автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности стрижки овец путём совершенствования рабочих органов стригальных машинок

На правах рукописи

РУСАКОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРИЖКИ ОВЕЦ ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 2 ПЕН 2015

Мичуринск-наукоград РФ 2015

005561902

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» (ФГБНУ ГОСНИТИ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Лялякин Валентин Павлович

Официальные оппоненты: Алексенко Николай Петрович, доктор

технических наук, профессор, профессор кафедры «Механизация и технология производства и переработки

сельскохозяйственной продукции» Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет»

Хлопко Юрий Александрович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник центра коллективного пользования ФГБНУ «Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения РАН»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный

аграрный университет»

Защита диссертации состоится «22» октября 2015 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.041.03 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, зал заседаний диссертационных советов, тел./факс (47545) 9-44-12, e-mail: dissov@mgau.ru.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет» и на сайте www.mgau.ru, с авторефератом - на официальном сайте ВАК Министерства образования и науки РФ: http://vak.ed.gov.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скреплённые гербовой печатью, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан «» года

Учёный секретарь диссертационного совета, /?/

кандидат технических наук, доцент ^ Н.В. Михеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Планом развития овцеводческой отрасли является Приказ Минсельхоза РФ от 2 сентября 2011 г. № 294 «Об утверждении отраслевой целевой программы «Развитие овцеводства и козоводства в России на 2012 - 2014 гг. и на плановый период до 2020 года».

Ожидаемые конечные результаты Программы: увеличение численности овец и коз до 28,0 млн. голов, объёмов производства шерсти до 84,0 тыс. тонн. Размеры финансирования до 2020 г. составят 24 млрд. 764 млн. рублей.

Основная доля затрат в овцеводстве приходится на их стрижку, для облегчения труда стригалей созданы различные типы стригальных машинок.

Повышение эффективности стрижки овец возможно за счёт совершенствования рабочих органов стригальных машинок.

В настоящее время недостаточно изучены и освещены в литературе вопросы влияния нажимного механизма на эффективность работы стригальной машинки. Техническое состояние стригальных машинок оценивалось без учёта такого важнейшего показателя, непосредственно влияющего на рабочий процесс, как равномерность усилия прижатия ножа к гребёнке. Равномерность обеспечивается наклонным нажимным механизмом только при соблюдении абсолютной геометрической точности конструкции, когда верхняя точка упорного стержня и центр качания рычага лежат на одной оси перпендикулярной плоскости гребёнки.

В этой связи работы по усовершенствованию конструкции стригальных машинок в направлении повышения эффективности стрижки овец являются актуальными.

Степень разработанности. В ряде стран интенсивно велись и ведутся работы по созданию новых конструкций стригальных машинок и улучшению серийно выпускаемых.

Первую стригальную машинку сконструировал в Австралии ирландец по происхождению Фредерик Йорк Волслей в 1887 году.

Отечественные стригальные машинки марки РМЗ впервые были освоены Ростовским механическим заводом в 1934 - 1936 годах. В дальнейшем изучением и научным обоснованием процессов механической стрижки вплотную начали заниматься лаборатории ведущих институтов страны ВИЭСХ, ГОСНИТИ и другие. Было разработано несколько модификаций стригальных машинок марки МСО (МСО-58, МСО-77).

Инициаторами разработки более совершенной конструкции с электродвигателем, встроенным в рукоятку стригальной машинки стали учёные Ю. И. Краморов, В. В. Перчихин и К. А. Месхи. Наиболее удачной оказалась стригальная машинка исследователя К.А. Месхи, созданная в 1965 году, которая впоследствии подверглась незначительной модернизации со стороны ГСКБ Ростовского машиностроительного завода и ГСКБ завода «Актюбинсксельмаш», где она выпускалась под маркой МСУ-200.

До настоящего времени не все недостатки устранены, поэтому требуются исследования и дальнейшие усовершенствования.

Цель работы - повысить эффективность стрижки овец путём совершенствования нажимного механизма стригальных машинок, обеспечивающего равномерность прижатия ножа к гребёнке в процессе работы.

