Выпуск №6

Родительская категория: ISSN Международный технический журнал 2020

Содержание

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

Шмигель В. В., Угловский А. С., Уткина Ю. С. ФАБТракер: Измерение временной прогрессии уровней активности рыб с помощью лабораторных видеонаблюдений	7
Андреев С. А. Определение коэффициента использования энергии ветра ветродвигателей с переориентирующимися лопастями	14
Виноградова А. В., Загинайлов В. И., Мамедов Т. А. Вводно-учетно-распределительное устройство потребителей как элемент систем электроснабжения с распределенной генерацией 0,4 кВ	22
Бурменко Ф. Ю., Михайлов В. С. Влияние износа высевающего комплекта на качество посева мелкосемянных культур	31
Сидоров М. В., Степин П. И. Влияние давления в шинах на устойчивость трактора	40
Сидоров М. В., Сидорин Р. В. Обоснование массы пикапа-тягача из условия сцепления с дорогой при изменении угла подъема	50
Алейников Ю. Г., Митягина Я. Г. Применение датчиков усилия в опорах шагающей машины с динамической устойчивостью	56
Дидманидзе О. Н., Тойгамбаев С. К., Гузалов А. С. Проектирование стенда для диагностики состояния тормозной системы автомобиля КамАЗ-65117	63
Тойгамбаев С. К. Назначение видов и определение объема ремонтных работ для центральной ремонтной мастерской хозяйств Казахстана	73
Соколов К. О., Тойгамбаев С. К. Методика исследования напекания бронзовых порошков центробежным электродуговым способом	80

ЭНЕРГЕТИКА

Проказов Ю. П. Рассмотрение проблем оптимизации при разработке графиков планово-предупредительных ремонтов в электроэнергетике	89
Горбунова М. И. Формирование структуры непрерывного потребления энергии в мегаполисах	98
Рефераты	106

_________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-7-13

УДК (639.3:005.61).001.8

В. В. ШМИГЕЛЬ, доктор техн. наук, профессор

А. С. УГЛОВСКИЙ, канд. техн. наук, доцент

Ю. C. УТКИНА, аспирант

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия», Российская Федерация, г. Ярославль

FABTRACKER: ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ ПРОГРЕССИИ УРОВНЕЙ АКТИВНОСТИ РЫБ С ПОМОЩЬЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЙ

Аннотация. Поведенческие тесты на рыбах требуют взаимодействия субъекта с датчиками и исполнительными механизмами, распределенными в экспериментальной среде. Чтобы обеспечить надежные результаты и универсальное управление этими устройствами, важно использовать автоматизированную систему управления. Коммерческие системы для мониторинга двигательной активности рыб обычно основаны на программных реализациях, которые ограничивают их применение проприетарным аппаратным обеспечением поставщика. В статье представлен FabTracker – программное обеспечение, написанное C# с системой построений клиентских приложений WPF, которое позволяет на базе Windows функционировать как система для проведения полностью автоматизированных поведенческих экспериментов. FabTracker включает в себя видеослежение за животными, определение зон по видеосигналу для определения в реальном времени двигательной системы рыб, с онлайн-слежением, а также запись экспериментальных данных. Среда C# была выбрана для того, чтобы исследователи могли легко адаптировать код и расширять его под свои нужды.

Ключевые слова: карась, электростатическое поле, видеонаблюдение, двигательная активность, траектория, FabTracker.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ramazani R. B., Krishnan H. R., Bergeson S. E., Atkinson N. S. Computer auto-mated movement detection for the analysis of behavior. J Neurosci Meth2007;162:171–9.

2. Togasaki D. M., Hsu A., Samant M., Farzan B., DeLanney L. E., Langston J. W., et al. The Webcam system: a simple, automated, computer-based video system forquantitative measurement of movement in nonhuman primates. J NeurosciMeth 2005;145:159–66.

3. Zhang F. SuperState: a computer program for the control of operant behavioralexperimentation. J Neurosci Meth 2006;155:194–201.

4. Шмигель В. В., Угловский А. С., Уткина Ю. С. Система видеонаблюдения BIOTRACKER для автоматической регистрации поведения карасей с воздействием на них электростатического поля // Международный технико-экономический журнал. 2020. No 3. С. 75−82.

Материал поступил в редакцию 20.10.20.

Шмигель Владимир Викторович, доктор техн. наук, профессор

Тел. 8-961-154-35-75

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Угловский Артем Сергеевич, канд. техн. наук, доцент

Тел. 8-980-663-85-78

Уткина Юлия Cергеевна, аспирант

Тел. 8 (4852) 55-02-94

_________________________________________________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-14-21

УДК 621.548.001.5

С. А. АНДРЕЕВ, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева», Российская Федерация, г. Москва

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА ВЕТРОДВИГАТЕЙ С ПЕРЕОРИЕНТИРУЮЩИМИСЯ ЛОПАСТЯМИ

Аннотация. Важным показателем качества ветродвигателей является коэффициент использования энергии ветра, представляющий собой частное от деления механической мощности на мощность ветрового потока, приходящегося на ометаемую поверхность лопастей. К настоящему времени величина коэффициента использования энергии ветра довольно точно определена для ветродвигателей, использующих скоростные свойства ветра. В то же время для ветродвигателей, основанных на использовании силовых свойств ветра, этот показатель рассчитывался только ориентировочно. В статье проанализировано взаимодействие ветрового потока с лопастями ветродвигателя с учетом изменения их положения в пространстве. При этом на поверхности лопастей выделялся элементарный участок, а полная величина преобразованной энергии определялась посредством интегрирования исследуемой функции в фактических пределах угла поворота. В результате деления преобразованной мощности на мощность соответствующего ветрового потока определялось выражение для расчета коэффициента использования энергии ветра. Показано, что коэффициент использования энергии ветра зависит от размера лопасти и соотношения частоты круговой скорости вращения и поступательной скорости потока. В результате теоретического исследования установлено, что коэффициент использования энергии ветра достигается при числе модулей, соответствующем значению 0,6255. Определены численные значения коэффициента использования энергии ветра для ветродвигателя при числе модулей от нуля до единицы. При этом численные значения коэффициента использования энергии ветра рассчитывались для разных взглядов на оценку величины активной поверхности лопастей. Для удобства практического использования результатов исследований построена номограмма, связывающая частоту вращения вала ветродвигателя с длиной лопасти и поступательной скоростью ветрового потока.

Ключевые слова: ветродвигатель, коэффициент эффективности использования энергии ветра, свойства ветра, активная поверхность лопасти, мощность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тверитин А. В. Использование ветроэнергетических установок в сельском хозяйстве / ВАСХНИЛ; ВНИИ информации и технико-экономических исследований по сельскому хозяйству. М. : ВНИИТЭИСХ, 1985. 60 с.

2. Peter South, Eric W. Jacobs «The evalution of innovative wind energy concepts» Wind Energy innovative systems conference, Colorado Springs, 1980. рр. 12–35.

3. Шефтер Я. И., Рождественский И. В. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках // Издательство министерства сельского хозяйства СССР. М. , 1957. 145 с.

4. Абрамовский Е. Р., Городько С. Н., Свиридов Н. В. Аэродинамика ветродвигателей. Днепропетровск : ДГУ, 1987. 220 с.

5. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки // ОГИЗ Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. М. , 1957. 536 с.

6. Андреев С. А., Антонян Л. В. Определение коэффициента использования энергии ветра карусельными ветродвигателями // Применение электроэнергии и эксплуатация устройств сельского электроснабжения: Сборник научных трудов МИИСП. М. : МИИСП, 1992. С. 49−61.

7. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. 832 с.

8. Левитский Н. И. Теория механизмов и машин: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1990. 592 с.

9. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо : Пер. с англ.; под ред. Я. И. Шефтера. М. : Энергоатомиздат, 1982. 272 с.

10. Харитонов В. П. Автономные ветроэлектрические установки. М. : ГНУ ВИЭСХ, 2006. 280 с.

11. Ivanov Y. A., Mironov V. V. Test Results In-Vessel Composting System At The Cattle Farm Located In The Central Part Of Russia AMA, Agricultural Mechanization In Asia, Africa аnd Latin America. 2018. Т. 49. № 3. рр. 86−90.

Материал поступил в редакцию 10.10.20.

Андреев Сергей Андреевич, канд. техн. наук, доцент

Тел. 8-906-783-71-60

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-22-30

УДК 681.121.+621.317

А. В. ВИНОГРАДОВ, канд. техн. наук, доцент, заведующий лабораторией

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», Российская Федерация, г. Москва

В. И. ЗАГИНАЙЛОВ, доктор техн. наук, профессор

Т. А. МАМЕДОВ, аспирант Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева», Российская Федерация, г. Москва

ВВОДНО-УЧЕТНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОТРЕБИТЕЛЕЙ КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ 0,4 КВ

Аннотация. Вводно-учетно-распределительные устройства (ВУРУ) – устройства, устанавливаемые на вводах потребителей и осуществляющие ввод, учет и распределение электроэнергии. Вводно-учетно-распределительные устройства являются необходимым элементом любой системы электроснабжения и, будучи расположены на границе между сетями потребителя и общей электрической сетью, а часто – на границе балансового разграничения между потребителем и энергоснабжающей организацией, могут быть элементом и системы мониторинга параметров режимов работы электрической сети, и средством повышения безопасности эксплуатации систем электроснабжения. Для этого необходимо, чтобы вводно-учетно-распределительные устройства были оснащены средствами мониторинга, контроля, учета и управления, позволяющими осуществлять автоматическое и дистанционное управление устройством в соответствии с заданными функциональными возможностями. Кроме того, вводно-учетно-распределительные устройства должны обеспечивать возможности безопасного использования потребительских генераторов и генераторов, входящих в структуру распределенной генерации. Все это требует разработки новых схемных и конструктивных решений при разработке и изготовлении вводно- учетно-распределительных устройств.

Ключевые слова: вводно-учетно-распределительные устройства, система мониторинга, мониторинг надежности электроснабжения и качества электроэнергии, электроснабжение потребителей, умные электрические сети.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вводно-распределительное устройство. Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Вводно-распределительное_устройство.

2. Классификация вводно-распределительных устройств [Электронный ресурс]. URL: https://www.asutpp.ru/vvodno-raspredelitelnoe-ustrojstvo.html.

3. ИВРУ – Инвентарные вводно-распределительные устройства [Электронный ресурс]. URL: https://electromarket.su/news/ivru.

4. Электрощит [Электронный ресурс]. URL: https://www.elschit33.ru/cat_ivru.shtml.

5. Инвентарные вводно-распределительные устройства. ООО «ПК ЭЛТА» [Электронный ресурс]. URL: https://www.pk-elta.ru/elektroschitovoe-oborudovanie/inventarnoe-vvodno-raspredelitelnoe-uchyotnoe-ustr/.

6. Решения о предоставлении субсидий из федерального бюджета на государственную поддержку технологического присоединения генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии [Электронный ресурс]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/12223.

7. Анализ несчастных случаев на энергоустановках, подконтрольных органам Ростехнадзора, за 2017 год / Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). 2020 [Электронный ресурс]. URL: http://dvost.gosnadzor.ru/info/accident/2017/Анализ%20несчастных%20случаев%20на%20энергоустановках.pdf.

8. Виноградов А. В. Варианты исполнения устройств сигнализации и блокировки от обратной трансформации на трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ / А. В. Виноградов, А. А. Пан- филов, А. С. Бредихин, С. А. Канюс, М. В. Бородин, А. В. Виноградова, А. В. Букреев, В. Е. Большев, А. И. Псарев, Ю. Б. Рыженков, А. А. Лансберг // Главный энергетик. 2020. No 10. С. 5−14.

9. Виноградов А. В. Способ и устройство для предотвращения обратной трансформации на трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ при несанкционированной подаче напряжения в сеть 0,4 кВ / А. В. Виноградов, А. В. Виноградова, В. Е. Большев, А. В. Букреев, А. А. Панфилов, М. В. Бородин, А. С. Бредихин, С. А. Канюс // Промышленная энергетика. 2020. No 7. С. 56−62.

10. European Technology & Innovation Platforms (ETIP) Smart Networks for Energy Transition (SNET) R&I IMPLEMENTATION PLAN 2021-2024 [Электронный ресурс]. URL: https://www.etip-snet.eu/wp-content/uploads/2020/05/Implementation-Plan-2021-2024_WEB1.pdf.

11. Smart Rural Grid [Электронный ресурс]. URL: https://smartruralgrid.eu/.

12. Гусаров В. А., Баранов А. Ю. Автономное электроснабжение сельского жилого дома при использовании источников возобновляемой энергии и ДЭС для резерва // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. No 1 (30). С. 58−66.

13. Виноградов А. В. Концепция построения интеллектуальных электрических сетей на базе применения мультиконтактных коммутационных систем // Актуальные вопросы энергетики в АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Благовещенск, 27 февраля 2019 г.). Благовещенск : Дальневосточный государственный аграрный университет, 2019. С. 109−115.

14. Основные положения концепции интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью [Электронный ресурс]. URL: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/ies_aas.pdf.

15. Большев В. Е., Панфилов А. А., Ревков А. А., Виноградов А. В. Устройство контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения на базе микроконтроллера ARDUINO // Агротехника и энергообеспечение. 2019. No 2 (23). С. 36−51.

16. Vinogradov A. А System for Monitoring the Number and Duration of Power Outages and Power Quality in 0.38 kV Electrical Networks / A. Vinogradov, V. Bolshev, A. Vinogradova, T. Kudinova, M. Borodin, A. Selesneva, N. Sorokin // In: Vasant P., Zelinka I., Weber GW. (eds) Intelligent Computing & Optimization. ICO 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 866: 1-10. Springer, Cham. 2019. DOI: 10.1007/978-3-030-00979-3_1.

17. Постановление Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 года No 861 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, Правил недискриминационного доступа к услугам по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике и оказания этих услуг, Пра- вил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих услуг и Правил технологического присоединения энергопринима- ющих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электри- ческой энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым ор- ганизациям и иным лицам, к электрическим сетям» [Электронный ресурс]. URL: http://www. consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=LAW&n=349429&fld=134&dst=1000000001,0&rnd=0.01637230187499794#08068684784850308.

18. Голиков И. О., Виноградов А. В. Адаптивное автоматическое регулирование напряжения в сельских электрических сетях 0,38 кВ: Монография. Орел : ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, 2017. 166 с.

Материал поступил в редакцию 18.05.20.

