2021_075

Результаты. В ходе исследований было установлено, что за 19 недель живая масса в опытной и контрольной группе имела незначительные различия, но в опытной группе превышения составили больше на 69 г или 1,71%. На период начало яйцекладки различия не наблюдались, так как птица была пробонитирована. Через 9 недель применения препарата однородность ни имела значительных отличий между группами, различия составляли 0,67%, а во второй период яйцекладки однородность в опытной группе была хуже, на что указывает CV, который составил 7,61% (Таблица 1).

Таблица 1 Основные показатели продуктивности кур-несушек родительского стада

Результаты испытания функционального кормового ингредиента Амалив на курах-несушках родительского стада бройлеров не проявился в повышении однородности стада несушек по живой массе, но дал увеличение яйценоскости на 2,33%, увеличение массы яйца и сокращению расхода корма от 0,11 до 0,28% .

Литература

1.Блинов Е.В. Разработка способа повышения однородности промышленного стада курнесушек: автореф. дисс... канд. с.-х. наук. - Краснодар: ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет, 2016. 23 с

2.Егоров И.В. Птицеводство СПб.: Издательство «Лань» - 2014. С. 22-24

3.Новоторов Е.Н., Колокольникова Т.Н. Пути повышения однородности стада // Научнопрактический журнал. 2016. №5. С. 24-25

4.Садовникова Н.Ю. Повышаем однородность стада // Животноводство. России тематический выпуск. 2017. С. 41-43

5.Юнусова О.Ю. Кормовая добавка в рационах цыплят бройлеров // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Пермь, 8-10 ноября 2017 года). C. 212.

170

МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

УДК 621.43:681.51

Н.Р. Билалов – студент 2 курса; А.А. Гайсин – студент 2 курса;

И.Р. Ахметьянов – научный руководитель, доцент, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа, Россия

УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ НУЖД АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

Аннотация. В данной статье рассматривается установка для производства композитных изделий. Приводятся результаты испытания установки, а также наиболее подходящий вид натяжения нити. Описывается точность намотки нити в зависимости от параметров, заданных в программах. Статья будет полезна педагогам и студентам технических вузов.

Ключевые слова: установка, испытания, конструктивные требования, компьютерное моделирование, прототип.

Большие научные ресурсы мира направлены на применение альтернативных источников энергии, в том числе и альтернативных моторных топлив. На данный момент в качестве моторного топлива предлагается газообразное топливо

– водород, пропан – бутановая смесь и природный газ. Наиболее распространённым топливом является природный газ, который может храниться как в сжатом виде (компримированный природный газ – КПГ) и в сжиженном виде, в криогенных ёмкостях – «термосах» при экстремально низких температурах [1].

Российская федерация на сегодняшний день обладает крупнейшими запасами природного газа на планете, однако, количество автомобилей, оборудованных газовой системой питания, не велико по сравнению с развитыми странами, что видно из рисунка 1.

Рис. 1. Запасы природного газа и динамика роста автомобилей с газобаллонным оборудованием

171

Исходя из этого, правительство Российской федерации в 2019 году запустило государственную программу «Развитие энергетики», которая нацелена на значительное увеличение потребления газообразного топлива автомобильной техники. Это обусловило увеличение потребности в компонентах газовых систем питания, и особенно газовых баллонах [2,3]. На данный момент производится четыре типа газовых баллонов, наиболее прогрессивным из которых являются композитные газовые баллоны [4]. Они в несколько раз легче металлических и металлокомпозитных, а при превышении давления выше критического, не происходит мгновенного разрыва поверхности баллона, что исключает взрывообразное истечение газа, кроме того, композитные баллоны не подвержены коррозии [5]. Однако, технология производственного процесса существенно отличается от технологии изготовления баллонов других типов, применяются инновационные высококачественные материалы и требуется использование высокоточного оборудования. Существующее оборудование дорогостоящее и громоздкое, к тому же требующее высококвалифицированного персонала для обеспечения работоспособности [6,7].

Целью работы является разработка установки для производства баллонов из композитных материалов, которая представляет собой функционально законченное устройство, позволяющее производить баллоны из композитного материала методом намотки углеродной нити, пропитанной связующим веществом.