Задачи исследования:

- провести анализ технологических схем и устройств стригальных машинок;

- теоретически и экспериментально определить факторы, влияющие на работоспособность стригальных машинок;

- разработать методику и оборудование для экспресс-испытаний стригальных машинок;

- снизить металлоёмкость стригальной машинки за счёт применения более простого по конструкции вертикального нажимного механизма;

- повысить производительность стрижки овец за счёт увеличения времени работы режущих пар без переточек;

- снизить энергетические затраты за счёт создания равномерного усилия прижатия ножа к гребёнке при его движении от центра до крайних положений.

Научная новизна состоит:

- в разработке теоретических основ вертикального нажимного механизма обеспечивающего геометрическую точность совмещения точек качания коленчатого упорного стержня и рычага на одной оси, перпендикулярной плоскости гребёнки (авторское свидетельство № 1279818);

- в рациональности нажимного механизма при передаче усилий коленчатым стержнем от нажимной гайки к ножу, что способствует увеличению срока службы режущей пары между переточками, а также повышению производительности стрижки овец;

- в разработке методик и приборов для определения усилий и условий равномерного прижатия ножа к гребёнке.

Теоретическая и практическая значимость работы:

теоретически и экспериментально обоснована конструкция вертикального нажимного механизма стригальной машинки с коленчатым упорным стержнем;

- разработаны методики определения усилий прижатия ножа к гребёнке и остроты режущей кромки ножа непосредственно на стригальных пунктах в период стрижки овец;

- полученные результаты испытаний в лабораторных и производственных условиях доказывают трёхкратное снижение неравномерности усилий прижатия ножа к гребёнке в модернизированной стригальной машинке. Данное преимущество может быть использовано при совершенствовании существующих и проектировании перспективных стригальных машинок.

Методология и методы исследования. Теоретической и методологической основами исследования послужили труды отечественных и зарубежных учёных, рекомендации научно-исследовательских и учебных учреждений по вопросам механизации сельскохозяйственного производства.

В процессе исследования применялись методы наблюдения, моделирования, методы математической статистики, методы планирования эксперимента.

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- модернизированные варианты стригальных машинок, обеспечивающие равномерное усилие прижатия ножа к гребёнке;

теоретически и экспериментально определённые параметры вертикального нажимного механизма с коленчатым упорным стержнем, способствующие равномерному прижатию ножа к гребёнке и за счёт этого снижению энергетических затрат машинки, повышению производительности стрижки овец, снижению металлоёмкости конструкции;

- приборы и методики для определения усилий прижатия ножа к гребёнке;

- взаимосвязь между силами прижатия ножа к гребёнке, их износом и остротой лезвия ножа;

- технико-экономическая целесообразность использования стригальной машинки с вертикальным нажимным механизмом.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов расчётов подтверждается положительными результатами лабораторных и производственных исследований устройства модернизированных стригальных машинок с вертикальным нажимным механизмом.

Основные результаты научных исследований были доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Туркменского СХИ, Казахского СХИ. Научно-практической конференции «Совершенствование охраны труда в народном хозяйстве республик Средней Азии» (Ташкент 1988 год), на заседании секции по ремонту и техническому обслуживанию МТП НТС Госагропрома Туркменистана (1988 год), апробация в СКБ завода «Актюбинсксельмаш» (1986 год), на заседании Учёного Совета ФГБНУ ГОСНИТИ (2015 год).

Реализация результатов работы. Результаты научно исследовательской работы внедрены в производство ОАО «МТС «Октябрьское» Оренбургской области (2014 год). Используются в учебном процессе ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2015 год) и ФГБОУ ВПО «Костромская ГСХА» (2015 год).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, входящих в перечень ВАК. Общий объём публикаций составил 4,89 печатных листов, из которых 3,51 печатных листов принадлежит лично автору.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, литературы и приложений. Работа изложена на 179 страницах, включает 137 страниц основного текста, 43 рисунка, 110 источников литературы, 16 таблиц и 25 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения эффективности стрижки овец, путём совершенствования рабочих органов стригальных машинок, поставлены цель и задачи исследования, дана научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследований.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследования» приведены анализ технологий, способов стрижки овец и зоотехнические требования. Дан обзор существующих и усовершенствованных конструкций стригальных машинок применяемых в СНГ и за рубежом. Поставлена цель и задачи исследования.

