Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 867
Математическая модель влияния класса почв и агрофона на реализацию тяговой мощности трактора
Статья научная
Рассмотрены тяговые свойства тракторов в зависимости от почвенных условий, которые могут изменяться в довольно широких пределах. Предложена алгоритмическая модель, позволяющая автоматизировать процесс расчётов изменения тяговой мощности для двух типов тракторов (колесных и гусеничных) в зависимости от изменения агрофона (целина, стерня, пар, вспаханная почва) и класса почв (прочные, средние, слабые). Сделаны выводы.
Бесплатно
Математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных
Статья научная
Представлена математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных. Алгоритм длительности и интенсивности потребления воды животными позволил обосновать геометрические параметры групповой автопоилки.
Бесплатно
Математическая модель движения корнеплода по ротационному гофрощеточному рабочему органу
Статья научная
Целью выполненной работы является построение математической модели движения единичного корнеплода в форме полусфероконуса по наружной поверхности цилиндрической вращающейся гофрощётки. Полученная математическая модель будет использована для теоретического обоснования основных конструктивных и режимных параметров гофрощеточного очистителя кормовых корнеплодов. Основанием для теоретического анализа движения единичного тела по поверхности ротационного рабочего органа явились труды известных учёных в области прикладной земледельческой механики П.М. Василенко и П.М. Заики. Построение математической модели производим путем получения системы нелинейных дифференциальных уравнений динамики движения корнеплода по поверхности гофрощеточного барабана и дифференциального уравнения вращательного движения корнеплода вокруг собственной оси в цилиндрических координатах и её численного интегрирования с помощью метода Рунге-Кутта 4-го порядка точности. Численное интегрирование системы дифференциальных уравнений производим с помощью встроенных функций математического калькуляционного пакета MathCAD Professional 2001 на ПК. После построения аналитической модели движения единичного корнеплода и ее графического анализа было выявлено, что на протяжении всего времени контакта линейная скорость движения и путь, пройденный корнеплодом от начала отсчёта вдоль гофрощётки, монотонно возрастают. Угловая скорость перемещения ω=f(t) изменяется по экспоненциальной зависимости, достигая максимальных значений после t = 1,8 c (при постоянной угловой скорости вращения гофрощетки ωгщ = 20,93 с-1). В момент, когда угловая скорость движения корнеплода становится больше угловой скорости гофрощётки (t = 1,8-2,4 c), тело отрывается (покидает) рабочую поверхность. Наибольшее влияние на угловую скорость движения и угол отрыва корнеплода оказывает угловая скорость вращения гофрощётки. На линейную скорость перемещения корнеплода и пройденный путь оказывает наибольшее влияние угол наклона гофрощётки к горизонту.
Бесплатно
Математическая модель машинно-тракторного агрегата на базе трактора с гидростатической трансмиссией
Статья научная
Целью работы является создание математической модели машинно-тракторных агрегатов на базе энергетических средств с гидростатической трансмиссией. Скоростные энергетически насыщенные трактора сельскохозяйственного назначения при работе в реальных условиях эксплуатации имеют показатели намного ниже потенциальных, так как в связи с повышенным значением поступательных и инерционных масс машинно-тракторных сельскохозяйственных агрегатов снижаются эффективная мощность двигателя, тягово-сцепные свойства движителей, повышается расход горюче-смазочных материалов и т.д. Поэтому современные сельскохозяйственные агрегаты работают с меньшими, по сравнению с запланированными, производительностью и экономичностью. Для снижения негативного влияния неустановившихся режимов движения на выходные показатели сельскохозяйственных агрегатов необходимо разрабатывать технические средства, технологические и другие мероприятия. При определении показателей работы машинно-тракторных сельскохозяйственных агрегатов применяют в настоящее время данные типовых тяговых характеристик тракторов, полученные в результате их испытаний при постоянном тяговом сопротивлении. В действительности же машинно-тракторный агрегат подвергается внешним воздействиям, носящим динамический характер. Стохастический характер внешних воздействий существенно отражается на показателях работы агрегатов. Существуют различные способы уменьшения влияния колебаний тяговой нагрузки на выходные показатели машинно-тракторного агрегата. Одним из них является применение гидростатической передачи. Проверка эффективности работы машинно-тракторного агрегата с гидростатической трансмиссией энергетического средства экспериментальным путём сложна, дорогостояща и требует большого количества времени. Поэтому проводят виртуальные исследования с целью оценки влияния гидростатической трансмиссии на энергетические и другие показатели машинно-тракторных агрегатов при неустановившихся режимах нагрузки, которые характерны в реальных условиях эксплуатации. В работе предложена математическая модель МТА на базе мобильного энергетического средства с гидростатической трансмиссией, с помощью которой можно осуществить аналитический расчет основных показателей машинно-тракторного агрегата. Доказано, что внедрение математической модели упрощает и облегчает расчёты эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов.
