автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов

На правах рукописи

004602046 ГАЯЗИЕВ ИЛЬНАР НАИЛЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВУХРОТОРНОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА С ЦИКЛОИДАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ РОТОРОВ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ою1 ОТ е I

Казань-2010

004602046

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» на кафедре электрификации сельскохозяйственного производства и механизации животноводства

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Зиганшин Булат Гусманович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Алешкин Владимир Романович

кандидат технических наук, доцент Коцдратьев Георгий Иванович

Ведущая организация: - ФГОУ ВПО «Чувашская государстнс;ньая

сельскохозяйственная академия»

Защита состоится « 28 » мая 2010 года в 13 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 220.035.02 при ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» по адресу: 420011, г. Казань. Учебный городок Казанского ГАУ, УЖ ИМ и ТС, ауд.213.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского ГАУ (УЖ ИМ и ТС, читальный зал).

Автореферат разослан и размещен на сайте ЬЦр:/Ауту/ lcazgau.ru. « 26 » апреля 2010 года

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., доцент I / Галг-ев И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основной задачей, стоящей перед сельским хозяйством, является обеспечение населения продуктами питания за счет разработки и внедрения новых ресурсо- и энергосберегающих технологий и технических средств. Особое внимание уделяется молочному комплексу, обеспечивающему производство и переработку жизненно важной для человека продукции. В современных условиях острой проблемой является повышение экономической эффективности молочного скотоводства.

К настоящему времени разработан целый спектр доильных установок, предназначенных для доения различного поголовья коров (от 10 до 400 голов и более). При этом одной из главных проблем машинного доения является несовершенство вакуумной системы доильных установок. Центральным звеном вакуумной системы является вакуумный насос, который должен обеспечивать высокую надежность вакуумной системы в целом и создавать стабильный вакуумный режим. Однако изготавливать вакуумные насосы специально для каждого размера доильной установки, на наш взгляд, нецелесообразно. Уменьшить типоразмерный ряд насосов возможно применением вакуумных насосов с регулируемой подачей. К таким насосам относятся, в частности, двухроторные вакуумные насосы. Достоинством двухроторных вакуумных насосов являются такие показатели, как быстроходность, надежность, долговечность и массогабаритные показатели. В связи с этим двухроторные вакуумные насосы представляют значительный интерес.

На кафедре электрификации сельскохозяйственного производства и механизации животноводства ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» разработан, изготовлен и исследован новый двухроторный вакуумный насос, обладающий рядом преимуществ по сравнению с аналогами.

Работа выполнена на кафедре электрификации сельскохозяйственного производства и механизации животноводства ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» в соответствии: с планом научно-исследовательских работ Казанского ГАУ «Разработка конструкции, обоснование параметров и режима работы двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов» (гос. per. № 01201000401), а также в соответствии с Программой развития приоритетных направлений науки в РТ до 2010 года этап 2006 г. «Разработка энергосберегающих вакуумных насосов для доильных машин», а также в соответствии с координационной программой по проблеме «Разработать системы технологизации и инженерно-технического обеспечения агропромышленного производства как основы стабилизации АПК субъектов Российской Федерации Северо-Кавказского, Приволжского и Уральского федеральных округов на 2001-2010 гг.».

Цель работы: Снижение энергоемкости процесса создания вакуума путем разработки двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов и обоснования его конструктивно-технологических параметров.

Объект исследования. Двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов.

Предмет исследования. Рабочий процесс двухроторного вакуумного

насоса с циклоидальным профилем роторов нагнетательными окнами, расположенными во впадинах ротора.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных законов классической механики, теплотехники, термодинамики, а также расчетно-конструктивных методов и методов физического моделирования. Экспериментальные исследования проводились на специальных стендах с использованием методов планирования эксперимента. Результаты эксперимента обрабатывались с помощью известных компьютерных программ и методов математической статистики.

Задачи исследования:

1. Провести анализ и классификацию существующих конструкций вакуумных машин объемного типа.

2. Разработать теоретические основы расчета и проектирования двухрогорного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов, обеспечивающего снижение энергоемкосга процесса создания вакуума.

3. Разработать математическую медаль рабочего процесса нового двухрогорного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

4. Обосновать конструктивно-технологические параметры и режим рабспы двухрогорного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

5. Провести лабораторные и производственные испытания экспериментального двухрогорного вакуумного насоса и их технико-экономическую и энергетическую оценку.

Научная новизна состоит:

- в разработке теоретических основ расчета и проектирования дсухроторного вакуумного насоса с циклоид альным профилем роторов;

- в разработке математической модели рабочего процесса двухрогорного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- разработан новый двухрогорный вакуумный насос (патент РФ на изобретение №2382905)

Практическая ценность. Разработана новая конструкция двухроторного вакуумного насоса с улучшенными параметрами:

- прямые затраты энергии снижены на 36%;

- повышена долговечность рабспы вакуумного насоса за счет устранения трения роторов и совершенствования термодинамического процесса работы насоса.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе студентами Института механизации и технического сервиса ФГОУ ВПО «Казанский ГАУ». Опытный двухрогорный вакуумный насос внедрен в сфере АПК Республики Татарстан, в ООО «Алтын Саба-М» Сабинского района Республики Татарстан и в ООО НПП «Агромакс», г. Набережные Челны. Даны рекомендации по проектированию и изготовлению вакуумного насоса ООО НПП «Агромакс».

Апробация. Основные положения диссертации были доложены в период с 2004 - 2010 гг. на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов факультетов механизации сельского хозяйства и технического сервиса (Казань, 2004 - 2009 гг.); Института механизации и

технического сервиса (Казань, 2010); на XIV международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока (Углич, 2008 г.)- Опытный двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов демонстрировался на ежегодных международных выставках «Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (г. Казань) в 2004, 2005 и 2006 гг. В 2006 г. получен диплом за разработку энергосберегающего двухроторного вакуумного насоса. В 2009г. на V республиканском конкурсе «Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан» автор признан победителем в номинации «Старт инноваций».

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- методы расчета энергетических и технологических параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- зависимости основных показателей: производительности, потребной мощности, температуры нагрева нагнетаемого газа и корпуса от режима работы двухроторного вакуумного насоса;

- результаты лабораторно-производственных исследований по обоснованию конструкции и режима работы двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов и их энергетическая и технико-экономическая эффективность.

Публикации. Основные положения научной работы опубликованы в 8 статьях, в том числе 2 статьи в центральных журналах, рекомендованных ВАКом, и 6 статей в трудах международных симпозиумов и научных конференций. Получен патент РФ на изобретение № 2382905.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 158 страницах машинописного текста, список литературы содержит 121 наименование, в том числе 4 на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены актуальность работы, цель, объект, предмет и методы исследований. Представлена научная новизна, практическая ценность и апробация работы, реализация и внедрение результатов диссертационных исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследования» представлены основные направления развития доильных установок и вакуумных машин объемного типа. Рассмотрены конструкции доильных установок, приведен анализ объемных машин для получения вакуума, в результате выявлены основные недостатки функционирования двухроторных машин. Так, насосы типа Rut's имеют несовершенный процесс термодинамического сжатия газа. Машины с винтовым профилем роторов сложны в изготовлении, в них радиальные, торцевые и осевые щели имеют сложную форму и значительные размеры. Для снижения удельных перетечек газа необходимо увеличить окружные скорости роторов, что представляет определенные трудности.

Шестеренчатые вакуумные насосы с эвольвентным профилем роторов имеют значительный вредный объем, что ухудшает параметры вакуумного насоса.

В разделе также приведена методика профилирования роторов двухроторных вакуумных машин, технологические расчеты объемных машин и основные требования, предъявляемые к вакуумным системам доильных установок.