История развития машинной стрижки овец отечественная и зарубежная шла в основном по пути совершенствования конструкций стригальных машинок и поиска принципиально новых методов стрижки.

Зарубежная техника изготавливается для частных хозяйств с небольшим поголовьем овец, поэтому этим моделям присуща универсальность в использовании.

Определено, что в известных конструкциях стригальных машинок с наклонным нажимным механизмом нормальная работа возможна тогда, когда нож прижат к гребёнке равномерно на протяжении всего его хода в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Схема нажимного механизма стригальной машинки МСУ-200

Это обеспечивается наклонным нажимным механизмом лишь в том случае, если верхняя головка «а» упорного стержня и шаровая головка «с!» центра качания рычага лежат на одной оси, перпендикулярной плоскости гребёнки.

О преимуществах стригальных машинок с вертикальным нажимным механизмом писали П. Л. Полозов, У. К. Керимов, В. Е. Фириченков. Обоснованием оптимальных эксплуатационных параметров техники для стрижки овец занимались Н. П. Алексенко, Ю. А. Хлопко, А. Т. Лебедев.

Анализ существующих методик испытаний стригальных машинок показал, что при оценке конструктивных параметров не принимались в учёт равномерность усилий и сила прижатия ножа к гребёнке.

В качестве рабочей гипотезы нами было сделано предположение, что неравномерность прижатия ножа к гребёнке на протяжении всего его хода заложена в самой конструкции нажимного механизма, основанного на абсолютной геометрической точности, недостигаемой практически.

На основании анализа состояния вопроса сформулированы цель и задачи научных исследований.

Во второй главе «Теоретическое обоснование конструктивно-технологических параметров стригальных машинок» приведены варианты усовершенствованных конструкций стригальных машинок. Даны расчёты конструкций с упругим элементом и коленчатым упорным стержнем.

Теоретическое обоснование конструкции стригальной машинки с коленчатым упорным стержнем.

Общий вид машинки приведён на рисунке 2.

Рисунок 2 - Стригальная машинка с коленчатым упорным стержнем

С целью сохранения кинематических параметров режущей пары нож-гребёнка и унификации модернизированной машинки в конструкцию были внесены изменения: в рычаг вместо косого подпятника под упорный стержень был запрессован прямой подпятник центра вращения и такой же подпятник был запрессован в развёрнутое отверстие верхней части нажимной гайки вместо плоского упора. Заново отлит корпус и изготовлен коленчатый упорный стержень.

Габаритные размеры коленчатого стержня рассчитаны согласно данным приведённым на рисунке 3.

При уменьшении высоты h облегчается вход машинки в шерсть, но возрастает продольная составляющая Т при одном и том же вертикальном нажатии Р, величина которого составляет:

Р 78

Р = Р. х-^- = 200х — = 487,5 Н, принимаем 500 Н, (1)

где Р. - усилие прижатия ножа к гребёнке, 200 Н;

С, - расстояние по горизонтали от оси I-I до точки приложения Р., 78

мм;

Сш - расстояние по горизонтали от оси I-I до подпятника упорного стержня, 32 мм.

Т = — = Px^Ü- = 500X-^L, Н (2)

tga h h

д=^=рхЯЯ=5оохЯЯ'н (з)

Расчётные данные к построению графика приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Зависимость нагрузочных характеристик от конструктивных параметров коленчатого стержня___

h а0 Т,Н Q,H — х 100% Р

0,2 11,3 2500 2549 510

0,4 21,8 1250 1346 269

0,6 31,0 833 972 194

0,8 38,6 625 800 160

1,0 45,0 500 705 141

1,2 50,2 417 651 130

1,4 54,5 357 614 123

1,6 58,0 312 590 118

1,8 60,9 278 572 114

2,0 63,4 250 559 112

2,2 65,5 227 549 110

Как видно из расчётных данных, результирующая О, определяющая размеры коленчатого стержня и интенсивность износа его упора, уменьшается незначительно с ростом ЫСт после значения 1,6 (4% и менее на каждый следующий шаг) и увеличивается резко с уменьшением ЫСШ после значения 0,8 (35% и много больше на каждый предыдущий шаг). Таким образом, нецелесообразно с точки зрения силовых соотношений выходить за пределы вышеуказанных значений, причём предпочтение следует отдавать конструкции с большим значением Ь1СШ.

