45 – 48.

3. Radnayev D.N. Methodological bases of development of technologies and technical

means of sowing during cultivation of grain crops in the Transbaikalia [Methodological bases

of the development of technologies and technical means of sowing during cultivation of grain

crops in Zabaikalie]. Ulan-Ude, 2013, 40 p.


Езепчук Анатолий Леонидович – кандидат технических наук, доцент кафедры

механизации сельскохозяйственных процессов. Бурятская государственная

сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова (670034, Россия, Улан-Удэ, ул.

Пушкина, 8, тел. 89503956950, e-mail: [email protected]).

Раднаев Даба Нимаевич – доктор технических наук, профессор кафедры механизации

сельскохозяйственных процессов. Бурятская государственная сельскохозяйственная

академия им. В.Р. Филиппова (670034, Россия, Улан-Удэ, ул. Пушкина, 8, тел.



129



Ezepchuk Anatoly L. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department

Mechanization of Agricultural Processes. Buryat SAA named after V.P. Filippov (8, Pushkin

Str., Ulan-Ude, Russia, 670034, tel. 89503956950, e-mail: [email protected]).

Radnaev Daba N. – Doctor of Technical Sciences, Professor of Department Mechanization of

Agricultural Processes. Buryat SAA named after V.P. Filippov (8, Pushkin Str., Ulan-Ude,

Russia, 670034, tel. 89503956950, e-mail: [email protected]).

УДК 621.314: 681.584.21

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ

ГАРМОНИК В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Х. Рахмет, С.В. Батищев

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск,Россия

В статье рассматриваются вопросы динамика энергопотребления в России и

Сибирском регионе, факторы, влияющие на отклонение потребления электрической

энергии. Приведена актуальная перспектива роста энергетических мощностей по России

основные факторы, влияющие на энергоэффективность и энергосбережение. Рассмотрены

подходы к решению вопроса по повышению эффективности использования

электрической энергии на сельскохозяйственных предприятиях. Представлены

результаты исследования вклада несинусоидальности напряжения на показатель потерь

электроэнергии и надежности работы электрооборудования. Представлены результаты

разработки методов активной фильтрации высших гармоник.

Ключевые слова: качество электроэнергии, компенсирующие устройства, методы

компенсации, активный электрический фильтр.

STUDY OF THE METHODS OF COMPENSATION OF HIGHER

HARMONICS IN THE AGRICULTURAL DISTRIBUTION NETWORKS

Rakhmet H., Batishchev S.V.


The article discusses the dynamics of energy consumption in Russia and the Siberian

region, factors affecting the deviation of electricity consumption. The actual perspective of the

growth of power capacities in Russia is given the main factors affecting energy efficiency and

energy saving. Approaches to the solution of the issue on increasing the efficiency of the use of

electric energy at agricultural enterprises are considered. The results of the study of the

contribution of voltage nonsinusoidality to the power loss and reliability of electrical equipment

performance are presented. The results of the development of methods for active filtration of

higher harmonics are presented.

Keywords: quality of electric power, compensating devices, compensation methods, active

electric filter.

В настоящее время энергоэффективность и ресурсосбережение является

актуальной технической задачей в производстве и переработке

сельскохозяйственной продукции. Уменьшение энергоемкости при


130


производстве и переработки сельскохозяйственной продукции возможно на

основе обоснования и исследования методов совершенствования

технологических процессов.

Также немаловажной технической задачей является повышение

качества электроэнергии.

В большинстве промышленно развитых стран разработаны стандарты,

технические регламенты и технологические правила, регламентирующие

основные параметры, характеризирующие качество электроэнергии, а также

методы измерения и контроля этих параметров. В Российской Федерации

нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения

регламентируются ГОСТ 32144-2013 [2].

Одной из причин ухудшения качества электроэнергии являются

активное подключение нелинейных электроприемников к электрической

сети 0.38 кВ. Как следствие, это приводит к появлению высших гармоник,

наносящих ущерб износу оборудования, дополнительным потерям активной

мощности в линиях электропередач и трансформаторах, дополнительным

погрешностям счетчиков электроэнергии и т.д.

Для снижения последствий ухудшения качества электроэнергии,

вызванных несинусоидальностью токов и напряжений необходимо

использование специальных компенсирующих устройств (пассивных или

активных фильтров).

Основным фильтрокомпенсирующим устройством является

пассивный фильтр гармоник. Пассивный фильтр гармоник представляет

собой параллельное соединение колебательных контуров, настроенных на

частоты отдельных гармоник. Установка таких фильтров вблизи нелинейной

нагрузки обеспечивает замыкание на землю токов высших гармоник через

соответствующий колебательный контур. Недостаток пассивных фильтров

заключается в возникновении резонанса в параллельном колебательном

контуре, образуемом фильтром и индуктивностью питающей сети.

Достоинство данных фильтров является простота и экономичность, их

обслуживания не требуется постоянного внимания. При проектировании

таких фильтров необходимо контролировать частотную характеристику

системы фильтр – питающая сеть во всем диапазоне частот [1,3].

Активный электрический фильтр позволяет использовать режекторные

частотные фильтры с высокой добротностью, лучшие частотные свойства

которых позволяют упростить выходные LC-фильтры и тем самым

улучшить качество электрической энергии. Это позволяет снизить высшие

гармонические составляющие в контролируемых точках энергетической

системы, компенсировать реактивную составляющую мощности, а также

использовать мощность нелинейных искажений. Кроме того, отсутствие

буферных каскадов и сложной следящей системы позволит снизить

массогабаритные показатели активного электрического фильтра. [4]

Для оценки эффективности активного фильтра были проведены

исследования методом моделирования электрической сети с нагрузкой.


131


Обсуждение результатов. Модель электрической сети представляет собой

основной сигнал напряжения, амплитудное значение которого составляет 220 В,

а частота 50 Гц с наложенными на него гармониками напряжения. Модель

трехфазной электрической сети максимально приближена к реальной.

Сигнал ошибки получен как разность между сигналом сети и эталонного

сигнала, привязанного по фазе и частоте к напряжению сети. Результат

моделирования представлен на рисунке 1. Компенсация высших гармоник

происходит при суммировании сетевого сигнала и сигнала ошибки, поданного в

противофазе.

Таким образом, предложенный трехфазный активный электрический

фильтр наиболее приемлем для реализации, как по техническим, так и по

показателям снижения влияния нелинейной нагрузки промышленных

потребителей на работу предприятий АПК, т.е. снижения высших

гармонических составляющих напряжения.

На рисунке 2 представлена осциллограмма тока при работе фильтра. До

момента включения явно выраженное присутствие высших гармоник.

Амплитуды всех гармоник выбраны равные 10 В. При этом начальные фазы

второй и двадцатой гармоник равны 1800, т.е. они находятся в противофазе.

Режим работы, при котором наиболее разнообразное влияние гармоник

позволяет, как можно больше снизить вероятность отказа в работе

устройства компенсации высших гармоник. Часть гармоник, третья и

десятая имеют начальную фазу, равную 900 относительно первой (основной)

гармоники. Остальные гармоники имеют промежуточные значения

начальных фаз: 600, 45

0, 160

0, 0

0, 30

0, и т.д.

Рисунок 1 – Частотная характеристика сети

1 – реальный сигнал фазного напряжения сети до включения фильтра;

2 – фазное напряжение сети после включения фильтра; 3 – сигнал ошибки.


132


В результате работы активного фильтра происходит компенсация

гармоник, что видно на рисунке 2. после включения фильтра, время

включения составляет 30 мс. Таким образом, ток в нагрузке при явной

несинусоидальности, при работе фильтра становится синусоидальным. [5-6]

Рисунок 2 – Осциллограмма тока нагрузки при включении активного фильтра

Выводы. 1. Проведено моделирование режимов работы активного

фильтра при наличии в сети высших гармоник. Получены зависимости токов

в нагрузке при включении фильтра.

2. При работе активного электрического фильтра снижаются высшие

гармоники в контролируемых точках энергетической системы.

Нормализуется фактическое амплитудное значение напряжения.


1. Боярская Н.П. Передаточные функции пассивных фильтров гармоник / Н.П.

Боярская, В.П. Довгун // Вестник КрасГАУ. - 2010. - №8. - C. 130 – 138.

2. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств

электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения

общего назначения.

3. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в сетях электроснабжения промышленных

предприятий / И.В. Жежеленко – М.: Энергоатомиздат, 1994. – С. 44 – 46.

4. Заявка в ФИПС № 2016107249 от 29.02.2016, Патент на изобретение ―Активный

электрический фильтр‖.

5. Третьяков А.Н. Активная фильтрация высших гармоник для повышения

энергоэффективности на предприятиях АПК / Третьяков А.Н., Кудряшев Г.С., Батищев

С.В. // Вестник ИрГСХА.- 2017. – Вып.79. – С. 157 – 163.

6. Третьяков А.Н. Вопросы качества энергии на сельскохозяйственных

предприятиях Иркутской области / А.Н. Третьяков, Г.С. Кудряшев, В.А. Кюн

Ползуновский альманах. - 2004. - № 1. - С.170 – 174.


133


References

1. Boyarskaya N.P. Peredatochnyie funktsii passivnyih filtrov garmonik [The transfer

function of passive harmonic filters]. Vestnik KrasGAU, 2010, no. 8, pp.130 - 138.

2. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost tehnicheskih sredstv

elektromagnitnaya. Normyi kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya

obschego naznacheniya [Electrical energy. Compatibility of technical equipment. Quality norms

of electric energy in power supply systems of general purpose].

3. Zhezhelenko I.V. Vyisshie garmoniki v setyah elektrosnabzheniya promyishlennyih

predpriyatiy [Higher harmonics in the power supply networks of industrial enterprises].

Moscow, 1994, pp. 44 – 46.

4. Zayavka v FIPS № 2016107249 ot 29.02.2016, Patent na izobretenie “Aktivnyiy

elektricheskiy filtr” [The application in FIPS number 2016107249 from 29.02.2016, the patent

for the invention ―Active electric filter‖].

5. Tretyakov A.N. et all. Aktivnaya filtratsiya vyisshih garmonik dlya povyisheniya

energoeffektivnosti na predpriyatiyah APK [Active filtering of higher harmonics to improve

energy efficiency on agricultural enterprises]. Vestnik ISAA, 2017, no. 79, pp. 157 – 163.

6. Tretyakov A.N. et all. Voprosyi kachestva energii na selskohozyaystvennyih

predpriyatiyah Irkutskoy oblasti [The questions of energy quality in the agricultural enterprises

of Irkutsk region]. Polzunovskiy almanah, 2004, no. 1, pp. 170 – 174.


Батищев Сергей Валерьевич – аспирант кафедры энергообеспечения и теплотехники

энергетического факультета. Иркутский государственный аграрный университет им. А.А.

Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н., п. Молодежный, тел.


Рахмет Халымийн – кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и

электротехники. Монгольский государственный аграрный университет (13010, Монголия,

г. Улан-Батор, тел. 87029784841, e-mail: [email protected]).


Batishchev Sergey V. – Ph.D student of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University

named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel.


Rakhmet Holymen – Candidate of Technical Sciences, Ass. Professor of Department of Power

Supply and Electrical Engineering. Mongolian State Agrarian University (Ulan-Bator,

Mongolia, 13010, tel. 87029784841, e-mail: [email protected]).

УДК 631.356.4.004

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ

ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ

1А.Н. Степанов,

1Н.В. Степанов,

2С.А. Юрьев

1Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Россия

2ООО ―Агроресурс‖, г. Шелехов, Россия

В статье выполнена сравнительная оценка работы зерноуборочных комбайнов

различных марок на основании эксплуатационных и экономических показателях.

Представлены гистограммы производительности, удельного расхода топлива и затрат на

уборку одного ц продукции различных моделей комбайнов в динамике лет. Выполнено


134


ранжирование и предложен оценочный критерий. Самую низкую выработку равную 236

га, имеют зерноуборочные комбайны марки Енисей-1200, а самый высокий показатель

1450 га демонстрируют комбайны CLAAS Tucano 570.

Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, выработка, расход топлива, затраты.

COMPARATIVE ANALYSIS OF AGRICULTURAL COMBINES WORK 1Stepanov А.N.,

1Stepanov N.V.,

2Yuriev S.А.

1Irkutsk state agrarian university named after A.A.Ezhevsky, Irkutsk, Russia

2Agroresurs LLC, Shelekhov, Russia

The article compares the performance of grain harvesters of different brands basing on the

operational and economic indicators. The productivity histograms, specific fuel consumption

and costs for harvesting of one centner of the production of various combine models in years

dynamics are presented. The ranking is performed and an evaluation criterion is proposed. The

lowest production is equal to 236 hectares of grain harvesters of the Yenisei-1200 brand, and the

CLAAS Tucano 570 combines has the highest indicator of 1450 hectares.

Keywords: combine harvester, production, fuel consumption, costs.

В последние годы в АПК страны наблюдается рост производства с.-х.

продукции. При этом в отдельных регионах получают достаточно высокие

урожаи различных культур, имея постоянный спрос на произведенную

продукцию c выгодной ценой реализации.

Производство продукции растениеводства предусматривает ряд этапов,

из которых самым ответственным и сложным в плане механизированных

работ является уборка урожая.

Зерноуборочный комбайн (ЗУК) – узкоспециализированная машина,

которая используется только в сезон уборки урожая. В современном мире

насчитывается достаточно большое количество производителей

сельскохозяйственной техники, предлагающих широкий модельный ряд

зерноуборочных комбайнов для различных условий эксплуатации.

В связи с чем, у сельхозтоваропроизводителя возникает вопрос, какой

комбайн будет в лучшей степени удовлетворять его потребности во время

уборочной кампании. Зачастую внимание аграриев в первую очередь

акцентируется на стоимости ЗУК, а эксплуатационные, технико-

экономические показатели и показатели надежности имеют второстепенное

значение. В то же время все эти показатели оказывают достаточно большое

влияние на объем производства и себестоимость единицы продукции,

которая в конечном итоге отражается на прибыли хозяйства.

В ведущих хозяйствах Амурской области на протяжении нескольких

лет осуществлялся сбор информации по показателям работы

зерноуборочных комбайнов различных марок на уборке сои.

Цель исследования – сравнительная оценка работы имеющихся в

хозяйстве ЗУК различных марок по основным эксплуатационным и

экономическим показателям. Для этого использовались следующие

показатели: производительность, удельный расход топлива и общие затраты

на уборку 1 ц продукции.


135


Исследование проводилось на базе 10 хозяйств, в которых на 2016 год

общее количество ЗУК составляло 258 ед. Урожайность сои по хозяйствам в

разные годы имела следующие значения: 2013 г. – 8.2 ц/га; 2015 г. – 12.6

ц/га; 2016 г. – 14.0 ц/га.

Обсуждение результатов. На рисунке 1 представлена гистограмма,

которая наглядно показывает сезонную выработку зерноуборочных

комбайнов различных марок в динамике лет.

Из рисунка 1 видно, что, по данным на 2016 год, самую низкую

выработку равную 236 га имеют зерноуборочные комбайны марки Енисей-

1200, а самый высокий показатель 1450 га демонстрируют комбайны CLAAS

Tucano 570.

Общепринято, что наиболее полную картину по расходу топлива ЗУК в

процессе уборки урожая отражает показатель удельного расхода топлива на

единицу продукции, т.е. количество израсходованного топлива в литрах на

тонну собранного урожая (рис. 2).

В результате анализа данных по расходу топлива можно сделать вывод

о том, что в уборочной кампании 2016 года наименьшего значения

удельного расхода топлива, равного 5.09 л/т, достигли ЗУК марки ―John

Deere 3316‖, а комбайны марки ―Палессе 1218‖ показали максимальное

значение – 10.01 л/т.

Финансовые затраты на горюче-смазочные материалы, запасные части,

заработную плату и амортизацию при уборке урожая зерноуборочным

комбайном характеризует такой показатель, как затраты в руб. на 1 ц

продукции (рис.3).

Рисунок 1 – Выработка на один зерноуборочный комбайн


136


Рисунок 2 – Удельный расход топлива

Из рисунка 3 видно, что по результатам сезона 2016 года наименьшие

затраты на уборку 1 ц сои в размере 29 руб. обеспечили зерноуборочные

комбайны марки ―Енисей-1200‖, а наибольшие затраты приходятся на

комбайны ―Акрос 530‖ и составляют 121 руб.

Рисунок 3 – Затраты на центнер продукции

В таблице 1 представлены эксплуатационно-технологические

характеристики исследуемых групп зерноуборочных комбайнов.

Представленная выше информация говорит о том, что используемые в

хозяйствах зерноуборочные комбайны по-разному демонстрируют свою

эффективность на основе предложенных показателей, в то же время

достаточно сложно установить приоритеты и определить наиболее значимый

из них. Поэтому для объективной оценки работы ЗУК предлагается их

ранжировать по эксплуатационным и экономическим показателям и в

качестве оценочного критерия использовать среднее значение рангов


137


(табл. 2). На основании полученных значений можно сделать вывод, что

наибольшую эффективность работы во время уборочной кампании 2016 года

со значением 2.3 показали комбайны ―CLAAS Tucano 570‖, а наименьшую –

―ЗУК Aкрос 530‖ со значением 11.

Таблица 1 – Эксплуатационно-технологические характеристики ЗУК (2016 г.)

Модель ЗУК + ширина

жатки Намолот за сезон

2016, т

Производительность,

га/день

Соотношение

производительности в

долях единицы от

Wдн.T

uca

no 4

80

Удельный расход

топлива, л/т

Затраты на 1 ц., руб.

Мощность двигателя,

л.с.

CLAAS Tucano 570 + 9 м 2212 34 0.76 6,16 30 326

CLAAS Tucano 480 + 9 м 1495 45 1.00 6,43 47 355

CLAAS Tucano 430 + 7.5 м 1469 34 0.76 5,68 37 258

CLAAS Mega 350 + 7.5 м 731 20 0.44 6.12 92 220

John Deere 3316 + 4 м 416 16 0.36 5.09 68 140

New Holland TC5080 + 6 м 610 18 0.40 6.51 43 258

Акрос 530 + 7 м 416 14 0.31 8.54 121 250

Вектор 410 + 6 м 672 21 0.47 7.42 77 210

Вектор 450 + 6 м 823 23 0.51 8.42 92 255

Енисей-1200 + 6 м 381 10 0.22 6.59 29 140

Палессе 1218 + 6 м 676 20 0.44 10.01 68 330

Палессе 812 + 6 м 438 15 0.33 8.75 105 230

Палессе КЗС-7 + 6 м 566 15 0.33 6.88 49 210

Таблица 2 – Ранжирование комбайнов по эксплуатационным

и экономическим показателям (2016 г.)

Модель ЗУК + ширина

жатки

Показатели Среднее

значение Производи-

тельность

Уд. расход

топлива Затраты

CLAAS Tucano 570 + 9 м 1 4 2 2.3

CLAAS Tucano 480 + 9 м 2 5 5 4.0

CLAAS Tucano 430 + 7.5

м 3 2 3 2.7

CLAAS Mega 350 + 7.5 м 5 3 9 5.7

John Deere 3316 + 4 м 10 1 7 6.0

New Holland ТС5080 + 6

м 7 6 4 5.7

Акрос 530 + 7 м 11 11 11 11.0

Вектор 410 + 6 м 5 9 8 7.3

Вектор 450 + 6 м 4 10 9 7.7

Енисей-1200 + 6 м 12 7 1 6.7


138


Окончание таблицы 2

Палессе 1218 + 6 м 6 13 7 8.7

Палессе 812 + 6 м 9 12 10 10.3

Палессе КЗС-7 + 6 м 8 8 6 7.3

Выводы. 1. Вышеизложенная информация позволяет использовать ее

для планирования и прогнозирования уборочных компаний на будущие

сезоны. Представляется возможным выбрать наиболее оптимальный вариант

технического оснащения хозяйства.

2. В то же время при выборе ЗУК не стоит забывать о прописной

истине: ―Собрать максимальный урожай высокого качества в оптимальный

агротехнический срок с минимальными затратами труда и денежных

средств‖.


1. Терских И.П. Сравнительный анализ основных эксплуатационных показателей

зерноуборочных комбайнов / И.П. Терских // Сб. науч. трудов // Иркутск: ИрГСХА, 1997.

– С. 7 – 22.

References

1. Terskih I.P. Sravnitel'nyj analiz osnovnyh jekspluatacionnyh pokazatelej

zernouborochnyh kombajnov [Comparative analysis of the main operational parameters of the

combine harvesters Collection of scientific papers]. Irkutsk, 1997, pp. 7 – 22.


Степанов Алексей Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры

эксплуатации машинно-тракторного парка, безопасности жизнедеятельности и

профессионального обучения инженерного факультета. Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-

он, п. Молодежный, тел. 89021710629, e-mail: [email protected]).

Степанов Николай Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры



аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-

он, п. Молодежный, тел. 89021710629, e-mail: [email protected]).

Юрьев Степан Анатольевич – начальник отдела продаж ООО ―Агроресурс‖ (664080,

Россия, Иркутская область, г. Шелехов, ул. Известковая, 5, тел. 89021710629, e-mail:

[email protected]).


Stepanov Aleksei N. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Operation

of Machine and Tractor Park, Life Safety and Vocational Training of Engineering Faculty.

Irkutsk State Agrarian University named after A.A.Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district,

Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89021710629, e-mail: [email protected]).

Stepanov Nikolay V. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of Operation

of Machine and Tractor Park, Life Safety and Vocational Training of Engineering Faculty.