В разделе отмечается, что совершенствованию пластинчато-роторных насосов посвящены работы Бинеева Р.Э., Волкова ИД Мжельского Н.И., Похваленского В.П., Сидоренко П.В., Хамеева В.М., Хозяева И.А. и ряда других авторов. Исследованию жидкостно-кольцевых вакуумных насосов с целью снижения энергозатрат посвящены работы Максимова В.А., Райзмана И.А., Рудакова АЛ., Цоя Ю.А. и других. С целью снижения расхода воды водокольцевого вакуумного насоса проведены исследования Антроповским Н.М., Волковым И.Е., Цоем Ю.А. и другими. В конце раздела приведены цель и задачи исследований.

Во втором разделе «Основы теории и расчета двухроторного вакуумного насоса» приведены технология профилирования роторов с циклоидальным профилем, а также методы расчета конструктивно-технологических параметров (подачи, мощности и площади нагнетательного окна) двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

В качестве исходного образца при проведении исследований взят вакуумный насос типа Rut's. Во время работы у вакуумных насосов такого типа на определенных углах поворота роторов между ними образуется недопустимо большой зазор, что ведет к значительному увеличению перетечек газа. Кроме того в точке соединения головки и впадины ротора нет плавного перехода, в результате чего происходит заклинивание роторов. Во избежание заклинивания роторов, необходимо коррегировать этот участок ротора. Для обеспечения, плавного перехода от головки к впадине ротора, предлагается головку ротора изготавливать по эпициклоиде, а впадину ротора по гипоциклоиде. Taicoe решение позволяет снизить перетечки газа.

Из рисунка 1 видно, что уравнения эпициклоиды (1) и гипоциклоиды (2) в координатах XOY, имеют вид:

(п \ (R+r Л (п \ . . (R + r Л

X^K + rjCOSp-r-COS^-<р = + -Sin^-ф ;

х = -(/? - r)cos (p-r-cos^——- у = (R-r)sin<p - r • sin^——- q> j > (2)

R

где R - радиус основной окружности, м; г = — - радиус ролика описывающего

профиль ротора, м; q> — угол наклона прямой, проходящей через точку О и центр описывающего ролика к оси ОХ, град.

Графические и теоретические исследования показали, что у двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов по сравнению с окружными профилями роторов насоса типа Rut's площадь полезного объема увеличивается на 15% (рисунок 2).

Очевидно, что изменение профиля роторов приводит к изменению основных конструктивно-технологических параметров вакуумного насоса в целом.

1 - окружной профиль; 2 - циклоидальный

профиль; 3 - полезный рабочий объем Рисунок 2 - Графическое изображение Рисунок 1 - Циклоидальные профили роторов с циклоидальным и окружным роторов профилем

При определении подачи насоса для идеального газа предполагается, что роторы установлены герметично и потери газа через зазоры отсутствуют. Подача насоса зависит как от геометрических размеров роторов и скорости их вращения, так и от состояния газа до всасывания и после нагнетания. При вращении роторов в полости всасывания впадина каждого ротора заполняется газом и переносит его в полость нагнетания, где происходит сжатие, а затем нагнетание газа в атмосферу через одно или несколько окон, выполненных в коллекторе и роторе.

Для определения подачи насоса определим площадь, заключенную между корпусом, зубьями и впадиной одного ротора (рисунок 3).

Площадь, эквивалентная

геометрической подачи, определяется соотношением

5 = (3)

л- Я:

где

~е V

Рисунок 3 - Схема для расчёта подачи двухроторного вакуумного насоса

г

половины круга радиусом

- суммарная площадь 2

2.

5

площадь половины круга

радиусом

Я, =л-г2

4ч м2:

ЗДо + 2г

К

площадь сектора зуба, м;

ЗДр-2 г

площадь сектора впадины, м2; Яе =К0+2г- радиус

окружности выступов ротора м , йо - радиус основной окружности, м;

Г - радиус подвижного круга, образующего эпи- и гипоциклоиды, м.

После подстановки значений 5<г, Ба, и 4 в выражение (3) и соответствующих преобразований получим

о2 _ 1,2

2 2 I ^ ; I ^о

1п-г

Г

(4)

Для насоса с двузубовым ротором эквивалентная площадь с учетом соотношения будет равна

10

Теоретическая подача насоса, приведенная к условиям нагнетания, определяется зависимостью:

г>\ /

0г= 2-

О

'¿•"■»7,, (6)

где М> = РН-РВ - среднее значение перепада давления на профиле ротора, Па; г - количество зубьев; г/у - коэффициент наполнения. Для насосов доильных установок значение I?,,можно принять 0,5...0,65.

На рисунках 4 и 5 представлены зависимости теоретической подачи от вакуума и от радиуса основной окружности.

N

N

Ч

ч

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Н, кПа

К0:ж0,044 м; 1. 0,(17 ы, п=2820 мин"1

0,015 0,025 0,035 0,045 0,055 0,065 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060

Ко, и

1) 1.=0,04м; 2) Ь-0,0811: ЗД,=0,12м; «) Ь-0,16и; Я Ь-0.2м.

Рисунок 4- Зависимость теоретической подачи ()т от вакуума Н

Рисунок 5 - Зависимость теоретической подачи От от радиуса основной окружности Я0

Таким образом, на основании последней зависимости и приведённого графика можно предварительно выбрать основные размеры роторов и достаточно точно рассчитать теоретическую подачу двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

Теоретический момент сопротивления или потребная мощность двухроторного вакуумного насоса зависят от геометрических размеров роторов и перепада давлений, который они испытывают.

Полная мощность, потребляемая двухроторным вакуумным насосом можно определить по формуле:

где ЛО - внутренняя (индикаторная) мощность двухроторного вакуумного насоса, кВт; Ыжх - механическая мощность, кВт.

Применение методики расчета потребной мощности двухроторного вакуумного насоса с помощью индикаторной мощности усложняет задачу по расчету параметров насоса. Поэтому определение потребной мощности целесообразно проводить с помощью силового метода, а именно путем рассмотрения перепада давления между отдельными участками роторов.

Для определения теоретического момента сопротивления двухроторного вакуумного насоса предлагается методика, по которой выводится зависимость для определения среднего значения момента сопротивления Мс.

Рассмотрим рисунки 6 и 7 для прямозубого ротора с центром О/ в системе координат ХО:У.

Момент сопротивления Мс определяется из соотношения

(8)

Мс =ÁP L \y-dy- Jx-dx

*1

где = R, - радиус окружности впадины, м; х2 = R0 eos а, м; y¡ = Otc = Jt0 sin а, м; уг = 0¡d = R,~ радиус окружности выступов, м; АР = РН-РВ - среднее значение перепада давления на профиле ротора, Па; 1'ц - давление нагнетания, Па; Рв - давление всасывания, Па; L - длина рабочей части ротора, м.

Рисунок 6 - Схема для определения

Рисунок 7 - Схема для определения

минимального момента сопротивления «А/с» максимального момента сопротивления

Подставляя в уравнение (8) значение хй х2; у г, У2 и учитывая, что для циклоидального профиля справедливы соотношения между радиусами й, = А0 + 2г и Л, = Д0 - 2г, получим следующую зависимость:

Мс -Л„2 .сю2а + # = +8г2 -Д02 -со¿0) 4, (9)

где Я0 - радиус основной окружности, м; г - радиус окружности, перекатываемой по основной окружности при профилировании, м; г} - КПД двухроторного вакуумного насоса.

Принимая во внимание, что для двузубого ротора

соответствующих преобразований, получим

ЛР-1

м.

/^(2,5-с<м2а)ц.