На рисунке 4 показан график изменения горизонтальной составляющей Т, результирующей 0 и угла а0в зависимости от отношения Ы(ш.

Х<2н

1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

Рисунок 4 - График изменения усилий и угла наклона результирующей С> в зависимости от размеров коленчатого стержня

Работа нажимного механизма с коленчатым стержнем возможна при защемлении последнего в опорах. На рисунке 5 в первом приближении дана расчётная схема и эпюра моментов. Тогда для любого сечения:

м = Тху-Рхх = Рх-^5-ху-Рхх = Рх[-^-ху-х |.

Ь ^ Ь ;

(4)

Анализ показывает, что наиболее рациональная форма с точки зрения нагружения имеет место при ув =ус = И/2, тогда:

м. р„=Рх(^х|-х) = Рх(^-х) = ±Рх^-.

(5)

с>/ к

т=р-ш

р Мп

1) х

Т=Р -ш 11

>р

Рисунок 5 - Схема нагружения коленчатого стержня и эпюра изгибающих

моментов

Во всех других случаях значение момента возрастает и предельный случай имеет место при ув =ус = 0 или ув =ус = Ь, тогда:

М.пр.я=Рх^ш. (6)

Соответственно диаметр коленчатого стержня, выполненного из стали 45 с закалкой в воде и отпуском на твёрдость НЛС 38-48, вид принимаемой нагрузки - пульсирующий:

^рац ?

£

М ,8x101 =

0,1 х [С] „ V 0,1x220 32

(7)

500 х — = 8 х 10 Н х мм ; 2 2

.2 _ пл и /____2

где М, р,ц=Рх-

[в] о = 2200 кгс/см2 = 220 Н/мм2 - предел выносливости при отнулевом цикле нагружения.

^пред

м.

0,1 X [С] 0

16 х 10

= 8,99 мм,

(8)

/0,1x220

где М111фе1 = 500 х 32 = 16 х 10' Н х мм .

Расчётные данные изменения сил прижатия ножа к гребёнке от сил создаваемых нажимным механизмом модернизированной машинкой приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Расчётные данные зависимости усилий прижатия на нож Р„

Рн,Н Р,Н Рн,Н Р, Н

50 121,88 130 316,88

60 146,25 140 431,25

70 170,63 150 365,63

80 195,00 160 390,00

90 219,38 170 414,38

100 243,75 180 438,75

110 268,13 190 463,13

120 292,50 200 487,50

Если сравнить силы, передаваемые стержнями нажимного механизма серийной и модернизированной стригальных машинок для получения силы нажатия ножа на гребёнку, равную 200 Н, в серийной нажатие на рычаг составляет Р = 635 Н, в модернизированной Р = 487,5 Н.

Как видно из расчётных данных, коэффициент полезного действия нажимного механизма модернизированной машинки выше: для передачи одинакового усилия на нож тратится меньше усилий на нажимном механизме и, главное, облегчается труд стригаля.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» в качестве предмета экспериментальных исследований нами приняты модернизированные стригальные машинки на базе МСУ-200. Разработанная структурная схема экспериментальных исследований приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Структурная схема экспериментальных исследований

Определение показателей электропривода осуществлялось в соответствии с требованиями ОСТ 70.2.3-79 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы оценок электроприводов сельскохозяйственных агрегатов».

Эргономическая оценка при испытаниях модернизированной стригальной машинки для овец проводилась по программе ОСТ 70.2.33-80, ОСТ 70.21.2-75 и методам эргономического анализа системы «Человек-машина-среда» в сравнении с серийной стригальной машинкой МСУ-200.