Виноградов Александр Владимирович, канд. техн. наук, доцент, заведующий лабораторией электроснабжения и теплообеспечения

Тел. 8-920-287-90-24

Е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Загинайлов Владимир Ильич, доктор техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение и электротехника имени И. А. Будзко»

Тел. 8-903-108-37-37

Мамедов Тимур Азерович, аспирант

Тел. 8-965-397-11-22

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-73-4-32-37

УДК 331.101.6:621.87

Ф. Ю. БУРМЕНКО, канд. техн. наук, доцент

В. С. МИХАЙЛОВ, старший преподаватель

Государственное образовательное учреждение «Приднестровский государственный университет имени Т. Г. Шевченко», Молдова, г. Тирасполь

ВЛИЯНИЕ ИЗНОСА ВЫСЕВАЮЩЕГО КОМПЛЕКТА НА КАЧЕСТВО ПОСЕВА МЕЛКОСЕМЯННЫХ КУЛЬТУР

Аннотация. При промышленном выращивании лука операцию посева рекомендуется производить пневматическими сеялками точного высева, так как он очень остро реагирует на норму высева. Поэтому исследование технологий и технических средств, влияющих на структуру системы посева лука, остается актуальной и значимой практической задачей, так как при уплотнении он созревает быстро, но образует мелкую луковицу, а при изреженном посеве луковица крупнее, так как лук продолжает расти, шейка не вызревает, что приводит к проблемам при хранении. Исследование проводили с целью повышения надежности работы пневматического аппарата овощных сеялок. На формирование высококачественной односемянной подачи при посеве лука репчатого дозирующими элементами пневмовакуумного высевающего аппарата влияет много факторов. К числу наиболее важных из них относится износ высевающего комплекта, состоящего из пары трения «дозирующий дисквакуумная камера». На основании теоретических и экспериментальных исследований определены выбраковочные износы дозирующего диска. Был предложен ряд технических решений для повышения ресурса данной пары трения пневматического высевающего аппарата, которые приводят к снижению уровня изнашивания и увеличению ресурса путем формирования требуемых свойств рабочих поверхностей, что позволяет использовать дозирующий диск неоднократно.

Ключевые слова: вакуумная камера, высевающий аппарат, дозирующий диск, лук репчатый, пневматическая сеялка, односемянная подача, износ высевающего ком- плекта, повышение ресурса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шарафутдинов А. В. Обоснование конструктивно-технологических параметров распределительного устройства пневматической системы сеялки // Известия Международной академии аграрного образования. 2013. No 17. С. 140−145.

2. Лебедев А. Т., Марьин Н. А., Марьин А. Н., Королева Е. Н. Анализ возможности организации восстановления работоспособности дисков высевающих аппаратов пневматических сеялок // Сборник научных трудов SWorld. 2012. Т. 6. No 4. С. 97−100.

3. Чичкин В. П. Овощные сеялки и комбинированные агрегаты: теория, конструкция, расчет. Кишинев : Штиинца, 1984. 394 с.

4. Скляр П. А., Мельник Ю. В. Испытания сельскохозяйственной техники. Кишинэу : Государственный Аграрный Университет Молдовы, 2019. 336 с. ISBN 978-9975-64-309-2.

5. Пат. 2383420 Российская Федерация, МПК B 23 P 6/00 (2006.01), B 23 K 9/04 (2006.01), C 25 D 11/06 (2006.01). Способ восстановления и упрочнения изношенных стальных деталей / Кусков В. Н., Паульс В. Ю., Смолин Н. И., Романов Е. В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия» (RU). No 2008129949/02 ; заявл. 21.07.2008 ; опубл. 03.10.2010, Бюл. No 7.

6. Пат. 2510318 Российская Федерация, МПК B 23 P 6/00 (2006.01), B 23 H 9/00 (2006.01). Способ восстановления высевающего диска для пневматического высевающего аппарата / Лебедев А. Т., Марьин Н. А., Каа А. В., Макаренко Д. И., Захарин А. В., Магомедов Р. А., Павлюк Р. В., Ле- бедев П. А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» (RU). No 2012122133/02 ; заявл. 29.05.2012 ; опубл. 27.03.2014, Бюл. No 9.

7. Савельев Ю. А., Крючин Н. П., Крючин А. Н. Оценка влияния активатора истечения на производительность дисково-штифтового высевающего аппарата // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. No 3. С. 3−6.

8. Металлургический словарь [Электронный ресурс]. URL: https://market.ru/slovar/sharli-printsip.

9. Пат. 2615420 Российская Федерация, МПК B 23 H 9/00 (2006.01). Способ электроискрового ле- гирования электрических скользящих контактов / Тимофеев Ю. С., Петрухин Н. С.; заявитель и патентообладатель ОАО акционерная научно-промышленная компания «Блик» (RU), ООО «Центрнасоссервис» (RU). No 2015138183 ; заявл. 07.09.2015 ; опубл. 15.04.2017, Бюл. No 10.

10. Загребельникова В. А. Анализ аппаратов точного высева пропашных культур и возмож- ность увеличения ресурса деталей высевающего аппарата. Молодые ученые – аграрной на- уке региона: Материалы Научно-практической конференции, посвященной 85-летию Ставро- польского государственного аграрного университета. 2015. Ставрополь : АГРУС, 2015. С. 43−48.

Материал поступил в редакцию 27.05.20.

Бурменко Феликс Юрьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Машиноведение и технологическое оборудование»

Тел. 8 (3737) 775-40-09

Михайлов Владимир Сергеевич, старший преподаватель кафедры «Технические системы и электрооборудование в АПК»

Тел. 8 (3737) 777-27-83

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-40-49

УДК 629.3.014.2.027.5–192

М. В. СИДОРОВ, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет − МСХА имени К. А. Тимирязева», Калужский филиал, Российская Федерация, г. Калуга

П. И. СТЕПИН, студент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана», Калужский филиал, Российская Федерация, г. Калуга

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ТРАКТОРА

Аннотация. Применение для тракторов существующих способов обеспечения под- качки автомобильных шин сильно ограничено, так как отсутствует подходящее конструктивное исполнение, обеспечивающее эффективность и целесообразность применения такой системы. Неоспоримые преимущества применения регулирования давления в шинах в процессе движения трактора делают это направление исследований актуальным. В статье рассматривается использование математического моделирования в среде MathLab Simulink и планирования эксперимента для выявления оптимальных значений изменения давления воздуха на разную величину в правой и левой шинах при движении трактора по опорной поверхности с поперечным уклоном. Разработана расчетная модель угла бокового увода колеса и коэффициента опрокидывания при движении трактора по опорной поверхности с поперечным уклоном. Неровности и неравномерность поверхности в приведенной модели не учитывались. При исследовании зависимости изменения двух параметров: угла увода колес и коэффициента устойчивости от двух факторов варьирования: давления в левой и правой шинах – получена функция отклика. Методом крутого восхождения определены оптимальные параметры управления системой автоматической подкачки, которые позволяют достигать минимального угла увода колес при сохранении устойчивости по опрокидыванию при поперечном угле поверхности, близком к критическому.

Ключевые слова: имитационное моделирование, трактор, шина, давление, опрокидывание, увод колес.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кутьков Г. М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. М. : КолосС, 2004. 505 с.

2. Кутьков Г. М. Тяговая динамика трактора. М. : Машиностроение, 1980. 215 с.

3. Пат. 2589764 Российская Федерация, МПК B 60 C 23/06 (2006.01), B 60 W 30/02 (2012.01). Автоматическая система регулирования давления воздуха в пневматических шинах колесных транспортных средств / Горшков Ю. Г., Старунова И. Н., Калугин А. А., Ларионова Г. А., Бобров С. В., Барышников С. А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Южно-Уральский аграрный университет». No 2015104211 ; заявл. 09.02.2015 ; опубл. 10.07.2016, Бюл. No 19.

4. Пат. 167461 Российская Федерация, МПК B 60 G 17/04 (2006.01), B 60 C 23/10 (2006.01). Устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода / Бондарев А. С.; заявитель и патентообладатель Бондарев Андрей Сергеевич. No 2016134222 ; заявл. 22.08.2016 ; опубл. 10.01.2017, Бюл. No1.

5. Пат. 2586749 Российская Федерация, МПК B 60 С 23/00 (2006.01), B 60 Т 8/17 (2006.01). Система подкачки шин / Кнапке Брайан В., Расин Ллойд Г.; заявитель и патентообладатель Дана Хеви Виикл Системз Груп, ЛЛК. No 2014144956 ; заявл. 04.08.2013 ; опубл. 06.10.2016, Бюл. No 16.