Irkutsk State Agrarian University named after A.A.Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district,


Yuriev Stepan A. – Head of Sales Department of ―Agroresurs‖ LLC (5, Izvestkovaya,

Shelekhov, Irkutsk region, Russia, tel. 89021710629, e-mail: [email protected]).


139


УДК 621.31.004.12:674(571.53)

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА

ЛЕСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ПРЕДПРИЯТИИ УСОЛЬСКОГО

РАЙОНА

С.В. Сукьясов, А.В. Рудых

Иркутский государственный аграрный университет им. А. А. Ежевского, г. Иркутск, Россия

Стандарты устанавливают допустимые уровни помех в электросети, которые

характеризуются показателями качества электроэнергии. Изменение показателей качества

в ту или иную сторону отрицательно сказывается на работе любого электрооборудования,

вызывая нарушение технологического процесса, снижение качества и количества

выпускаемой продукции. Анализ показателей качества электроэнергии позволит

применить комплекс мер по снижению потерь электроэнергии, увеличению срока службы

оборудования и, в конечном счете, послужит повышению энергоэффективности

производства, экономии электроэнергии.

Ключевые слова: качество электрической энергии, отклонение напряжения,

несимметрия, коэффициенты обратной и нулевой последовательности напряжения,

потери мощности, экономическая эффективность, производственная нагрузка.

ANALYSIS OF ELECTRIC ENERGY QUALITY AT THE FOREST

PROCESSING ENTERPRISE OF USOLIE DISTRICT

Sukyasov S.V., Rudykh A.V.


The standards set the acceptable levels of interference in the electricity grid, that are

characterized by indicators of the quality of electricity. The change in quality indicators in one

direction or another affects negatively on the operation of any electrical equipment, causing a

violation of the technological process, a decrease in the quality and quantity of products. The

analysis of the power quality indicators will allow applying a set of measures to reduce power

losses, increase the service life of the equipment and, ultimately, improve the energy efficiency

of production and save energy.

Keywords: quality of electric energy, voltage deviation, asymmetry, coefficients of reverse

and zero sequence of voltage, power losses, economic efficiency, production load.

Эффективность использования электрической энергии определяется в

основном созданием таких условий ее потребления, при которых

обеспечивается требуемое качество электрической энергии и минимум ее

производительных потерь. Актуальность вопроса особенно возрастает в

условиях объективно-несимметричной работы электроприемников.

Нормы и качество электрической энергии регламентирует ГОСТ 32144-

2013 ―Электрическая энергия. Совместимость технических средств

электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах

электроснабжения общего назначения‖. Данный нормативный документ

устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в

точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей


140


низкого, среднего и высокого напряжения систем электроснабжения общего

назначения переменного тока частотой 50 Гц [1].

Стандарт предназначен для применения при установлении и

нормировании показателей КЭ, связанных с характеристиками напряжения

электропитания, относящимися к частоте, значениям и форме напряжения, а

также к симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения.

Данные характеристики напряжения подвержены изменениям из-за

изменений нагрузки, влияния кондуктивных электромагнитных помех,

создаваемых отдельными видами оборудования, и возникновения

неисправностей, вызываемых, главным образом, внешними событиями. В

результате возникают случайные изменения характеристик напряжения во

времени в любой отдельной точке передачи электрической энергии

пользователю электрической сети, а также случайные отклонения

характеристик напряжения в различных точках передачи электрической

энергии в конкретный момент времени.

Изменения характеристик напряжения электропитания в точке передачи

электрической энергии пользователю электрической сети, относящихся к

частоте, форме и симметрии напряжений в трехфазных системах

электроснабжения, подразделяют на две категории – продолжительные

изменения характеристик напряжения и случайные события.

Продолжительные изменения характеристик напряжения электропитания

представляют собой длительные отклонения характеристик напряжения от

номинальных значений и обусловлены, в основном, изменениями нагрузки

или влиянием нелинейных нагрузок. Случайные события представляют

собой внезапные и значительные изменения формы напряжения,

приводящие к отклонению его параметров от номинальных.

Поддержание КЭ на должном уровне в электросетевой структуре – это

не только экономический вопрос замены физически устаревшего

оборудования, установки компенсирующих устройств, фильтров и т.д., но и

техническая оценка состояния электросетевого хозяйства по степени

влияния тех или иных источников искажения КЭ работу других

потребителей.

Низкое качество электрической энергии оказывает существенное

влияние как на эффективность работы электроприемников, так и на технико-

экономические характеристики элементов сети (ухудшает качество

напряжения, повышает нагрев элементов сети, увеличивает потери

мощности сети и т.д.), снижает эксплуатационную надежность и сокращает

срок службы электродвигателей, влечет возникновение ряда отрицательных

электромагнитных явлений в сетях, к тому же увеличиваются потери

электрической энергии (при несимметричных режимах работы эти потери

составляют 49.2 %, что составляет 32 % общих потерь в электрических

сетях). Например, около 4 % всей потребляемой сельским хозяйством

электрической энергии дополнительно теряется в асинхронных

электродвигателях из-за работы их в сетях 0.38 кВ с постоянно


141


несимметричной системой напряжений, возникающей вследствие появления

несимметрии токов [2].

Исследования и разработки для электрических сетей 0.38 кВ

сельскохозяйственного назначения, где компенсация негативных

составляющих тока по данным отечественных и зарубежных ученых

наиболее эффективна как с технических, так и экономических позиций,

возглавляются ведущими учеными Московского госагроуниверситета проф.

Левиным М.С., Лещинской Т.Б.; ВИЭСХа – Мурадяном А.Е., Мельником

В.Т.; Санкт-Петербургского госагроуниверситета – Косоуховым Ф.Д.;

Иркутского ГАУ Наумовым И.В. [2].

Качество электрической энергии, не удовлетворяющее требованиям [1],

причиняет материальный ущерб, ухудшает технико-экономические

показатели электрификации в целом. Поэтому наряду с разработкой точных

методов оценки неблагоприятного влияния отклонения качества

электрической энергии на режимы работы распределительных сетей,

актуальна проблема разработки средств выравнивания режима

электропотребления и симметрирования фазных нагрузок.

Результаты и обсуждения. Исследуемая сеть 0.38 кВ с

производственной нагрузкой расположена в пос. Тальяна Усольского

района, предприятие лесопереработки ООО УРМАН.

Основным видом деятельности объекта является: лесозаготовка, сбор

дикорастущих и недревесных лесопродуктов, производство пиломатериалов,

производство непропитанных железнодорожных и трамвайных шпал из

древесины.

В качестве собственных активов предприятие имеет земельный участок,

лесопильный цех, сушильные отделения с бытовыми и техническими

помещениями, склад полуфабрикатов, склад готовой продукции,

технические средства и оборудование для собственной лесозаготовки.

Переработка леса осуществляется с использованием следующего

оборудования: узел подачи пиловочника, ленточная пилорама, окорочный

станок, линии сортировки сырых и сухих пиломатериалов, сушильная

камера.

Измерения проводились в октябре 2016 года на трансформаторной

подстанции № 268, мощностью 160 кВ·А, схема соединения обмоток

трансформатора /Y-0. Общая протяженность четырехпроводной линии 0.38

кВ составляет 780 метров, провод – АС50, ток длительно допустимый – 210

А. В качестве потребителей электрической энергии используется силовой

электропривод на базе асинхронных двигателей различной мощности.

В качестве основного измерительного инструмента использовался

прибор ―Ресурс-UF2‖, измерения проводились непосредственно на шинах

трансформаторной подстанции в течение недели, согласно руководящих

документов РД 153-34.0-15.501-00 [3]. Этот цифровой прибор предназначен

для регистрации относительных значений величин токов и напряжений

прямой, нулевой и обратной последовательностей. Время автономной


142


регистрации сигналов вторичных цепей доходит до месяца. Вся информация,

записанная в памяти прибора, переносится в компьютер и затем легко

обрабатывается и фиксируется на бумаге.

На цифровом выходе прибора формируются сигналы: активной (Р) и

реактивной (Q) мощности, относительного значения установившегося

отклонения напряжения U, коэффициента искажения синусоидальности

кривой тока Кν, коэффициента несимметрии токов по обратной

последовательности К2i, коэффициента несимметрии токов по нулевой

последовательности K0i, коэффициента несимметрии напряжения по нулевой

последовательности К0U, коэффициента несимметрии напряжения по

обратной последовательности K2U, коэффициента искажения

синусоидальности кривой напряжения KUν.

Недельные графики изменения показателей качества электрической

энергии приведены на рис. 1 – 5.

Рисунок 1 – Недельный график изменения отклонения напряжения

Рисунок 2 – Недельный график изменения коэффициента несимметрии

напряжения по нулевой последовательности


143


Рисунок 3 – Недельный график изменения коэффициента несимметрии

напряжения по обратной последовательности

Рисунок 4 – Недельный график изменения трехфазной мощности

Рисунок 5 – Недельный график изменения коэффициента мощности

Анализируя данные графики, можно сделать следующие выводы:

отклонение напряжения находится практически на одном уровне – +5 %,


144


коэффициенты несимметрии напряжения по обратной и нулевой

последовательности находятся в допустимых пределах – не более 2 %, что

указывает на равномерное распределение нагрузки по фазам сети. Колебания

напряжения также в пределах установленных ГОСТ. Трехфазная мощность

практически не изменяется. В целом показатели качества электроэнергии

находятся на должном уровне.

Для более детального анализа показателей качества электроэнергии

рассмотрим наиболее загруженный день недели – субботу (рис. 4, Р = 109.7

кВт).

Обратим внимание на показатели качества электрической энергии,

напрямую зависящие от величины и характера нагрузки, это коэффициенты

несимметрии напряжения по обратной и нулевой последовательности,

коэффициент несинусоидальности, отклонение напряжения, а так же

рассмотрим изменение токов, напряжений и мощности (рис. 6 – 131).

Рисунок 6 – Изменение фазных напряжений

Рисунок 7 – Изменение отклонений фазных напряжений


145


Рисунок 8 – Изменение фазных токов

Рисунок 9 – Изменение коэффициентов несимметрии напряжения по обратной

и нулевой последовательности

Рисунок 10 – Изменение мощности трехфазной сети


146


Рисунок 11 – Изменение коэффициентов несинусоидальности

При наименьших нагрузках (с 2300

до 730) фазное напряжение на шинах

трансформаторной подстанции на 5÷7 % выше номинального и составляет

232÷236 В (рис. 6). Учитывая небольшую протяженность воздушной линии

0.38 кВ, можно предположить, что удаленные потребители окажутся под

повышенным напряжением. Это может негативно отразиться на их рабочих

характеристиках.

При максимуме нагрузок напряжение стабилизируется, приближаясь к

номинальному значению, отклонение напряжения составляет 2.5÷4 %.

Отклонение напряжения в 75 % исследуемого времени выходит за

нормально допустимое значение – +5 %, но в 100 % времени – ниже

предельно допустимого 10 %.

Изменение фазных токов (рис. 8) показывает, что в рассматриваемой

линии максимальные нагрузки приходятся на временной интервал с 700

до

1930. Отклонение фазных токов составляет 25÷35 А, наибольшее отклонение

наблюдается между токами фаз А и С. В целом нагрузка распределена по

фазам симметрично. Это доказывает и ток в нулевом проводе – не более 20

А.

Симметричная нагрузка не создает несимметрии, что отражается на

характере изменения коэффициентов K2u и K0u. В 100 % исследуемого

времени они не превышают нормально допустимого значения в 2 %. (рис. 9)

Трехфазная мощность в исследуемой сети имеет максимум в дневные и

вечерние часы, характер изменения (рис. 10) объясняется наличием, в

основном, трехфазных потребителей (электрические двигатели,

калориферные установки).

Коэффициенты несинусоидальности фаз А, В, С так же находятся в

пределах установленных ГОСТ – 8 %. Наибольшие показатели выявлены в

период максимальных нагрузок и составляют 3,5 ÷5,5 %.

Выводы. 1. Качество электрической энергии оказывает существенное

влияние на работу многих потребителей, что обосновывает актуальность

оценки их величины. Нормативным документом, регламентирующим

значение показателей, является ГОСТ 32144-2013.


147


2. Анализ качества электрической энергии показал, что показатели

соответствуют требованиям ГОСТ, однако в отношении отклонения

напряжения необходимо провести дополнительные исследования. Эти

измерения должны определить величину напряжения в конце линии.

Возможно, потребуется уменьшить напряжение на шинах трансформаторной

подстанции на 2÷2.5 %.

3. При рассмотрении линии 0.38 кВ с производственной нагрузкой

необходимо отметить наличие, в основном, трехфазных потребителей, что

благоприятно сказывается на работе сети.


1 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего

назначения. / ГОСТ 32144-2013, М.: Стандартинформ – 2014. – 20 с.

2 Воротницкий В.Э. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях / В. Э.

Воротницкий, М.А. Калиткина, Е.В. Комкова, В.И.Пятигор // Энергосбережение. – 2005.

- № 2. – С. 90 – 94.

3 Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в

системах электроснабжения общего назначения. / РД 153-34.0-15.501-00 – М.: ООО

―Научный центр ЛИНВИТ‖, 2000. – 34 с.

References

1 Jelektricheskaja jenergija. Sovmestimost' tehnicheskih sredstv jelektromagnitnaja.

Normy kachestva jelektricheskoj jenergii v sistemah jelektrosnabzhenija obshhego naznachenija

[Electric Energy. Compatibility of technical means is electromagnetic. Norms of quality of

electric energy in general-purpose power supply systems]. Moscow, 2014, 20 p.

2 Vorotnickij V.Je. et all. Snizhenie poter' jelektrojenergii v jelektricheskih setjah

[Reduction of power losses in electric networks]. Moscow, 2005, no.2, pp. 90 – 94.

3 Metodicheskie ukazanija po kontrolju i analizu kachestva jelektricheskoj jenergii v

sistemah jelektrosnabzhenija obshhego naznachenija [Methodological guidelines for monitoring

and analyzing the quality of electrical energy in general-purpose power supply systems].

Moscow, 2000, 34 p.


Рудых Альбина Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры



Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 8(3952)237360, e-mail: [email protected]).

Сукьясов Сергей Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры



Иркутский район, пос. Молодежный, тел. 8(3952)237360, e-mail: [email protected]).

Information about authors: Rudikh Albina Vladimirovna – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Electrical Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named


8(3952)237360, e-mail: [email protected]).

Sukyasov Sergey Vladimirovich – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department

of Electrical Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University


148



8(3952)237360, e-mail: [email protected]).

УДК 629.114.2.004.54

СМАЗОЧНО-ЗАПРАВОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ ОБСЛУЖИВАНИЯ

МАШИН И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ

В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

А.В. Хабардина, М.В. Чубарева

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, Иркутск, Россия

В настоящей работе сформирован список смазочно-заправочных операций ТО

тракторов в полевых условиях и установлены основные технические средства для их

выполнения. При этом отмечено, что в сельскохозяйственных предприятиях Иркутской

области передвижные агрегаты ТО не используют. В ходе наблюдений установлено, что

применяемые смазочно-заправочные технические средства в полной мере обеспечивают

возможность выполнения соответствующих операций ТО тракторов в полевых условиях.

Результаты исследования могут быть использованы в процессе совершенствования

представленных смазочно-заправочных средств, их теоретическом обосновании

практического применения, а также при разработке методики экспериментального

исследования процессов ТО машин.

Ключевые слова: операции смазочно-заправочные, средства технические,

обслуживание техническое, условия полевые, машина.

LUBRICA-REFUELING SERVICE OPERATIONS OF MACHINES AND

TECHNICAL MEANS OF THEIR EXECUTION IN THE FIELD

Khabardina A.V., Chubareva M.V.


This paper gives a list of lubricating and filling operations for the maintenance of tractors

in the field that has been established and the main technical means for their implementation have

been established. At the same time, it we noted that in agricultural enterprises of Irkutsk region,

mobile technical maintenance units do not use. In the course of observations, it was established

that the lubrication-filling techniques used fully provide for the possibility of performing the

corresponding operations of technical maintenance of tractors in the field. The results of the

study can be used in the process of improving the presented lubricating-filling agents, their

theoretical substantiation of practical application, as well as in developing a technique for

experimental study of the technical maintenance processes of machines.

Keywords: lubricating-filling operations, technical means, technical maintenance, field

conditions, machine.

Прежде чем приступить к изложению материала статьи, дадим

некоторые пояснения основным терминам, которые будут использованы в

дальнейшем.

Операция технического обслуживания (ТО) – законченная часть

технического обслуживания изделия, представляющая совокупность

приемов, выполняемых на одном рабочем месте одним или группой

исполнителей, установленными для выполняемой операции средствами


149


технического обслуживания [2]. При этом операции обслуживания машин

подразделяют на семь основных групп: моечно-очистительные, контрольно-

диагностические, смазочно-заправочные, топливозаправочные,

регулировочные, крепежные и консервационные [1]. Названные группы

операций положены в основу классификации средств ТО машин [1, 2].

Смазочно-заправочные операции ТО тракторов (далее – СЗ-операции) –

это смазочно-заправочные работы [5], выполняемые с применением (или в

среде) топливно-смазочных материалов (ТСМ). В состав этих операций

также входят сливные операции – работы [5], осуществляемые при сливе

масла из картерных полостей, преимущественно, при его замене в процессе

ТО, а также при сливе отстоя топлива из полостей топливных фильтров и

баков при их обслуживании. Работа в данном случае понимается как

производственная деятельность по созданию или обработке чего-нибудь [3],

например, ремонтные или ремонтно-обслуживающие работы [4], а в нашем

исследовании – работы по техническому обслуживанию машин. И еще.

Смазочно-заправочные операции не следует путать с топливозаправочными,

к которым относятся операции по заправке машин топливом, выполняемые

при использовании как передвижных, так и стационарных средств заправки.

Смазочно-заправочные средства ТО – средства эксплуатации,

предназначенные для выполнения смазочно-заправочных операций. Данное

определение сформулировано в соответствии с источником [2]: средства ТО

– средства эксплуатации, предназначенные для технического обслуживания

изделий.

Полевые условия ТО – совокупность объектов и условий природы в

поле или его окрестностях. Факторы производственной среды

применительно к полевым условиям труда – это климатические,

биологические и искусственные факторы. Климатические факторы –

воздействие на оператора тепла, холода, атмосферного давления, влажности,

ветра, атмосферных примесей, агрессивных сред, солнечной радиации.

Биологические факторы – воздействие на оператора насекомых: мух, оводов,

комаров, мошек, муравьев и др. Искусственные факторы – воздействие на

оператора работающего с ним обслуживающего персонала (человека),

средств и объектов обслуживания (техники).

Стационарные условия ТО (для сравнения с полевыми) – совокупность

объектов и условий в стационарных мастерских, на станциях и в пунктах ТО

машин.

Цель – определить смазочно-заправочные операции ТО тракторов и

технические средства их выполнения в полевых условиях.

Объект исследования – процесс технического обслуживания машин.

Методика исследования. Работа выполнена в три этапа. Первый этап –

формирование списка СЗ-операций ТО на основе изучения руководств по

эксплуатации основных отечественных [6, 7, 8, 9, 10] и зарубежных [11, 12,

13] марок тракторов. Второй этап – анализ найденных операций и

составление списка технических средств для выполнения этих операций в


150


полевых условиях. Третий этап – натурные наблюдения [17] за процессами

осуществления СЗ-операций ТО отечественных тракторов [6, 7, 8, 9, 10] в

полевых условиях с целью определения совокупности смазочно-

заправочных средств, применяемых на практике. Выбор машин,

находящихся на обслуживании, и исполнителей ТО – случайный. Объем

выборки при изучении качественных признаков [17] – по методике (табл. 3)

В.И. Романовского: при надежности опыта Н = 0.9 и ошибке ∆ = 0.3 объем

выборки – п = 32 [18]. В завершение исследования – получение экспертных

данных и их математическая обработка.

Результаты и их обсуждение. Известно, что смазочно-заправочные

операции ТО тракторов составляют более 50 % от всего объема работ по ТО

этих машин. От своевременного и качественного их выполнения в

значительной степени зависит надежность и эффективность использования

машин. Кроме того, при выполнении этих операций в поле практически

всегда возникает экологическая опасность, обусловленная возможностью

попадания топливно-смазочных материалов в почву [16]. Однако до

настоящего времени многие вопросы, касающиеся технологии и средств

проведения смазочно-заправочных операций в полевых условиях, еще

недостаточно изучены.

На первом этапе исследования в результате изучения руководств по

эксплуатации основных отечественных [6, 7, 8, 9, 10] и зарубежных [11, 12,

13] тракторов был сформирован список СЗ-операций ТО этих машин.

Список составлен из перечней операций ЕТО, ТО-1 и ТО-2 (ежесменного и

периодических технических обслуживаний) и включает в себя следующие

СЗ-операции (для краткости изложения здесь они представлены в

обобщенном виде и без указания периодичности их выполнения):

1. Проверить уровень масла и при необходимости долить в картер

дизеля, а также в корпуса других составных частей, заправляемых маслом;

2. Заменить масло в картере дизеля и в корпусе топливного насоса;

3. Заменить фильтрующие элементы;

4. Обслужить воздухоочиститель;

5. Слить отстой топлива из топливных фильтров и баков;

6. Очистить и промыть ротор центробежного масляного фильтра дизеля,

а также фильтры других составных частей трактора.