Испытания оценки шума и вибрации проводились с помощью передвижной эргономической лаборатории. В качестве измерительной аппаратуры был использован комплект ИШВ - 1.

Экспериментально-технологическая оценка модернизированной

стригальной машинки проводилась согласно ГОСТ 24055 - 80 и ГОСТ 24057 - 80 по материалам протокола предварительных испытаний Казахской МИС.

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты исследований по разработанной структурной схеме экспериментальных исследований.

Момент инерции рычага стригальной машинки, определённый экспериментально с помощь трифилярного подвеса составил значение равное

1 = 3,25x10-* кгхм2.

Результаты определения равномерности прижатия ножа к гребёнке с помощью тензорычагов. Образцы осциллограмм показаны в соответствии с рисунком 7.

а) опытная б) серийная

1 - усилие прижатия ножа к гребёнке; 2 - отметка времени; 3 - нулевая линия Рисунок 7 - Образцы осциллограмм работы машинок с тензорычагами

Проведённый анализ по этой серии опытов позволяет получить следующие выводы:

- у опытных машинок усилие прижатия ножа к гребёнке в диапазоне хода ножа колеблется в незначительных пределах, чего нельзя сказать о серийных машинках;

- степень неравномерности усилия прижатия ножа к гребёнке у опытных образцов в 2,5 - 3 раза ниже, чем у серийных.

Результаты проведения полного факторного эксперимента с тремя

переменными статистической обработки данных по определению усилий прижатия ножа к гребёнке.

В качестве параметра оптимизации (У) была выбрана неравномерность усилий прижатия ножа к гребёнке. Независимыми переменными факторами были выбраны следующие параметры: высота коленчатого штока (X]), усилие прижатия ножа к гребенке (Х2) и отклонение верхней головки стержня упорного от оси качания (Х3).

Получили уравнение регрессии в виде:

У = 130,589 - 9,0 х X, + 4,4875 х Х2 + 95,1125 хХ,-

-1,6375 х X, х Х2 - 4,5875 х X, х Х3 + 2,1 х Х2 х Х3. (9)

Результаты определения усилий прижатия ножа к гребёнке в процессе стрижки.

Результаты измерений приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Результаты определения сил прижатия ножа

к гребёнке в опытной и серийной машинках

Количество замен режущих пар. Н-нож; Г-гребёнка Усилия прижатия ножа к гребёнке, Н

Опытная машинка Серийная машинка

Количество остриженных овец, гол. Количество остриженных овец, гол.

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

Н-Г 160 170 200 220 220 - 190 230 260 270 - -

н- 150 160 160 200 220 - 190 200 240 260 - -

н- 150 170 170 200 200 190 160 210 250 250 - -

н-г 160 150 170 180 180 200 170 190 220 240 260 -

н- 140 150 160 160 190 - 170 200 240 250 270 -

Анализ результатов показал, что общее количество овец остриженных опытной машинкой за время опыта составило 27 голов, серийной - 22 головы.

Величина усилия прижатия ножа к гребёнке после стрижки первой овцы заново заточенными ножами в опытной машинке находилась в пределах 140 Н -160 Н, а в серийной 170 Н -190 Н.

Усилия прижатия в момент замены ножа после стрижки пяти овец не превышали 200 Н - 220 Н в опытной машинке, в серийной машинке составляли 260 Н - 270 Н, то есть превышала нормативные на 23 %. Это позволило остричь больше овец за счёт увеличения срока службы режущих пар между переточками.

Результаты определения остроты лезвия ножа и усилий прижатия ножа к гребёнке в процессе стрижки овец приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты опытов по определению остроты лезвия ножа и сил прижатия ножа к гребёнке__

Показатели Опытная машинка Серийная машинка

Количество остриженных овец, гол Количество остриженных овец, гол

1 2 3 4 1 2 3 4

Усилие прижатия, Н 160 170 200 220 190 230 260 270

Радиус затупления режущей кромки, мкм 23,3 25,0 26,7 30,0 31,7 31,7 35,0 38,3

Примечание - заточенные ножи имели первоначальный радиус режущей кромки 20 мкм

Величина затупления ножа и усилия прижатия показаны на рисунке 8.