6. Жилейкин М. М., Котиев Г. О., Сарач Е. Б. Математические модели систем транспортных средств: методические указания. М. : МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2018. 100 с. [Электронный ресурс]. URL: https://e.lanbook.com/book/103321.

7. Колбасов А. Ф. Некоторые актуальные вопросы работы автомобильной шины // Фундаментальные исследования. 2011. No 8-1. C. 128−130.

8. Годжаев З. А., Гончаренко С. В., Валеев Д. Х., Карабцев В. С. Расчетно-экспериментальная оценка технических характеристик шин грузовых автомобилей // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. No 5. C. 14−19.

9. Ларин В. В. Зависимости вертикальной деформации пневматических шин // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. No 12(24). 9 с.

10. Вахрушев С. И. Безопасность движения большегрузных транспортных средств // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. 2013. No1. C. 35−45.

11. Филькин Н. М., Шаихов Р. Ф., Буянов И. П. Теория транспортных и транспортно-технологических машин: учебное пособие. Пермь : ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, 2016. 230 с.

12. Михайлин И. А., Шевелев А. С. Способы определения коэффициентов увода колес транс- портных машин [Электронный ресурс]. URL: https://docplayer.ru/38880001-Sposoby-opredeleniya-koefficientov-uvoda-koles-transportnyh-mashin.html.

13. ГОСТ Р 52899–2007. Шины пневматические для грузовых механических транспортных средств и прицепов. Введ. 2009−01−01. М. : ИПК Изд-во стандартов, 2007. 28 с.

16. Комлацкий В. И., Логинов С. В., Комлацкий Г. В. Планирование и организация научных исследований: учебное пособие. Ростов-на-Дону : Феникс, 2014. 205 с.

19. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М. : Наука, 1976. 278 с.

Материал поступил в редакцию 18.10.20.

Сидоров Максим Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Механизация сельскохозяйственного производства»

Тел. 8-910-863-52-43

Степин Петр Игоревич, студент

Тел. 8-953-332-73-01

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-50-55

УДК 629.353

М. В. СИДОРОВ, канд. техн. наук, доцент

Р. В. СИДОРИН, студент

ОБОСНОВАНИЕ МАССЫ ПИКАПА-ТЯГАЧА ИЗ УСЛОВИЯ СЦЕПЛЕНИЯ С ДОРОГОЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УГЛА ПОДЪЕМА

Аннотация. Широкое использование американскими фермерами пикапов в качестве тягачей связано с большим функционалом данных машин. Существуют различные способы соединения автомобилей с прицепами и полуприцепами, но применение таких систем для пикапа-тягача сильно ограничено, так как отсутствует подходящее конструктивное исполнение. Однако неоспоримые преимущества применения пикапов-тягачей в фермерских хозяйствах делают это направление исследований актуальным. В статье под пикапом-тягачом рассматривается пикап с установленным на него седельно-сцепным устройством для прицепа с поворотным механизмом. В статье используется имитационное моделирование в среде MathLab Simulink и планирование эксперимента для выявления оптимальных значений массы пикапа-тягача из условия сцепления с дорогой при изменении угла подъема. В среде MathLab Simulink создана модель определения тяговой силы и силы сцепления при движении пикапа – тягача на подъем при выполнении условия сцепления с дорогой. Проведено исследование функции отклика: условие сцепления с дорогой от двух факторов варьирования: массы пикапа-тягача и угла подъема. Проведен двухфакторный эксперимент с использованием имитационного моделирования в среде MathLab Simulink. Методом крутого восхождения определены оптимальные параметры пикапа-тягача, которые позволяют обеспечить максимальный угол подъема при сохранении сцепления с дорогой. По результатам работы было предложено техническое задание для конструкторской проработки пикапа-тягача сельскохозяйственного назначения с поворотным устройством прицепа, позволяющим избежать нагрузок от перевозимого груза на заднюю ось автомобиля.

Ключевые слова: пикап-тягач, имитационное моделирование, планирование эксперимента, двухфакторный эксперимент, функция отклика, масса, угол подъема, ус- ловие сцепления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стратегия развития автомобильной промышленности Российской Федерации на период до 2025 года [Электронный ресурс]. URL: http://static.government.ru/media/files/EVXNIplqvhAfF2Ik5t6l6kWrEIH8fc9v.pdf.

2. Пат. No 2258018 Российская Федерация, МПК B 62 D 53/08 (2006.01). Прицеп / Сливинский Е. В., Суденков А. Н., Курасов А. В.; заявитель и патентообладатель Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина. No 2004110857/11 ; заявл. 04.08.2004 ; опубл. 10.08.2005, Бюл. No 22.

3. Пат. No 2372242 Российская Федерация, МПК B 62 D 53/08 (2006.01), B 62 D 63/08 (2006.01). Прицепное транспортное средство / Сливинский Е. В., Лукашов Д. В., Загрядская Е. В.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина». No 2008115822/11 ; заявл. 21.04.2008 ; опубл. 10.11.2009, Бюл. No 31.

4. Пат. No 2465166 Российская Федерация, МПК B 62 D 53/08 (2006.01). Прицеп / Сливинский Е. В., Плохих С. А., Осипов И. О.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Елецкий госу- дарственный университет имени И. А. Бунина». No 2011118193/11 ; заявл. 05.05.2011 ; опубл. 27.10.2012, Бюл. No 30.

5. Поворотные устройства прицепных звеньев // Устройство автомобиля [Электронный ресурс]. URL: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/.

6. Схемы поворотных устройств грузовых тележек // Трактор [Электронный ресурс]. URL: http://trac-tor.ru/industrial-carts/povorotnye-ustrojstva-gruzovyh-telezhek.

7. Кутьков Г. М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. М. : КолосС, 2004. 505 с.

8. Шестаков И. Н. Расчет проектируемого двухосного автомобильного прицепа с поворотным кругом на устойчивость движения с применением АВМ: Автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 / Шестаков Игорь Николаевич. 1984. 187 с.

9. Жилейкин М. М., Котиев Г. О., Сарач Е. Б. Математические модели систем транспортных средств: методические указания. М. : МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2018. 100 с. // Лань: электрон- но-библиотечная система [Электронный ресурс]. URL: https://e.lanbook.com/book/103321.

10. Сидорова А. В., Степин П. И., Сидоров В. Н. Имитационное моделирование колебаний центра масс колесной машины с помощью программы Simulink // Инженерный вестник Дона. 2020. No 4 [Электронный ресурс]. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2020/6395.

11. Заруцкий С. А., Власенко Е. А. Автоматизация анализа данных экспериментальных ис- следований // Инженерный вестник Дона. 2019. No 8 [Электронный ресурс]. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4753.

12. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М. : Наука, 1976. 278 с.

13. Комлацкий В. И., Логинов С. В., Комлацкий Г. В. Планирование и организация научных исследований: учебное пособие. Ростов-на-Дону : Феникс, 2014. 205 с.

Материал поступил в редакцию 18.10.20.