после

(10)

Заметим, что во втором роторе, вращающемся относительно центра О2, (рисунок 6) момент сопротивления Мс=0, так как активные АГ2а и реактивные Дсилы взаимно уравновешены.

Потребную мощность двухроторного вакуумного насоса можно определить по формуле:

ЛРХ

N.

■ Мс-ео--Д02(2,5 - соя2а)-<о ■ г] >

(И)

где (о - угловая скорость, рад/с.

На рисунках 8 и 9 представлены теоретические зависимости потребной мощности от вакуума и от радиуса основной окружности.

3,4

3,2

3,0

2,8

2,6

2.4

2,2

2.0

1,8

1,6

1,41 35

(X

У

У

6,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10

Ко.™

Рисунок 9 - Зависимость теоретической потребной мощности от радиуса основной окружности К0

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Н, кПа

1*о=0,044м2; Ь=0,07м; <0=295,16 рад/с.

Рисунок 8 - Зависимость теоретической потребной мощности Ыг от вакуума Н Таким образом, на основании полученных теоретических зависимостей и приведенного графика можно рассчитать момент сопротивления и потребную мощность в зависимости от геометрических параметров при заданных значениях давления всасывания Рв и давления нагнетания Р№

К конструктивным параметрам нагнетательных окон двухроторного вакуумного насоса относятся форма, размеры и их месторасположение. Для обеспечения эффективной работы данного насоса необходимо правильно выбрать месторасположение нагнетательных окнон на обоих роторах. Необходимо рассчитать площадь нагнетательного окна ротора и

нагнетательного окна коллектора (рисунок 10).

Рассмотрим случай, когда угол раствора нагнетательного окна коллектора <рк меньше угла раствора нагнетательного окна ротора <рр {(Рк^'Рр)- При вращении ротора периодически сжимаемый газ удаляется через нагнетательные окна ротора и коллектора при их совпадении. При этом нагнетательное окно коллектора открывается постепенно. В этом случае площадь окна коллектора

увеличивается и достигает максимума в момент совпадения профилей окон. При дальнейшем повороте ротора площадь нагнетательного окна коллектора 51, уменьшается и на некоторое время закрывается полностью. Такое изменение площади нагнетательного окна коллектора в зависимости от времени поворота ротора представлено на рисунке 11.

При 0 </•<(", площадь нагнетательного окна коллектора можно выразить зависимостью

(12)

где Як - наружный радиус коллектора; со - угловая скорость; - время в течение которого нагнетательное окно открыто; / - длина нагнетательного окна коллектора.

h t

Рисунок 10 - Схема для определения Рисунок 11 -График изменения

расчетной величины площади нагнетательных площади нагнетательного окна

ПК-ПН ППТППЯ И И-ПТТПРТГГППЯ И-ПТТТТРКТППЯ ЧЯ ПРПИПГТ ППРМ!

окон ротора и коллектора Рассмотрим несколько моментов времени:

, , . _<Рь+<Рр i ~ ~2--: ~'

коллектора за период времени t

аз

<о

Тогда при t1<t<t1 Sk(t) = R-<pk где / = const; при ^ <'з Skit)-R'l'i<Pk^<PP-t-cai)

(13)

(14)

"J-tfV-y --- \T К ■ Г p ✓ •

Используя предыдущие зависимости (формулы 12, 13 и 14), определим

пят» иагыритяте»т1**ипт лк-ия ктлгтггек-тпя in гп&тптпрт тптагмпечл

пы^ло^л и^дощ^щпс ¿аапьгпмисш и и 1*г/9 и]

площадь нагнетательного окна коллектора из следующего соотношения

1 1 Рг^/л , Л 2

'*(')=f =f Jfs(r)dr + +

'з О Г3 О ^ ÍJ

. (15)

После соответствующих преобразований

получим

<Pk+V„

Рассмотрим второй случай, когда <рк><рр. В этом случае значения времени

, - . - Ъ , _<Рк+(Рр

определяются следующими параметрами: '1 — ; 'г — ~; 'з _ . .

Тогда 0 < / < , площадь окна коллектора определяется

8к(1) = Я-1-(га. (16)

При tx <t<t2 Sk ~R-l-(pp -const.

При t2<t<t3 St =R-l-\pp-a(f-t2)\=R-l-(p,+pt-t-a).

После подстановки значений tj, l2 и t3 в формулу (17), нагнетательного окна коллектора 5* определяется:

(17) площадь

2R-l-<p <р

а>

<Рк ~9р

о

<Рк -Рр

= Rl

<Рк'<Рр <Pk+9P

(18)

Заметим, что действующая площадь нагнетательного окна коллектора меньше геометрической площади и это необходимо учитывать при расчете основных параметров насоса.

В третьем разделе «Методика экспериментальных исследований» представлена программа и методика экспериментальных исследований двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов, приведено планирование эксперимента, представлен экспериментальный стенд (рисунок 12).

7 1 - двухрагорный вакуумный насос с циклоидальным

11 4 —е профилем роторов; 2 - электродвигатель; 3 - сопло 11Г Г я /— Лаваля; 4 - вентиль для регулирования вакуума; и \ ' С1Г ггЖ^Ы 5 - станина; 6 - вакуумметр; 7 - прибор для измерения

давления; 8 - комплект измерительной аппаратуры К-51; 9 - электроизмерительный прибор (ПП-63); 10 - строботахометр 2ТСт-32-456; 11 - глушитель; 12 - пульт управления

Рисунок 12 — Структурно-функциональная схема экспериментального стенда Для исследования был спроектирован и изготовлен опытный двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов (рисунок 13). В данном разделе так же рассмотрены особенности изготовления двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

I - ведущий цикловдаль-ный ротор; 2 - ведомый циклоидальный ротор; 3 -корпус; 4 - всасывающее окно; 5 - нагнетательное окно; 6 и 7 -полые коллекторы; 8 -выхлопное окно; 9 - крышка; 10 - ведомое зубчатое колесо;

II - ведущее зубчатое колесо; 12 - ведущий вал; 13 -ведомый вал; В - полость всасывания; Н — полость нагнетания

Рисунок 13 - Двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов Исследуемый двухроторный вакуумный насос имеет следующие параметры: радиус основной окружности Ло=44мм, длина рабочей части ротора

/,=70мм. Исследования проводились при подаче масла в рабочую камеру и без подачи масла в рабочую камеру. Вакуум изменяли в пределах от 40 до 80 кПа. Измеряли уровень шума создаваемого вакуумным насосом с помощью шумомера - анализатора спектра звука «ОКТАВА 101-АМ».

Для обработки лабораторных и производственных исследований использовалось современное программное обеспечение, в частности «ЗкЛ'зЬ'ка-б».

В четвертом разделе «Анализ результатов экспериментальных исследований двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов» приведены результаты лабораторных и производственных исследований и испытаний.

На подачу и потребную мощность двухроторного вакуумного насоса влияют как площадь нагнетательного окна, так и вакуум. На рисунках 14 и 15 представлены зависимости фактической подачи и потребной мощности от площади нагнетательного окна и вакуума при работе без подачи масла в рабочую камеру.

/

/

ж

л

ж

А

■¿а

Л

Н, кПа

5=1120 мы1 8=1225 мы' 5=1330 мы1 4— 5=1435 мы3 ^^ 5-1505 мм1 \ Теорепгмскэи

Оф = 22,75 + 0,188- 3,3-Н- 0,000325Я-

- 0,0000552 + 0,021-Н2 Рисунок 14-Зависимости фактической подачи ()ф от площади нагнетательного окна Я и вакуума Я без подачи масла в рабочую камеру

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Н, кПа

5=1120 мы 1 ^ 8=1225 мм1 5=1330 мы1 Х V 5=1435 мы1 Ч, 5=1505 км1

N. = 1,56 + 0,04711- 0,000865

Рисунок 15 - Зависимости потребной мощности Ые от площади нагнетательного окна 5 и вакуума Я без подачи масла в рабочую камеру

Анализируя характер изменения подачи и потребной мощности, следует отметить, что с увеличением площади нагнетательного окна и снижением вакуума подача вакуумного насоса увеличивается, а потребная мощность вакуумного насоса уменьшается.