5К и

а к

<Ц «

к

к «

С!

п

н

ев со

О

к

ч

03 РЦ

И

50 40

^ 30

20

о о, и 10

2ч Ч у

<

И"®-- "Г

100

200

300

Усилие прижатия Р, Н

1 - опытная машинка; 2 - серийная машинка Рисунок 8 - Величина затупления ножа и усилия прижатия в процессе работы

У опытной машинки после стрижки четырёх голов овец усилие прижатия ножа к гребёнке составляло 220 Н, а радиус затупления лезвия ножа 30,0 мкм. В серийной машинке усилие прижатия возросло до 270 Н при радиусе затупления кромки ножа 38,3 мкм.

Результаты определения показателей электропривода при стрижке овец приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Результаты энергетической оценки электропривода опытной и

серийной машинок

Показатели По опытной машинке По сравниваемой серийной машинке

холостой ход рабочий ход холостой ход рабочий ход

Производительность, гол./ч 11,76 10,96

Напряжение сети V, В 35,9 37,6 36,8 36,0

Мощность потребляемая из сети Р, кВт 0,074 0,096 0,068 0,105

Коэффициент загрузки, % - 54,3 - 59,3

Коэффициент мощности, COS ф 0,42 0,52 0,46 0,64

Удельная энергоёмкость, кВтч7гол. 0,0082 0,0096

Из полученных данных видно, что коэффициент загрузки электродвигателя опытной машинки составляет 54,3%, а серийной 59,3% при выполнении технологического процесса, следовательно она работает с большим запасом мощности, что говорит о преимуществе вертикального нажимного механизма.

Результаты эргономической оценки показателей опытной и серийной стригальных машинок при стрижке овец.

Анализ испытаний показал, что при работе опытной машинки шум на всех среднегеометрических частотах ниже на 2 — 16 дБ.

Вибрация на корпусе опытной машинки на четырёх частотах меньше на величину от 4 до 8 дБ, чем у серийной МСУ-200.

Нагрев ручки с теплоизоляцией и без теплоизоляции у опытной машинки соответственно на 4°С и 5°С меньше, а температура двигателя составляла 37°С, что на 10 градусов ниже чем у серийной машинки.

Показатели эксплуатационно-технологической оценки стригальных машинок на основной работе.

Производительность опытной машинки за 1 ч основного времени выше серийной на 0,8 головы, что составляет 7,3 процента.

Удельный расход электроэнергии на стрижку одной овцы модернизированной машинкой составил 0,0082 кВтх ч/гол., а серийной - 0,0096 кВтх ч/гол. Разница составила 0,0014 кВтх ч/гол. и равняется 14,6 процентам.

Увеличился средний настриг шерсти с одной головы на 0,1 кг, уменьшились потери шерсти и перестрига на 0,01 кг в расчёте на 10 голов. Равномерность среза шерсти обеспечивается.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка исследований» дан расчёт экономической оценки опытной (новой) стригальной машинки, выполненный согласно ГОСТ 23729-88 и существующих нормативно-справочных материалов. Основой послужили материалы отчёта предварительных испытаний и рекомендаций, проведённых на Казахской МИС, а полученные показатели сравнительной экономической эффективности сведены в таблицу 6.

Таблица 6 - Показатели сравнительной экономической эффективности

новой и базовой стригальных машинок

Значение показателей Степень

Наименование показателей машинки снижения

новой базовой затрат

1. Общие затраты труда, 0,085 0,091 0,006

в том числе:

а) на выполнение основного

производственного процесса 0,085 0,091 0,006

б) на ремонт и периодическое техническое обслуживание

2. Общие затраты труда на

выполнение годового

зонального объёма работы

машины, чел. — ч 177,07 189,57 12,5

3. Прямые эксплуатационные затраты, руб./гол. 10,68 10,75 0,07

4. Прямые эксплуатационные затраты на годовой объём работы новой машины, руб. 22186,08 22311,07 124,99