Следует отметить, что по ГОСТ 20793-2009 [5] допускается проводить

ТО-1 и ТО-2 на месте работы машин (в поле) с использованием

передвижных агрегатов технического обслуживания [15]. Данное положение

в полной мере относится и к приведенным СЗ-операциям. Вместе с тем в

этом же стандарте сказано, что ТО тракторов и машин следует проводить в

соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на

конкретную марку машин или с учетом современного названия этого

эксплуатационного документа – в соответствии с руководством по

эксплуатации [14]. Поэтому неслучайно для анализа операций ТО были

приняты во внимание именно руководства по эксплуатации тракторов.


151


На втором этапе, при известных СЗ-операциях, проанализированы их

технологии, причем по тем же источникам [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13], которые

были изучены при составлении списка этих операций. При этом выявлено,

что руководствами по эксплуатации тракторов рекомендованы следующие

технические средства ТО этих операций (на примере тракторов ДТ-75М [6]):

скребки, щетки, ключи гаечные и торцевые, ванны для промывки

фильтроэлементов и деталей, емкости для отстоя, маслонагнетатели,

смазочные нагнетатели (шприцы), контейнеры (емкости) для сбора и

хранения отложений центробежных маслоочистителей и фильтров, емкости

(канистры) для отработанного масла, ведра, воронки с сетками, заправочное

оборудование (какое оборудование конкретно: в [6] не указано). В

руководстве по эксплуатации трактора ―Беларусь‖ 1221 [7] при описании

технического обслуживания из средств ТО СЗ-операций приведены:

специальный контейнер для отстоя, контейнер для хранения отработанных

масел, смазочный нагнетатель, а также шприц. В аналогичном документе по

трактору ―Беларусь‖ МТЗ-80/82 [8] названы деревянный скребок для

удаления отложений с внутренних стенок стакана ротора и шприц, а по

тракторам ―Кировец‖ (К-744Р) [9] и ―Агромаш-90ТГ‖ [10] не указаны вовсе

не только смазочно-заправочные, но и другие средства, которые необходимы

для выполнения операций ТО этих машин. Получается, что в руководствах

по эксплуатации современных отечественных тракторов отсутствуют

рекомендации по применению средств ТО, в том числе и для проведения

смазочно-заправочных операций. В связи с этим нами были

проанализированы в том же направлении руководства по эксплуатации

тракторов иностранного производства. В частности, в названном документе

по трактору CLAAS из средств ТО СЗ-операций указана емкость для слива

масла из двигателя, картера дифференциала, редукторов переднего моста и

других корпусов и систем, а именно: ―сосуд с подходящей вместимостью‖

[11, с. L.19, L.25, L.27]. По тракторам John Deere (8130, 8230, 8330, 8430,

8530) [12] и MAJOR 80 [13] найдены аналогичные с CLAAS рекомендации:

использовать сливные поддоны для сбора отработанного масла и емкости

для сбора отстоя топлива, сливаемого из фильтров. В результате имеем, что

в руководствах по эксплуатации иностранных тракторов также (а можно

считать вовсе) не представлены средства ТО для проведения СЗ-операций.

Что касается передвижных агрегатов технического обслуживания [15],

которые прописаны в ГОСТ 20793-2009 [5] как технические средства ТО

машин в поле, то в приведенных руководствах по эксплуатации как

отечественных, так и иностранных тракторов они не упоминаются.

В связи с этим естественно возникает вопрос: при использовании каких

технических средств ТО выполняют обслуживание в полевых условиях, а в

нашем случае – СЗ-операции? Для ответа на этот вопрос нами проведены

наблюдения за процессами осуществления СЗ-операций ТО отечественных

тракторов [6, 7, 8, 9, 10] в полевых условиях. Выбор машин, находящихся на

обслуживании, производили случайным образом: независимо от марки


152


тракторов, формы собственности хозяйства, его специализации и уровня

квалификации исполнителя. Наблюдения проводились в наиболее развитых

в сельскохозяйственном отношении районах Иркутской области: Тулунском,

Черемховском, Куйтунском, Усольском и Иркутском. Общее число

наблюдений за проведением ТО тракторов всех марок составило 62

единицы, из которых 8 (12.9 %) – ТО-2, остальные – 54 (87.1 %) ТО-1. При

наблюдении не принимались во внимание нарушения технологии и

требований ГОСТ 20793-2009 [5] к проведению ТО тракторов (качество ТО),

а также возможные ошибки операторов, отказы и неисправности

применяемых технических средств. Кроме того, всем операторам была

представлена возможность использовать такие смазочно-заправочные

средства, которые они уже имеют или считают наиболее подходящими.

Приведем некоторые результаты наблюдений.

Доливку масла в картер двигателя, как и заправку картера, чаще всего

проводят из канистры через воронку с сеткой, установленную в

маслозаливную горловину. Иногда эту операцию выполняют при

применении заправочного ведра, полость которого предварительно

заполняют маслом из канистры.

Сбор отработанного моторного масла осуществляют в канистру через

воронку, подставленную под струю сливаемого масла. Если канистру с

воронкой установить под сливное отверстие, например гусеничных

тракторов, не представляется возможным из-за малого просвета, то для этого

используют сливной поддон, из которого затем масло переливают через

воронку в канистру для отработанного масла.

Сбор отстоя топлива производят в пластиковую бутылку, стеклянную

или металлическую банку из-под консервы, металлическую кружку, в

обычное или заправочное ведро. После чего отстой из этих емкостей

сливают в канистру для отстоя.

Доливку масла в корпуса узлов ходовой части гусеничных тракторов

выполняют при применении маслонагнетателя, а при его отсутствии для

этого используют обычную пластиковую бутылку с пристроенным к ней

наконечником в виде трубки (не показано).

В завершение наблюдений информация, полученная с мест

эксплуатации машин систематизирована – все средства ТО были

сгруппированы по их назначению: для доливки и заправки, сбора

отработанного масла, отстоя топлива и т. д. После чего произведена

математическая обработка этой информации, которая заключалась в

получении экспертных оценок и выборе на их основе наиболее

предпочтительных средств ТО. В работе приняли участие 26 экспертов из

числа операторов. Каждому из них была представлена возможность выбора

одного средства из нескольких. При этом ставилось условие: средство ТО

выбрано экспертами, если наибольшее число экспертов отдали ему

предпочтение. Для наглядности приведем пример. Группе экспертов из 26

человек предложено выбрать средство для сбора отстоя топлива из


153


следующего списка (из 6 объектов): пластиковая бутылка, стеклянная и

металлическая банка из-под консервы, металлическая кружка, обычное и

заправочное ведро. В результате анонимного анкетирования получено

следующее распределение голосов по выбираемым объектам (в % из 100):

бутылка – 6.4, стеклянная и металлическая банка – соответственно 8.2 и 10.1,

кружка – 40.2, обычное и заправочное ведро – 26.0 и 9.1. Таким образом, по

числу наибольших голосов (40.2 %) в этом примере в качестве лучшего

средства для сбора отстоя топлива выбрана кружка.

В результате наблюдений, систематизации, анкетного опроса и

обработки полученной информации установлены основные технические

средства для выполнения ранее выявленных СЗ-операций, применяемых в

полевых условиях при ТО тракторов в сельскохозяйственных предприятиях

Иркутской области (таблица, рисунок). При этом передвижные агрегаты ТО

не используют.

Таблица – Основные технические средства для выполнения

смазочно-заправочных операций, применяемые в полевых условиях при ТО

тракторов в сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области

Наименование средств

Технические

характеристики Назначение

1. Канистра для сбора

отработанного моторного

масла

Объем – не менее 30 л,

габаритный размер по

высоте – не более 600 мм

Для сбора отработан-ного

масла при его сливе из

двигателей колесных

тракторов

2. Поддон сливной для

сбора отработанного мо-

торного масла

Объем – не менее 30 л,

габаритный размер по

высоте – не более 400 мм

Для сбора отработан-ного

масла при его сливе из

двигателей гусенич-ных

тракторов

3. Кружка для сбора отстоя

топлива

Объем – не менее 0,5 л Для сбора отстоя топли-ва из

топливных баков и фильтров

очистки

4. Ванна для промывки

фильтрующих элементов

Рабочий объем

ванны – не менее 3 л

Для промывки филь-трующих

элементов

5. Скребок деревянный Отвечает требова-ниям

приспособлен-ности к

использова-нию

Для очистки роторов

центрифуги от отложений

6. Щетка Рабочие элементы щетки

устойчивы к среде ТСМ

Для очистки фильтро-

элементов и деталей воз-

духоочистителя

7. Ведро заправочное Объем – 10 л Для заправки двигателя

маслом и сбора отстоя

топлива

8. Воронка с сеткой Наружный диаметр трубки

– не более 30 мм, отвечает

требова-ниям по

пропускной способности

Для доливки масла в картер

двигателя и его заправки


154


Окончание таблицы

9. Маслонагнетатель Отвечает требованиям

стандарта или технических

уловий на данное изделие

Для доливки масла в корпуса

узлов ходовой части

гусеничных тракто-ров

10. Смазочный нагнета-

тель (шприц)

Отвечает требованиям

стандарта или технических

уловий на данное изделие

Для нагнетания плас-тичной

смазки в корпуса

подшипников

11. Канистра для хране-ния

отстоя и дизельного

топлива, использованного

в качестве промывочной

жидкости

Объем – в пределах от 5 до

10 л

Для транспортирования и

временного хранения отстоя

12. Контейнер для сбо-ра

отложений маслоочис-

тителей и фильтров

Объем – не менее 5 л Для транспортирования и

временного хранения

отложений

13. Ключи гаечные и

торцевые

Соответствуют размерам

сливных пробок под ключ

Для отвинчивания (за-

винчивания) пробок сливных

и контрольных отверстий

Рисунок – Основные технические средства для выполнения СЗ-операций ТО в

полевых условиях: 1 – ванна для промывки фильтрующих элементов; 2, 3 – поддон

и канистра для сбора отработанного масла; 4 – канистра для хранения отстоя и

дизельного топлива, использованного в качестве промывочной жидкости; 5 – ведро

заправочное; 6 – контейнер для сбора и хранения отложений центробежных

маслоочистителей и фильтров; 7 – воронка; 8 – щетка; 9 – скребок для очистки

роторов центрифуги от отложений; 10 – смазочный нагнетатель (шприц); 11 –

маслонагнетатель; 12 – ключи гаечные и торцевые; 13 – кружка для сбора отстоя

13

1 2 3 4 5 6

12 11 10 9 8 7


155


В целом в процессе наблюдений установлено, что представленные

технические средства (таблица, рисунок) в полной мере обеспечивают

возможность выполнения всех СЗ-операций ТО тракторов в полевых

условиях. Однако при этом не выявлены техническая и экономическая

эффективность применения этих средств, а также их техническая и

экологическая безопасность.

Выводы. 1. Сформирован список смазочно-заправочных операций ТО

тракторов в полевых условиях и установлены основные технические

средства для их выполнения. При этом отмечено, что в

сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области передвижные

агрегаты ТО не используют.

2. В ходе наблюдений установлено, что применяемые смазочно-

заправочные технические средства в полной мере обеспечивают

возможность выполнения соответствующих операций ТО тракторов в

полевых условиях.

3. Результаты исследования могут быть использованы в процессе

совершенствования представленных смазочно-заправочных средств, их

теоретическом обосновании практического применения, а также при

разработке методики экспериментального исследования процессов

технического обслуживания машин.


1. Аллилуев В.А. Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка: Учеб.

пособие / В.А. Аллилуев, А.Д. Ананьин, В.М. Михлин – М. : Агропромиздат, 1991. – 367 с.

2. Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т. / ред. совет : В. С.

Авдуевский (пред.) [и др.]. – М.: Машиностроение, 1986. Т. 1 (Методология.

Организация. Терминология). – 224 с.

3. Ожегов С.И. Словарь русского языка / С.И. Ожегов – М.: Русский язык, 1989. –

928 с.

4. Черноиванов В.И. Система технического обслуживания и ремонта машин в

сельском хозяйстве / В.И. Черноиванов, А.Э. Северный, Л.М. Пильщиков – М.:

ГОСНИТИ, 2001. – 168 с.

5. ГОСТ 20793-2009. Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое

обслуживание. – Взамен ГОСТ 20793-86; введ. 2011-05-01. – М.: Стандартинформ, 2011. –

19 с.

6. Трактор ДТ-75М ―Казахстан‖: техническое описание и инструкция по

эксплуатации 85А.00004ТО. – Алма-Ата: Кайнар, 1982. – 256 с.

7. Беларус 1221: руководство по эксплуатации 1221 – 0000010РЭ / сост. В.Г. Левков;

ред. М.Г. Мелешко. – 3-е изд., перераб. и доп. – Мн. : ПО ―Минский тракторный завод‖,

2000. – 224 с.

8. Тракторы ―Беларусь‖ МТЗ-80, МТЗ-82 и их модификации: инструкция по

эксплуатации и техническому обслуживанию / В.Г. Левков [и др.]. – Мн.: Ураджай, 1988.

– 174 с.

9. Тракторы ―Кировец‖ К-744Р, К-744Р1, К-744Р2: техническое описание и

инструкция по эксплуатации. – СПб.: ЗАО ―Петербургский тракторный завод‖, 2004. –

263 с.

10. Трактор Агромаш-90ТГ: руководство по эксплуатации А90.00.001 РЭ. – Барнаул:

ОАО ―Алтайский моторный завод‖, 2012. – 220 с.


156


11. Трактор CLAAS. AXION 840-820-810 CMATIC-CEBIS. Инструкция по

эксплуатации SERVICE&PARTS AXION 800. – CMatic – Cebis, 2009. – 476 с.

12. Трактор John Deere (8130, 8230, 8330, 8430, 8530). Руководство по эксплуатации.

– Мангейм: John Deere Waterloo Works, 2013. – 384 с.

13. Трактор MAJOR 80: руководство по эксплуатации и техническому

обслуживанию тракторов [Электронный ресурс]. – Брно: AO ―ZETOR TRACTORS‖, 2014.

– 114 с. – Режим доступа: http://www.zetor-ug.com/uploads/2/5/4/6/25469172/major.pdf.

14. ГОСТ 2.601-95. Единая система конструкторской документации.

Эксплуатационные документы: Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. –

30 с.

15. Хабардин В.Н. Современные агрегаты технического обслуживания машин и их

анализ / В.Н. Хабардин, М.В. Чубарева, А.В. Хабардина, С.И. Базарон // Вестник

ИрГСХА. – 2014. - № 65. – С. 101 – 110.

16. Хабардин В.Н. Современные направления технического обслуживания машин /

В.Н. Хабардин // Техника в сельском хозяйстве. – 2009. – № 5. – С. 28 - 30.

17. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта : с основами статистической обработки

результатов исследований / Б.А. Доспехов - М. : Колос, 1979. – 416 с.

18. Завалишин Ф.С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного

производства / Ф.С. Завалишин, М. Г. Манцев. - М.: Колос, 1982. – 231 с.

References

1. Alliluev V.A. Tehnicheskija ekspluatacija mashinno-traktornogo parka [Technical

operation of the machine and tractor fleet]. Moscow, 1991, 367 p.

2. Nadezhnoat i effektivnost v tehnike [Reliability and efficiency in engineering].

Moscow, 1986, 224 p.

3. Ozhegov S.I. Slovar russkogo jazyka [Dictionary of Russian language]. Moscow,

1989, 928 p.

4. Chernoivanov V.I. Sistema tehnicheskogo obsluzhivanija i remonta mashin v selskom

hoziystve [System of maintenance and repair of machines in agriculture]. Moscow, 2001,

168 p.

5. GOST 20793-2009. Traktory i mashiny selskohozijysvennye. Tehnicheskoe

obsluzhivanie [GOST 20793-2009. Tractors and agricultural machines. Maintenance]. Moscow,

2011, 19 p.

6. Traktor DT-75M “Kazahstan”: tehnicheskoe opisanie I instrukcija po ekspluatacii

[DT-75M "―Kazakhstan‖ tractor: technical description and instruction manual]. Alma-Ata,

1982, 256 p.

7. Belarus 1221. Rukovodstvo po ekspluatacii [Belarus 1221: Operation manual]. Minsk,

2000, 224 p.

8. Traktory “Belarus” MTZ-80, MTZ-82 i ih modifikacii: instrukcija po ekspluatacii I

tehnicheskomu obsluzhivaniju [Tractors ―Belarus‖ MTZ-80, MTZ-82 and their modifications:

instruction on operation and maintenance]. Minsk, 1988, 174 p.

9. Traktory “Kirovec” К-744Р, К-744Р1, К-744Р2. Tehnicheskoe opisanie i inctrukcija

po ekspluatacii [Tractors ―Kirovets‖ K-744R, K-744R1, K-744R2: technical description and

instruction manual]. Sankt- Petersburg, 2004, 263 p.

10. Traktor Agromash-90TG: rukovodstvo po ekspluatacii [Tractor Agromash-90TG:

operation manual]. Barnaul, 2012, 220 p.

11. Traktor CLAAS. AXION 840-820-810 CMATIC-CEBIS. Instrukcija po ekspluatacii

SERVICE&PARTS AXION 800 [Тractor CLAAS. AXION 840-820-810 CMATIC-CEBIS.

User's manual SERVICE&PARTS AXION 800]. CMatic – Cebis, 2009, 476 p.

12. Traktor John Deere (8130, 8230, 8330, 8430, 8530). Rukovodstvo po ekspluatacii

[Тractor John Deere (8130, 8230, 8330, 8430, 8530). User's manual]. Mannheim: John Deere

Waterloo Works, 2013, 384 p.


157


13. Traktor MAJOR 80: rukovodstvo po ekspluatacii i tehnicheskomu obsluzhivaniju

traktorov [Тractor MAJOR 80: User's manual and technical service of tractors]. Brno, 2014,

114 p.

14. GOST 2.601-95. Edinaja sistema konstruktorskoy dokumentacii. Ekspluatacionnye

dokumenty [GOST 2.601-95. Unified system of design documentation. Operational documents].

Moscow, 2003, 30 p.

15. Habardin V.N. Sovremennye agregaty tehnicheskogo obsluzhivanija mashin i ih analiz

[Modern machines maintenance units and their analysis]. Irkutsk, 2014, pp. 101 – 110.

16. Habardin V.N. Sovremennye napravlenija tehnicheskogo obsluzhivanija mashin

[Modern directions of maintenance of cars]. Moscow, 2009, pp. 28 – 30.

17. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki

rezultatov issledovaniy [Methodology of field experience: with the basics of statistical

processing of research results]. Moscow, 1979, 416 p.

18. Zavaloshsin F.S. Metody issledovaniy po mehanizacii selskohozjaystvennogo

proizvadstva [Methods of research on mechanization of agricultural production]. Moscow, 1982,

231 p.


Хабардин Василий Николаевич – доктор технических наук, профессор кафедры



аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский

район, п. Молодежный, тел. 89500809286, e-mail: [email protected]).

Хабардина Анна Васильевна – аспирант кафедры технического сервиса и

общеинженерных дисциплин инженерного факультета. Иркутский государственный

аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский


Чубарева Марина Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры

технического сервиса и общеинженерных дисциплин инженерного факультета.

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия,

Иркутская обл., Иркутский район, п. Молодежный, тел. 89086567154, e-mail:

[email protected]).


KHabardina Anna V. – Ph.D student of Department of Technical Services and Engineering

Disciplines of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A.

Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89500809286, e-


Chubareva Marina V. – Candidate in Technical Sciences, Ass. Prof. of Department of

Technical Services and Engineering Disciplines of Engineering Faculty. Irkutsk State Agrarian

University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia,

664038, tel. 89086567154, e-mail: [email protected]).

mailto:[email protected]


158


УДК: 697.329

УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМОМ РАБОТЫ АВТОНОМНОЙ

СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

С.К. Шерьязов, А.С. Чигак


В работе рассмотрены особенности создания автономной системы солнечного

энергоснабжения, их преимущества и недостатки. Установлена зависимость КПД схемы

солнечного теплоснабжения от расхода теплоносителя, протекающего через солнечные

коллекторы. Представлены защищѐнные патентами технические решения для повышения степени автономности таких систем. Предложен алгоритм, по которому разработанный авторами контроллер сможет самостоятельно выбирать необходимую схему соединения

солнечных коллекторов и изменять производительность циркуляционного насоса, и, как

следствие, расход теплоносителя, в зависимости от температуры теплоносителя из блока

солнечных коллекторов. Обосновывается установка циркуляционного насоса

постоянного тока с питанием от солнечных батарей в системах солнечного

энергоснабжения.

Ключевые слова: автономное энергоснабжение, солнечные коллекторы, солнечные

батареи, циркуляционные насосы, система солнечного энергоснабжения, управление

режимами работы.

MANAGING THE MODE OF OPERATION OF THE AUTONOMOUS

SOLAR HEAT SUPPLY SYSTEMS

Sheryazov S.K., Chigak A.S.

Southern Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, Russia

The paper considers the features of creation of an independent system of solar power

supply, their advantages and disadvantages. The dependence of the efficiency of the solar heat

supply scheme on the flow rate of the coolant flowing through the solar collectors is determined.

Patented technical solutions to increase the degree of autonomy of such systems are presented in

the article.An algorithm according to which the controller developed by the authors can

independently choose the necessary scheme for connecting solar collectors and change the

productivity of the circulation pump, and, as a consequence, the coolant flow, depending on the

temperature of the coolant from the solar collector block is proposed.The installation of a

circulating pump powered by solar panels in solar energy supply systems is substantiated.

Keywords: autonomous power supply, solar collectors, solar batteries, circulating pumps,

solar energy system, operating mode control.