Конструктивные требования к проектируемой установке: предлагаемая установка должна быть выполнена в виде функционально законченного комплекса, состоящего из персонального компьютера с установленным программным обеспечением и агрегатной (механической) части. Агрегатная часть установки собирается на пространственной раме имеет следующее системы: кинематическая система должна обеспечивать требуемую траекторию намотки армирующего материала. Система пропитки должна обеспечивать качественную пропитку армирующего материала связующим компонентом, силовая электроника и шаговые двигатели должны обеспечивать привод кинематической системы, блок управления - прием управляющих сигналов с компьютера и согласованную работу шаговых двигателей.

Рис. 2. Трёхмерная твердотельная модель узла пропитки армирующей нити

172

Предлагаемая установка имеет малые вес и габаритные размеры. так же конкурентным преимуществом является низкая стоимость установки, возможность производства различных газовых баллонов различных форм без переоборудования механической части установки. Внешний вид одного из ключевых узлов установки показан на рисунке 2.

За счет применения современной модульной микропроцессорной системы управления установкой достигается высокая точность намотки различных видов композитных материалов, снижение расхода армирующего материала и связующего компонента, а предлагаемое конструктивное решение обеспечивает выполнение баллонов различных размеров и форм схемотехническое решение системы управления показано на рисунке 4.

Рис. 3. Схемотехническое решение системы управления.

Применение современной элементной базы позволило существенно уменьшить размеры и массу установки, а распространённость блоков системы управления обусловило хорошую ремонтопригодность. Для проверки технических решений и программного обеспечения, был собран прототип, показанный на рисунке 4.

Рис. 4. Прототип установки для намотки композитной нити

173

Основные характеристики прототипа установки для намотки композитной нити представлены в таблице 1.

Таблица 1 Основные характеристики прототипа установки для намотки композитной нити

В связи с тем, что материал наматываемых изделий формируется во время их намотки, его физико-механические свойства в значительной степени зависят от технологического процесса изготовления таких изделий, точности поддерживания его важнейших технологических параметров. Таким образом на базе Башкирского ГАУ были произведены расчеты на качество намотки. На рисунке 5,6 представлены виды натяжения нити.

174

На рисунке 5 представлена система намотки нити с использованием шкивов. В качестве управления используется микроконтроллер ArduinoNano с кодами управления шаговыми двигателями на базе Arduino. В данном случае качество намотки имеет ряд недостатков: задержка, отсутствие плавного пуска, плохое качество сигнала управления, а также конечный результат намотки рисунок 7. Расстояние намотанных нитей колеблется в значении ± 10 мм. Длина барабана - 1м.

Рис. 7. Результат намотки полученный, используя коды управления шаговыми двигателями на Arduino.

На рисунке 6 представлена система подачи нити с использованием: погружного шкива, отжимных шкивов и подающей трубки, что увеличивает силу натяжения нити. При этом качество намотки будет колебаться в значениях ± 3 мм, что является допустимым. В данном случае используется микроконтроллер ArduinoNano с прошивкой grblControl (Система для ЧПУ). Программа grblControl устанавливается на компьютер, где происходит передача сигнала на микроконтроллер. Таким образом сигнал передаётся эффективно. Отсутствуют задержка и резкость. Результат намотки представлен на рисунке 8.

(Рис. 8). Вариант намотки с использованием системы grblControl

Испытания прототипа показали, что на современной элементной базе возможно построить установку для производства деталей из композитных материалов. Системы компьютерного моделирования позволяют подобрать оптимальные параметры намотки. Исследование показало, что наиболее оптимальная система натяжения нити будет состоять из шкивов и подающей трубки. Состоятельность предложенных технических решений была подтверждена в ходе тестовой работы прототипа.

Литература.

1. Семенищев С.П., Глухов В.П. , Мерзляков П.П., Килина О.В., Попов В.К. Изготовление металлокомпозитных баллонов // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 3 (33). С. 19.

2. Елпатьевский А.Н., Васильев В.В. Прочность цилиндрических оболочек из армированных материалов. – М.: Машиностроение, 1972. 168 с.

3. Образцов И.Ф. Васильев В.В., Бунаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1977. 144 с.

175

4.Infographics and their application in the educational process. International Journal of Emerging Technologies in Learning / L. Tarkhova, S. Tarkhov, M. Nafikov, I. Akhmetyanov, D. Gusev, R.

Akhmarov // 2020. Т. 15. № 13. С. 63-80.

5.Неговора А.В., Ахметьянов И.Р., Гусев Д.А. Проектирование газовых баллонов сложной формы, работающих под давлением / // В сборнике: чтения академика В. Н. Болтинского. Семинар: сборник статей. 2020. С. 152-159.