Эффективность насоса связана с объемом перетечек газа через щели. Количество перетечек в свою очередь можно оценить коэффициентом наполнения, который определяется отношением фактической подачи к теоретической.

Экспериментальная зависимость коэффициента наполнения от фактической подачи представлена на рисунке 16.

Как видно из зависимости с увеличением фактической подачи коэффициент наполнения увеличивается. Это связано с тем, что удельные перетечки газа

уменьшаются. Вследствие этого улучшаются характеристики двухроторного вакуумного насоса.

Одним из основных параметров двухроторного вакуумного насоса также, является удельная мощность, которая определяется отношением потребной мощности к фактической подаче.

1.0

0,9

8.8 й-

0,7

0,6

0,5

*>

у

10 20

30

40

м'/ч

50 60 70

0.40г

0,35

0,30

1 0.25

и ■а 0,20

« 0,15

ег

0,10

0,05

0,001-

35

-А

А 1

А /у

?—- _—|

Рисунок 16 - Зависимость коэффициента наполнения от фактической подачи

40 45 50 55 60 65 70 75 60 Н, кПа

С поадчей масла Без шдачи масла

Рисунок 17-Зависимость удельной мощности от вакуума

Зависимость удельной мощности от вакуума представлена на рисунке 17. Экспериментальные исследования показали, что двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов при вакууме 50 кПа имеет сравнительно невысокую удельную мощность, которая составляет 0,054.. .0,056 кВт-ч/м3.'

На рисунке 18 представлены зависимости температуры нагнетаемого газа и температуры нагрева корпуса двухроторного вакуумного насоса от нагнетательного окна. Анализируя эти данные, можно отметить, что чем больше »2г—т———|■ "■ !■■■■!— площади нагнетательное окно, тем

меньше степень сжатия газа и тем меньше нагревается нагнетаемый газ.

Условия смазки также влияют на температуру нагнетаемого газа. Из зависимости видно (рисунок 18), что при смазке температура нагнетаемого газа снижается, что является вполне закономерным явлением. Отвод тепла в атмосферу происходит в газожидкостной смеси.

В пятом разделе «Технико-экономическое обоснование

конструкции двухроторного

вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов» приведены результаты расчетов технико-экономических и энергетических показателей разработанной конструкции двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

1100 1200 1300 1400 1500 1150 1250 1350 1450 ,.2

1550

в, им

Тг с подачей наела Т, с подачей масла "Х^Т, бет подачи масла ^'^Т^без подачи масла

Рисунок 18 - Зависимость температуры нагрева нагнетаемого газа Тг и корпуса Т, от площади нагнетательного окна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов теоретических исследований и конструкций вакуумных насосов показал, что энергоемкость процесса создания вакуума, главным образом зависит от выбора их параметров. Поэтому обоснование параметров и режима работы вакуумных насосов является актуальной задачей для совершенствования технических средств машинного доения.

2. Разработана теоретическая основа расчета и проектирования двухроторного вакуумного икоса с циклоидальным профилем роторов и испытана технология их профилирования. Разработаны математические модели (6, 10, 11, 18), позволяющие определить подачу, момент сопротивления, мощность и площадь нагнетательного окна.

3. Спроектирован и изготовлен двухроторный вакуумный насос (патент РФ № 2382905) с пониженной энергоемкостью и повышенной подачей. На основании теоретических и экспериментальных исследований обоснованы конструктивно-технологические параметры и режим работы вакуумного насоса. При подаче вакуумного насоса 45 м3/ч, радиус основной окружности ротора равен 44 мм, длина рабочей части ротора 70 мм, площадь выхлопного окна коллектора 1505 мм2, частота вращения ведущего вала 2820 мин"1, вакуум 50 кПа.

4. На основе лабораторно-производственных исследований установлено, что подача разработанного вакуумного насоса увеличилась на 15%, прямые затраты энергии снижены до 36% по сравнению с базовым вакуумным насосом УВД-10.000. При этом удельная мощность при вакууме 50 кПа составляет 0,054...0,056 кВт ч/м3, уровень шума-61 дБ.

5. Производственная проверка разработанного насоса подтвердила целесообразность и эффективность его применения. Ожидаемый экономический эффект от использования двухроторного вакуумного насоса составит 184617 рублей (в ценах 2009 г). Срок окупаемости его составит менее 0,5 года. Коэффициент энергетических затрат равен 0,78.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

В журналах, рекомендуемых ВАК:

1. Гаязиев, И.Н. Вакуумный насос для доильных установок / ИЛ. Гаязиев, Р.Р. Лукманов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. -№10.-С. 12-14.

2. Гаязиев, И.Н. Энергетический расчет двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, Б.Г. Зиганшин, И.Е. Волков // ВестникКазапского ГАУ, 2010. - №1(15). - С. 155-158.

В материалах международных конференций и других изданий:

3. Гаязиев, И.Н. Эффективный вакуумный насос для доильных установок / И.Н. Гаязиев, К.Е. Волхов, А.М. Шагиахметов // Молодые ученые агропромышленному комплексу: сб. ст. АН РТ. - Казань, 2004. - С. 682 - 684.

4. Гаязиев, И.Н. К определению производительности двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков, A.M. Шагиахметов // Молодые ученые агропромышленному комплексу: сб. ст. АН РТ. - Казань, 2004. - С. 692-695.

5. Волков, И.Е. Аналитический метод определения момента сопротивления двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Е.Волков, И.Н. Гаязиев // Актуальные вопросы механизации и технического сервиса в сельском хозяйстве. - Казань: Изд-во КГСХА, 2005. Т.72. - С. 27-31.

6. Волков, И.Е. Расчет нагнетательных окон двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Е. Волков, И.Н. Гаязиев // Труды инженерных факультетов казанского государственного университета, посвященные 55-летию ФМСХ. — Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2006. - С. 132-138.

7. Гаязиев, И.Н. Повышение эффективности двухроторных вакуумных насосов с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков, Б.Г. Зиганшин, A.A. Мустафин, PJP. Лукманов // Труды XIV международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. - Углич, 2008.-С. 205-210.

8. Гаязиев, И.Н. Расчет энергетических и конструктивных параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса. Материалы международной конференции, посвященной 90 летаю агрономического факультета Казанского ГАУ. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2009. - С. 227-231.

9. Патент РФ № 2382905. Насос вакуумный двухроторный / ИЛ. Гаязиев, И.Е. Волков, Б.Г. Зиганшин. Заявлено 29.04.2008; Опубликовано 27.02.2010, Бюлл. №6.

*

Особая благодарность выражается д.т.н., профессору кафедры «Электрификация СХП и МЖ» Волкову И.Е. за консультацию и поддержку при написании диссертационной работы.

Формат 60x84/16 Тираж 100 Подписан к печати 15.04.2010 Печать офсетная. Усл.п.л. 1,00 Заказ 54

Издательство КГАУ/420015 г. Казань, ул. К. Маркса, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 г. Казань, ул.К. Маркса, д.65. Казанский государственный аграрный университет

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ конструкций и технологических схем доильных установок.

1.2 Анализ объемных вакуумных насосов для получения вакуума.

1.3 Анализ теории профилирования роторов, расчета подачи и момента сопротивления существующих объемных вакуумных насосов.