Бесплатно
Математическая модель оптимизации объектов исследований
Статья научная
Рассматривается расчет оптимальных элементов техники полива. Для окончательного определения оптимальных значений изучаемых факторов проводится несколько групп опытов с применением симплексно-суммируемого плана типа правильного шестиугольника. Составлена математическая модель в виде уравнения второго порядка.
Бесплатно
Математическая модель энергосберегающей технологии сушки зерна
Статья научная
Снижение энергоёмкости процесса сушки зерна возможно за счёт совершенствования конструкций оборудования, технологического процесса и за счёт использования систем оптимального управления процессом. Совершенствование управления процессом сушки требует наличия математической модели объекта управления, на базе которой может быть построена модель оптимального управления. Поскольку сушка - процесс тепло- и влагообмена между зерном и сушильным агентом, то представлены данные закономерности и выполнены соответствующие преобразования для построения систем управления. Для промежуточного решения дифференциальных уравнений в частных производных использовался метод интегрального преобразования Лапласа. В результате получена такая запись дифференциального уравнения, которая позволяет не выполнять сложные преобразования для записи результата в аналитическом виде, а представить его в виде набора передаточных функций. Такое представление дифференциальных уравнений позволяет разрабатывать компьютерные имитационные модели и получать численные решения при любых начальных условиях. В зависимости от того, какая стратегическая задача стоит (необходимо сушить с большей производительностью или с меньшими энергозатратами), определяют требуемую производительность вентилятора и схему перемещения зерна по зонам бункера. Для решения этих задач была разработана математическая модель. В основу модели положено уравнение теплового баланса для элементарного слоя. Полная модель процесса сушки зерна в установках активного вентилирования с системой оптимального управления построена с использованием модели сушки плотного слоя и модели сушки элементарного слоя и позволяет снизить энергоёмкость процесса. Предполагается, что в бункере имеется возможность выпускать зерно из определённой зоны.
Бесплатно
Статья научная
Проведен системно-матричный диагностический анализ влияния факторов внешней среды на внутренние производственные процессы сельскохозяйственных предприятий, который позволяет распределить полномочия эффективных действий, выявить несоответствия и разногласия, определить стратегию сглаживания негативного влияния факторов внешней среды на внутренние процессы деятельности предприятия с целью максимизации его прибыли.
Бесплатно
Машинно-технологическое сопровождение улучшения почв
Статья научная
В настоящее время площадь пашни в Российской Федерации составляет более 122 млн га. В связи с неэффективным использованием земли площадь пашни сократилась на 14%. Из оставшейся части около 85% земель подвержены водной и ветровой эрозии, что приводит к значительному ежегодному недобору зерновых культур. Поэтому вопросы, связанные с восстановлением и улучшением почв, являются актуальными, представляют научный и практический интерес. Цель работы - разработка машинно-технологического сопровождения улучшения почв путем применения высококачественных органических удобрений. В основу методики проведения исследования положен аналитический подход к вопросам производства органических удобрений и их использования в растениеводстве. Установлено, что существующие объемы производства навоза и помета, как исходного продукта для производства органических удобрений, не соответствуют потребностям растениеводства, в связи с чем в настоящее время на поля вносятся органические удобрения с дозами 0,4-1,2 т/га, что на порядок ниже требуемых доз внесения. В связи с этим для улучшения почв предлагаются технологии производства концентрированных органических удобрений, получаемых методом ускоренного компостирования (за 7-10 суток) навоза и помета, что при дозах внесения от 1 до 4 т/га позволит использовать большие площади пашни. В данной технологии базовой машиной является ворошитель буртов. Предложена технология воспроизводства почвенного плодородия через многотоннажное производство центров почвообразования (ЦПО). Микроскопические системы искусственных ЦПО начинают активно взаимодействовать с микрофлорой почвы, мобилизуя ее почвенное плодородие. Для реализации данной технологии разработана функциональная схема почвоулучшителя. Использование предлагаемого машинно-технологического сопровождения позволяет не только улучшить качество почвы, но и значительно увеличить в ней содержание органического вещества, способствующего повышению гумуса в почве, для чего необходима разработка основных машин отечественного производства - ворошителя буртов и почвоулучшителя.