5. Капиталовложения на

выполнение годового объёма

работ, руб. 8120,00 8540,00 420,00

6. Приведённые затраты на

выполнение годового объёма

работ новой машины, руб. 23330,00 23540,00 210,00

7. Годовой экономический

эффект от внедрения с учётом

изменения количества и

качества продукции новой машины, руб. 210,00

8.Лимитная цена, руб. 6370,00 - -

9. Экономический эффект от

производства и использования, руб. 644,00

Годовой экономический эффект, определённый по экономии приведённых затрат на выполнение годового объёма работ новой машинки составит:

ЭГ=С6-СВ; (10)

где Эг - годовой экономический эффект, руб.;

Сб; С. - сумма приведённых затрат в базовом и новом вариантах, руб.

Эг = 23540,00 - 23330,00 = 210 руб.

Годовой хозрасчётный экономический эффект, определённый по экономии приведённых затрат от серийного выпуска стригальных машинок в количестве 10000 штук составит:

Эх = Эг х Аг; (11)

где Эх - годовой хозрасчётный экономический эффект по экономии приведённых затрат от серийного выпуска машинок, руб.;

Аг — годовой объём работ, штук.

Эх = 210 х 10000 = 2100000 рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В хозяйствах применяется в основном скоростная стрижка овец, что требует модернизации существующих и создания новых конструкций стригальных машинок, способствующих повышению их надёжности и производительности труда стригалей.

2. Обзор существующих стригальных машинок показал, что в промышленном овцеводстве стрижка овец осуществляется с помощью ручных электрических машинок. Установлено, что 44% исследуемых базовых машинок МСУ-200 и 26% МСО-77Б имеют существенный конструктивный недостаток в нарушении геометрии корпуса или нажимного механизма и, вследствие чего, происходит неравномерное прижатие ножа к гребёнке. Для обеспечения равномерного прижатия ножа к гребенке, устранения отклонений центров колебания упорного стержня и рычага от оси, перпендикулярной плоскости гребёнки при эксплуатации, разработана конструкция стригальной машинки с вертикальным нажимным механизмом и коленчатым стержнем.

3. Теоретические и экспериментальные исследования модернизированной конструкции машинки позволили установить:

- циклическая сила, действующая на коленчатый упорный стержень, в модернизированной машинке, всегда проходит по оси, перпендикулярной плоскости гребёнки и при уменьшении высоты ножа в процессе переточек не меняет своего направления;

- основными критериями объективной оценки конструкции стригальной машинки следует считать: равномерность и силу прижатия ножа к гребёнке, от которых зависят зоотехнические, эргономические и технико-эксплуатационные показатели процесса стрижки овец;

величина неравномерности прижатия ножа к гребенке в модернизированной машинке в границах создаваемых усилий 100 - 150 Н,

составляет не более 40 Н (разница между максимальными и минимальными усилиями). В серийной машинке эта величина составляет 135,5 Н, т.е. в 3 раза больше.

4. Исследованиями установлено, что усилия прижатия ножа к гребёнке в модернизированной машинке с коленчатым упорным стержнем до момента затупления лезвий ножа находятся в пределах 140 - 220 Н. В серийных машинках они колеблются от 170 до 270 Н. Вследствие этого в модернизированных машинках увеличивается срок службы режущих пар между их переточками и уменьшается нагрузка на трущиеся кинематические пары передаточного механизма.

5. Разработаны методика и оборудование для проведения экспресс-испытаний стригальных машинок в лабораторных и полевых условиях с целью получения данных по равномерности и сил прижатия ножа к гребёнке.

6. Производственные испытания модернизированной стригальной машинки показали следующие технико-экономические показатели: годовой экономический эффект от внедрения одной машинки составил 210,00 рублей; производительность за час основного времени повысилась на 0,8 головы. Снижена балансовая цена машинки на 400,00 рублей; уменьшился расход электроэнергии на 0,0014 кВтхч/гол., улучшились эргономические показатели, на 0,095 кг снизилась масса машинки.

Рекомендации производству

На основании теоретических и экспериментальных исследований определены оптимальные параметры модернизированных стригальных машинок с вертикальным нажимным механизмом. Установлено, что при работе модернизированной стригальной машинки её производительность выше серийной на 7,3 %, а удельный расход электроэнергии на 14,6 % ниже.