1.3.1 Аналитический метод профилирования роторов двухроторных вакуумных насосов.

1.3.2 Метод расчета подачи и момента сопротивления вакуумного насоса типа Rut's.

1.3.3 Метод расчета подачи и момента сопротивления шестеренчатого вакуумного насоса.

1.3.4 Метод расчета подачи и момента сопротивления винтового компрессора.

1.4 Основные требования, предъявляемые к вакуумным системам доильных установок.

1.5 Цель и задачи исследований.

2 ОСНОВЫ ТЕОРИИ И РАСЧЕТА ДВУХРОТОРНОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА.

2.1 Профилирование роторов с циклоидальным профилем.

2.2 Аналитический метод определения подачи двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

2.3 Аналитический метод определения момента сопротивления и потребной мощности двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

2.4 Методика расчета площади нагнетательных окон двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

2.5 Выводы по разделу.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Устройство и принцип работы опытного двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

3.3 Особенности изготовления двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

3.4 Описание экспериментального стенда и методика экспериментального исследования двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

3.5 Измерительная аппаратура и методика измерения.

3.5.1 Методика измерения подачи с помощью сопла Лаваля.

3.5.2 Методика измерения частоты вращения.

3.5.3 Методика измерения потребной мощности.

3.5.4 Методика измерения давления.

3.5.5 Методика измерения температуры нагрева газа и корпуса.

3.5.6 Методика измерения уровня шума.

3.6 Планирование эксперимента по исследованию параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

3.7 Методика статистической обработки результатов экспериментальных исследований и определение погрешности измерений.

3.8 Выводы по разделу.

4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУХРОТОРНОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА С

ЦИКЛОИДАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ РОТОРОВ.

4.1 Экспериментальное обоснование влияния площади нагнетательного окна и вакуума на подачу и потребную мощность двухроторного вакуумного насоса.

4.2 Влияния действительной подачу на коэффициент наполнения.

4.3 Влияние площади нагнетательного окна на подачу, потребную мощность и температуру нагрева нагнетаемого газа и корпуса вакуумного насоса при номинальном вакууме 50 кГТа.

4.4 Влияние вакуума на подачу и потребную мощность двухроторного вакуумного насоса.

4.5 Зависимость температуры нагрева нагнетаемого газа и корпуса от вакуума.

4.6 Влияние подачи вакуумного насоса и площади нагнетательного окна на скорость нагнетаемого газа.

4.7 Анализ влияния вакуума на удельную мощность двухроторного вакуумного насоса.

4.8 Влияние расстояния от источника шума до объекта.

4.9 Выводы по разделу.

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДВУХРОТОРНОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА С ЦИКЛОИДАЛЬНЫМ

ПРОФИЛЕМ РОТОРОВ.

5.1 Энергетическая оценка и сравнение разработанного двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов с базовым вакуумным насосом УВД-10.000.

5.2 Технико-экономическая оценка эффективности двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов.

Основной задачей, стоящей перед сельским хозяйством, является обеспечение населения продуктами питания за счет разработки и внедрения новых ресурсо- и энергосберегающих технологий и технических средств. Особое внимание уделяется молочному комплексу, обеспечивающему производство и переработку жизненно важной для человека продукции. В современных условиях острой проблемой является повышение экономической эффективности молочного скотоводства.

К настоящему времени разработан целый спектр доильных установок, предназначенных для доения различного поголовья коров (от 10 до 400 голов и более). [26,27,55]. При этом одной из главных проблем машинного доения является несовершенство вакуумной системы доильных установок. Центральным звеном вакуумной системы является вакуумный насос, который должен обеспечивать высокую надежность вакуумной системы в целом и создавать стабильный вакуумный режим [54]. Однако изготавливать вакуумные насосы специально для каждого размера доильной установки, на наш взгляд, нецелесообразно.

Уменьшить типоразмерный ряд насосов возможно применением вакуумных насосов с регулируемой подачей [26,27,33]. К таким насосам относятся, в частности, двухроторные вакуумные насосы. Достоинством двухроторных вакуумных насосов являются такие показатели, как быстроходность, надежность, долговечность и массогабаритные показатели. В связи с этим двухроторные вакуумные насосы представляют значительный интерес.

На кафедре электрификации сельскохозяйственного производства и механизации животноводства ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» разработан, изготовлен и исследован новый двухроторный вакуумный насос, обладающий рядом преимуществ по сравнению с аналогами.

Цель работы. Снижение энергоемкости процесса создания вакуума путем разработки двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов и обоснования его конструктивно-технологических параметров.

Объект исследования. Двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов.

Предмет исследования. Рабочий процесс двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов нагнетательными окнами, расположенными во впадинах ротора.

При исследовании и обосновании режима работы и конструктивных параметров двухроторного вакуумного насоса применялись основы теории вакуумной техники, теоретической механики, теплотехники и термодинамики. Также широко использовались современные вычислительные средства для обработки экспериментальных данных с использованием методов математической статистики.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных законов классической механики, теплотехники, термодинамики, а также расчетно-конструктивных методов и методов физического моделирования. Экспериментальные исследования проводились на специальных стендах с использованием методов планирования эксперимента. Результаты эксперимента обрабатывались с помощью известных компьютерных программ и методов математической статистики.

Научная новизна состоит:

- в разработке теоретических основ расчета и проектирования двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- в разработке математической модели рабочего процесса двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- разработан новый двухроторный вакуумный насос (патент РФ на изобретение №2382905).

Практическая ценность. Разработана новая конструкция двухроторного вакуумного насоса с улучшенными параметрами:

- прямые затраты энергии снижены на 36%;

- повышена долговечность работы вакуумного насоса за счет устранения трения роторов и совершенствования термодинамического процесса работы насоса.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе студентами Института механизации и технического сервиса ФГОУ ВПО «Казанский ГАУ». Опытный двухроторный вакуумный насос внедрен в сфере АПК Республики Татарстан, в ООО «Алтын Саба-М» Сабинского района Республики Татарстан и в ООО НПП «Агромакс», г. Набережные Челны. Даны рекомендации по проектированию и изготовлению вакуумного насоса ООО НПП «Агромакс».

Основные положения диссертации были доложены в период с 2004 -2010 гг. на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов факультетов механизации сельского хозяйства и технического сервиса (Казань, 2004 - 2009 гг.); Института механизации и технического сервиса (Казань, 2010); на XIV международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока (Углич, 2008 г.).

Основные положения научной работы опубликованы в 8 статьях, в том числе 2 статьи в центральных журналах рекомендованных ВАКом, и 6 статей в трудах международных симпозиумов и научных конференций. Получен патент РФ на изобретение № 2382905.

Опытный двухроторный вакуумный насос с циклоидальным профилем роторов демонстрировался на ежегодных международных выставках «Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (г. Казань) в 2004, 2005 и 2006 гг. В 2006г. получен диплом за разработку энергосберегающего двухроторного вакуумного насоса. В 2009г. на V республиканском конкурсе «Пятьдесят лучших инновационных идей для

Республики Татарстан» автор признан победителем в номинации «Старт инноваций».

Данная научная работа выполнена на кафедре электрификации сельскохозяйственного производства и механизации животноводства ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» в соответствии с планом научно-исследовательских работ Казанского ГАУ «Разработка конструкции, обоснование параметров и режима работы двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов» (гос. per. № 01201000401), а также в соответствии с Программой развития приоритетных направлений науки в РТ до 2010 года (направление «Эффективность агропромышленного производства»), тема «Разработка энергосберегающих технологий в молочном животноводстве». Этап 2006 г. «Разработка энергосберегающих вакуумных насосов для доильных машин», с координационной программой по проблеме «Разработать системы технологизации и инженерно-технического обеспечения агропромышленного производства как основы стабилизации АПК субъектов Российской Федерации Северо-Кавказского, Приволжского и Уральского федеральных округов на 2001-2010 гг.».