6.Vasiliev V.V. Optimal Design — Theory and Applications to Materials and Structures / Editors. V.V. Vasiliev, Z. Gurdal. Lancaster: Technomic, 1999, 320 p.

7.Vasiliev V.V. Mechanics and Analysis of Composite Materials / V.V. Vasiliev, E.V. Morozov Amsterdam: Elsevier, 2001, 412 p.

УДК 621.43.037.5

А.С. Васёв – магистрант; Е.В. Пепеляева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПАР ТРЕНИЯ НАСОСА ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАЗРЯЖЕНИЯ

Аннотация. В статье рассмотрены особенности вакуумных пластинчаторотационных насосов. Исследованы направления применения вакуумных насосов, основные причины их неисправностей. Рассмотрены материалы, применяемые для изготовления корпуса и лопаток вакуумных установок и их характеристики. Для изготовления пластин лопаток вакуумных насосов ротационного типа, наиболее прочный и износостойкий материал – углепластик, его удельная прочность в 3…6 раз превышает высокопрочную сталь и текстолит.

Ключевые слова: вакуумный насос, ресурс, материал, корпус, ротор, крышка, лопатка.

Увеличение ресурса работы узлов и агрегатов является одной из основных задач при эксплуатации транспортно-технологических машин. Повышение ресурса работоспособности механизмов снижает затраты, связанные с проведением работ по ТО и ремонту.

В различных отраслях промышленности и народного хозяйстванашли широкое применение вакуумные установки. Вакуумные насосы находят широкое применение в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой промышленности и сельском хозяйстве и т. д. [7]. В зависимости от области применения и механизма действия для получения вакуума используют различные насосы.

Вакуумные насосы ротационного типа широко применяются в сельском хозяйстве и в специализированной технике. Самые распространенные из них, это ротационные насосы пластинчатого типа (рисунок). Преимуществом использования таких вакуумных установок являются малые затраты энергии, небольшие габариты, позволяющие при этом быстро разрядить среду, а так же не высокая стоимость. Существенным недостатком таких насосов является малый межремонтный ресурс, в среднем он составляет 800-900 часов [2, 6].

176

1 – корпус, 2 – ротор, 3,4 – всасывающий и выпускной патрубки, 5 – лопатка Рисунок. Схема пластинчатого ротационного вакуумного насоса

Одной из основных неисправностей при использовании вакуумных насосов является износ деталей пар трения, что соответственно ограничивает срок службы в связи с выходом из строя рабочих деталей (поверхности корпуса, лопаток, крышки насоса). В связи с востребованностью вакуумных установок в различных отраслях остро встает задача по увеличению их ресурса работы и межремонтного интервала.

Учитывая условия работы вакуумных установок, применяемые для их производства материалы должны быть достаточно прочными и стойкими к износу [3]. Основными конструкционными материалами при производстве корпусов вакуумных насосов являются: чугуны, углеродистые стали.

Распространенным материалом для выполнения лопаток для вакуумных насосов является текстолит марки ПТ-6 состоящий из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, пропитанной смолой в соответствии с ГОСТ 5 – 78 [4]. Физи- ко-механические показатели данного текстолита представлены в таблице 1.

Таблица 1 Физико-механические показатели текстолита марки ПТ-6 высшего сорта

В некоторых моделях вакуумных насосов для изготовления лопаток применяют высокопрочную сталь. Высокопрочные стали применяют для изготовления высокопрочных болтов, тяжелонагруженных деталей фюзеляжа, шасси самолетов, силовых сварных конструкций, баллонов высокого давления. Физикомеханические показатели высокопрочной стали [8] представлены в таблице 2.

Для улучшения характеристик вакуумных насосов и устойчивого сопротивления износу поверхностей лопаток одним из перспективных материалов для их изготовления является углепластик. Физико-механические свойства [5] которого приведены в таблице 2.

Таблица 2 Физико-механические характеристики углепластика и высокопрочной стали

В отличие от текстолита этот материал обладает рядом преимуществ [1, 5]:

–позволяет в 2-5 раз повысить износостойкость деталей в парах трения;

–может эффективно использоваться при ограниченной смазке или без нее;

–высокая теплопроводность предотвращает локализацию тепла в зоне трения при высоких нагрузках и скоростях работы;

–сохранение размера материала при изменении температуры.