Тел. 8-910-863-52-43

Сидорин Роман Викторович, студент

Тел. 8-965-701-38-30

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-56-62

УДК 681.586:621.865.8

Ю. Г. АЛЕЙНИКОВ, канд. тех. наук, соискатель

Я. Г. МИТЯГИНА, канд. тех. наук, заместитель директора по УВР, учитель физики

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа No 6 имени В. И. Сахнова», Российская Федерация, г. Лобня

ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ УСИЛИЯ В ОПОРАХ ШАГАЮЩЕЙ МАШИНЫ С ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ

Аннотация. Статья посвящена применению датчиков усилия на опорах шестиногой шагающей машины с динамической устойчивостью. В статье предложен вариант усовершенствования конструкции опоры путем добавления большего числа датчиков нагружения. На стенде, повторяющем конструкцию опоры и электронные схемы управления опытной машины, было смоделировано шагающее движение опоры и по- строен график показаний датчиков. В ходе исследования было проверено на практике конструкторское решение, основанное на идее встраивания датчиков усилия в конструкцию подвижной опоры, дана оценка эффективности их применения. Применение нескольких датчиков, установленных на опоры, дают возможность вычислить не только несущее корпус машины усилие, развиваемое приводами опоры, но и знакопеременное тяговое усилие. Предложенная конструкция дает возможность создать алгоритмы движения, способные оптимально распределять нагрузку на тяговые приводы и подбирать наиболее эффективный способ и порядок перестановки опор во время движения. Наглядно продемонстрирована работоспособность датчиков усилия и возможность расчета динамически меняющейся нагрузки на опоры в режиме реального времени. Обосновано перспективное направление совершенствования конструкции машины.

Ключевые слова: шагающая машина, датчики роботов, датчики нагружения, тензодатчики, алгоритмы движения шагающей машины, электроника, микроконтроллеры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Long B., Lu-han Ma, Zhifeng D., Xinsheng Ge Kinematics, Dynamics, and Optimal Control of Pneumatic Hexapod Robot. Hindawi. Mathematical Problems in Engineering Volume 2017, Article ID 6841972. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/6841972.

2. Raheem F., Khaleel H. Static Stability Analysis of Hexagonal Hexapod Robot for the Periodic Gaits. IJCCCE Vol.14, No.3, 2014.

3. Sun Y., Liu Y., Zou T., Jin M., Liu H. Design and optimization of a novel six-axis force/ torque sensor for space robot, Measurement. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2015.01.005.

4. Olaru S. M., Nitulescu M. Modelling of the Hexapod Mobile Robot Leg Using Matlab SimMechanics. In: Borangiu T. (eds) Advances in Robot Design and Intelligent Control. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2016. vol 371. Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-21290-6_27

5. Kolpashchikov D. et al. Inverse Kinematics for Steerable Concentric Continuum Robots. In: Ronzhin A., Shishlakov V. (eds) Proceedings of 14th International Conference on Electromechanics and Robotics “Zavalishin's Readings”. Smart Innovation, Systems and Technologies, vol 154. Springer, Singapore. 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-9267-2_8.

6. Liu Y., Fan X., Ding L., Wang J., Liu T., Gao H. Fault-Tolerant Tripod Gait Planning and Verification of a Hexapod Robot. Appl. Sci. 2020 DOI: https://doi.org/10.3390/app10082959.

7. Алейников Ю. Г. Цифровые технологии для роботизированных технических средств в сельскохозяйственном производстве на примере шагающей машины и робота для внесения трихограммы в теплице // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. No 1 (30). С. 283–293. URL: http://journal.viesh.ru/wp-content/uploads/2019/04/ИННОВСХ-30-2019.pdf.

8. Алейников Ю. Г., Митягина Я. Г. Надежное определение момента времени касания опорой поверхности шагающей машины // Международный технико-экономический журнал. 2019. No 4. С. 60−68.

9. Алейников Ю. Г., Митягина Я. Г. Система управления движением шагающей машины // Международный технико-экономический журнал. 2018. No 4. С. 90–95.

10. Дидманидзе О. Н., Митягина Я. Г., Алейников Ю. Г. Принцип перемещения опор шагающих машин во время движения // В сб.: Плоды и овощи – основа структуры здорового питания человека. 2012. С. 381−384.

11. Дидманидзе О. Н., Митягина Я. Г., Алейников Ю. Г. Особенности применения датчиков в автоматической системе движения шагающих машин // Международный технико-экономический журнал. 2012. No 5. С. 72−75.

12. Mahfoudi C., Djouani K., Rechak S., Bouaziz M. Optimal force distribution for the legs of an hexapod robot // IEEE 2003, Conference on Control Application CCA 2003, June 23−25, Instambul Turkey. DOI: https://doi.org/10.1109/CCA.2003.1223515.

13. Xilun D., Alberto Rovetta, JM Zhu, Zhiying Wang Locomotion analysis of hexapod robot // INTECH Open Access Publisher, 2010.

14. Chen X., Watanabe K. Optimal force distribution for the legs of quadruped robot // Machine intelligence and mbotique control, 137−94, 1999.

15. Алейников Ю. Г. Оптимизация сенсорной системы шагающей машины с динамической устойчивостью // Агроинженерия. 2020. No 4(98). С. 60−65.

Материал поступил в редакцию 30.10.20.

Алейников Юрий Георгиевич, канд. техн. наук, соискатель

Тел. 8-915-231-39-86

ResearcherID: AAS-2070-2020

ORCID: 0000-0001-6586-9741

Митягина Яна Георгиевна, канд. техн. наук, заместитель директора по УВР, учитель физики

Тел. 8-903-246-76-79

Е- mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-63-72

УДК 629.35–592.001.13

С. К. ТОЙГАМБАЕВ, канд. техн. наук, доцент

О. Н. ДИДМАНИДЗЕ, доктор техн. наук, профессор, академик РАН

А. С. ГУЗАЛОВ, ассистент

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЕНДА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-65117

Аннотация. Повышение активной безопасности автотранспортных средств (АТС) является одной из самых актуальных проблем современного автомобилестроения. Свидетельство тому − наличие целого комплекса международных нормативных документов ПО Правил ЕЭК ООН, устанавливающих уровень конструктивной без- опасности колесных транспортных средств. В соответствии с техническими требованиями, в рамках данной работы представлены необходимые данные по типовой базе централизованного технического обслуживания автомобилей КамАЗ-6520. Про- ведены исследования и анализ распространенного в России технологического оборудования – тормозных стендов. Выполнен обзор существующих конструкций, проведено сравнение достоинств и недостатков различных вариантов. В статье предлагается стенд для диагностирования тормозной системы автомобиля, который располагается в зоне Д-1. Определена конструктивная схема устройства, заданы требуемые характеристики, а также представлена схема и расчеты по совершенствованию универсального тормозного стенда для автомобилей, рассчитаны на прочность основные детали и узлы, подобраны силовые элементы и их привод. Стенд предназначен для контроля эффективности торможения и устойчивости автотранспортных средств при торможении, в том числе легковых и грузовых автомобилей, автобусов, а также многоосных и полноприводных автомобилей с осевой нагрузкой до 15 000 кг.

Ключевые слова: диагностика автомобиля, конструктивные расчеты, тормозной стенд, контроль, тензорезистор, датчик.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тойгамбаев С. К., Евграфов В. А., Дидманидзе О. Н. Экономико-математическая модель оптимизации и критериев оптимальности при комплектовании парка машин производственных организаций с учетом межхозяйственного сотрудничества // Педагог хабаршысы. 2019. No 21. С. 10−13.

2. Леонов О. А., Шкаруба Н. Ж. Расчет затрат на контроль технологических процессов ремонтного производства // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2004. No 5. С. 75−77.

3. Голиницкий П. В., Тойгамбаев С. К. Измерение и контроль деталей транспортных и транспортно-технологических комплексов. М. : Спутник+, 2018. 154 с.

4. Абдулмажидов Х. А., Матвеев А. С. Комплексное проектирование и прочностные расчеты конструкции машин природообустройства в системе INVENTOR PRO // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ имени В. П. Горячкина. 2016. No 2 (72). С. 40−46.

5. Тойгамбаев С. К. Испытания двигателей на специальных стендах // Актуальные проблемы современной науки. 2015. No 5 (84). С. 163−167.

6. Шнырев А. П., Тойгамбаев С. К. Основы надежности транспортных и технологических ма- шин: Учебное пособие для студентов технических вузов УМО МГУП. М. : Спутник +, 2006. 132 с.