Бесплатно
Статья научная
Приведен анализ мелиоративного состояния рисовых оросительных систем, а также необходимые мероприятия по увеличению производства риса на Юге России. Определены приемы регулирования технического состояния системы и почвенно-мелиоративные мероприятия на рисовых оросительных системах. Предложены пути улучшения мелиоративной обстановки на рисовых оросительных системах.
Бесплатно
Мелиорация земель - основа устойчивого развития АПК России
Статья научная
Приводятся данные о потребности России в продуктах питания, об объемах производимых основных отечественных продуктов питания и их дефиците, состоянии мелиорированных земель и оросительных систем в России, наличии орошаемых и осушенных земель и результатах их использования. Предлагаются мероприятия по восстановлению мелиоративного комплекса России и увеличению производства животноводческой продукции (мяса и молока), производства овощей, риса и других продуктов питания. Обоснована необходимость принятия государственной программы развития мелиорации. Приводятся расчеты эффективности мелиоративных мероприятий и размер вклада мелиорации в обеспечение продовольственной безопасности страны.
Бесплатно
Мероприятия и механизм реализации водной стратегии в АПК
Статья научная
Дана краткая характеристика обеспеченности водными ресурсами территории России. Приведена оценка использования водных объектов в агропромышленном комплексе страны. Рассмотрены основные мероприятия и механизм реализации Водной стратегии в мелиоративной отрасли.
Бесплатно
Металлографические исследования дисков сошников посевных машин
Статья научная
Для стабильного развития предприятия и получения конкурентоспособной продукции необходимо постоянно совершенствовать технологические процессы и машины, участвующие в технологических процессах. В сельском хозяйстве в почвообрабатывающих и посевных машинах наиболее подвержены износу их рабочие органы – диски, поэтому особенно актуальным является вопрос об упрочнении рабочих органов. Проведен обзор существующих способов упрочнения деталей с анализом микротвердости, микроструктур, износостойкости. Изучен химический состав образцов дисков серийного и опытных. Образцы опытных дисков в свою очередь вырезались из серийных упрочненных дисков, снятых с эксплуатации упрочненных дисков и восстановленных упрочненных дисков. Химический анализ подтвердил, что все диски изготовлены из стали 65Г. Выполнена пробоподготовка микрошлифа для сравнительной оценки микроструктур образцов. Осмотр изображений микроструктур показывает наличие закаленного слоя у образцов дисков, которые ранее подвергались электромеханическому упрочнению. На поверхности серийных упрочненных образцов дисков и снятых с эксплуатации упрочненных образцов дисков наблюдается высокодисперсная структура мартенсита – смесь малоуглеродистого мартенсита и мелких частиц карбидов. На поверхности восстановленных упрочненных образцов дисков наблюдается формирование мелкоигольчатых кристаллов мартенсита с равномерно распределёнными в нём мелкораздробленными карбидами. Наличие упрочненного слоя подтверждается измеренной микротвердостью на лезвии дисков: у серийных упрочненных дисков она составляет в среднем 566 HV0,2; у снятых с эксплуатации упрочненных дисков – 646 HV0,2; у восстановленных упрочненных дисков – 439 HV0,2, по сравнению с серийными дисками – 276 HV0,2. Данное исследование подтверждает эффективность электромеханического упрочнения дисков.