Рост мировой экономики ограничивается дефицитом энергоресурсов и

растущими ценами на них. В связи с этим в последнее время большое

внимание уделяется возобновляемым источникам энергии. В этом ряду

наиболее перспективной является солнечная энергетика [1].

Солнечную энергию можно преобразовать в другие виды, в частности – в

тепловую с помощью солнечных коллекторов (СК) и электрическую с

помощью солнечных батарей (СБ). Для получения горячей воды и обогрева

помещений целесообразно использование СК [2, 4].


159


В настоящее время действует большое количество разнообразных по

конструкций СК, эффективно использующие солнечное излучение. Известен

трубчатый коллектор, который за счет селективных к солнечной энергии

поверхностей или покрытий, и отражающих покрытий имеет высокий КПД. В

некоторых коллекторах используется стеклянная трубка с двойными

стенками, наружная стенка которой является прозрачной почти по всей

окружности. Пространство между двойными стенками уплотнено при

давлении ниже атмосферного [10, 12].

В [13] рассматривается вакуумированный плоский солнечный коллектор,

имеющий конструкцию, способную выдержать воздействия окружающей

среды. По сравнению с трубчатыми коллекторами, плоские солнечные

коллекторы [11] более простоты в изготовлении. Однако, в большинстве

случаев трубчатые СК рассматриваются как более выгодные, поскольку

гарантируют максимальное использование солнечной энергии.

Полезная энергия на выходе СК определяется температурой

теплоносителя. При этом параметры теплоносителя на выходе одного СК,

могут являться параметрами теплоносителя на входе другого, что при

определенных значениях расхода, температуры окружающей среды и

инсоляции могут привести к значительному снижению его эффективности.

Для поддержания наибольшей эффективности гелиоустановки

необходимо регулировать параметры теплоносителя в контуре СК. Данное

регулирование возможно двумя путями – изменением производительности

насоса или (и) схемы соединения СК между собой [8].

Основной недостаток в существующих водонагревательных установках

невозможно изменить схемы соединения СК. Установка может работать

только при определѐнной схеме соединения СК (последовательно или

параллельно) [9, 14]. В рассмотренных коллекторах невозможно изменение

схемы соединения трубок, являющимися элементарными нагревательными

единицами в этих устройствах, для нагрева теплоносителя до необходимой

температуры при низкой интенсивности солнечного излучения.

Цель исследования разработка устройства и алгоритма управления

режимом работы системы солнечного теплоснабжения путем регулирования

расходом теплоносителя в контуре солнечного коллектора.

Объектом исследования является процесс управления схемой

соединения солнечных коллекторов и расходом теплоносителя.

Для управления схемой соединения СК разработано устройство. В

предлагаемом устройстве установлены фоторезисторы, реле и

электромагнитные клапаны для управления потоком теплоносителя через СК

в зависимости от мощности солнечного излучения.

Разработанное устройство может работать с любым количеством СК.

Для примера рассмотрим систему с четырьмя СК (рис. 1).


160


Рисунок 1 – Схема соединения СК

Предлагаемая система солнечного теплоснабжения содержит насос, СК,

соединѐнные между собой трубопроводами, установленными в них

электромагнитные клапаны 1 – 9. В данной схеме остаѐтся зависимость от

условий работы электросети и ограниченность регулирования

производительности насосов. Поэтому, как указано в [5, 6] предпочтительнее

использовать насосы, работающие на постоянном токе, с питанием от

солнечных батарей по схеме, приведѐнной в [3, 7]. При этом катушки

электромагнитных клапанов и прочие компоненты рассчитываются на

номинальное напряжение солнечной батареи (рис. 2), а схема блока

управления будет выглядеть, как показано на рисунке 3.

Рисунок 2 – Схема подключения элементов СТС

Рисунок 3 – Блок управления

при питании от СБ

СТС будет работать следующим образом: при малой мощности

солнечного излучения напряжение солнечной батареи СБ низкое, напряжение

на катушках КМ1 и КМ2 недостаточно для срабатывания реле и открытия

клапанов. Все электромагнитные клапаны (см. рис.1) закрыты, что исключает

обратную циркуляцию теплоносителя. При увеличении мощности солнечного

излучения напряжение СБ растѐт, и при достижении определѐнной величины

мощности солнечного излучения, электромагнитные клапаны 2, 5 и 8

открываются, клапаны с номерами 1, 3, 4, 6, 7, 9 – закрыты и СК соединены

последовательно.


161


При росте мощности солнечного излучения электромагнитные клапаны 4

и 6 открываются, клапан 5 закрывается. Получается смешанное соединение

СК – параллельно 2 цепочки (контура), в каждом из которых 2 СК

соединяются последовательно (см. рис 1).

При дальнейшем росте мощности солнечного излучения и напряжения

солнечной батареи, клапаны 1, 3, 7, 9 открываются, клапаны 2, 8 закрываются,

и согласно рисунку 1, СК соединяются параллельно. При уменьшении

мощности солнечного излучения процесс переключения происходит в

обратном порядке.

В результате осуществляется автоматическое изменение схемы

соединения СК для поддержания температуры теплоносителя на необходимом

уровне для повышения эффективности работы системы СТС без

дорогостоящей регулирующей аппаратуры.

Разработан алгоритм управления расходом теплоносителя, по которому

выбирается необходимая схема соединения СК или производительность

циркуляционного насоса, и, как следствие, расход теплоносителя для

поддержания температуры теплоносителя на выходе из блока СК (рис.4).

Рисунок 4 – Алгоритм управления расходом теплоносителя

При малой мощности солнечного излучения температура теплоносителя

на выходе из блока СК ниже заданного значения. Все насосы отключены,

электромагнитные клапаны (см. рис.1) закрыты. При росте мощности

солнечного излучения температура в контуре СК повышается, при

превышении заданной величины включается первый насос. При дальнейшем

росте температуры и превышении более высокого значения включается

второй насос, и аналогичным образом включаются следующие насосы,

имеющиеся в системе. В случае задействования всех имеющихся в системе

насосов и продолжающимся росте температуры происходит изменение схемы

соединения СК – с последовательного включения на смешанное, затем – на

параллельное. При уменьшении мощности солнечного излучения и, как

следствие, температуры, процесс происходит в обратном порядке.


162


Таким образом, результатом исследования является разработка

устройства для управления схемой соединения солнечных коллекторов и

алгоритма управления расходом теплоносителя, по которому осуществляется

поддержание его температуры в заданных пределах для повышения

эффективности работы системы солнечного теплоснабжения.

Выводы. 1. В условиях роста затрат на энергоснабжение система

солнечного теплоснабжения может замещать определенную долю потребной

энергии. При этом за счет экономии топлива возможно снижение затрат на

потребляемую энергию, что важно для потребителя в условиях роста

стоимости энергоносителей. В этих условиях система солнечного

теплоснабжения должна быть работать эффективно и быстрее окупаться

необходимые затраты.

2. Для эффективной работы СТС, необходимо поддерживать заданные

параметры теплоносителя в контуре СК в зависимости от солнечной

инсоляции и температуры окружающей среды. Поддержание данных

параметров возможно регулированием расхода теплоносителя в контуре СК.

3. Для поддержания заданных условий разработаны методы

регулирования расхода теплоносителя путем изменения схемы включения

солнечных коллекторов и производительности насосов. Разработанные схемы

соединения СК и алгоритм их управления позволяет в автономном режиме

автоматический поддерживать заданные режимные параметры СТС.

Список литературы 1. Стребков Д.С. Матричные солнечные элементы / Д.С. Стребков – М.: ВИЭСХ,

2009. – Т.1 – 120 с.

2. Цугленок Н.В. Рациональное сочетание традиционных и возобновляемых

источников энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей / Н.В. Цугленок, С.К.

Шерьязов, А.В. Бастрон – Красноярск: КрасГАУ, 2012. – 322 с.

3. Шерьязов С.К. Автономное питание электроприемников в системе солнечного

теплоснабжения / С.К. Шерьязов, А.С. Чигак // Достижения науки – агропромышленному

производству: Матер. междунар. науч.-техн. конф. // Челябинск: ЧГАА, 2015. – Ч.3. – С.

313-318. 4. Шерьязов С.К. Возобновляемые источники в системе энергоснабжения

сельскохозяйственных потребителей / С.К. Шерьязов – Челябинск: ЧГАУ, 2008. – 300 с.

5. Шерьязов С.К. Исследование автономной системы для солнечного

энергоснабжения / С.К. Шерьязов, А.С. Чигак // Достижения науки – агропромышленному

производству: Матер. международ. науч.-техн. конф. // Челябинск: ЧГАА, 2014. – Ч.3. – С.

325-331.

6. Шерьязов С.К. Разработка автономной системы солнечного энергоснабжения / С.К.

Шерьязов, А.С. Чигак // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение.

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сб. матер. Всеросс. науч.-практ.

конф. // Екатеринбург: УрФУ, 2016. – С. 706–708. 7. Шерьязов С.К. Разработка схемы электропитания для автономной системы

солнечного теплоснабжения / С.К. Шерьязов, А.С. Чигак // Энерго- и ресурсосбережение.

Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сб. матер.

Всеросс. науч.-практ. конф. // Екатеринбург: УрФУ, 2014. – С. 506-508.

8. Шерьязов С.К. Особенности использования возобновляемой энергии в сельском

хозяйстве / С.К. Шерьязов, О.С. Пташкина-Гирина // Вестник ЧГАА. – 2013. – Вып. 66. –


163


С. 95-101.

9. Daffie J.A. Solar Energy Thermal Process / J.A. Daffie, W.A. Beckman. – New York,

1974. – 386 р. 10. Pat. 3960136A US. Solar energy collection system. – опубл. 01.03.1976.

11. Pat. 4002160A US. Solar energy collection system. – опубл. 11.01.1977.

12. Pat. 4579107A US. Solar energy collector and method of making same. – опубл.

01.04.1986.

13. Pat. 5653222A US. Flat plate solar collector. – опубл. 05.08.1997.

14. Whiller А. Design factors influencing collector performance / А. Whiller // Low

Temperature Engineering Applications of Solar Energy. – New York, 1967 – рр. 37 – 39.

References 1. Strebkov D.S. Matrichnye solnechnye elementy [Matrix solar elements]. Moscow, 2009,

120 p.

2. Tsuglenok N.V., Sher'yazov S.K., Bastron A.V. Ratsional'noe sochetanie traditsionykh i

vozobnovlyaemykh istochnikov energosnabzheniya sel'skokhoziaistvenykh potrebitelei [Rational

combination of traditional and renewable sources of power supply of agricultural consumers].

Krasnoyarsk, 2012, 322 p.

3. Sheryazov S.K., Chigak A.S. Avtonomnoe pitanie elektropriemnikov v sisteme

solnechnogo teplosnabzheniya [Independent power supply of electro receivers in system of solar

heat supply]. Chelyabinsk, 2015, pp. 313 – 318. 4. She'yazov S.K. Vozobnovlyaemye istochniki v sisteme energosnabzheniya

sel'skokhoziaistvenykh potrebitelei [Renewable sources in system of power supply of agricultural

consumers]. Chelyabinsk, 2008, 300 p.

5. Sheryazov S.K., Chigak A.S. Issledovanie avtonomnoy sistemy dlya solnechnogo

energosnabzheniya [Research of independent system for solar power supply]. Chelyabinsk, 2014,

pp. 325 – 331.

6. Sheryazov S.K., Chigak A.S. Razrabotka avtonomnoy sistemy solnechnogo

energosnabzheniya [Development of independent system of solar power supply]. Ekaterinburg,

2016, pp. 706-708.

7. Sheryazov S.K., Chigak A.S. Razrabotka skhemy elektropitaniya dlya avtonomnoy

sistemy solnechnogo teplosnabzheniya [Development of the scheme of power supply for

independent system of solar heat supply]. Ekaterinburg, 2014, pp. 506 – 508. 8. Sheryazov S.K., Ptashkina-Girina O.S. Osobenosti ispol'zovaniya vozobnovlyaemoy

energii v sel'skom hozyaystve [Features of use of renewable energy in agriculture]. Vestnik

CHGAA [bulletin of the Chelyabinsk state agroengineering academy]. 2013, vol. 66, pp. 95-101.

9. Daffie J.A., Beckman W.A. Solar Energy Thermal Process, New York, 1974, 386 р.

10. Pat. 3960136A US. Solar energy collection system, opubl. 01.03.1976.

11. Pat. 4002160A US. Solar energy collection system, opubl. 11.01.1977.

12. Pat. 4579107A US. Solar energy collector and method of making same, opubl.

01.04.1986.

13. Pat. 5653222A US. Flat plate solar collector, opubl. 05.08.1997.

14. Whiller А. Design factors influencing collector performance. Low Temperature

Engineering Applications of Solar Energy, New York, 1967, рр. 37 – 39.


Чигак Алексей Сергеевич – соискатель кафедры энергообеспечения и автоматизации

технологических процессов института агроинженерии. Южно-Уральский государственный

аграрный университет (454080, Россия, Челябинск, пр. Ленина, 75, тел. 89227151994, e-


Шерьязов Сакен Койшыбаевич – доктор технических наук, профессор кафедры

энергообеспечения и автоматизации технологических процессов института агроинженерии.


164


Южно-Уральский государственный аграрный университет (454080, Россия, Челябинск, пр.

Ленина, 75, тел. 89127914712, e-mail: [email protected]).

Information about the authors:

Chigak Alexey S. – competitor of Department of Energy Supply and Automation of

Technological Processes of Institute Agroengineering. Southern Ural State Agrarian University

(75, Lenin Avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080, tel. 89227151994, e-mail:

[email protected]).

Sheryazov Saken K. – Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Energy

Supply and Automation of Technological Processes of the Institute of Agroengineering. Southern

Ural State Agrarian University (75, Lenin Avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080, tel.


УДК 621.436

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ

ПРОЦЕССА СМАЗКИ СИЛОВЫХ АГРЕГАТОВ

ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ ТРАКТОРОВ В АПК

С.Н. Шуханов, С.В. Алтухов


Для расчѐта систем смазки силовых агрегатов тракторов, при проведении

проектировочных и конструкторско-доводочных работ используются математические

модели, которые представляют собой сложные системы, состоящие из большого

количества нелинейных уравнений. В данной работе представлен метод решения системы

линейных и нелинейных уравнений, описывающих движение масла по каналам

принудительных систем смазки. Наиболее удобным методом решения системы уравнений

оказался метод Гаусса. При решении системы уравнений применѐн итерационный метод.

Для выполнения итерации был использован метод секущих, обеспечивающий сходимость

для рассматриваемой системы уравнений.

Ключевые слова: тракторы, системы смазки, метод, расчѐт, уравнения, итерации,

секущие.

ANALYTICAL CALCULATION OF ELEMENTS IN THE

LUBRICATION PROCESS OF POWER UNITS OF

ENERGY-SORTED TRACTORS IN AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX

Shukhanov S.N., Altukhov S.V.

Irkutsk state agrarian university named after A.A. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

Mathematical models that present complex systems consisting of a large number of non-

linear equations are used to calculate the lubrication systems of power units of tractors, while

carrying out design and engineering work. This paper presents a method for solving a system of

linear and nonlinear equations describing the movement of oil through the channels of forced

lubrication systems. The most convenient method for solving the system of equations was the

Gauss method. Solving a system of equations, an iterative method is used. To perform the

iteration, we used the secant method, which ensures convergence for the system of equations.

Keywords: tractors, lubrication systems, method, calculation, equations, iterations, secant.


165


Развитие сельскохозяйственного производства на современном этапе

предполагает как модернизацию и совершенствование существующих

технических средств и технологий, так и создание машин нового поколения,

отвечающим реалиям сегодняшнего дня [5, 6, 7]. Большое значение в этом

комплексе задач отводится транспортным и транспортно-технологическим

комплексам АПК, в том числе энергонасыщенным тракторам. Силовые

агрегаты, которых [1, 2] могут снабжаться принудительными системами

смазки. Эти системы, под действием масляных насосов, подают масло к

потребителям, снижая тем самым, непроизводительные затраты на трение и

обеспечивают необходимые тепловые режимы деталей. Для расчѐта систем

смазки при проведении проектировочных и конструкторско-доводочных

работ используются математические модели, которые представляют собой

сложные системы, состоящие из большого количества нелинейных уравнений.

Такие системы требуют разработки специальных методов их решения.

Цель исследования. Разработать метод решения системы линейных и

нелинейных уравнений, описывающих движение масла по каналам

принудительных систем смазки. Это должно обеспечивать простоту,

однозначность и высокую достоверность проводимых расчѐтов.

Материалы и методы, обсуждение результатов. Предложенная в

работах [1, 2, 3, 4] математическая модель системы смазки

{

цб

( ( ср ср

))

см ( ср

ср )

цб ( ( ср

ср ))

см

( ср ср

)

∑

(1)

где

цб см

( )( к

н ) ∑(

)

см {

м [ ( р

р⁄

⁄ )]⁄ при р и р

м при р и р

где для каждого i-го участка подачи масла:

– давления на входе и выходе, соответственно, Па;

– давление, обусловленное действием центробежных сил (для

радиально вращающегося), Па;

– коэффициент неравномерности потока масла (коэффициент Дарси);

– суммарный коэффициент гидравлических сопротивлений у;

– среднее арифметическое значение температуры масла, К;

– среднее арифметическое значение давления, Па;

– массовый расход масла, кг/с;

– площадь поперечного сечения, м2;

– плотность газомасляной смеси, кг/м3;


166


– частота вращения (для радиально вращающегося), рад/с;

– плотность масла, кг/м3;

– угол наклона к оси вращения (для радиально вращающегося), рад;

н – радиусы входа масла в и выхода масла из него, соответственно

(для радиально вращающегося), м;

– коэффициент местных гидравлических сопротивлений;

– коэффициент, учитывающий потери на трение масла;

– длина участка, м;

– гидравлический диаметр участка, м;

– коэффициент учитывающий растворимость газа в масле от

температуры, К [5];

– коэффициент учитывающий растворимость газа в масле от давления,

Па [5];

– универсальная газовая постоянная, Дж/(моль*К);

– давление равновесной растворимости, Па;

– температура равновесной растворимости, К.

Представляет собой сложную систему, состоящую из линейных и

нелинейных уравнений, для решения которой необходимо применить

специальные методы. Следует отметить, что входящие в уравнения параметры

зависят от температуры, но, для повышения точности расчѐта необходимы

дополнительные уравнения, позволяющие определять текущую температуру

деталей и масла. В предлагаемом методе решения, текущие значения

температуры деталей и масла и задаются как средняя температура масла

в картере рассчитываемой сборочной единицы и, следовательно, все

зависящие от неѐ параметры рассматриваются как постоянные величины.

Проведя анализ влияния рассчитываемых величин, друг на друга, были

выделены три основные зависимости. Во-первых, величина коэффициента

потерь на трение для каждого из участков линий подач будет являться

функцией от объѐмного расхода масла. Во-вторых, величина плотности масла

является функцией от давления на входе-выходе участка линии подачи. В-

третьих, величина давления, обусловленного действием центробежных сил,

является функцией от плотности смазочного материала на входе во

вращающийся участок.

В результате для решения системы уравнений предлагается применять

итерационный метод, включающий три вида итераций:

1. решение системы уравнений с использованием предварительно

заданных значений коэффициентов потерь на трение и плотностей смазочного

материала для каждого из выделенных участков линий подач смазочного

материала;

2. уточнение коэффициентов потерь на трение по полученным

значениям подач смазочного материала и повторное решение системы

уравнений;


167


3. уточнение значений плотностей смазочного материала по

полученным значениям давлений на входах-выходах участков линий подач

смазочного материала и повторное исполнение пунктов 1 и 2.

Итерации выполняются до тех пор, пока не будет достигнута

необходимая точность расчѐта.

При выполнении итераций 1 проводится решение системы квадратных и

линейных уравнений. Для решения, предлагается применить метод Гаусса,

использующийся для решения систем линейных уравнений. На первом шаге

итерации задаются приближенные значения величин подач для каждого из

выделенных участков линий подач системы смазки, при этом, квадратные

уравнения принимают вид

цб ( ( ср

))

см

( ср )

где – предварительно заданная величина подачи, – искомая

величина подачи, а система уравнений (1) превращается в систему линейных

уравнений. После еѐ решения проводится сравнение заданных и искомых

величин подач.

Если различия между ними не превышают необходимую точность, то

расчѐт повторяется. Но для последующего шага итерации, значение

предварительно заданной величины подачи определяется, как

среднеарифметическое между заданной величиной для предыдущей итерации

и полученной в результате еѐ выполнения величиной подачи

В результате, для решения системы квадратных уравнений удалось

применить метод решения системы линейных уравнений. Наиболее удобным

методом решения системы линейных уравнений оказался метод Гаусса.

Итерацию 2 предложено проводить в следующей последовательности.

Коэффициенты потерь на трение определяются исходя из предварительно

заданных величин подач. После выполнения итерации 1 значения

коэффициентов потерь на трение определяются по полученным величинам

подач и сравниваются с предыдущими значениями. Если их различия

превышают заданную точность, то расчѐт повторяется с использованием

вновь полученных коэффициентов потерь на трение.

Наибольшая сложность возникает при выполнении итерации 3, так как

она обусловлена зависимостью плотности смазки не только от величины

давления на входах-выходах участков линий подач, но и от величины

давления, обусловленного действием центробежных сил в радиально

вращающихся каналах. В свою очередь, давление, обусловленное действием

центробежных сил, зависит от плотности смазки.