7. Евграфов В. А. Применение методов имитационного моделирования при оптимизации состава технологических комплексов в природообустройстве / В. А. Евграфов, А. И. Новиченко, И. М. Подхватилин, В. И. Горностаев, А. В. Шкиленко // Образование. Наука. Научные кадры. 2013. No 3. С. 136−141.

8. Леонов О. А., Шкаруба Н. Ж., Вергазова Ю. Г., Антонова У. Ю. Метрологическое обеспечение контроля гильз цилиндров при ремонте дизелей // Вестник Барановичского государственного университета. Серия: Технические науки. 2018. No 6. С. 104−109.

Материал поступил в редакцию 16.10.20.

Тойгамбаев Серик Кокибаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническая эксплуатации технологических машин и оборудования природообустройства»

Тел. 8-926-966-25-21

Дидманидзе Отари Назирович, доктор техн. наук, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой «Тракторы и автомобили»

Гузалов Артембек Сергеевич, преподаватель кафедры «Тракторы и автомобили»

Тел. 8-977-354-79-30

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-73-79

УДК 338(4/9)(574)

С. К. ТОЙГАМБАЕВ, канд. техн. наук, доцент

НАЗНАЧЕНИЕ ВИДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА РЕМОНТНЫХ РАБОТ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕМОНТНОЙ МАСТЕРСКОЙ ХОЗЯЙСТВ КАЗАХСТАНА

Аннотация. Рассмотрены виды ремонтных работ, осуществляемые на базе цен- тральной ремонтной мастерской. Для разработки годовой программы ремонтной мастерской рассчитано среднегодовое количество ремонтов, сложных видов технического обслуживания для всех машин хозяйства. Общий объем работ мастерской определяется трудозатратами, которые рассчитываются на календарный год. В статье перечислены составные части трудозатрат. Приведен пример расчетов в отношении трактора ДТ-75, для других видов техники в данной статье – только формулы расчетов. Подробно рассмотрено распределение работ по участкам ремонтной мастерской, определение фонда времени мастерской, составление плана работы ремонтной мастерской, расчет количества рабочих других бригад, определение продолжительности ремонта каждой группы машин. Предлагается на основе расчетов строить графики, что позволит более наглядно и точно сделать выводы, организовать деятельность мастерской и предотвратить значительные колебания и ошибки в работе центральной ремонтной мастерской в течение года.

Ключевые слова: центральная ремонтная мастерская, трудозатраты, машина, ремонт, агрегат, количество рабочих, продолжительность ремонта, составление плана работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Апатенко А. С., Владимирова Н. И. Анализ систем ремонтно-профилактического обслуживания технологических машин // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2013. No 1 (57). С. 72−76.

2. Севрюгина Н. С., Прохорова Е. В., Дикевич А. В. Моделирование нештатных ситуаций при оценке надежности спецтехники // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2012. No 57. С. 90−96.

3. Новиченко А. И., Подхватилин И. М. Оценка эффективности функционирования средств технологического оснащения АПК // Природообустройство. 2013. No 2. С. 92−96.

4. Тойгамбаев С. К. Стенд для обкатки и испытания двигателей // Актуальные проблемы со- временной науки. 2014. No 5 (78). С. 146−149.

5. Тойгамбаев С. К., Евграфов В. А. Определение трудоемкости диагностирования автомобилей // Естественные и технические науки. 2019. No 12 (138). С. 74.

6. Тойгамбаев С. К. Испытания двигателей на специальных стендах // Актуальные проблемы современной науки. 2015. No 5 (84). С. 163–167.

7. Тойгамбаев С. К., Евграфов В. А. Выбор критериев оптимизации при решении задач по комплектованию парка машин производственных сельскохозяйственных организаций // До- клады ТСХА: Сборник статей. Вып. 291. Ч. II. М. : РГАУ−МСХА. 2019. 674 с.

Материал поступил в редакцию 01.10.20.

Тойгамбаев Серик Кокибаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническая эксплуатация технологических машин и оборудования природообустройства»

Тел. 8-926-966-25-21

________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-80-88

УДК 621.783.72.001.891

К. О. СОКОЛОВ, канд. техн. наук, доцент

С. К. ТОЙГАМБАЕВ, канд. техн. наук, доцент

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ НАПЕКАНИЯ БРОНЗОВЫХ ПОРОШКОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ СПОСОБОМ

Аннотация. Представлены основные положения методики исследования напекания бронзовых порошков при восстановлении работоспособности подшипников скольжения машин. Предложена методика планирования экспериментов, определяющих стратегию исследования технологических режимов центробежного электродугового напекания бронзовых порошков. Общая методика экспериментальных исследований состоит из нескольких основных частей. В первой части представлена методика вы- бора флюсов для составления шихты на основе бронзовых порошков; во второй – методика планирования и проведения эксперимента по определению оптимальных технологических режимов восстановления бронзовых втулок; в третьей – оборудование и материалы, используемые для проведения эксперимента; в четвертой – методика определения ряда физико-механических свойств покрытий, полученных центробежным электродуговым напеканием бронзового порошка, а также методика определения химического состава покрытий; в пятой − математическая обработка экспериментальных данных. В результате анализа физико-механических особенностей способа центробежного электродугового напекания бронзовых порошков определены основные факторы активирования процесса: температурное активирование (ускоренный нагрев косвенной электрической дугой); силовое активирование (обеспечиваемое действием центробежных сил); химическое активирование (введение специальных добавок – флюсов, уменьшающих окисление и разрушающих окисные пленки).

Ключевые слова: планирование эксперимента, выбор флюса, напекание бронзовых порошков, электродуговой нагрев, восстановление подшипников скольжения, центробежное напекание, физико-механические свойства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алешин Н. П., Чернышев Г. Г. Сварка. Резка. Контроль: справочник. В 2-х т. Т. 1 / под общ. ред. Н. П. Алешина, Г. Г. Чернышева. М. : Машиностроение, 2004. 624 с.

2. Сварка. Резка. Контроль: справочник. В 2-х т. Т. 2 / Н. П. Алешин, Г. Г. Чернышев, А. А. Акулов и др. М. : Машиностроение, 2004. 480 с.

3. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. М. : Машиностроение, 2006. 936 с.

4. Апатенко А. С. Разработка технологических процессов восстановления изношенных деталей машин природообустройства. М. , 2013. 61 с.

5. Горностаев В. И., Новиченко А. И., Подхватилин И. М. Системный подход в исследовании технологических процессов в сфере механизации сельского хозяйства / В сб.: Материалы международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 150-летию А. В. Леонтовича: Сборник статей. 2019. С. 494−496.

6. Севрюгина Н. С., Голубенко Н. В. Метод оценки дисперсной системы «Поверхность трения – моторное масло» в двигателях СМД / В сб.: Инновационные материалы, технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооружений / Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова, 2013. С. 226−230.

7. Силин А. А. Трение и его роль в развитии техники. М. : Наука, 1987. 192 с.

8. Тойгамбаев С. К., Евграфов В. А. Применение электродугового нагрева и центробежной заливки при ремонте деталей машин // International journal of professional science. 2019. No 10. С. 89−97.

9. Тойгамбаев С. К., Евграфов В. А. Технологический процесс изготовления втулок гидроцилиндра // Естественные и технические науки. 2018. No 8. С. 148−153.

10. Тойгамбаев С. К. Применение термодиффузионных процессов для упрочнения и восстановления деталей сельскохозяйственной техники: Монография. М. : ФГОУ ВПО МГУП, 2011. 154 с.

11. Куксенова Л. И. Износостойкость конструкционных материалов. М. : МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2011. 238 с.