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- методы расчета энергетических и технологических параметров двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов;

- зависимости основных показателей: подачи, потребной мощности, температуры нагрева нагнетаемого газа и корпуса от режима работы двухроторного вакуумного насоса;

- результаты лабораторно-производственных исследований по обоснованию конструкции и режима работы двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов и их энергетическая и технико-экономическая эффективность.

Автор выражает глубокую благодарность за оказанную помощь при выполнении диссертационной работы и научную консультацию д.т.н, профессору И.Е. Волкову, а также д.т.н., профессору А.И. Рудакову и к.т.н, доценту А.Р. Валиеву.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов теоретических исследований и конструкций вакуумных насосов показал, что энергоемкость процесса создания вакуума, главным образом зависит от выбора их параметров. Поэтому обоснование параметров и режима работы вакуумных насосов является актуальной задачей для совершенствования технических средств машинного доения.

2. Разработана теоретическая основа расчета и проектирования двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов и испытана технология их профилирования. Разработаны математические модели (2.9, 2.14, 2.15, 2.23), позволяющие определить подачу, момент сопротивления, мощность и площадь нагнетательного окна.

3. Спроектирован и изготовлен двухроторный вакуумный насос (патент РФ № 2382905) с пониженной энергоемкостью и повышенной подачей. На основании теоретических и экспериментальных исследований обоснованы конструктивно-технологические параметры и режим работы вакуумного о насоса. При подачи вакуумного насоса 45 м /ч, радиус основной окружности ротора равен 44 мм, длина рабочей части ротора 70 мм, площадь выхлопного

2 1 окна коллектора 1505 мм , частота вращения ведущего вала 2820 мин" , вакуум 50 кПа.

4. На основе лабораторно-производственных исследований установлено, что подача разработанного вакуумного насоса увеличилась на 15%, прямые затраты энергии снижены до 36% по сравнению с базовым вакуумным насосом УВД-10.000. При этом удельная мощность при вакууме о

50 кПа составляет 0,054.0,056 кВт ч/м , уровень шума 61 дБ.

5. Производственная проверка разработанного насоса подтвердила целесообразность и эффективность его применения. Ожидаемый экономический эффект от использования двухроторного вакуумного насоса составит 184617 рублей (в ценах 2009 г). Срок окупаемости его составит менее 0,5 года. Коэффициент энергетических затрат равен 0,78.

1. Алешин, В.И. Исследование маслозаполненного винтового вакуумного насоса / В.И. Алешин. Известия вузов. Машиностроение. - М., 1976.-№9.

2. Алешкин, В.Р. Механизация животноводства / В.Р. Алешкин, П.М. Рощин М.: Колос, 1993. - 319с.

3. Алябьев, Е.В. Состояние и развитие комплексной механизации в молочном скотоводстве / Е.В. Алябьев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. М.: ВНИИТЭИСХ, 1984. - 60 с.

4. Амосов, П.Е. Винтовые компрессорные машины / П.Е. Амосов, Н.Е. Бобриков, А.И. Шварц и др. // Справочник. Л.: Машиностроение, 1977. -256 с.

5. Андреев, П.А. Винтовые компрессорные машины / П.А. Андреев. -Л.: Судпромгиз, 1961.-251 с.

6. Башта, Т.М. Машиностроительная гидравлика / Т.М. Башта. М.: Машгиз, 1963.

7. Бинеев, Р.Э. Исследование конструкции ротационного вакуумного насоса доильных установок с целью повышения его надежности: автореф. дис. канд. техн. наук / Р.Э. Бинеев. Ростов - н/Д., 1980.

8. Борозденко, В.И. Вакуумные насосы в химической промышленности / В.И.Борозденко. М.: Машиностроение, 1964.

9. Бронштейн И.Н. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. — 608 с.

10. Бурмистров, А.В. Концепция объемно-скоростной откачки. Метод расчета двухроторных вакуумных насосов / А.В. Бурмистров, Л.А. Беляев // Вакуумная техника и технология, т. 12 №2 2002. С 85-90.

11. Бурмистров, А.В. Теория двухроторных вакуумных насосов. Метод расчета располагаемой и реализуемой откачных характеристик / А.В.

12. Бурмистров, JI.А. Беляев, Г.Х. Мухамедзянов // Библиография: 10 назв. -Деп. в ЦИНТИХимнефтемаш 9.01.90. №2079-хн89. Казань, 1989. 28 с.

13. Вакуумная техника. Справочник. — М., 1992.

14. Васильев, В.И. Исследование роторного вакуум-насоса с внутренним сжатием : автореф. дисс. . канд.техн.наук. /В.И. Васильев-М., 1965.- 15 с.

15. Васильев, В.И. Силы и моменты, действующие на роторы вакуум-насоса с частичным внутренним сжатием / В.И. Васильев // Изв. вузов, сер. -М.: Машиностроение, 1978, №2. С. 70-75.

16. Ведищев, С.М. Механизация доения коров / С.М. Ведищев // Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. 160 с.

17. Верный, А.Л. Современное состояние и тенденции развития винтовых компрессоров в Советском Союзе и за рубежом / А.Л. Верный, А.И.Шварц // ЦИНТИ-химнефтемаш. М., 1978. 52 с.

18. Верный, А.Л. Методика расчета сил и моментов, действующих на роторы винтовых и прямозубых роторных компрессоров / А.Л. Верный, И.Г. Хисамеев, В.И. Налимов // Проектирование и исследование компрессорных машин. Казань: КХТИ, СКБ-К, 1982. - С 58-65.

19. Волков, И.Е. Винтовой вакуумный насос для машинного доения / И.Е. Волков, А.И. Рудаков // Вопросы механизации сельхоз. Производства: тез. докл. республ. научн.-техн. конф.28 — 29 марта 1979 г. Казань, 1979. -С. 73-75.

20. Волков, И.Е. Двухроторный шестеренчатый вакуумный насос для машинного доения / И.Е.Волков, В.Ф.Фролов, Н.З.Хисметов, Б.Г.Зиганшин,

21. А.В.Матяшин // Материалы научной конф. сотрудников ФМСХ КГСХА. -Казань, 1998.-С. 96-97.

22. Волков, И.Е. Исследование и разработка доильного аппарата с индивидуальным источником вакуума: автореф. дис. . канд. техн. наук / И.Е.Волков Казань, 1974. - 186 с.

23. Волков, И.Е. К определению производительности вакуумного насоса / И.Е.Волков, А.А.Мустафин // Труды К ГСХА. Раздел: техн. науки. -Казань, 2001. Т.70. - С. 177-179.

24. Волков, И.Е. К определению теоретического момента сопротивления шестеренчатого вакуумного насоса / И.Е. Волков // Труды КСХИ: Механизация сельскохозяйственного производства. Выпуск 63. -Казань: Татполиграф, 1971. С. 3-14.

25. Волков, И.Е. К определению теоретической производительности двухроторного шестеренчатого вакуумного насоса / И.Е. Волков // Труды КСХИ. Повышение эффективности использования техники в сельском хозяйстве. Казань, 1972. - Вып. 65-С. 42-46.

26. Волков, И.Е. Механизация и технологии животноводства / И.Е. Волков. Казань: Казанская ГСХА, 2003. - 208 с.

27. Волков, И.Е. Совершенствование вакуумных средств механизации в молочном животноводстве / И.Е. Волков, Б.Г. Зиганшин -Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2006. 276 с.