Для выбора метода решения был проведѐн анализ методов решения, на

основании которого был выбран обеспечивающий достоверное решение для

рассматриваемой задачи. На рисунке 1а представлены графики изменения


168


величины давления на входе в радиально вращающийся канал 1, 2, 3 от

плотности смазочного материала, для различных частот вращения, и график

изменения плотности газомасляной смеси от величины давления

обусловленного действием центробежных сил, где . Из

графиков видно, что применение метода простых итераций обеспечивает

сходимость процесса только для каналов, вращающихся с относительно малой

частотой вращения. По указанной причине для выполнения итерации 3 был

применѐн метод секущих, обеспечивающий сходимость для рассматриваемой

системы уравнений. Геометрическая интерпретация данного метода

приведена на рисунке 1б.

а) . б)

Рисунок 1 – а) метод простых итераций, б) метод секущих

Для его реализации необходимо задать два исходных значения плотности

и . Используя их значения, определяются величины давлений , и ,

. Полученные точки дают возможность определить значение плотности ,

которая является исходной границей для последующей итерации.

Предлагаемый метод позволяет с минимальным числом итераций получить

искомые величины.

При проведении расчѐта, система смазки разбивается на отдельные

участки, не имеющие разветвлений, характеризующиеся близкими

значениями диаметров, наличием вращения. Для каждого участка

определяются геометрические размеры, выбираются коэффициенты местных

гидравлических сопротивлений, и задаются частоты вращения для радиально

вращающихся, определяются углы их наклона к оси вращения. Для расчѐта,

как правило выбирается около 10 ÷ 30 участков.

Предложенный метод решений системы уравнений, описывающих работу

принудительных систем смазки, требует для его реализации применения

средств вычислительной техники.

Для проверки достоверности предложенного метода был выполнен

расчѐт системы смазки планетарной коробки передач, а также проведены

P ρ ω( )1

23

P4

P2

P

P1

ρx

ρ ρ ρ

3

1 2


169


измерения суммарного объѐмного расхода масла в процессе еѐ

функционирования на различных режимах работы. Результаты расчѐта

массовых G и объѐмных Q расходов масла приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Массовые и объѐмные (суммарные) величины расхода масла

через коробку передач, полученные расчѐтным и экспериментальным путями

Выводы. Полученные результаты указывают на высокое совпадение

рассчитанных и измеренных значений объѐмных расходов масла, что

подтверждает достоверность предложенного метода решения системы

уравнений (1) и возможность его использования для расчѐта систем смазки

при проведении проектировочных и конструкторско-доводочных работ.


1. Баранов А.В. Проблема оценки износа сопряжений зубчатых колес транспортных

машин и энергетического оборудования / А.В. Баранов, В.А. Вагнер, C.В. Тарасевич, Ю.А.

Баранова, А.Н. Пономарева // Ползуновский вестник. – 2010. - № 1. – С. 99 – 105.

2. Маломыжев О.Л. Разработка методики расчета системы смазки деталей машин /

О.Л. Маломыжев, А.Г. Семенов, В.В. Скутельник // Вестник Сибирской государственной

автомобильно-дорожной академии. - 2013. - № 4 (32). - С. 98 – 104.

3. Маломыжев О.Л. Математическая модель принудительных систем смазки

сельскохозяйственных машин и оборудования / О.Л. Маломыжев, Н.Е. Федотова, И.С.

Медведева, И.С. Прокопьев // Тракторы и сельхозмашины. – 2016. - № 4. - С. 48 – 51.

4. Маломыжев О.Л. Математическая модель определения параметров двухфазной

газомасляной смеси / О.Л. Маломыжев, Н.Е. Федотова, А.Н. Бурунова, А.М Зиновьев. //

Вестник Иркутского ГТУ. – 2016. - № 1 (108). – С. 123 – 129.

5. Раднаев Д.Н. Оптимизация технологического комплекса машин в растениеводстве

/ Д.Н. Раднаев, С.С. Калашников, С.Н. Шуханов // Аграрная наука. – 2015. - № 8. – С. 28 –

30.

6. Шуханов С.Н. Устройство порционного типа для метания зерна / С.Н. Шуханов //

Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2010. - № 6. – С. 9 – 10.

45

40

35

1000 2000 3000 n, об/мин

1

Q, л/мин

2

3

0,55

0,50

0,45

1000 2000 3000 n,об /мин

1G, кг/с

2

3

1 - III передача,

2 - IV передача,

3 - V передача,

- расчѐт, - расчѐт, - расчѐт,

- эксперимент,- эксперимент,- эксперимент.


170


7. Шуханов С.Н. Классификация устройств для охлаждения зерна / С.Н. Шуханов,

Т.А. Алтухова // Аграрная наука. – 2013. - № 6. – С. 31 – 32.

References

1. Baranov A.V. Problema ocenki iznosa soprjazhenij zubchatyh koles transportnyh mashin

i jenergeticheskogo oborudovanija [The problem of evaluation of the wear of the mate gear

wheels of transport vehicles and energy equipment]. Polzunovskii vestnik, 2010, no. 1, pp. 99 –

105.

2. Malayev O.L. et all. Razrabotka metodiki rascheta sistemy smazki detalej mashin

[Development of the calculation mode of the lubrication system of machine parts]. Vestnik of

Siberian state automobile and highway Academy, 2013, no. 4 (32), pp. 98 – 104.

3. Malayev O.L. et all. Matematicheskaja model' prinuditel'nyh sistem smazki

sel'skohozjajstvennyh mashin i oborudovanija [Mathematical model of forced lubrication systems

for agricultural machinery and equipment]. Tractors and agricultural cars, 2016, no. 4, pp. 48 –

51.

4. Malayev O.L. et all. Matematicheskaja model' opredelenija parametrov dvuhfaznoj

gazomasljanoj smesi [Mathematical model for determining parameters of two-phase gas-oil

mixture]. Vestnik of Irkutsk state technical University, 2016, no. 1 (108). pp. 123 – 129.

5. Radnaev D.N. et all. Optimizacija tehnologicheskogo kompleksa mashin v

rastenievodstve [Optimization of the technological complex of machinery in crop production].

Agricultural science, 2015, no. 8, pp. 28 – 30.

6. Suhanov S.N. Ustrojstvo porcionnogo tipa dlja metanija zerna [The device of portion

type for throwing grain]. Mechanization and electrification of agriculture, 2010, no. 6, pp. 9 – 10.

7. Suhanov S.N., Altuchova T.A. Klassifikacija ustrojstv dlja ohlazhdenija zerna

[Classification of devices for grain cooling]. Agricultural science, 2013, no. 6, p. 31 – 32.


Алтухов Сергей Вячеславович – кандидат технических наук, доцент кафедры

технического сервиса и общеинженерных дисциплин инженерного факультета. Иркутский


область, Иркутский район, п. Молодежный, тел. 89500515275, e-mail:[email protected].

Шуханов Станислав Николаевич – доктор технических наук, профессор кафедры

технического обеспечения АПК инженерного факультета. Иркутский государственный




Altukhov Sergey V. – Candidate Technical Sciences, Ass. Prof. of Technical Service and

General Engineering Discipline of Engenering Faculty. Irkutsk State Agrarian University named



Shuhanov Stanislav N. – Doctor of Technical Sciences, Professor of Logistics APK of

Engenering Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny,

Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89086546032, e-mail: [email protected]).


171


УДК 631.362

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕПАРАТОРА

ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА

С.С. Ямпилов, Ц.Ц. Цыдыпов, Ж.Б. Цыбенов, Г.Ж. Хандакова, С.В. Батуева

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ,

Россия

В статье приведены основные принципы создания компьютерного сепаратора для

очистки и сортирования зерновых культур, рассмотрены составные части компьютерного

сепаратора, основы работы компьютерного сепаратора, программное обеспечение

компьютерного сепаратора. Показаны принцип захвата цифровых изображений из

видеопотока и калибровка системы технического зрения, определены точки пересечения

оптической оси объектива камеры с плоскостью изображения, представлены

предварительная обработка цифровых изображений и сегментация цифрового

изображения.

Ключевые слова: компьютерный сепаратор, очистка зерна, цифровое изображение,

зерновой материал, примеси, эффективность очистки.

DEVELOPMENT OF THE SEPARATOR SOFTWARE FOR GRAIN CLEANING

Yampilov S.S., Tsydipov Ts.Ts., Tsybenov Zh.B., Khandakova G.Zh., Batueva S.V.

East-Siberian State University of Technology and Management, Ulan-Ude, Russia

The article describes the basic principles of creating a computer separator for cleaning and

sorting grain crops, examines the components of a computer separator, the basics of a computer

separator, the software of a computer separator. The principle of capturing digital images from the

video stream and calibrating the technical vision system are shown, the points of intersection of

the optical axis of the camera lens with the image plane are determined, pre-processing of digital

images and digital image segmentation are presented are offered.

Keywords: computer separator, grain cleaning, digital image, grain material, impurities,

cleaning efficiency.

Сепаратор предназначен для очистки зерна от различных примесей, а

также для анализа физико-механических свойств частиц зернового материала.

Сепаратор может применяться в сельском хозяйстве, в мукомольно-крупяной

промышленности, на семенных станциях РФ. Сепаратор заменит кропотливый

труд лаборантов по анализу частиц зернового материала - замеру длины,

ширины, толщины частиц зернового материала и других характеристик

исходного зернового материала.

Сепаратор работает за счет использования высоких технологий

(технического зрения). Состоит он из аппаратной части и программного

обеспечения. В аппаратную часть входит система сортировки зерна, система

технического зрения, система подачи зерна.

Цель исследования – определить основные технические параметры

сепаратора для очистки зерна, параметры составных частей сепаратора:

аппаратной части и программного обеспечения.


172


Объект – зерновой материал и процесс очистки зернового материала

сепаратором.

В основу методики положен расчетный метод определения основных

параметров программного обеспечения сепаратора, который использует

техническое зрение.

Сепаратор предназначен для очистки и сортировки зерновых культур,

таких как пшеница, овес, ячмень и рожь, а также может быть использована

для очистки других зернобобовых и масленичных культур [1].

Обсуждение результатов. Сепаратор для очистки зерна (рис. 1)

содержит корпус 1, загрузочный бункер 2, в нижней части которого

расположен лоток 3 для подачи зерна на наклонный желоб 4. Лоток 3

соединен через кривошипно-шатунный механизм 5 с электродвигателем. На

наклонном желобе 6 и лотке 3 закреплены направляющие, имеющие в

поперечном сечении треугольную форму. С правой стороны наклонного

желоба расположена пара оптических средств детектирования 9 и 10. Ниже

желоба 6 установлен принимающий желоб 11, нижний конец которого

расположен над контейнером 12 для приемки очищенного зерна. Между

желобами 6 и 11 расположено устройства для отбраковки частиц зернового

материала в виде соединенного с электродвигателем 15 кривошипно-

шатунного механизма 14 с ударным устройством в виде поршня 13,

размещенного таким образом, что его рабочая часть расположена около зоны

обнаружения зерна 16. Ниже устройства для отбраковки частиц зернового

материала в корпусе 1 имеется отверстие 17 для сброса отбракованных зерен

и посторонних объектов в контейнер 18.

Рисунок 1 – Сепаратор для очистки зерна


173


Оптические средства детектирования 9 и 10 включают две цифровые

видеокамеры 19 и 20 на матрице с зарядовой связью. Средство для освещения

зерна в виде линеек светодиодов 21 (расположенных по обе стороны от

цифровых видеокамер 19 и 20), размещены таким образом, что одновременно

могут контролировать переднюю часть и толщину сортируемых зерен.

Видеокамера 19 расположена наклонно к желобу 6, а видеокамера 20 –

перпендикулярно к желобу 6. Оптические средства детектирования 9 и 10

защищены стеклянными пластинами 22 со средствами для их очистки (на

рисунке не показаны).

Блоки управления, питания и приборная доска (на рисунке не показаны)

находятся в нижней части корпуса 1.

Система управления устройством состоит из: блока анализа изображения

зерна, к которому подключены цифровые видеокамеры 19 и 20; блока подачи

сигнала браковки, вход которого подключен к выходу блока анализа

изображения зерна, а выход к устройству для отбраковки частиц зернового

материала; блока управления средствами освещения, подключенного через

коммутаторы к линейкам светодиодов и блокам питания. Всеми блоками

управляет центральный процессор.

Устройство работает следующим образом. После включения установки с

помощью включателя на приборной доске оператор с помощью линеек

светодиодов 21 подбирает освещенность зоны обнаружения 16. Очищаемое

зерно загружают в загрузочный бункер 2, оттуда зерно поступает на лоток 3,

где частицы зернового материала ориентируются с помощью направляющих

длинной осью вдоль движения зернового материала. Далее зерно попадает на

наклонный желоб 6 и, скользя между направляющими, попадают в зону

обнаружения 16 оптических средств детектирования 9 и 10. В этой зоне оно

освещается средством освещения 21. Средство освещения 21 собой линейку

расположенных на плоскости светодиодов, подключенных через коммутаторы

к блоку питания, обеспечивающее коммутацию светодиодов. Программное

обеспечение центрального процессора обрабатывает полученные цифровые

изображения. В результате обработки определяются зерна, имеющие дефекты

и не удовлетворяющие предъявляемым требованиям, или посторонние

включения, и формирует сигнал, поступающий в блок выдачи сигнала

браковки. Сигнал браковки поступает на устройство для отбраковки частиц

зернового материала, ударное устройство в виде поршня 13 которого

―отстреливает‖ забракованное, которое удаляется через отверстие 17 в

контейнер 18, а кондиционное зерно попадает в контейнер 12.

Установка на наклонном желобе и лотке направляющих зерна, имеющих

в поперечном сечении треугольную форму, позволяет сориентировать частицу

зернового материала длинной осью вдоль движения зернового материала, тем

самым уменьшить время для обработки изображения и выявления дефектной

частицы зернового материала, что повышает качество сортировки и

производительности установки.


174


Выполнение средства для подачи зерна в виде лотка, соединенного через

кривошипно-шатунный механизм с электродвигателем 4 позволяет придать

возвратно-поступательное движение лотку. Таким образом, путем

регулирования частоты электродвигателя обеспечивает регулирование подачи

зернового материала, что способствует повышению качества сортировки.

Выполнение устройства для отбраковки частиц зернового материала,

выполненного в виде соединенного с электродвигателем кривошипно-

шатунного механизма с ударным устройством в виде поршня, позволяет

уменьшить габаритные размеры установки.

Программное обеспечение компьютерного сепаратора. Программное

обеспечение состоит из следующих разделов: модуль захвата цифровых

изображений из видеопотока, калибровка системы технического зрения,

предварительная обработка, определение порога бинаризации и бинаризация,

сегментация определение границ зерен, определение геометрических

параметров зерен, определение цвет зерна и наличие дефектов зерна,

управление системой сортировки зерна – удаление дефектных зерен и

примесей, определение количества зерен и средних значений геометрических

размеров зерен и статистическая обработка данных.

Захват цифровых изображений из видеопотока. Изображение зерен на

транспортерной ленте в оцифрованном виде передается с видеокамер на

компьютер через интерфейс компьютера FireWire (IEEE1394). Для получения

отдельных цифровых изображений с видеопотока была использована

библиотека Microsoft Video for Windows SDK (AVICAP32.DLL), который

позволяет открыть видео устройство для захвата видео, сохранять отдельные

кадры с устройства, как файлы в формате *.BMP на диск, а также записывать

видеопоток в файл *.AVI (со звуком, но без предварительного просмотра), и

как закрыть устройство.

Калибровка системы технического зрения. Точность определения

геометрических параметров зерна зависит от калибровки системы

технического зрения [2]. При калибровке СТЗ необходимо решить две задачи

определение внутренних и внешних параметров видеокамер.

Определение внешних параметров камеры сводится к определению

положения камеры в системе координат предметного пространства и углов

поворота камеры в этой системе. В предложенной нами методике

используется математический аппарат проективной геометрии, и определение

параметров камеры осуществляется с помощью правильного шестиугольника,

расположенного на плоскости транспортера. Углы поворота системы

координат камеры относительно системы координат предметного

пространства обозначим следующим образом угол тангажа - ᴪ, курса - ᵡ

(рысканья) и крена -ᵠ (рис. 2). Предметная ортогональная система координат

задана осями x, y, z, а ортогональная система координат изображения будет

задана осями u, v, e. Правильный шестиугольник P1,P2,P3,P4,P5,P6 пусть

располагается в координатной плоскости ᴧ, инцидентной осям координат x и

y, которую будем называть предметной плоскостью. Пусть сторона (P1P2)


175


параллельна оси 0x. Изображение шестиугольника P1',P2',P3',P4',P5',P6'

располагается в картинной плоскости П. Центр проецирования (оптический

центр объектива) пусть располагается в точке S, а ось объектива пусть

совпадает с осью e системы координат изображения. Две другие оси u и v

системы координат изображения расположены в картиной плоскости П и

направлены параллельно границам кадра p и g соответственно. Точкой N'

обозначим основание перпендикуляра, опущенного из точки S на картинную

плоскость П. Точка N' является началом системы координат изображения

камеры и одновременно точкой пересечения оптической оси объектива с

плоскостью изображения камеры. Расстояние между точками S и N' является

расстоянием от центра проецирования S до картиной плоскости, обозначим

его через d. Причем, надо заметить, картинная плоскость П на рисунке 2

показана расположенной между центром проецирования S и предметной

плоскостью, хотя реально она не располагается перед центром проецирования.

Буквой m обозначим коэффициент преобразования между единицами

измерения на изображении и предметной системы координат. Точкой N

обозначим точку пересечения оси e с предметной плоскостью. Расстояние

между точками N' и N обозначим через l.

P2

P4

P5

P1P6

S

P3

N'

N

x

y

z

uv

e

c

Рисунок 2 – Углы поворота системы координат камеры

относительно системы координат предметного пространства

При установлении внутренних параметров видеокамеры решаются

следующие задачи: удаление дисторсии объектива камеры, определение точки

пересечения оптической оси с плоскостью изображения, определение

расстояния от оптического центра объектива до плоскости изображения,

определение коэффициентов перевода между единицами измерения на

плоскости изображения и в предметной пространстве, а также решение задачи

уменьшения искажений внесенных оптической системой камеры.


176


Определение точки пересечения оптической оси объектива камеры с

плоскостью изображения. В процессе калибровки камеры необходимо знать

положение точки пересечения оптической оси объектива камеры с

плоскостью изображения N'. При решении этой задачи нами предлагается

использовать возможность изменения фокусного расстояния объектива

камеры. Для реализации этого метода плоский объект прямоугольной формы,

окрашенный в белый цвет, закрепляется на черном планшете. Планшет

ориентируется таким образом, чтобы оптическая ось камеры была бы

перпендикулярной по отношению к планшету. Сфотографируем этот объект

при различных значениях фокусного расстояния. По полученным снимкам

производится выделение контуров плоских объектов на цифровых

изображениях (рис. 3). На этом рисунке точками 1, 2, 3 и 4 обозначены

вершины прямоугольника, принадлежащие изображению прямоугольника при

одном фокусном расстоянии, а точки 1', 2', 3' и 4' являются соответствующими

точками на изображении при другом фокусном расстоянии. Точка N' - это

искомая точка. Если точка N' является точкой пересечения оптической оси

объектива камеры с плоскостью изображения.

v

u

3

2

4

1

3'

4'

2'

'

1'

vN'

0 uN'

N'

Рисунок 3 – Определение точки пересечения оптической оси объектива

камеры с плоскостью изображения

Проведя серии экспериментов, можно достаточно точно рассчитать

координаты точки N' (uN', vN') в системе координат изображения.

В случае, когда используется камера без трансфокатора, можно

эксперименты проводить на установке, позволяющей перемещать камеру

вдоль оптической оси объектива камеры. После определения точки

пересечения оптической оси объектива камеры с плоскостью изображения

следующим шагом является определение расстояния от центра проецирования

(оптического центра) до плоскости изображения и определение коэффициента

преобразования между единицами измерения на плоскости изображения и

предметной системе координат.


177


Предварительная обработка цифровых изображений.

Предварительная обработка полученных цифровых изображений необходима

для решения таких задач как понижение шума, подавление импульсных

помех, повышение резкости изображений, улучшение изображения отдельных

деталей. Существуют два основных подхода к предварительной обработке

изображений. Первый подход основан на методах пространственной области,

а второй на методах частотной области с использованием преобразования

Фурье. Вместе эти подходы охватывают большинство из существующих

алгоритмов предварительной обработки изображений. В нашей системе для

предварительной обработки был применен метод пространственной области с

использованием масок свертки с низкочастотным фильтром.

Сегментация цифрового изображения. Для решения задачи

сегментации цифрового изображения, т.е., определения границ зерен и

выделения отдельных зерен на изображении был применен метод сигнатуры

[3], которой хорошо работает для выпуклых объектов, которым и является

зерно. В результате решения задачи сегментация будут определены

геометрические параметры каждого зерна длина, ширина, толщина и

геометрическая форма каждого зерна, а также цвет зерна. В случае

нахождения дефектных зерен или посторонних включений, программа

управления системой сортировки зерна – удалит эти дефектные зерна и

примеси. По полученным данным производится статистическая обработка

данных определение средних, максимальных и минимальных значений.

Использование цифровых видеокамер на матрице с зарядовой связью

позволяет установить толщину, длину и ширину частиц зернового материала,

что влияет на качество сортировки. Кроме того, это обеспечивает снижение

стоимость установки.