12. Шнырев А. П., Тойгамбаев С. К. Оценка долговечности восстановленных бронзовых де- талей транспортных и технологических машин / В сб.: Экологические проблемы водного хозяйства и мелиорации: материалы научно-технической конференции. 2000. С. 4.

Материал поступил в редакцию 19.05.20.

Соколов Константин Олегович, канд. техн. наук, доцент

Тел. 8-916-124-73-48

Тойгамбаев Серик Кокибаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническая эксплуатация технологических машин и оборудования природообустройства»

Тел. 8-926-966-25-21

________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________

ЭНЕРГЕТИКА

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-74-6-89-97

УДК 621.31

Ю. П. ПРОКАЗОВ, инженер АТЭС

ООО «Ренессанс Девелопмент», Российская Федерация, г. Москва

РАССМОТРЕНИЕ ПРОБЛЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГРАФИКОВ ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫХ РЕМОНТОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

Аннотация. Целью статьи является разработка оптимальной стратегии планирования проведения планово-предупредительных ремонтов и обслуживания энергетического оборудования. Рассмотрены как регулируемые, так и дерегулируемые энергосистемы. Уделено внимание важным особенностям на основе мировой практики. Представлено краткое описание работы энергетического комплекса, описаны основные виды деятельности и типы организации энергетической отрасли, рассматриваются проблемы оптимизации планирования технического обслуживания электрических сетей, возникающие в регулируемых и дерегулируемых средах. Надежность электростанций и линий электропередачи в электроэнергетике имеет решающее значение для обеспечения работы электрической сети. Следовательно, своевременное техническое обслуживание, а также разработка графиков планово-предупредительных ремонтов играют важную роль в сокращении количества и периодичности поломок оборудования, минимизации материально-технических затрат, увеличении надежности электроснабжения потребителей, предотвращении дорогостоящих остановок производства. Рассмотрено определение временных интервалов для профилактического обслуживания оборудования с учетом финансовой обоснованности и надежности. В настоящее время в литературе содержится значительное количество информации, направленной на повышение эффективности принятия решений при планировании технического обслуживания энергоблоков и линий электропередачи. Представлены существующие методы решения возникающих проблем при планировании вывода в ремонт электроэнергетического оборудования, а также подводится итог проведенного исследования. Проанализированы подходы математического программирования для решения задач системы управления ремонтами оборудования, где за основу был принят наиболее распространенный метод − разложение Бендерса, при котором одна комплексная задача делится на подзадачи, которые проще решить. На основе применения генетического алгоритма (ГА) представлены решения вопросов, связанных с принятием наиболее эффективных решений в отношении планирования ремонтных работ. Приведены другие метаэвристические методы, такие как оптимизация роя частиц (ОРЧ), а также случайно и эвристически сгенерированные, сделаны выводы и предложены наиболее оптимальные методы. Рассмотрено влияние роста возобновляемых источников электроэнергии в энергетической отрасли и их стохастический характер выработки электроэнергии на планирование проведения планово-предупредительных ремонтов и обслуживания энергетического оборудования.

Ключевые слова: надежность электроснабжения, техническое обслуживание, управление энергосистемой, ремонт электроэнергетического оборудования, энергоэффективность, энергетический рынок, регулируемые и дерегулируемые энергосистемы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Abirami M., Ganesan S., Subramanian S., Anandhakumar R. Source and transmission line maintenance outage scheduling in a power system using teaching learning based optimization algorithm. Applied Soft Computing, 2016. 21:72–83.

2. Al-Khamis T., Vemuri S., Lemonidis L., Yellen J. Unit maintenance scheduling with fuel constraints. IEEE Transactions on Power Systems, 2015. 7(2):933–939.

3. Anghinolfi D., Gambardella L., Montemanni R. A matheuristic algorithm for a large-scale energy management problem. In Van Lirkov I., Margenov S., and Wa ́sniewsk J., editors, Large-Scale Scientific Computing, 2018. volume 7116, рр. 173–181. Springer Berlin Heidelberg.

4. Badri A., Niazi A. Preventive generation maintenance scheduling considering system reliability and energy purchase in restructured power systems. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 2018. 2(12):12773–12786.

5. Barot H., Bhattacharya K. Security coordinated maintenance scheduling in deregulation based on genco contribution to unserved energy. IEEE Transactions on Power Systems, 2018. 23(4):1871–1882.

6. Baskar S., Subbara P., Rao M., Tamilselvi S. Genetic algorithms solution to generator maintenance scheduling with modified genetic operators. Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings, 2017. 150(1):56–60.

7. Billinton R., Abdulwhab A. (). Short-term generating unit maintenance scheduling in a deregulated power system using a probabilistic approach. Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings, 2018. 150(4).

8. Bisanovic S., Hajro M., Dlakic M. A profit-based maintenance scheduling of thermal power units in electricity market. International Journal of Electrical and Electronics Engineering, 2016. 5:156–164.

9. Brandt F., Bauer R., V ̈olker M., Cardeneo A. A constraint programming-based approach to a large-scale energy management problem with varied constraints. Journal of Scheduling, 2015. 16(6):629–648.

10. Buljubasic M., Gavranovic H. Orchestrating constrained programming and local search to solve a large scale energy management problem. In Proceedings of the Federated Conference on Computer Science and Information Systems, 2015. pр. 371–378.

11. Benders J. Partitioning procedures for solving mixed-variables programming problems. Numerische Mathematik, 1962. 4(1):238–252.

12. Burke E., Smith A. Hybrid evolutionary techniques for the maintenance scheduling problem. IEEE Transactions on Power Systems, 2016. 15.

13. Canto S. Application of Benders’ decomposition to power plant preventive maintenance scheduling. European Journal of Operational Research, 2018. 184:759–777.

14. Canto S., Rubio-Romero J. A model for the preventive maintenance scheduling of power plants including wind farms. Reliability Engineering & System Safety, 2018. 119:67–75.

15. Charest M., Ferland J. Preventive maintenance scheduling of power generating units. Annals of Operations Research, 41:185–206. Chattopadhyay, D. (2017). A practical maintenance scheduling program mathematical model and case study. IEEE Transactions on Power Systems, 2018. 13(4):1475–1480.

16. Chattopadhyay D. A game theoretic model for strategic maintenance and dispatch decisions. IEEE Transactions on Power Systems, 2004a, 19(4):2014–2021.

17. Chattopadhyay D. Life-cycle maintenance management of generating units in a competitive environment. IEEE Transactions on Power Systems, 2004b. 19(2):1181–1189. 22

18. Chen L., Toyoda J. Optimal generating unit maintenance scheduling for multi-area system with network constraints. IEEE Transactions on Power Systems, 2015. 6(3):1168–1174.

19. Conejo A., Garcia-Bertrand R., Diaz-Salazar M. Generation maintenance scheduling in restructured power systems. IEEE Transactions on Power Systems, 2017. 20(2):984–992.

20. Dahal K. A review of maintenance scheduling approaches in deregulated power systems. In Proceedings of the International Conference on Power Systems (ICPS 2004), Kathmandu, Nepal, 2015. рр. 565–570.

21. Dahal K., Al-Arfaj K., Paudyal K. Modelling generator maintenance scheduling costs in deregulated power markets. European Journal of Operational Research, 2015. 240(2):551–561.

22. Dahal K., Aldridge C., McDonald J. Generator maintenance scheduling using a genetic algorithm with a fuzzy evaluation function. Fuzzy Sets and Systems, 2017. 102(1):21–29.

23. Doyle E. On the application of stochastic models in nuclear power plant maintenance. European Journal of Operational Research, 2015. 154(3):673–690.

24. Ekpenyong U., Zhang J., Xia X. An improved robust model for generator maintenance scheduling. Electric Power Systems Research, 2015. 92:29–36.