Бесплатно
Краткое сообщение
Безопасность движения транспортных средств в АПК и в целом по стране постоянно находится в центре внимания специалистов. Связано это с высоким уровнем транспортных происшествий как в мире, так и в стране в целом и её АПК. При этом такие происшествия происходят по различным причинам и обстоятельствам как антропогенного характера, так и организационного, технического и влияния внешней среды. Среди этих происшествий по их типу значительное количество ДТП связано с наездом на людей. В статье приведена динамика ДТП названного вида за 2015-2018 годы в сравнении с данными по стране, а также за 2005-2015 годы по Ленинградской области и Санкт-Петербургу. Несмотря на изложенное, как показали анализ, патентные исследования и патентный поиск, эффективных мер профилактики обсуждаемой проблемы ни в стране, ни за рубежом не предложено. Учитывая последствия таких ситуаций, заканчивающихся тяжелыми травмами или летально, а также отсутствие эффективных способов и устройств для обеспечения профилактики указанного рода происшествий, обосновано, разработано и проверено на работоспособность инновационное авторское решение, исключающее указанные виды травм. Дано описание метода и средства, принципа их работы, а модельными лабораторными испытаниями подтверждена их работоспособность. Таким образом инновационные метод и средство пополняют предложенную совместно с автором методологию динамичного снижения и ликвидации несчастных случаев и связанных с производством заболеваний и аварий в АПК и других видах экономической деятельности. Решение проблемы будет способствовать значительной социальной и материальной эффективности благодаря превентивным мерам профилактики взамен компенсационных.
Бесплатно
Метод корректировки координат текущего местоположения для систем точного земледелия
Статья научная
Представлены математический метод коррекции координат, поступающих со спутниковой навигационной системы, и математический алгоритм реализации этого метода. Представленный метод позволит повысить точность позиционирования навигационных систем.
Бесплатно
Метод определения последовательности элементарных проверок при диагностировании
Статья научная
Предлагаемый метод позволяет реализовать на практике подсистему получения диагностической информации по влиянию внешней среды в техническом состоянии агрегата. Существенно снизить трудоемкость и оперативную продолжительность технического обслуживания.
Бесплатно
Метод структурирования монотонно изменяющихся непрерывных функций на примере процессов АПК
Статья научная
Целый ряд процессов в естественных науках, в частности в агропромышленном комплексе, описывают как теоретическими, так и экспериментальными монотонно изменяющимися непрерывными функциями. В процессе анализа таких зависимостей возникает необходимость анализа темпа их изменения на некотором интервале вариации аргумента. Зачастую это устанавливают произвольно. Нами разработан метод структурирования монотонно изменяющейся непрерывной функции на основе теоремы Лагранжа при обосновании и выделении существенного, малосущественного и несущественного участков. При этом точка существенности определяется как точка касания прямой, параллельной отрезку, соединяющему начальную и конечную точки всего интервала задания функции, а точка малосущественности – как точка касания прямой, параллельной отрезку, соединяющему точку существенности и конечную точку интервала задания функции. Разработан и представлен алгоритм реализации метода на примерах по процессам агропромышленного комплекса. При оценке степени смешивания ингредиентов для свинопоголовья определили рациональную длительность замера полного сопротивления кормосмеси постоянному току (разделяющий признак). Она существенно изменяется до 135 с и малосущественно от 135 до 202,5 с, то есть можно делать замер искомой величины через 150 с. При значении удельной вертикальной нагрузки до 9,29 кПа коэффициент трения по стали измельченной кормовой свеклы изменяется существенно (от 0,62 до 0,35), а далее от 9,29 до 13,25 кПа несущественно (от 0,35 до 0,29), то есть для практических расчетов следует учитывать изменение коэффициента трения при вертикальной нагрузке до 13,25 кПа. При структурировании зависимости удельной стоимости запариваемого корма для свиней установили диапазон рационального значения полезной вместимости порционного циркуляционного смесителя кормов в пределах 2,77 м3.