Наличие направляющих зерна, имеющих в поперечном сечении

треугольную форму, электродвигателя с кривошипно-шатунным механизмом,

цифровых видеокамер на матрице с зарядовой связью, устройства для

отбраковки частиц зернового материала обеспечивают увеличение качества

сортировки зерна путем регулирования скорости подачи зернового материала,

уменьшение времени обработки частиц зернового материала, имеющих

дефекты и увеличение производительности установки.

Компьютерный сепаратор позволяет:

- провести анализ частиц зернового материала по ширине, толщине,

длине и цвету;

- построить вариационные кривые исходного зернового материала;

- определить какие примеси присутствуют в исходном материале;

- очистить зерновой материал от различных примесей, отличающихся

шириной, толщиной, длиной и цвету.

Выводы. 1. Обоснованы основные блоки компьютерного сепаратора для

очистки зерна, который использует техническое зрение.

2. Обоснованы основные параметры модулей технического зрения

компьютерного сепаратора для очистки зерна (модуля захвата цифровых


178


изображений из видеопотока, калибровка системы технического зрения,

предварительной обработки и сегментации цифрового изображения.

3. Компьютерный сепаратор позволит:

- провести анализ частиц зернового материала по ширине, толщине,

длине и цвету;

- построить вариационные кривые исходного зернового материала;

- определить какие примеси присутствуют в исходном материале;

- очистить зерновой материал от различных примесей, отличающихся

шириной, толщиной, длиной и цвету.

Список литературы 1. Патент РФ № 2495728 Бюл. № 29 от 20.10.2013. Устройство для сортировки зерна

С.С. Ямпилов, Ц.Ц. Цыдыпов, А.О. Жигжитов, С.И. Хаптагаева, А.Б. Будаев.

2. Ji. L., Yan H. Loop-free snakes for highly irregular objectshapes // Pattern Recogn. Lett.

2002. 23, no 5. P. 79.

3. Paclic P., Duin R.P.W., Van Kempen G.M.P., Kohlus R. Segmentation of multi-spectral

images using the combined classifier approach // Image and Vision Comput. 2003. 21. P. 473.

References 1. Pat. 2495728 Ros. Federatsiya. Byul. № 29 date 20.10.2013. Ustrojstvo dlja sortirovki

zerna [Grain sorting device].Yampilov S.S. et all.

2. Ji L., Yan H. Loop-free snakes for highly irregular objectshapes, Pattern Recogn. Lett.

2002. 23, no. 5. p. 79.

3. Paclic P., Duin R.P.W., Van Kempen G.M.P., Kohlus R. Segmentation of multi-spectral

images using the combined classifier approach, Image and Vision Comput. 2003. 21. p. 473.


Батуева Сэлмэг Валерьевна – аспирант кафедры Биомедицинская техника, ПАПП.

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления (670013,

Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, д.40в, тел. 89834278638, е-mail: batueva-

[email protected]).

Хандакова Гэсэгма Жаргаловна – кандидат технических наук, доцент кафедры

биомедицинской техники, процессов и аппаратов пищевых производств. Восточно-

Сибирский государственный университет технологий и управления (670013, Россия,

Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, д. 40B, строение 1, тел. 8 (9834) 23-46-


Цыбенов Жаргал Борисович – кандидат технических наук, доцент кафедры

биомедицинской техники, процессов и аппаратов пищевых производств. Восточно-


Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, д.40B, строение 1, тел. 8 (9148) 40-99-71,


Цыдыпов Цыбик Цырендоржиевич – кандидат технических наук, доцент кафедры

самолетостроения и вертолетостроения. Восточно-Сибирский государственный

университет технологий и управления (670013, Россия, Республика Бурятия, г. Улан-Удэ,

ул. Ключевская, д. 40B, строение 1, тел. 8 (3012) 41-05-35 доб. 93-90, e-mail: [email protected]).

Ямпилов Сэнгэ Самбуевич – доктор технических наук, профессор кафедры

биомедицинской техники, процессов и аппаратов пищевых производств Восточно-


Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, д. 40B, строение 1, тел. 8 (9025) 63-09-






179



Batueva Selmeg V. – PhD student of the Department Biomedical engineering. Processes and

Devices of Food Production. East Siberian State University of Technology and Management

(Bild. 1, 40B, Kljuchevskaja St., Ulan-Ude, 670013, tel. 89834278638, е-mail: batueva-

[email protected]).

Khandakova Gesegma Zh. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Professor of Department

Biomedical Engineering, Processes and Devices of Food Production. East-Siberian State

University of Technology and Management (Bld.1., 40B, Klyuchevskaya str.,Ulan-Ude, Republic

of Buryatia, Russia, 670013, tel. 8 (9834) 23-46-78, e-mail: [email protected]).

Tsybenov Zhargal B. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Prof. of Department Biomedical

engineering. Processes and Devices of Food Production. East-Siberian State University of

Technology and Management (Bld.1., 40B, Klyuchevskaya str.,Ulan-Ude, Republic of Buryatia,

Russia, 670013, tel. 8 (9148) 40-99-71, e-mail: [email protected]).

Tsydipov Tsybik Ts. – Candidate of Technical Sciences, Ass. Professor of Department Aircraft

and Helicopter Engineering. East-Siberian State University of Technology and Management

(Bld.1., 40B, Klyuchevskaya str.,Ulan-Ude, Republic of Buryatia, Russia, 670013, tel. 8 (3012)

41-05-35 доб. 93-90, e-mail: [email protected]).

Yampilov Senge S. – Doctor of Technical Sciences, Professor of Department Biomedical

Engineering. Processes and Devices of Food Production. East-Siberian State University of

Technology and Management. (Bld.1., 40B, Klyuchevskaya str., Ulan-Ude, Republic of Buryatia,

Russia, 670013, tel. 8 (9025) 63-09-75, e-mail: [email protected]).

УДК 681.51

СИСТЕМА “SMARTHOMЕ”: ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

УЛИЧНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ

Б.Ф. Кузнецов, Д.С. Бузунов, А.С. Бузунов


В статье обобщен первый опыт практического построения системы умный дом

(Smarthome), учитывающей особенности эксплуатации жилых зданий в сельской

местности. В частности, рассматривается подсистема управления уличным освещением.

Обосновывается использование новой системы на кристалле (SoC), которая получила

достаточно широкое распространение. Приводится разработанная авторами общая

структура системы ―smarthome‖ для сельского дома предусматривающая применение

радиоканала связи и передачу данных в облачный сервис. Дана функциональная схема

подсистемы управления освещением и иллюстрации еѐ практической реализации.

Приведены краткие технические характеристики основных компонентов подсистемы и

краткое описание разработанного прототипа программного обеспечения для общего

сервера системы. В заключении работы выполнен анализ на основе опытной эксплуатации

системы и намечены пути еѐ усовершенствования.

Ключевые слова: новая система на кристалле (SoC), структура системы ―smarthome‖

для сельского дома.


180


SYSTEM "SMARTHOME": SUBSYSTEM OF CONTROL OF STREET LIGHTING

Kuznetsov B.F., Buzunov D.S., Buzunov A.S.


The article summarizes the first experience of the practical construction of a smart house

system (Smarthome), taking into account the peculiarities of exploitation of residential buildings

in rural areas. In particular, the subsystem of street lighting control is considered. The use of a

new system on a crystal (SoC) is justified, which has become quite widespread. The author

describes the general structure of the "smarthome" system for a rural house, which involves the

use of a radio link and the transfer of data to a cloud service. A functional diagram of the light

control subsystem and illustrations of its practical implementation is given. Brief technical

characteristics of the main components of the subsystem and a brief description of the developed

prototype software for the general server of the system are given. In the conclusion of the work,

an analysis is made on the basis of the pilot operation of the system and the ways of its

improvement are outlined.

Key words: a new system on a crystal (SoC), the structure of the "smarthome" system for a

rural house.

Интеллектуальные системы управление инженерными системами в

жилище человека в настоящее время получают всѐ большее развитие. Данная

тенденция имеет давнею историю и катализаторами еѐ развития принято

считать современные успехи информационных технологий и

микроэлектроники. По сути дела, речь идет о классической автоматизации

управления, но максимально приближенной к повседневному быту. Для

обозначения данной области как правили используют термин ‖умный дом‖

или ―smarthome‖ в англоязычной литературе, который так же, достаточно

прочно обосновался и русскоязычных публикациях. Не смотря на

существование большого количества разработанных систем и компонентов

―smarthome‖ на рынке постоянно появляются новые разработки как известных

компаний, так и вновь созданных стартапов. Подобная ―не насыщаемость‖

рынка связана как с становлением данной области автоматизации, так и с

разнообразием требований, предъявляемых к компонентам и к системе в

целом в зависимости от области и места применения.

В данной статье сделана попытка обобщить опыт разработки и

эксплуатации подсистемы управления уличным освещением сельского дома.

В принципе автоматизация включения и выключения уличного освещения по

своей сути тривиальна. Достаточно иметь простейшее фотореле и связать его

с силовой цепью управления лампой освещения. Но такая система будет

замкнутой и не сможет получать и передавать информацию о состоянии на

сервер системы ―smarthome‖. Поэтому необходимо строить систему на основе

компонентов обладающими достаточными вычислительными ресурсами,

которые позволять организовать канал передачи информации.

Каналы передачи информации в обсуждаемых системах являются

ключевыми элементами, позволяющие проводить интеграцию всех

составляющих в единую сеть в что и позволяет получить эффект синергии.

При разработке проекта ―smarthome‖ для сельского дома проводные

каналы связи (например, кабельный Ethernet) были отвергнуты по причине


181


большого количества активных компонентов системы и их удалѐнность, т.е.

часть устройств будут размещены на территории усадьбы. Из беспроводных

каналов передачи информации наиболее привлекательной является

технология Wi-Fi, но реализация еѐ как правило сопряжено со сложными

техническими задачами реализации протокола.

Решением данной проблемы является недавно появившаяся на рынке

система на кристалле (systemonachip– SoC) ESP8266. Согласно определению,

данному в Википедии под SoC понимается ―…электронная схема,

выполняющая функции целого устройства (например, компьютера) и

размещѐнная на одной интегральной схеме. В зависимости от назначения она

может оперировать как цифровыми сигналами, так и аналоговыми, аналого-

цифровыми, а также частотами радиодиапазона. Как правило, применяются в

портативных и встраиваемых системах‖. ESP8266 — SoC китайского фирмы

Espressif с интерфейсом Wi-Fi. Кроме интерфейса Wi-Fi микроконтроллер

имеет возможностью исполнять программы из внешней флеш-памяти с

интерфейсом SPI. Поскольку ESP8266 является основой нашего устройства

рассмотри его подробнее, блок схема SoC приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Блок схема SoCESP8266

Микросхема имеет следующие технические характеристики:

Процессор: одноядерный Tensilica L106 частотой до 160 MHz;

Поддерживаемые стандарты Wi-Fi: 802.11 b / g / n;

Поддерживаемы типы шифрования: WEP, WPA, WPA2;

Поддерживаемые режимы работы: STA, AP, STA+AP;

Напряжение питания 1.7...3.6 В;

Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы;

Количество GPIO: 16 (фактически до 11);

Интерфейсы: 1 ADC, I2C. UART, SPI, PWM;

Внешняя Flash память может быть установлена от 512кб до 4мб;

RAM данных 80 кб, RAM инструкций – 64 кб.


182


Наличие 11 портов ввода-вывода (GPIO) и канала аналогово-цифрового

преобразователя (ADC) делает этот SoC достаточно удобным для реализации

на нем компонентов системы ―smarthome‖, а в дальнейшем развитии и

элементов интернета вещей.

В рассматриваемой подсистеме управления освещением использован

достаточно распространѐнный цифровой датчик освещѐнности BH1750

позволяющий проводить измерения в пределах 1-65535 люкс. Разрешение

датчика 16 бит, имеет встроенную систему подавления мерцания света на

частотах 50/60 Гц. Связь с микроконтроллером по шине I2C. К основным

достоинствам относятся малая зависимость показаний от цветовой

температуры - адекватно измеряет освещѐнность для всех бытовых и уличных

источников света.

Функциональная схема реализованной системы приведена на общей

структуре системы ―smarthome‖ (рис. 2). Практическая реализация

подсистемы приведена на рисунке 3.

Рисунок 2 – Общая структура системы “smarthome”

Программная часть микроконтроллера реализует измерение

освещѐнности по запросам от внешнего сервера системы. Для реализации

взаимодействия с сервером на микроконтроллере SoC реализуется WEB-

сервер, позволяющий реализовать единичные ответы на POST-запросы.

Программная часть сервера в настоящее время находиться в разработке.

На рисунке 4 приведѐн скриншот прототипа системы управления подсистемой

освещения. В настоящее время система определяет освещѐнность при

включѐнной и выключенной лампе принимает решение о необходимости

включения освещения и производит контроль исправности осветительного


183


прибора. Кроме того, программная часть сервера позволяет настраивать

установку освещѐнности.

Рисунок 3 – Практическая реализация подсистемы управления освещением

Рисунок 4 – Скриншот вкладки системы управления подсистемой освещения

Заключение. За небольшой период эксплуатации подсистемы были

выявлены некоторые недочеты. Используемый корпус для устройства имеет

класс защиты IP48, что явно недостаточно. Поскольку устройство

располагается на открытом воздухе и подвержено внешним воздействиям

необходимо повысить класс защиты. Расположение датчика освещения в

корпусе устройства обладает рядом недостатков, например, не всегда

возможно объективно оценить реальную освещенность. Решением данной

проблемы является использования дополнительной информации от внешнего

датчика. Для этой цели можно использовать информацию, предоставляемую

от метеостанции входящей в состав системы умного дома. Передача

информации возможна через сервер системы.


184



Бузунов Алексей Сергеевич – аспирант кафедры электрооборудования и физики


Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н., пос. Молодежный, тел.


Бузунов Денис Сергеевич – аспирант кафедры электрооборудования и физики


Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н., пос. Молодежный, тел.


Кузнецов Борис Федорович – доктор технических наук, профессор кафедры


аграрный университет им. А.А. Ежевского (664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н.,

пос. Молодежный, тел. 89021723331, e-mail: [email protected]).


Buzunov Alexey S. – PhD student of Department of Electrical Equipment and Physics of Energy

Faculty. Irkutsk State Agrarian University. A.A. Ezhevsky Irkutsk State Agrarian University



Buzunov Denis S. – PhD student of Department of Electrical Equipment and Physics of Energy

Faculty. Irkutsk State Agrarian University. A.A. Ezhevsky Irkutsk State Agrarian University



Kuznetsov Boris F. – Doctor of Technical Sciences, Professor of Department of Electrical

Equipment and Physics of Energy Faculty. Irkutsk State Agrarian University. A.A. Ezhevsky

Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny, Irkutsk district,


УДК 620.98

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ЭНЕРГИИ В РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОНАХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

С.И. Бондаренко, Г.В. Лукина, А.С. Петров, А.Н. Самаркина, Е.В. Самаркина

Иркутский научно-исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия

Значительная часть рекреационных территорий в нашей стране, в том числе и

Иркутская область, расположены в зонах, характеризующихся дефицитом энергии.

Поэтому необходимость применения возобновляемых источников энергии в удаленных

рекреационных зонах очевидна. Особенно перспективным является энергообеспечение

заповедников и заказников, расположенных в зонах децентрализованного

энергоснабжения, с использованием ВИЭ. Анализ теоретически рассчитанного потенциала

возобновляемых источников энергии в Иркутской области позволяет утверждать, что

регион является перспективным для создания и внедрения автономных источников

возобновляемой энергетики. Потенциал энергии солнца и ветра, несмотря на то, что он

распространен неравномерно, и существует ряд определенных проблем, достаточен для

обеспечения энергией удаленных поселений и объектов туристической инфраструктуры.

Производство электрической энергии на месте позволяет повысить энергетическую


185


независимость потребителей, а так же повысить надежность электроснабжения и улучшить

экологическую составляющую территорий.

Ключевые слова: энергия, традиционная, нетрадиционная, рекреационные

территории, солнечная радиация, ветропотенциал, энергетическая эффективность.

USE OF RENEWABLE SOURCES OF ENERGY IN THE RECREATIONAL

AREAS OF THE IRKUTSK REGION

Bondarenko S.I., Lukina G.V., Petrov A.S., Samarkina A.N., Samarkina E.V.

Irkutsk Research and Development Technical University, Irkutsk, Russia

A significant part of the recreational areas in our country, including the Irkutsk region, are

located in zones characterized by energy shortages. Therefore, the need for renewable energy

sources in remote recreational zones is obvious. Especially promising is the provision of energy

reserves and reserves in the zones of decentralized energy supply, using renewable energy

sources. An analysis of the theoretically calculated potential of renewable energy sources in the

Irkutsk region allows us to state that the region is promising for the creation and implementation

of autonomous sources of renewable energy. The energy potential of the sun and wind, despite the

fact that it is distributed unevenly, and there are a number of certain problems, is sufficient to

provide energy to remote settlements and tourist infrastructure facilities. The production of

electric power on site allows to increase the energy independence of consumers, as well as to

increase the reliability of electricity supply and improve the ecological component of the

territories.

Keywords: energy, traditional, non-traditional, recreational territories, solar radiation, wind

potential, energy efficiency.

Иркутская область обладает достаточно большим рекреационным

потенциалом и, при определенных условиях, будет, в ближайшем будущем,

являться территорией для активного развития туризма. Это потребует

увеличения количества и размеров рекреационных зон, соответствующее их

обустройство. Однако, для развития зон рекреации, необходимо решать ряд

экономических и энергетических проблем. Не меньшее значение при развитии

зон туризма играют и проблемы экологические, учитывая, что массовый

отдых в рекреационных зонах сопровождается сильным воздействием на них.

Цель – использование ВИЭ для определенных удаленных рекреационных

территорий.

Материал и методики. Мероприятия по социально-экономическому

развитию центральной экологической зоны Байкальской природной

территории (ЦЭЗ БПТ) включают развитие энергетики на базе

возобновляемых источников энергии:

-разработка ТЭО и схем размещения солнечных электростанций и

солнечных теплогенераторов для электроснабжения и теплоснабжения

отдаленных населенных пунктов, отдаленных туристско-рекреационных

объектов, кордонов ООПТ, отдаленных метеорологических станций и др.;

-разработка ТЭО и схем размещения ветровых электростанций в ЦЭЗ

БПТ;

-разработка ТЭО и схемы размещения ГЭС на малых реках ЦЭЗ БПТ.

-разработка ТЭО и схемы размещения иных объектов, использующие

возобновляемые источники энергии [5].


186


Обсуждение результатов. Проведенные в Прибайкалье оценки

экономического потенциала ВИЭ дают суммарно около 10 тыс. т.у.т. в год.

Особенно значительна продолжительность солнечного света, она составляет

около 2400 час/год и велика составляющая прямой солнечной радиации, хотя

и средний поток суммарной солнечной радиации оценивается в 1250 кВтч/м2 в

год. В летний период средние значения дневной даже суммарной радиации

составляют более 4.5 кВтч/м2. Ветроэнергетический потенциал в данном

регионе также значителен. По расчетным данным среднегодовые значения

скорости ветра (таблица) на открытой местности менее 4.5 м/с, в горных

районах существуют коридоры, в которых скорость ветра на высотах более 50

м может составлять в отдельные сезоны до 8–9 м/с и значения

ветроэнергетического потенциала – до 700–800 Вт/м2 /год [2].

Таблица – Средняя скорость ветра на Байкале, м/с

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 За год

Душкачан 1.2 1.1 1.7 2.1 2.8 2.0 2.0 2.7 2.4 3.5 2.9 2.8 2.3

Ушканий

остров 3.0 3.0 3.0 2.9 2.7 2.8 2.5 2.5 2.8 3.5 4.1 3.5 3.0

Ольхон 6.3 6.1 7.0 7.2 6.9 5.6 4.6 6.3 6.7 10.3 9.5 10.3 7.2

Туркинский

маяк 1.8 1.1 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6 2.4 2.2 4.3 5.3 3.8 2.5

Песчаная

бухта 1.5 2.0 2.5 2.8 2.7 1.7 1.4 1.9 1.6 2.8 2.7 2.9 2.2

Оймур 0.9 1.0 1.8 2.1 1.9 2.4 1.8 2.4 1.8 2.1 2.4 2.4 1.8

Голоустное 5.4 4.7 4.8 4.7 4.7 4.6 3.8 4.4 4.7 5.1 6.0 7.3 5.0

Харауз 3.8 3.3 4.5 4.8 5.7 5.3 4.9 5.2 5.9 5.6 5.6 6.0 5.0

Мысовая 2.7 2.7 3.0 3.6 3.8 2.6 3.3 3.5 4.4 4.8 4.7 5.1 3.6

Лиственичное 2.1 1.7 1.9 2.5 2.2 1.3 1.0 1.6 1.9 2.2 2.5 2.2 1.9

Култук 2.6 2.3 2.1 2.5 2.6 2.1 1.8 1.7 2.4 3.2 4.4 5.4 2.8

Что касается использования энергии биомассы, то в мировых заповедных

хозяйствах уже более двух десятилетий проводится переработка отходов

лесоочистных работ с использованием биогазовых установок или установок

по производству пеллет, что значительно более привлекательно в

экологическом плане в сравнении с прямым сжиганием. Выделение на

территориях заповедников, заказников и национальных парков зон с

созданием демонстрационных установок на ВИЭ послужит распространению

экологического образования, увеличению инвестиционной и туристической

привлекательности и послужит популяризации этого инновационного способа

энергоснабжения.