25. El-Amin I., Duffuaa S., Abbas M. A tabu search algorithm for maintenance scheduling of generating units. Electric Power Systems Research, 2015. 54:91–99.

Материал поступил в редакцию 20.10.20.

Проказов Юрий Петрович, инженер АТЭС

_________________________________________________________________________________________________________________________________

DOI: 10.34286/1995-4646-2020-75-6-98-105

УДК 621.315.17

М. И. ГОРБУНОВА, канд. пед. наук, доцент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Академия государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий», Российская Федерация, г. Москва

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МЕГАПОЛИСАХ

Аннотация. Надежность электроснабжения потребителей в электроэнергетической системе (ЭЭС) рассмотрена в виде двух составляющих – структурной и функциональной надежности. Проведена декомпозиция каждой из указанных составляющих. Рассмотрено понятие динамической надежности, показатели которой характеризуют возможность отказа электроприемников при кратковременных нарушениях электроснабжения. При исследовании надежности, в зависимости от назначения и условий применения объекта, используют единичные и комплексные показатели надежности. Несмотря на возрастающее количество энергоисточников на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), объемы ввода которых в ряде развитых стран опережают объемы ввода традиционной генерации, вопросы надежности поставки нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов остаются недостаточно изучены. В настоящее время существует пробел в применении законов теории вероятностей и случайных процессов для расчета надежности электроснабжения в энергосистеме, имеющей возобновляемые источники энергии различного рода. Сделан вывод, что рост генерируемой мощности ветровых электростанций (составляющие ветровых и солнечных электростанций) в утренние часы, совпадающий по времени со скачка- ми нагрузки в энергосистеме, может быть использован для обеспечения надежного электроснабжения потребителей с электроэнергетической системой. Компенсация вечерних скачков нагрузки возможна с использованием, в основном, мощности, генерируемой ветровыми электростанциями. Дальнейшее развитие возобновляемых источников энергии и проведение соответствующих расчетов соотношения генерируемой ими и потребляемой в энергосистеме мощности позволит значительно сократить количество запусков агрегатов тепловых и гидроэлектростанций, сократить расход энергоресурсов, прежде всего углеводородов, уменьшить тепловые выбросы в окружающую среду.

Ключевые слова: рост электропотребления, электрическая энергия, гибкость энергосистемы, электростанции, величина скачка.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Надежность либерализованных систем энергетики / В. А. Баринов, В. А. Савельев, М. Г. Суха- рев и др. Новосибирск : Наука, 2004. 333 с.

2. Фокин Ю. А., Ванин А. С., Осипов Я. Н., Кулябин Ю. В. Цифровая модель аварийных режимов электроэнергетической системы для повышения надежности // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 63. Проблемы надежности систем энергетики в рыночных условиях. Баку : АзНИиПИИЭ, 2013. C. 285–292.

3. Фокин Ю. А., Кулябин Ю. В., Осипов Я. Н. Анализ и синтез схем систем электроснабжения с целью обеспечения электромагнитной – электромеханической составляющей надежности (надежность в миллисекундном и секундном диапазоне) // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 58. Иркутск−Вологда : ИСЭМ СО РАН, 2007. С. 299−307.

4. Chen X., Wang C., Jiang L., Li H., Wang J., He X. Pilot-scale catalytic ozonation pretreatment for improving the biodegradability of fixed-bed coal gasification wastewater. Process Safety and Environmental Protection, 2021. 148, 13–19. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.09.056.

5. Li C., Zhang X., Wang K., Su F., Chen C.-M., Liu F., ... Ma Y. Recent advances in carbon nanostructures prepared from carbon dioxide for high-performance supercapacitors. Journal of Energy Chemistry, 54, 2021. 352–367. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.05.058.

6. Ye L., Lu Y. Intensifying fine-grained fluorite flotation process with a combination of in-situ modification and liquid-gas microdispersion. Separation and Purification Technology, 2021. 257. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117982.

7. Zhao M., Zhang X., Tran K., Wen H., Xiang Y., Cao Z., ... Koonen A. M. J. Integrated Tunable Phase Shifter Based on Energy-Conserved Phase Amplification and Its Application for RF-OAM Generation. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2021. 27(2). https://doi.org/10.1109/JSTQE.2020.3014807.

8. Diaz-Sainz G., Alvarez-Guerra M., Avila-Bolivar B., Solla-Gullon J., Montiel V., Irabien A. Improving trade-offs in the figures of merit of gas-phase single-pass continuous CO<inf>2</ inf> electrocatalytic reduction to formate. Chemical Engineering Journal, 2021. 405. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126965.

9. Wei F., Liao D., Lin Y., Hu C., Ju J., Chen Y., Feng D. Electrochemical degradation of reverse osmosis concentrate (ROC) using the electrodeposited Ti/TiO<inf>2</inf>-NTs/PbO<inf>2</inf> electrode. Separation and Purification Technology, 2021. 258. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118056.

10. Zhang C., Li Y., Wang C., Zheng X. Different inactivation behaviors and mechanisms of representative pathogens (Escherichia coli bacteria, human adenoviruses and Bacillus subtilis spores) in g-C<inf>3</inf>N<inf>4</inf>-based metal-free visible-light-enabled photocatalytic disinfection. Science of the Total Environment, 2021. 755. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142588.

11. Yan Y., Zhao T., Guo H., Xu F., Zhang L., Yang Z., Ran J. Experimental Investigation on Mixed Combustion Characteristics of Coal, Tobacco Straw, and Cinder in an Energy-Saving Bake Process. Journal of Energy Resources Technology, Transactions of the ASME, 2021. 143(2). https://doi.org/10.1115/1.4047763.

12. Choi O. K., Seo J. H., Kim G. S., Hendren Z., Kim G. D., Kim D., Lee J. W. Non-membrane solvent extraction desalination (SED) technology using solubility-switchable amine. Journal of Hazardous Materials, 2021. 403. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123636.

13. Wu, X., & Mu, X. (2021). Practical scaled consensus for nonlinear multiagent systems with input time delay via a new distributed integral-type event-triggered scheme. Nonlinear Analysis: Hybrid Systems, 40. https://doi.org/10.1016/j.nahs.2020.100995

14. Semenyutina A., Svintsov I., Huzhahmetova A., Semenyutina V. Regulation of increase of biodiversity of woody plants in protective forest plantings of the Volga region. World Ecology Journal, 2018. 8(2), 46−59. https://doi.org/https://doi.org/10.25726/NM.2018.2.2.005.

15. Piscitelli M. S., Brandi S., Capozzoli A., Xiao F. A data analytics-based tool for the detection and diagnosis of anomalous daily energy patterns in buildings. Building Simulation, 14(1), 2021. 131–147. https://doi.org/10.1007/s12273-020-0650-1.

16. Zhao H., Li Y., Song Q., Liu S., Ma L., Shu X. Catalytic reforming of volatiles from co-pyrolysis of lignite blended with corn straw over three iron ores: Effect of iron ore types on the product distribution, carbon-deposited iron ore reactivity and its mechanism. Fuel, 2021. 286. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119398.

17. Cao Y., Soares C., Padoin N., Noel T. Gas bubbles have controversial effects on Taylor flow electrochemistry. Chemical Engineering Journal, 2021. 406. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126811.

18. Zhao M., Zhang X., Tran K., Wen H., Xiang Y., Cao Z., ... Koonen A. M. J. Integrated Tunable Phase Shifter Based on Energy-Conserved Phase Amplification and Its Application for RF- OAM Generation. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2021. 27(2). https://doi.org/10.1109/JSTQE.2020.3014807.

Материал поступил в редакцию 26.09.20.

Горбунова Марина Иосифовна, канд. пед. наук, доцент

________________________________________________________________________________________