Бесплатно
Методика и результаты диагностирования двигателей СМД-62
Статья научная
Представлена бестормозная методика определения основных показателей двигателей тракторов с турбонаддувом по ускорению коленчатого вала и давлению наддува. Разработанная методика и измерительно-вычислительный комплекс, её реализующий, позволяют определить значения действительного момента инерции двигателя и построить полную регуляторную характеристику двигателя с ГТН в производственных условиях.
Бесплатно
Методика идентификации опасностей и оценки профессионального риска
Статья научная
На сегодняшний день на большинстве российских предприятий проводится систематическая работа по обеспечению безопасности труда и охране здоровья сотрудников. Проведение такой работы осуществляется на основе внедрения систем менеджмента безопасности труда. Эффективность такой системы во многом определяется наличием процедур идентификации опасностей и рисков, реализуемых на единых подходах. При проведении работы по обеспечению безопасности труда должна быть предусмотрена специальная оценка условий труда на рабочем месте, что является требованием трудового законодательства РФ. Для такой оценки целесообразно применять единые методики и критерии оценки профессиональных рисков (ОПР), учитывающие размер организации и имеющиеся возможности систематического проведения. Поэтому актуальным является вопрос разработки простой эффективной методики ОПР. В предложенной методике оценка рисков осуществляется на основе системы показателей, учитывающей различные виды опасностей: тяжесть вреда, условия работы, уровень травмобезопасности, наличие средств индивидуальной защиты и др. С использованием разработанной методики была выполнена оценка профессиональных рисков и условий труда на одном из предприятий аграрно-промышленного комплекса Челябинской области. При выполнении оценки методика показала свою простоту, универсальность и эффективность. В качестве преимуществ следует отметить, что предложенный подход не требует серьезной предварительной подготовки и специального обучения. Также методика соответствует рекомендациям трудового законодательства РФ, согласно которым должна проводиться качественная и количественная оценка. Ее использование позволяет своевременно выявлять опасности и разрабатывать мероприятия по снижению вероятности возникновения травм. Оперативное выполнение таких мероприятий приведет к повышению безопасности на производстве, предупреждению несчастных случаев и уменьшению профессиональных заболеваний персонала, что в итоге улучшит финансовые показатели и повысит эффективность деятельности предприятия.
Бесплатно
Статья научная
Приведена методика определения ущерба, нанесенного поверхностным водным объектам стоком дождевых и талых вод с земель сельхозназначения, которая позволяет определить массу загрязняющего вещества, поступившего в поверхностные водные объекты, рассчитать ущерб от поверхностного стока для водосбора в целом или отдельного участка землепользователя.
Бесплатно
Статья научная
Разработка новых подходов и инструментов развития в области АПК является важным звеном в планировании мероприятий, направленных на реализацию приоритетных направлений глобальной экологической культуры. При формировании данных мероприятий на первый план выдвигаются технологии в области сельскохозяйственного производства, внедрение которых способствует грамотному восстановлению плодородия почв, снижению загрязнений окружающей среды. В итоге новые производственные технологии смогут улучшать качество жизни всего человечества. Определение качественных показателей применения новых технологий в области сельского хозяйства актуализирует задачи по разработке и внедрению новых методов оценки качественных показателей технологических операций. Целью предлагаемого исследования является разработка технического решения для оценки качественных показателей опрыскивания с применением информационных технологий. Описан порядок обработки индикаторных полосок, используемых для определения густоты покрытия объекта обработки рабочим раствором и размера капель, осаждаемых на контактную поверхность объекта при проведении операций по защите и питанию почвы и растений. Выявлены слабые места традиционных методов оценки качественных показателей и предложен способ с применением программного продукта для ЭВМ, позволяющий проводить обработку полученных данных более эффективно. Применение программного продукта при расчете качественных показателей распыла позволяет быстро и эффективно производить расчеты и проводить оценку дисперсного состава и густоты покрытия на основе графического распределения, а также делать вывод об уровне экологической безопасности технологического процесса распыления пестицидов на основе определения размера капли. Для повышения производительности труда и снижения влияния человеческого фактора на точность оценки покрытия рабочим раствором индикаторных полосок обработка полученных результатов исследований проводится с помощью анализа тонового изображения капель рабочего раствора в цветовом пространстве файла.
Бесплатно