28. Волков, И.Е. Технологические и конструктивные решения повышения эффективности вакуумных средств механизации молочного животноводства: автореф. дис. . доктора техн. наук / И.Е.Волков Казань, 2007.-319с.

29. Волков, И.Е. Повышение эффективности вакуумных насосов доильных агрегатов / И.Е. Волков // Тезисы докладов 1-го Всерос. симпозиума по машинному доению сельхозживотных / Оренбургский ГАУ. -Оренбург, 1995. С. 22-23.

30. Гаязиев И.Н. Вакуумный насос для доильных установок / И.Н. Гаязиев, P.P. Лукманов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. - № 10.-С. 12-14

31. Гаязиев, И.Н. К определению производительности двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков, A.M. Шагиахметов // Молодые ученые агропромышленному комплексу: сб. ст. АН РТ. Казань, 2004. - С. 692-695.

32. Гаязиев И.Н. Энергетический расчет двухроторного вакуумного насоса с циклоидальным профилем роторов / И.Н. Гаязиев, Б.Г. Зиганшин, И.Е. Волков //Вестник Казанского ГАУ, 2010. №1(15). - С 140-143.

33. Гаязиев, И.Н. Эффективный вакуумный насос для доильных установок / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков, A.M. Шагиахметов // Молодые ученые агропромышленному комплексу: сб. ст. АН РТ. — Казань, 2004. С. 682-684.

34. Гозалов, JI.H. Вакуумная техника / Л.Н. Гозалов. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1982.

35. Головинцов, А.Г. Роторные компрессоры / А.Г. Головинцов, В.А. Румянцев, В.И. Ардашев и др. М.: Машиностроение, 1964. - 315 с.

36. ГОСТ 12.1.028-80 ССБТ. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума. Ориентировочный метод. М.: Издательство стандартов, 1980. -12с.

37. ГОСТ 12.1.050-86 ССБТ. Методы измерения шума на рабочих местах. М.: Издательство стандартов, 1986.

38. Жигжитов А.В. Механизация процессов доения и первичной обработки молока / А.В. Жигжитов, И.Б. Шагдыров // учебно-методическое издание. Улан-Удэ: Издательство ФГОУ ВПО "БГСХА им. В.Р. Филиппова", 2008,- 110 с.

39. Жмудь, А.Е. Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением / А.Е. Жмудь. Л.: Машиностроение, 1963. - 156 с.

40. Иванов, П.Ф. Машинное доение коров / П.Ф. Иванов. М.: Моск. рабочий, 1974. - 104 с.

41. Карташов, Л.П. Машинное доение коров / Л.П.Карташов. М.: Колос, 1982. -301с.

42. Карташов, Л.П. Повышение надежности системы «человек -машина — животное» / Л.П. Карташов, С.А. Соловьев. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. - 275 с.

43. Квашенников, В.И. Повышение эффективности машинного доения коров путем совершенствования технических средств и эксплуатационных режимов работы доильных установок: автореф. дисс.д-ра техн. наук / В.И. Квашенников. Санкт-Петербург, 1998.

44. Кирсанов, В.В. Механизация и технология животноводства / В.В. Кирсанов, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич. М.: Колос С, 2007. - 584 с.

45. Кирсанов, В.В. Механизация и автоматизация животноводства / В.В. Кирсанов, Ю.А. Симарев, Р.Ф. Филонов. М.: Академия, 2004. - 400 с.

46. Кирсанов, В.В. Современные технологии машинного доения коров / В.В.Кирсанов. М.: Агроконсалтинг, 2001.

47. Князев, Е.И. Механизация и автоматизация животноводства / Е.И. Князев, Е.И. Резник, С.В.Рыжов и др. М.: Колос С, 2004. - 375 с.

48. Ковалев, Ю.Н. Технология и механизация животноводства / Ю.Н. Ковалев. М.: Академия, 2000. - 416 с.

49. Кожевников, С.Н. К определению производительности и неравномерности подачи шестеренных насосов / С.Н. Кожевников, В.Ф. Ярошенко // Машиностроение. МВТУ им. Н.Э.Баумана. 1973. -№7.

50. Козлов, В.Т. Исследование надежности вакуумного режима доильных установок: автореф. дис.канд. техн. наук / В.Т. Козлов. Омск, 1972.

51. Концепция развития механизации и автоматизации процессов в животноводстве на период до 2015 года. М: РАСХН, ГНУ «ВНИИМЖ», 2003.- 100 с.

52. Кормановский, Л.П. Новый этап технического прогресса в машинном доении / Л.П. Кормановский // Техника в сельском хозяйстве. — 1995.- №4.

53. Королев, Б.И. Основы вакуумной техники / Б.И. Королев. М.: Госэнергоиздат, 1958.— 431 с.

54. Королев, В.Ф. Доильные машины / В.Ф. Королев. М.: Машиностроение, 1969. - 279 с.

55. Королев, В.Ф. Доильные машины / В.Ф.Королев. М.: Машгиз, 1962.-284 с.

56. Крамаров, Ю.И. Высокоскоростные машины в сельском хозяйстве / Ю.И.Крамаров. Краснодар, 1966.

57. Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества / П.П. Кремлевский. Л.: Машиностроение, 1975. - 776 с.

58. Кузнецов, В.И. Механические вакуумные насосы / В.И.Кузнецов. -М.: Госэнергоиздат, 1959.

59. Лубенец, В.Д. Результаты испытаний роторного вакуумного насоса с частичным внутренним сжатием / В.Д. Лубенец, В.И. Васильев // Известия вузов №9. М.: Машиностроение, 1964. - С. 110-114.

60. Лубенец, В.Д. Создание и исследование малорасходного вакуумного насоса / В.Д.Лубенец. // Труды МВТУ. Компрессорные и вакуумные машины и пневмоагрегаты. М., 1972.- №146.

61. Максимов, В.А. Разработка перспективных образцов жидкостно-кольцевых вакуумных насосов и компрессоров / В.А.Максимов // Сб. трудов 8"и научно-технич. конф. по компрессоростроению. Сумы, 1991. — С. 138 -149.

62. Максимов, В.А. Экспериментальное исследование винтового вакуумного насоса ВН-5/2 / В.А.Максимов. // Внутрикамерные процессы, струйная акустика и диагностика: сборник трудов. Казань, 1994. - 45с.

63. Мельников, С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм / С.В. Мельников. -Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1978. -560с.

64. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / СВ. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин // Изд. 2-е переработ, и доп. Л.: Колос, 1980. —168 с.

65. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. —М.: ВИМ, 1995. -96 с.

66. Мжельский, Н.И. Вакуумные насосы для доильных установок / Н.И. Мжельский. -М.: Машиностроение, 1974. 152 с.

67. Мисиров, A.M. Исследование и обоснование рабочих режимов и параметров вакуумных систем крупных молочно-животноводческих ферм колхозов и совхозов: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.М.Мисиров. -М.,1975.

68. Налимов, В.В. Логические основания планирования эксперимента / В.В. Налимов, Т.И. Голикова // Изд. 2-е переработ, и доп. М.: Металлургия, 1980. - 152 с.

69. Оберемеченко, А.И. О выборе вакуум- насоса для доильных установок / А.И. Оберемеченко // VI Всесоюзный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных. Тезисы докладов. М.:, 1983. -С.29 - 32.

70. Огородников, П.И. Научно технические основы повышения эффективности применения доильного оборудования в молочном животноводстве / П.И. Огородников - М.: Колос, 1995. -140с.

71. Остапчук, Н.В. Математическое моделирование технологических процессов хранения и переработки зерна / Н.В.Остапчук М.: Колос, 1977. -240 с.