Перспективы дальнейшей разработки темы

Разработать для овцеводческих хозяйств рекомендации по модернизации стригальных машинок. Исследовать возможность применения результатов исследований на режущих парах других сельскохозяйственных машин.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

1. Русаков, А.Н. Модернизация стригальной машинки для овец / А.Н. Русаков, B.C. Герасимов // Сельский механизатор. - 2014. - № 5. - С. 26 — 27.

2. Русаков, А.Н. О возможности настройки колеблющейся системы стригальной машинки для овец в режим близкий к резонансу / А.Н. Русаков // Труды ГОСНИТИ, 2014. - Т. 115. - С. 81-83.

Авторские свидетельства

3. А. с. 1279818 А 1 СССР, В26В 19/24. Машинка для стрижки животных/ А.Н. Русаков, П.Л. Полозов, В.Е. Фириченков. - № 3805136; заявл. 26.10.84; опубл. 30.12.86. Бюл. №48.

Статьи в других изданиях

4. Русаков, А.Н. Техника безопасности при электромеханической стрижке овец / И.А. Аповов, А.Н. Русаков // Совершенствование охраны труда в народном хозяйстве республик Средней Азии: тез. докл. Всесоюз. науч. конф.

- Ташкент, 1988. - С. 78-79.

5. Русаков, А.Н. Модернизированная стригальная машинка / П.Л. Полозов, А.Н. Русаков // Сельское хозяйство Туркменистана. - 1985. - № 9. - С. 34.

6. Русаков, А.Н. Модернизированная стригальная машинка МСУ-200М: Рекомендации научно-исследовательских учреждений для использования в производстве. Госагропром ТССР / П.Л. Полозов, А.Н. Русаков,

В.Е. Фириченков - Ашхабад: Ылым, 1989. - С. 22-24.

7. Русаков, А.Н. Определение момента инерции рычага стригальной машинки методом крутильных колебаний. Технология механизированных работ животноводства аридной зоны Туркменистана / А.Н. Русаков // Сборн. научн. тр. Туркм. ордена «Знак Почёта» СХИ, 1986. - Т. 15. Вып. 5. - С. 72-77.

8. Русаков, А.Н. Методика тарировки рычага стригальной машинки. Технология механизированных работ животноводства аридной зоны Туркменистана / А.Н. Русаков // Сборн. научн. тр. Туркм. ордена «Знак Почёта» СХИ, 1986. Т. 15. Вып. 5. - С. 42-50.

9. Русаков, А.Н. Машинка для стрижки овец с усовершенствованным механизмом прижатия ножа к гребёнке. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства / П.Л. Полозов, В.Е. Фириченков,

А.Н. Русаков // Сборн. статей. Т. 34 Акад. наук Туркменской ССР - Ашхабад: Ылым, 1990. С. 274-282.

10. Русаков, А.Н. Перспективная конструкция стригальной машинки. // Совершенствование средств механизации пустынного животноводства /

А.Н. Русаков, А.Д. Коломийцев // Сборн. научн. тр. / Туркм. ордена «Знак Почёта» СХИ, 1991. Т. 35. Вып.5. С. 38-43.

11. Русаков, А.Н. Технико-экономическая оценка модернизированной стригальной машинки // Совершенствование средств механизации пустынного животноводства / П.Л. Полозов, А.Н. Русаков // Сборн. научн. тр. / Туркм. ордена «Знак Почёта» СХИ, 1991. Т. 35. Вып. 5. С. 70-73.

12. Русаков, А.Н. К обоснованию конструкции нажимного устройства стригальной машинки с упругим элементом. // Совершенствование средств механизации пустынного животноводства / В.Е. Фириченков, А.Н. Русаков / Сборн. науч. тр. / Туркм. ордена «Знак Почёта» СХИ, 1991. Т. 35. Вып. 5. С. 96105.

Отпечатано в ООО «Издательство Спутник+» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать 21.07.2015 г. Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1.0 Печать авторефератов (495)730-47-74, 778-45-60