187


Анализ теоретически рассчитанного потенциала возобновляемых

источников энергии в Иркутской области позволяет утверждать, что регион

является перспективным для создания и внедрения автономных источников

возобновляемой энергетики. Существует достаточно примеров использования

автономных источников энергоснабжения различных объектов на удаленных

от источников централизованного энергоснабжения территориях и

рекреационных зонах рассматриваемого региона. Это позволяет

предположить, что применение небольших по мощности установок на основе

ВИЭ может быть технически реализовано [2, 3]. В качестве примера в данной

статье предлагается рассмотреть электроснабжение острова Ольхон.

Остров располагается на озере Байкал в средней его части, вблизи

западного побережья, от которого он отделяется проливами. Главенствующий

тип рельефа – складчато-глыбовые низкие горы. Склоны – гористые,

сформированные абразивными и эрозивными процессами, с обрывистыми

уступами в основании. Рельеф западной части средне - и мелкохолмистый.

Значительно уменьшаются амплитуды сезонных и суточных колебаний

температуры и влажности воздуха и запаздывают примерно на месяц от даты

наступления крайних значений температуры воздуха, как в теплом, так и в

холодном полугодиях. Поздней осенью и в начале зимы, когда озеро еще

свободно ото льда, по долинам и впадинам к нему с большими скоростями

устремляются потоки выстуженного воздуха с береговых хребтов.

Усиливаются ветры западных румбов. Максимальная скорость ветра

наблюдается в ноябре, декабре, апреле и мае. Минимальная - в феврале и

июле. Фактические максимальные скорости ветра зафиксированы на уровне

40 - 50 м/с в ноябре и декабре. На территории острова расположено четыре

населенных пункта, в которых проживает около 1500 человек.

Для развития всех сторон жизнедеятельности поселков, туризма, баз

отдыха с увеличением потребления электроэнергии с 2.18 млн. кВт∙ч до 17.5

млн. кВт∙ч и выше требуется стабильное электроснабжение. Для обеспечения

надежного электроснабжения было принято решение о присоединении

потребителей острова к энергосистеме Иркутской области и в настоящее

время электропитание потребителей осуществляется от действующей на

острове ПС 35/10 кВ, получающей электроэнергию от ПС 110/35/10 кВ по

одноцепной ВЛ 35 кВ. Протяженность воздушной линии составляет 89.13 км.

Электроэнергия на ПС 35/10 кВ передается с материка через пролив двумя

трехфазными кабельными вставками длиной около 2 км каждая. Для решения

вопроса более надежного электроснабжения острова предлагается

рассмотреть автономную схему электропитания острова от девяти

ветроэнергетических установок (ВЭУ).

Для подключения ВЭУ к схеме электроснабжения (рисунок) острова

предполагается использование кабельной линии, напряжением 10 кВ

сечением 10 мм2, которая подключается к шинам 10 кВ ПС ―Хужир‖.

Протяженность линии составляет около 2.5 км. Для реализации данного

варианта предлагается установка ВЭУ производства Emergya Wind


188


Technologies B.V. (Нидерланды), тип – DW-52-500кВт-75м 1.5S, номинальной

мощностью – 500 кВт, рабочая площадь – 2123.72 м2.

Рисунок – Схема включения ВЭУ в сеть

Мощность, производимая ВЭУ, учитывает скорость ветра на высоте 75

м: *

+ *

+

, где, =3.4 м/с – скорость

ветра на высоте 10 м, g = 0.37 – экспонента Хельмана (характеризует ветер

в верхних слоях атмосферы). Исходя из технических характеристик ВЭУ,

мощность вырабатываемая одной ВЭУ при скорости ветра 7,2 м/с

составляет 230 кВт. [3].

Благодаря полному устранению зависимости генератора и сети

функционирование, соответствующее ВЭУ, более гибкое, и электрические

параметры в точке общего соединения, такие как напряжение, частота, могут

быть лучше отрегулированы. Преобразовательная система использует

технологию широтно-импульсной модуляции, состоит из ШИМ выпрямителя

со стороны генератора и ШИМ инвертора со стороны сети. Между

генератором и элементом преобразования сети существует цепь постоянного

тока. Для управление системой частотных преобразователей, имеются два

дополнительных контроллера ВЭУ с регулируемыми скростями с

преобразователями синхронных генераторов: контроллер с ограничением

максимальной мощности (MPPT- controller) и контроллер ограничения

скорости /мощности.

Диапазон функционирования обоих контроллеров зависит от входной

скорости ветра (скорости ветра на входе) и может быть разделен на работу

(режим) неполной нагрузки и режим полной нагрузки. Если скорость ветра

становится слишком высокой и превышает номинальное значение, как


189


выходная мощность турбины, так и ее угловая скорость должны быть

минимизированы, чтобы не превышать номинального значения и не

повредить ВЭУ. Уменьшение выходной мощности может быть достигнуто

увеличением угла тангажа, который устанавливается контроллером тангажа. В

зависимости от схемы контроллера входной сигнал контроллера может быть

как опорным сигналом с измеренным значением выходной мощности, так и

базовым сигналом с измеренным значением угловой скорости. Контроллер

генерирует контрольное значение угла тангажа, который затем настраивается

при помощи привода тангажа до предельного уровня. Настройки

ограничителя уровня зависят от типа и размера ВЭУ. Согласно величина угла

тангажа составляет 5-10 градусов за секунду при нормальном

функционировании и повышается до 10-20 градусов за секунду при

неисправном функционировании. Подход к системе частотных

преобразователей в ВЭУ с DFIG подобен ВЭУ с синхронными генераторами.

Следовательно, для анализа энергосистемы применяется только модель на

основной частоте. Благодаря такому допущению, возможно применить

больший шаг интегрирования по времени и время моделирования можно

существенно сократить. Так как управление ВЭУ имеет сильное влияние на

динамику системы преобразователей, необходимо обеспечить

соответсвующую структуру контроллера.

Вследствие изменения реактивной мощности генератор может

намагнититься со стороны ротора и, таким образом, потребление реактивной

мощности на статоре может быть снижено до минимального значения.

Управление активной и реактивной мощностью реализуется изменением

составляющих d и q приложенного напряжения к цепи ротора.

Преобразователь со стороны электрической сети должен регулировать

напряжение в цепи постоянного тока и обмен реактивной мощностью с сетью.

Из-за большого емкостного сопротивления в цепи постоянного тока можно

допустить, что для анализа переходных процессов обе системы

преобразователей разъединяются друг от друга за очень короткий период

времени. Оба контроллера представляют собой обычные пропорционально-

интегральные регуляторы.

Подход к управлению преобразователями со cтороны сети и ротора

DFIG осуществляется путем преобразования к системе координат dq.

Соответствующее преобразование позволит независимо управлять активной и

реактивной мощностью. Преобразователь со стороны ротора может управлять

потоком активной и реактивной мощности в цепи ротора. Поскольку

функционирование ВЭУ должно быть оптимизировано к изменению скорости

ветра, изменение активной мощности в цепи ротора позволит настроить

угловую скорость ВЭУ и получить точку работы в оптимальном режиме [4,5].

Учитывая, что энергетическая стратегия делает явный акцент на освоение

экологически безопасных энергетических установок при сочетании

централизованного и децентрализованного энерго- и теплоснабжения,

энергетические системы развивающихся рекреационных территорий должны


190


быть органично встроены в целостную систему, обеспечивая потребность в

энергии при приемлемых экономических и экологических затратах на

производство энергоносителей. Экологические достоинства возобновляемой

энергетики становятся особо значимы в свете Киотских соглашений по

ограничению выбросов парниковых газов, образующихся при сжигании

обычного топлива. В силу экологической благоприятности ВИЭ имеют

достаточно хорошую перспективу использования в районах с

рекреационными зонами массового отдыха населения на оз. Байкал, а также

других территориях.

Инвестиционная характеристика ВИЭ заключается в том, что, как

правило, сооружения этих установок не требуют больших вложений (в

отличие от централизованных источников) и длительного строительства на

рассматриваемых территориях и зонах отдыха. Все это делает использование

ВИЭ весьма привлекательными не с точки зрения количественного

вытеснения других видов топливно-энергетических ресурсов, а в силу их

особой значимости для определенных удаленных рекреационных территорий.

Выводы. 1. Анализ теоретически рассчитанного потенциала

возобновляемой энергетики дает возможность оптимистично утверждать, что

регион является перспективным для внедрения автономных источников

возобновляемой энергии. При этом можно отметить, что потенциал энергии

ветра и солнца, несмотря на то, что он распространен неравномерно,

достаточен для обеспечения энергией удаленных сельских поселений и

объектов туристической инфраструктуры.

2. Многочисленные примеры реализации автономного энергоснабжения

различных объектов на удаленных от централизованного энергоснабжения

территориях рассматриваемого региона позволяют говорить о том, что

применение небольших по мощности и, следовательно, финансово

привлекательных проектов на основе ВИЭ может быть технически

реализовано, имея небольшой срок окупаемости.

Список литературы/ References

1. Воропай Н.И. Возобновляемые источники энергии / Н.И. Воропай, З.А.

Стычинский – Магденбург: Книж. изд-во, 2010, – 387 с.

Voropay N.I., Styichinskiy Z.A. Vozobnovlyaemyie istochniki energii [Renewable energy].

Magdenburg, 2010, 387 p.

2. Шаймарданов Т.Ж. Электроснабжение острова Ольхон с использованием

ветроэнергетических установок / Т.Ж. Шаймарданов, А.С. Петров, С.И. Бондаренко /

Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири //

Матер. Всерос. науч.-практ. конф. с международ. участием ( Иркутск, 24-28 апреля 2017 г.

// Иркутск: ИРНИТУ). 2016. – C. 54 – 56.

Shaymardanov T.Zh. et all. Elektrosnabzhenie ostrova Olhon s ispolzovaniem

vetroenergeticheskih ustanovok [Electricity supply to the island Olkhon using vetroénergetičeskih

installations]. Irkutsk, 2016, pp. 54 – 56.

3. Энергетическая стратегия России до 2030 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_94054/

Energeticheskaya strategiya Rossii do 2030 g. [Énergetičeskaâ strategy of Russia up to 2030

g]: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_94054/


191


4. Sokolovsky Y.B. Technical Proposals for Wind Turbine Structures Journal SCIENTIFIC

ISRAEL Technological Advantages, 2013 vol.15, no. 3. – pp. 18 – 20.

5. Voropai N.I., Suslov K.V.The microgrid concept and challenges in small isolated regions

of Russia // CIGRE 2011 Bologna Symposium - The Electric Power System of the Future:

Integrating Supergrids and Microgrids 2011. –pp. 26 – 28.


Бондаренко Светлана Иосифовна – кандидат технических наук, доцент кафедры

электроснабжения и электротехники. Иркутский национальный научно-исследовательский

технический университет (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел.


Лукина Галина Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры

электроснабжения и электротехники. Иркутский государственный аграрный университет



Петров Артем Сергеевич – студент института энергетики. Иркутский государственный

технический университет (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел.


Самаркина Анна Николаевна – студентка института энергетики. Иркутский

национальный научно-исследовательский технический университет (664074, Россия, г.

Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел. 8-908-662-91-40, e-mail: [email protected]).

Самаркина Екатерина Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры

теплоэнергетики. Иркутский национальный научно-исследовательский технический

университет (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел. 89025115775, e-mail:

[email protected]).


Bondarenko Svetlana I. – Candidate in Technical Sciecne, Ass. Professor, Department of Power

Supply and Electric Technics. Irkutsk National Research Technical University (83, Lermontova

st., Irkutsk, 664074, Russia, tel. 89086629140, e-mail: [email protected]).

Lukina Galina V. – Candidate in Technical Sciecne, Ass. Professor, Department of Power

Supply and Electric Technics. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky

(Molodezhny, Irkutsk, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89501104960, e-mail:

[email protected]).

Petrov Artem S. – student of Institute Energy. Irkutsk National Research Technical University

(83, Lermontova st., Irkutsk, 664074, Russia, tel. 89086629140, e-mail: [email protected]).

Samarkina Anna N. – student of Institute Energy. Irkutsk National Research Technical

University (83, Lermontova st., Irkutsk, 664074, Russia, tel. 89086629140, e-mail:

[email protected]).

Samarkina Ekaterina V. – Candidate in Technical Sciecne, Ass. Professor, Department of

Power System. Irkutsk National Research Technical University (83, Lermontova st., Irkutsk,

664074, Russia, tel. 89025115775, e-mail: [email protected]).


192


УДК 633.11.321

ВОЗДЕЛЫВАНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ИРКУТСКОЙ

ОБЛАСТИ

1Ф.С. Султанов,

2О.Б. Габдрахимов

1Иркутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Иркутск, Россия

2Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Россия

В статье представлены данные по изучению основных элементов технологии

возделывания яровой пшеницы. При размещении пшеницы по чистому пару наиболее

высокий чистый доход и низкую себестоимость зерна обеспечивает внесение азотных

удобрений в дозе 60 кг д. в. на гектар. Перед посевом семена протравливаются

рекомендованными пестицидами, по результатам фитоэкспертизы. Нормы высева семян и

сроки посева зависят от погодных условий и зоны возделывания. В годы с нормальными

погодными условиями более высокий урожай и качественное зерно обеспечивают посевы,

проведѐнные 10 мая с нормой высева 7 млн. всхожих семян на гектар, в засушливые годы, а

также в условиях остепнѐнной лесостепи, с 20 по 30 мая с нормой высева 5 млн./га.

Обработка засорѐнных посевов гербицидами осуществляется в фазе кущения, при

смешанном типе засорения лучше применять их баковые смеси. Поражѐнные посевы

листостебельными инфекциями необходимо обрабатывать системными фунгицидами.

Технология уборки зависит от состояния посевов и погодных условий. Если посевы чистые

от сорняков и сухие, то их лучше убирать прямым комбайнированием.

Ключевые слова: предшественник, обработка почвы, сорт, норма высева, срок посева,

минеральные удобрения, урожайность, качество зерна, экономическая эффективность.

SPRING WHEAT CULTIVATION UNDER CONDITIONS OF IRKUTSK REGION 1Sultanov F.S.,

2Gabdrakhimov O.B.

1Irkutsk Scientific Research Institute of Agriculture, Irkutsk, Russia

2Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky, Irkutsk, Russia

The article gives the basic elements of spring wheat cultivation technology. Bare fallow is

the best pre-sown crop for it. When wheat is allocated on bare fallow, the highest pure income and

low prime cost of grain are provided with application of nitric fertilizers in the dose 60 kg of

active substance per hectare. Prior to sowing the seeds are treated with recommended pesticides,

according to the results of phytoexamination. Seeding rates and terms of sowing depend on

climatic conditions and a zone of cultivation. In the years of standard weather conditions the

higher yield and more qualitative grain are supplied with sowings made on 10, May with seeding

rate 7-8 mln. germinable seeds per hectare, in dry years, аs well as under conditions of stephanny

forest-steppe, from 20 tо 30, May with seeding rate 5 mln./ha. Weeded sowings are sprayed with

herbicides in the phase of tillering, with mixed type of weediness it is better to use their tank

blends. The sowings affected with leaf-stem infections are to be treated with systemic fungicides.

The technology of harvesting depends on condition of sowings and weather conditions. If sowings

are free of weeds and dry, they are better direct combine-harvested.

Key words: pre-sown crop, soil tillage, cultivar, seeding rate, sowing term, mineral

fertilizers, yielding capacity, grain quality, economic efficiency.

Яровая пшеница является основной зерновой культурой в Иркутской

области. Еѐ посевы в регионе ежегодно занимают площадь 230-240 тысяч

гектаров, или 56.5-59.0 % в структуре всех зерновых культур. Повышение


193


урожайности и качества зерна данной культуры остаѐтся одной из главных

задач земледельцев [1, 5]. Многие исследователи отмечают, что решение этих

проблем, в основном, зависит от соблюдения элементов технологии

возделывания [2, 3, 4, 8].

В Иркутском НИИСХ отдельные элементы технологии возделывания

яровой пшеницы изучались в лабораториях интенсивного земледелия,

семеноводства, агрохимии и защиты растений. В настоящей работе проведено

обобщение результатов исследований данных лабораторий.

Цель исследований – разработать основные элементы технологии

возделывания яровой пшеницы среднепозднего сорта Бурятская остистая,

обеспечивающие получение высоких урожаев качественного зерна.

Методика проведения исследований. Полевые исследования

проводились на опытном поле Иркутского НИИСХ в 2011-2014 годах. В

опыте по изучению норм высева посев пшеницы проводился 15 мая с

нормами высева от 4.0 до 8.0 млн./га всхожих семян с интервалом 1.0 млн./га.

В опыте по исследованию оптимальных сроков посева высевали с 10 по 30

мая с интервалом 10 дней. В опыте с минеральными удобрениями посев

осуществляли 15 мая с нормой высева 7 млн./га.

Для закладки опытов использовали сорт Бурятская остистая.

Схема опытов включала:

1. Сроки посева – 10 мая, 20 мая, 30 мая.

2. Нормы высева – 4, 5, 6, 7, 8, и 9 млн. всхожих зѐрен на 1 гектар.

3. Дозы удобрений: Без удобрений (контроль)

N30

N45

N60

N60P60

N60P60K60

N60P60K60 + N30

N75P60K60

На планируемый урожай 3.5 т/га

Почва опытного участка серая лесная, по гранулометрическому составу

тяжѐлосуглинистая; в пахотном слое (0-20 см) содержание гумуса 4.2-5.0 %,

подвижных форм фосфора и калия среднее, pHсол – 4.6-5.1, сумма

поглощѐнных оснований 21.4-26.1 мг – экв./100 г, степень насыщенности

основаниями 72.5-78.0 %.

Предшественник – пар. Система обработки почвы общепринятая для

лесостепной зоны. Площадь делянок 75 м2, повторность трѐхкратная.

Весной определялась полевая всхожесть семян, в течение вегетации

велись фенологические наблюдения. Перед уборкой определялась структура

урожайности. Учѐты урожая зерна проводились в фазе полной спелости

комбайном ―Сампо 500‖.


194


Погодные условия за годы проведения исследований были

неодинаковыми. Вегетационные периоды 2011-2012 годов по

теплообеспеченности и запасам продуктивной влаги в почве оказались близки

к среднемноголетним показателям, а 2013-2014 годы были засушливыми.

Результаты исследований и их обсуждение. Сроки посева. В хозяйстве срок посева пшеницы должен быть таким,

чтобы восковая спелость наступила до начала заморозков. Когда созревание

зерна происходит в благоприятных температурных режимах, получается более

качественная продукция с высоким содержанием протеина и клейковины.

В наших исследованиях более высокая урожайность получена в годы с

благоприятными погодными условиями при посеве 10 мая, а в засушливые –

20-30 мая (табл. 1).

Таблица 1 – Влияние сроков посева на урожайность яровой пшеницы

Срок посева

Год Среднее

За 4 года 2011 2012 2013 2014

10 мая 4.49 4.53 2.85 2.78 3.66

20 мая 4.25 4.31 3.08 2.96 3.65

30 мая 3.97 3.89 3.15 3.40 3.53

НСР05 0.12

В разные годы отличие урожайности по срокам посева составляет от 0.30

до 0.64 т/га.

Во все годы исследования более качественное зерно получено в посевах,

проведѐнных 10 мая. Самое низкое количество сырого протеина и клейковины

в зерне было в посевах последнего срока (табл. 2).

Таблица 2 – Влияние сроков посева на качество зерна пшеницы и экономическую

эффективность

Срок

посева

Стекло-

видность,

%

Содержание Условно

чистая

прибыль,руб/га

Себесто-

имость 1т

зерна,руб

Рента-

бель-

ность,% сырого

протеина,%

сырой

клейковины,%

10 мая 63.8 13.8 29.6 9773.52 5329.64 50.1

20 мая 56.1 12.3 24.3 9384.35 5428.94 47.3

30 мая 40.9 11.5 22.0 7118.83 5818.50 33.7

В среднем за 4 года более высокую чистую прибыль, рентабельность и

низкую себестоимость зерна обеспечили посевы, проведѐнные 10 мая. С

затягиванием сроков посева снижается не только количество и качество зерна,

но и экономические показатели.

Нормы высева. Известно, что от площади питания в значительной

степени зависит рост и развитие растений, формирование урожайности [6,7].

В наших исследованиях установлено, что с повышением нормы высева

снижается высота растений и сокращаются сроки созревания, в структуре

урожайности увеличивается количество продуктивных стеблей, но снижается


195


продуктивная кустистость, длина соломины, продуктивность колоса и масса

1000 зѐрен.

Результаты учѐта урожайности показывают, что в годы с

благоприятными погодными условиями (2011-2012 гг.) более высокий урожай

зерна получен при посеве с нормой высева 7-8 млн. всхожих семян на гектар,

а в засушливые годы (2013-2014 гг.) – 5 млн./га (табл. 3).

Таблица 3 – Влияние норм высева на урожайность яровой пшеницы

Норма высева

всхожих семян, млн/га

Год Среднее

За 4 года 2011 2012 2013 2014

4.0 2.81 3.06 2.68 2.47 2.75

5.0 3.25 3.41 3.03 2.91 3.15

6.0 3.86 3.98 2.90 2.87 3.40

7.0 4.24 4.45 2.84 2.78 3.58

8.0 4.38 4.53 2.72 2.55 3.54

9.0 4.23 4.41 2.69 2.51 3.46

НСР05 0.13

В среднем за 4 года более высокая урожайность получена в варианте с

нормой высева 7 млн./га. Таким образом, в засушливые годы норму высева

можно снизить до 5 млн./га. Глубина посева 4-6 см, обязательное условие:

семена необходимо укладывать во влажный слой почвы на плотное ложе.