72. Пластинин, П.И. Поршневые компрессоры. Теория и расчет / П.И. Пластинин. М.: Колос, 2000.-455 с.

73. Пластинина, Э.Н. Новые конструкции сухих роторных компрессоров / Э.Н. Пластинина, И.М. Долинская // Экспресс-информация, сер. ХМ-5. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983, №9. - 12

74. Похваленский, В.П. Доильные установки / В.П. Похваленский.

75. М.: Машиностроение, 1971.-212 с.

76. Похваленский, В.П. Исследование вакуумных насосов доильных установок / В.П. Похваленский, Н.И. Мжельский // Научные труды ВИЭСХ. -М., 1965.~T.XV.

77. Райзман, И.А. Жидкостнокольцевые вакуумные насосы и компрессоры / И.А. Райзман. Казань: Фэн, 1995. - 258 с.

78. Ротационные компрессоры типа Руте // Экспресс-информация. Серия ХМ-5. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1976, №3.-5 с.

79. Сакун, И.А. Винтовые компрессоры / И.А. Сакун. Л.: Машиностроение, 1970. - 400 с.

80. Сакун, И.А. Исследование и крутящих моментов, действующих на роторы винтового компрессора. «Судовые силовые установки» / И.А. Сакун, П.Ф. Рахманов, Э.Г. Харазов. Л.: Транспорт №7, 1969. - С 177-185.

81. Сафиуллин, Н.А. Повышение эффективности машинного доения коров / Н.А. Сафиуллин. Казань, 1997. - 235 с

82. Тетерюков, В.И. Ротационные вакуум-насосы и компрессоры с жидкостным поршнем / В.И. Тетерюков. М.: Машгиз, 1960.

83. Уитлстоун, У.Г. Принципы машинного доения / У.Г. Уитлстоун. -М.: Колос, 1964.

84. Файзрахманов, Д.И. Организация молочного скотоводства на основе технологических инноваций: Учебное пособие / Д.И. Файзрахманов, Р.Ш. Аскаров, М.П. Афанасьев и др. Казань: Казанская ГСХА, 2005. - 184 с.

85. Финни, Д. Введение в теорию планирования эксперимента / Д. Финни. -М.: Наука, 1970. 288 с.

86. Фриц, В. Доильные машины за границей / В. Фриц // Электрификация молочного хозяйства за границей. М., 1932.

87. Фролов, Е.С. Вакуумная техника: Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др. М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

88. Фролов, Е.С. Механические вакуумные насосы / Е.С. Фролов, И.В. Автономова, В.И. Васильев и др. М.: Машиностроение, 1989. - 288 с.

89. Хамеев, В.М. Исследование надежности вакуумных насосов УВА: автореф. дис. . канд. техн. наук / В.М. Хамев. Омск, 1971.

90. Хафизов К.А. Пути снижения энергетических затрат на производственных процессах в сельском хозяйстве / К.А. Хафизов . Казань: Изд-во Казанского университета, 2007. - 272 с.

91. Хисамеев, И.Г. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры / И.Г.Хисамеев, В.А. Максимов. Казань: Фэн, 2000. - 638 с.

92. Хисамеев, И.Г. Методика расчета сил и моментов, действующих на роторы винтовых и прямозубых роторных компрессоров / И.Г. Хисамеев, А.Л. Верный, В.Н. Налимов // Сб. науч. тр. СКБК. Казань, 1982. - С 58-65.

93. Хисамеев, И.Г. Разработка и исследование нового типа роторного компрессора с полным внутренним сжатием: автореф. дисс. . канд. техн. наук / И.Г. Хисамеев. Л., 1981. - 238 с.

94. Хитров, А.Н. Совершенствование доильных систем / А.Н. Хитров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. М.: ВНИИТЭИСХ, 1977. - 45 с.

95. Хлумский, В. Ротационные компрессоры и вакуум-насосы / В. Хлумский. -М.: Машиностроение, 1971. 128 с.

96. Цой, Ю.А. Методические рекомендации по проектированию и эксплуатации вакуумных систем для молочных ферм и комплексов / Ю.А. Цой, И.В. Кузнецова, Н.М. Антроповский, Ю.И. Залевский. М., 1980. - 20с.

97. Цой, Ю.А. Молочные линии животноводческих ферм и комплексов/ Ю.А. Цой. М.: Колос, 1982. - 221 с.

98. Цой, Ю.А. О параллельной работе вакуумных насосов доильныхустановок / Ю.А. Цой, A.M. Мисиров // Научно-технич. бюллетень по электрификации сельского хозяйства. М.: ВИЭХС, 1973. - Вып. 2(20).

99. Цой Ю.А. Тенденции развития доильного оборудования за рубежом / Ю.А. Цой, Н.П. Мишуров, В.В. Кирсанов, А.И.Зеленцов М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. — 76 с.

100. Шварц, А.И. Современное состояние и направления развития роторных прямозубых компрессоров / А.И. Шварц, В.Н. Немчак // Обзорная информация, сер. ХМ-5. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1985. - 36 с.

101. Шнепп, В.Б. Роторные компрессоры сухого сжатия малой производительности / В.Б. Шнепп, А.И. Шварц, A.JI. Верный и др. // Химическое и нефтяное машиностроение, 1982, №8. С. 5-6.

102. Шумский, К.П. Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения / К.П. Шумский. М.: ГНТИ машиностр. лит., 1963.

103. Юдин, М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов / М.И. Юдин. Краснодар: КГАУ, 2004. - 239 с.

104. Яминский, В.В. Роторные компрессоры / В.В. Яминский. М.: Машгиз, 1960. - 22 с.

105. Ш.Яременко, О.В. Испытание насосов / О.В. Яременко // Справочное пособие. -М.: Машиностроение, 1976.

106. Berges, Н. Oil-free vacuum pumps of compact design / H. Berges, D. Gotz // Vacuum vol.38, № 8-10, 1988. P. 761-763.

107. Van-Atta, C.M. Theory and performance characteristics of a positive displacement rotary compressor as a mechanical booster vacuum-pump / C.M. Van-Atta // Nat. Sympos. Vacuum Technol. London, New York, Paris, Pergamon Press, 1957. P. 62-67.

108. Woolford, M. Milking machine performance / M.Woolford 11 N.Z.J. Frg. 1975. - V. 131.-№3.

109. Wycliffe, H. Mechanical high-vacuum pumps with an oil-free swept volume / H. Wycliffe // Journal of Vacuum Science and Technology, 1987, v.5. — P. 2608-2611.

110. Патент 856991 Англия. Кл. 110 (2). Improvements in motors having cooperating rotors. Wade Engineering Ltd, /Denchan Costin Lane, Figiel Albert Maria, 1960.

111. Пат. 217704 РФ Двухроторный вакуумный насос: / И.Е.Волков, А.А.Мустафин, Б.Г.Зиганшин; заявитель и патентообладатель Казанская ГСХА. -№2000113668; заявл. 29.05.2000; опубл. 20.08.2002.

112. Патент № 2193689 РФ, Насос вакуумный двухроторный. / И.Е. Волков, Б.Г.Зиганшин, А.А. Мустафин (Россия) № 2000117103/06 (017773); Заявл. 27.06.2000; Опубл. 27.11.2002. Бюлл. № 33. - 3 с.

113. Патент РФ № 2382905 Насос вакуумный двухроторный / И.Н. Гаязиев, И.Е. Волков, Б.Г. Зиганшин. Заявлено 29.04.2008; Опубликовано 27.02.2010, Бюлл. №6.

114. Патент № 1426541 Франция. Кл. F 04d, Compresseour a deux rotors pourvusde dents exterieures compkementaires. Davey Compressor Co, 1965.

115. Патент 1418741 США, 06.06.1922, F04C 2/08.