Рассмотрев наиболее перспективные материалы для изготовления пластин лопаток вакуумных насосов ротационного типа, можно сделать вывод, что из применяемых материалов углепластик самый износостойкий, его удельная прочность в 3…6 раз превышает высокопрочную сталь и текстолит. Широкие температурные диапазоны применения углепластика могут позволить существенно продлить жизненный цикл узлов трения вакуумных систем, повышая тем самым надежность эксплуатации самой системы.

Литература

1.Борисов Г.А., Колодяжная И.Н.,Слепова А.Ш. Повышение надежности сложных технических систем путем применения современных полимерных композиционных материалов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018. № 2. С. 14–18.

2.Бородин А.Н. Сравнительный анализ некоторых типов вакуумных насосов //Инновационная техника и технология. 2017. №2. С. 35–40.

3.Влияние величины торцевого износа пластин на работу вакуумного насоса пластинчатого типа / Н.А.Марьин, П.А. Лебедев, Р.В. Павлюк, А.В. Захарин // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса. Ростов н/Д.: Донской, 2019. С. 368–370.

4.ГОСТ 5-78. Текстолит и асботекстолит конструкционные. Технические условия. М.: Изл-во стандартов, 1990. 5 с.

5.Евдокимов А.А., Гуляев И.Н., Начаркина А.В. Исследование физико-механических свойств объемно-армированного углепластика // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2020. №3 (87). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2021).

6.Металлоемкость конструкций вакуумных насосов пластинчатого типа / Р.Г. Комаров, Р.В. Павлюк, П.А. Лебедев, А.В. Захарин // Проблемы экономичности и эксплуатации автотракторной техники: материалы Международного научно-технического семинара имени В.В. Михайлова. Саратов: Амирит, 2019. Вып. 32. С. 107–110.

178

7.Никифоров А.В. Преимущества и недостатки распространенных вакуумных насосов //Знания молодых – будущее России: материалы XVII Международной студенческой научной конференции. Киров: Вятская ГСХА, 2019. Т. 2. С. 162–164.

8.Технология металлов и сплавов: учебник / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздеев, Н.Е. Стариков

[и др.]. Тула: ТулГУ, 2017. 490 с.

УДК 629.3.083.4

А.Е. Вахов – студент; Д.С. Репецкий – научный руководитель, канд. техн. наук,

ФГБОУ ВО ПНИПУ, г. Пермь, Россия

МОДЕРНИЗАЦИЯ ШИНОМОНТАЖНОГО УЧАСТКА, ПУТЕМ ВНЕДРЕНИЯ СТЕНДА ДЛЯ ПРАВКИ КОЛЕСНЫХ ДИСКОВ

Аннотация. В статье рассмотрены проблемы эксплуатации колес и колесных дисков в городе Перми. Выявлена потребность в услугах по правке колесных дисков. Предложено оборудование для модернизации типового автосервисного предприятия.

Ключевые слова: правка колесных дисков, модернизация СТО, шиномонтажный участок, условия эксплуатации, гаражное оборудование.

В ходе эксплуатации транспортного средства (ТС) по дорогам общего пользования г. Пермь значительная нагрузка приходится на колеса, а точнее на колесные диски, автомобиля. Помимо некачественного дорожного покрытия, на колеса влияет техническое состояние и самой подвески автомобиля [1-3]. Необходимо учитывать, что безопасность движения автомобиля напрямую зависит от состояния его движителя – непосредственно состояния диска и шины [4]. Ввиду этого своевременное обслуживание и ремонт являются залогом безопасного вождения. В связи с вышеперечисленным, шиномонтажные участки на станциях технического обслуживания (СТО) имеют повышенный, однако сезонный веснаосень, спрос. В среднем шиномонтажный участок, в момент пониженного спроса загружен на 40-50%, тем самым является экономически не эффективным для предприятия. Для обеспечения экономического эффекта на шиномонтажном участке, вне зависимости от сезонности спроса, необходимо расширить спектр оказываемых услуг – внедрение стенда для правки колесных дисков легковых ТС, а также качественно обучить персонал [5-6].

Целью исследования является рассмотрение целесообразности модернизации шиномонтажного участка, путем внедрения стенда для правки колёсных дисков легковых ТС.

В качестве примера будет рассмотрен стандартный шиномонтажный участок на СТО, а также его перечень выполняемых работ. Основные виды работы на шиномонтажном участке являются: балансировка и мойка колёс, контроль давления шин, а также покраска дисков и вулканизация покрышек. Для размещения

179