Применение минеральных удобрений. Они способствуют экономному

использованию почвенной влаги, улучшению устойчивости растений к

неблагоприятным погодным условиям, повышают урожайность и качество

зерна. Для изучения эффективности туков в посевах яровой пшеницы был

заложен полевой опыт из 9 вариантов.

По результатам проведѐнных исследований установлено, что применение

туков повышает сохранность растений на 2.4-5.1 %, увеличивает высоту роста

растений на 2.8-10.3 см. С повышением доз удобрений растѐт продуктивность

колоса на 9.1-14.3 %, масса 1000 зѐрен на 2.3-5.4 г. Даже при внесении

азотных удобрений в дозе 30 д.в. на гектар прибавка урожая зерна составляет

0.42 т/га, или 17.7 % к контролю (табл. 4).

С увеличением доз азота до 60 кг д.в. на 1 гектар урожайность

повышается на 0.92 т/га. В этом варианте получена самая большая чистая

прибыль и низкая себестоимость зерна. При применении внекорневой

подкормки с N30 урожайность возрастает на 0.23 т/га, однако это приводит к

увеличению себестоимости продукции. Использование фосфорно-калийных

удобрений, из-за их дороговизны, также снижает рентабельность и

увеличивает себестоимость зерна.

Уход за посевами. В нашем институте разработана интегрированная

система защиты посевов пшеницы от вредных организмов. Если

агротехнические мероприятия не позволяют снизить их количество до

экономического порога вредоносности, то рекомендуется использовать

химические методы. На основе проведѐнных исследований установлено, что


196


наиболее эффективными пестицидами в посевах пшеницы являются: из

инсектицидов – Децис Профи, Борей, Каратэ Зеон и Шарпей; из гербицидов

против двудольных сорняков – Ланцелот 450, Магнум, Секатор Турбо,

Грэнери; против злаковых сорняков – Пума Супер 100, Зерномакс, Овсюген,

Аксил. При смешанном типе засорения необходимо применять баковые смеси

из вышеперечисленных гербицидов, а также комплексные гербициды – Пума

Плюс, Ластик Экстра, Триксос. Против листостебельной инфекции посевы

обрабатываются фунгицидами Альто Супер или Фалькон [1, 5].

Таблица 4 – Действие минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы

(среднее за 2011-2013 гг.)

Доза

минеральных

удобрений,

кг д.в./га

Урожай-

ность, т/га

Содержание

сырого

протеина, %

Условно

чистая

прибыль,

руб./га

Себестоимость

1 т зерна, руб.

Рента-

бельность,

%

1 2 3 4 5 6

Без

удобрений

(контроль)

2.37

12.7

8844.80

4268.02

84.4

N30 2.79 13.1 10484.86 4241.88 88.6

N45 3.04 13.3 11628.39 4176.51 109.1

N60 3.29 13.6 12763.75 4120.44 94.1

N60Р60 3.42 13.7 9263.82 5279.58 51.3

N60Р60К60 3.57 13.7 9054.36 5463.56 46.4

N60Р30К60 +

N30

3.80

14.0

9176.61

5585.10

43.2

N75Р60К60 3.88 14.1 10693.48 5243.95 52.5

На

планируемый

урожай 3.5

т/га

3.74

13.9

9040.57

5582.73

43.3

НСР05 0.16

На урожайные и качественные показатели зерна положительно влияют

некорневые подкормки, проведѐнные на основании листовой диагностики.

Эта работа выполняется в вечерние часы, когда температура воздуха не выше

200С. Рабочий раствор готовится из расчѐта 65 кг мочевины и 150-200 л воды

на гектар [1].

Сроки и способы уборки. Максимальный биологический урожай зерна

формируется с середины до конца восковой спелости. В данный период

влажность зерна составляет 32-34 %. Это наиболее благоприятное время для

проведения раздельной уборки. Такой способ уборки позволяет начать еѐ на

7-9 дней раньше.

Если хлеба не засорѐнные и сухие, то их лучше убирать прямым

комбайнированием, при этом снижаются затраты и, соответственно,

себестоимость зерна.


197


Выводы. 1. Яровая пшеница сорта Бурятская остистая наиболее высокое

качество зерна, независимо от погодных условий, обеспечивает при раннем

сроке посева – 10 мая.

2. В благоприятные погодные условия сорт Бурятская остистая более

высокую урожайность формирует в ранние сроки посева (10 мая), а в

засушливые – в поздние (20-30 мая).

3. Оптимальной нормой высева яровой пшеницы сорта Бурятская

остистая является 7 млн. всхожих семян на гектар. В засушливые годы норма

высева без снижения урожайности может составлять 5 млн./га.

4. Оптимальной дозой удобрений по чистому пару для яровой пшеницы

сорта Бурятская остистая является N60Р60К60. Дальнейшее увеличение дозы

нерентабельно и увеличивает себестоимость зерна.


1. Дмитриев Н.Н. Адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных

культур в условиях Иркутской области / Н.Н. Дмитриев, В.И. Солодун, Ф.С. Султанов и др.

// Иркутск: Изд-во ИрГАУ. – 2015. – 132 с.

2. Дмитриев В.Е. Технологические и семенные качества яровой пшеницы в

Красноярском крае / В.Е. Дмитриев. Красноярский ГАУ. – Красноярск. – 2006. – 205 с.

3. Дмитриев В.Е. Агротехнологические приѐмы интенсификации яровой пшеницы в

Восточной Сибири / В.Е. Дмитриев // Мат-лы научно-практческой конференции 10-11

августа 2006 г. ―Научное обеспечение отрасли растениеводства в экстремальных условиях

Сибири‖. – Красноярск. – 2006. – С. 51-55.

4. Кондратенко Е.П. Зависимость некоторых показателей качества зерна яровой

пшеницы от условий выращивания / Е.П. Кондратенко, Л.Г. Пинчук, Т.Б. Шайдуллина //

Зерновое хозяйство. – 2002. - № 7. – С. 24-25.

5. Разина А.А. Качество зерна и урожайность яровой пшеницы при комплексном

использовании средств защиты растений и удобрений / А.А. Разина, О.Г. Дятлова //

Вестник ИрГСХА. – 2011. – Вып. 76. – С. 78-86.

6. Солодун В.И. Научные основы адаптивно-ландшафтных систем земледелия

Предбайкалья / В.И. Солодун, А.М. Зайцев, А.С. Филиппов, Г.О. Такаладзе. – Иркутск: Изд-

во ИрГСХА. – 2012. – 448 с.

7. Солодун В.И. Применение почвообрабатывающе-посевных комплексов в условиях

Предбайкалья. Рекомендации / В.И. Солодун, М.С. Горбунова, Г.Н. Поляков, В.М.

Перевалов, А.М. Зайцев, Т.В. Амакова // Иркутск: Изд-во ИрГСХА. – 2011. – 23 с.

8. Хуснидинов Ш.К. Растениеводство Предбайкалья: уч. пособие / Ш.К. Хуснидинов,

А.А. Долгополов // Иркутск: изд-во ИрГСХА. – 2000. – 462 с.

References

1. Dmitriev N.N. Adaptivnye tekhnologii vozdelyvania selskokhozyaistvennykh kultur

[Adaptive technologies of farm crop cultivation]. Irkutsk, 2015, 131 p.

2. Dmitriev V.E. Tekhnologicheskie i semennye kachestva yarovoy pshenitsy v

Krasnoyarskom krae [Technological and seed quality of spring wheat in Krasnoyarsk region].

Krasnoyarsk, 2006, 205 p.

3. Dmitriev V.E. Agrotekhnologicheskie priyomy intensifikatsii yarovoy pshenitsy v

Vostochnoy Sibiri [Аgrotechnological techniques of spring wheat intensification in East Siberia].

Krasnoyarsk, 2006, pp. 51-55.

4. Коndratenko Е.P. Zavisimost nekotorykh pokazateley kachestva zerna yarovoy pshenitsy

ot usloviy vyrashivaniya [Dependence of some quality values of spring wheat grain on conditions

of growing]. Moscow, 2002, pp. 24-25.


198


5. Razina А.А. Kachestvo zerna i urozhainost yarovoy pshenitsy pri kompleksnom

ispolzovanii sredstv zashity rasteniy i udobreniy [Grain quality and yielding capacity of spring

wheat with complex application of plant protection aids and fertilizers]. Irkutsk, 2011, pp. 78-86.

6. Solodun V.I. Nauchnye osnovy adaptivno-landshaftnykh sistem zemledeliya

Predbaikaliya [Scientific foundations for adaptive-landscape systems of arable farming in Pre-

Baikal area]. Irkutsk, 2012, 448 p.

7. Solodun V.I. Primenenie pochvoobrabatyvayushe-posevnykh kompleksov v usloviyakh

Predbaikaliya. Rekomendatsii [Application of soil tillage seeding complexes under conditions of

Pre-Baikal area. Recommendations]. Irkutsk, 2011, 23 p.

8. Husnidinov Sh. K. Rastenievodstvo Predbaikaliya [Crop science in Pre-Baikal region].

Irkutsk, 2000, 462 p.


Габдрахимов Олег Борисович – аспирант кафедры земледелия и растениеводства

анрономического факультета. Иркутский государственный аграрный университет им. А.А.

Ежевского (664038, Россия, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодѐжный, тел:

89500880253, e-mail: [email protected]). Султанов Фанил Султанович – кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель

директора по научной работе. Иркутский научно-исследовательский институт сельского

хозяйства (664511, Россия, Иркутская область, Иркутский район, с. Пивовариха, ул. Дачная

14, тел: 8(3952) 698431, e-mail: [email protected]).

Information about the authors:

Gabdrakhimov Oleg B. – PhD-student of Department of Agriculture and Plant Growing of

Agronomy Faculty. Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky (Molodezhny,

Irkutsk district, Irkutsk region, Russia, 664038, tel. 89500880253, e-mail:

[email protected]).

Sultanov Fanil S. – PhD in Agriculture, head of the Primary Seed Breeding Laboratory. Irkutsk

Research Institute of Agriculture (14, Dachnaya Str., Pivovarikha, Irkutsk district, Irkutsk region,

Russia, 664511, tel. 8(3952) 698431, e-mail: [email protected]).

199


Требования

к статьям, публикуемым в научно-практическом журнале

“Вестник ИрГСХА”

Условия опубликования статьи

1. Статьи должны содержать результаты научных исследований,

теоретические, практические (инновационные) разработки, готовые для

использования и являющиеся актуальными (востребованными) на современном

этапе научного развития, либо представлять научно-познавательный интерес,

соответствовать основным направлениям журнала.

2. Соответствовать предъявляемым правилам оформления. 3. Для авторов, кроме студентов, аспирантов и магистрантов очной и заочной

формы обучения, условием публикации статей является годовая подписка – 1500

руб., при этом объем статьи не должен превышать 8 страниц. Число авторов в статье

– не более пяти.

4. Оформление подписки через бухгалтерию Иркутского ГАУ (ИНН

3811024304 КПП 382701001 УФК по Иркутской области (ФГБОУ ВО Иркутский

ГАУ Л/СЧ.20346Х05770) БАНК: ГРКЦ ГУ БАНКА РОССИИ по ИРКУТСКОЙ ОБЛ.

г. ИРКУТСК БИК 042520001 Р/СЧ 40501810000002000001, КБК

00000000000000000130, ОКТМО 25612440, ОГРН 1023801535658 (за годовую

подписку журнала ―Вестник ИрГСХА‖).

5. Автор может опубликовать две статьи в год самостоятельно или в соавторстве.

6. Поступившие в редакцию и принятые к публикации статьи не возвращаются. Редакция предполагает анонимное рецензирование, имеет право отклонять статьи,

не соответствующие вышеуказанным требованиям и основным научным

направлениям журнала.

7. За фактологическую сторону статей, юридическую и иную ответственность несут авторы.

На отдельной странице предоставляется информация об авторе: фамилия,

имя, отчество (полностью) на русском языке, фамилия и инициалы на английском

языке, ученая степень, ученое звание, должность, телефон, e-mail и адрес

организации (с указанием почтового индекса).

Правила оформления статьи

1. Статья направляется в редакцию журнала по адресу: 664038, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодежный, ФГБОУ ВО ―Иркутский

государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского‖, ―Редакция научно-

практического журнала ―Вестник ИрГСХА‖ или по e-mail: [email protected], тел.

8(3952)237125, 89500885005.

2. Статья представляется в бумажном виде и на электронном носителе (по e-

mail или на электронном носителе) в формате MicrosoftWord. Бумажный вариант

должен полностью соответствовать электронному. При наборе статьи необходимо

учитывать следующее: форматирование по ширине; поля: справа и слева – по 23 мм,

остальные – 20 мм, абзацный отступ – 10 мм.

3. Текст статьи должен быть тщательно вычитан и подписан автором, который

200


несет ответственность за научно-теоретический уровень публикуемого материала.

4. Нумерация страниц обязательна. Структура статьи:

1. Универсальный десятичный код (УДК) размещается в левом верхнем углу:

полужирный шрифт, размер – 12 пт.

2. Название статьи (ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ), полужирный шрифт, 14

кегль, межстрочный интервал – 1.0.

3. Фамилия, имя, отчество автора, полужирный шрифт, 12 кегль.

4. Название организации, кафедры, 12 кегль, межстрочный интервал – 1.0.

5. Аннотация статьи должна отражать основные положения работы и

содержать от 700 до 900 знаков (шрифт – TimesNewRoman, размер – 12 пт, интервал

– 1.0).

6. После аннотации располагаются ключевые слова (шрифт –

TimesNewRoman, курсив, размер – 12 пт.).

7. Далее: пункты 1, 2, 3, 4, 5, 6 дублируются на английском языке.

8. Основной текст статьи – шрифт TimesNewRoman, размер – 14 пт.,

межстрочный интервал – 1.0 пт. В тексте статьи автор сжато и четко излагает

современное состояние вопроса, описаие методики исследования и обсуждение

полученных результатов; заглавие статьи должно полностью отражать ее

содержание; основной текст экспериментальных статей необходимо

структурировать, используя подзаголовки соответствующих разделов: объекты и

методы, экспериментальная часть, результаты и их обсуждение, выводы.

9. Иллюстрации к статье (при наличии) предоставляются в электронном виде,

включенные в текст, в стандартных графических форматах с обязательным

подрисуночным названием.

10. Таблицы набираются в редакторе WORD – 12 кегль, название таблицы

полужирным шрифтом.

11. Формулы и специальные символы набираются с использованием пункта меню Символ и редактора формул MS-Equation 5.0.

12. В конце статьи размещается список литературы (по алфавиту) на русском языке, 12 кегль, межстрочный интервал – 1.0; в тексте указывается ссылка с

номером.

13. Далее – транслитерация всего списка литературы.

14. Ссылки на литературу приводятся в тексте в квадратных скобках. 15. Благодарность(и) или указание(я) на какие средства выполнены

исследования, приводятся в конце основного текста после выводов (шрифт

TimesNewRoman, размер – 12 пт.).

16. Оформление графиков и таблиц согласно стандарту (ГОСТ 7.1-2003).

17. Сведения об авторе(ах): фамилия, имя, отчество (полностью), ученая степень, ученое звание, должность, место работы (место учебы или соискательство),

контактные телефоны, e-mail, почтовый индекс и адрес учреждения.

Сопроводительные документы к статье

1. Заявление от имени автора (ров) на имя главного редактора научно-

практического журнала ―Вестник ИрГСХА.

2. На каждую статью обязательны две рецензии (внутренняя и внешняя), составленные доктором или кандидатом наук по направлению исследований автора.

201


Рецензии обосновывают новизну и актуальность научной статьи, логику и

научность изложения текста, аргументированность выводов и заключений,

включает в себя рекомендации рецензента по отношению к статье. Рецензии

заверяются печатью соответствующего учреждения (организации), подписи

рецензентов подстверждается начальником управления персоналом и содержит дату

ее написания.

3. Заключение организации, где работает (ют) автор (ры), о возможности опубликовании материалов в открытой печати в научно-практическом журнале

―Вестник ИрГСХА‖, заверенное печатью и подписанное лицом (руководителем)

организации, где работает автор (ы).

4. Для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук необходима рекомендация, подписанная лицом, имеющим ученую степень и заверенная печатью

учреждения. В рекомендации отражается актуальность раскрываемой проблемы,

оценивается научный уровень представленного материала и делаются выводы о

возможности опубликования статьи в научно-практическом журнале ―Вестник

ИрГСХА‖.

5. Все вышеперечисленные документы в отсканированном виде

предоставляются в редакцию по e-mail: [email protected].

Регистрация статей

1. Поступившая статья регистрируется в общий список по дате поступления.

2. Автор(ы) извещаются по e-mail или по контактному телефону о

публикации статьи(ей) в соответствующем выпуске.

3. Зам. главного редактора в течение 7 дней уведомляет автора(ов) о

получении статьи.

Порядок рецензирования статей

1. Научные статьи, поступившие в редакцию, проходят рецензирование. 2. Формы рецензирования статей: – внутренняя (рецензирование рукописей статей членами редакционной

коллегии);

– внешняя (направление на рецензирование рукописей статей ведущим

специалистам в соответствующей отрасли).

3. Зам. главного редактора определяет соответствие статьи профилю журнала,

требованиям к оформлению и направляет ее на рецензирование специалисту

(доктору или кандидату наук), имеющему наиболее близкую к теме статьи научную

специализацию.

4. Сроки рецензирования в каждом отдельном случае определяются зам.

главного редактора с учетом создания условий для максимально оперативной

публикации статьи.

5. В рецензии должны быть освещены следующие вопросы:

– соответствует ли содержание статьи заявленной в названии теме;

– насколько статья соответствует современным достижениям научно-

теоретические мысли;

– доступна ли статья читателям, на которых она рассчитана с точки зрения

языка, стиля, расположения материала, наглядности таблиц, диаграмм, рисунков и

202


т.д.;

– целесообразна ли публикация статьи с учетом ранее выпущенной по данному

вопросу научной литературы;

– в чем конкретно заключаются положительные стороны, а также недостатки;

какие исправления и дополнения должны быть внесены автором;

– вывод о возможности опубликования данной рукописи в журнале:

―рекомендуется‖, ―рекомендуется с учетом исправления отмеченных рецензентом

недостатков‖ или ―не рекомендуется‖.

6. Рецензии заверяются в порядке, установленном в учреждении, где работает

рецензент.

7. В случае отклонения статьи от публикации редакция направляет автору

мотивированный отказ.

8. Статья, не рекомендованная рецензентом к публикации, к повторному

рассмотрению не принимается. Текст отрицательной рецензии направляется автору

по электронной почте, факсом или обычной почтой.

9. Наличие положительной рецензии не является достаточным основанием для

публикации статьи. Окончательное решение о целесообразности публикации

принимается редакционной коллегией.

10. После принятия редколлегией решения о допуске статьи к публикации зам.

главного редактора информирует об этом автора и указывает сроки публикации.

11. Рецензии хранятся не менее 5 лет в бумажном и электронном вариантах и

могут быть предоставлены в Министерство образования и науки РФ по запросу.

Порядок рассмотрения статей

1. Представляя статью для публикации, автор тем самым выражает согласие на размещение полного ее текста в сети Интернет на официальных сайтах научной

электронной библиотеки (www.elibrary.ru) и научно-практического журнала

―Вестник ИрГСХА‖.

2. Статьи принимаются по установленному графику: – в № 1 (февраль) – до 1 ноября текущего года;

– в № 2 (апрель) – до 1 декабря текущего года;

– в № 3 (июнь) – до 1 февраля текущего года;

– в № 4 (август) – до 1 марта текущего года;

– в № 5 (октябрь) – до 1 апреля текущего года;

– в № 6 (декабрь) – до 1 мая текущего года.

В исключительных случаях, по согласованию с редакцией, срок приема статьи

в ближайший номер может быть продлен, не более, чем на три недели.

3. Поступившие статьи рассматриваются редакционной коллегией в течение

месяца.

4. Редакционная коллегия правомочна отправить статью на дополнительное

рецензирование.

5. Редакционная коллегия правомочна осуществлять научное и литературное

редактирование поступивших материалов, при необходимости сокращать их по

согласованию с автором, либо. если тематика статьи представляет интерес для

журнала, направлять статью на доработку автору.

6. Редакционная коллегия оставляет за собой право отклонить статью, не

http://www.elibrary.ru/

203


отвечающую установленным требованиям оформления или тематике журнала.

7. В случае отклонения представленной статьи редакционная коллегия дает

автору мотивированное заключение.

8. Автор(ры) в течение 7 дней получают уведомление о поступившей статье.

Через месяц после регистрации статьи, редакция сообщает автору(рам) о

результатах рецензирования и о плане публикации статьи.

Подробную информацию об оформлении статей можно получить по e-mail:

[email protected] или [email protected] тел. 8(3952)237657, 89500885005.

204


НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

“ВЕСТНИК ИрГСХА”

Выпуск 81/2

август

Технический редактор – Д.М. Лузан

Литературный редактор – В.И. Тесля

Перевод – С.В. Швецова

Лицензия на издательскую деятельность

ЛР № 070444 от 11.03.98 г.

Подписано в печать 4.05.2017 г.

Усл. печ. л. 12.75.

Тираж 500. Заказ № 2883.

Цена договорная.

Почтовый адрес редакции:

664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский район, п. Молодежный.

Documents

“ВЕСТНИК ИрГСХА” · 6 Научно-практический журнал “Вестник ИрГСХА”.Выпуск 81/2 Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. evaluation