Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
Статья научная
Катушечные высевающие аппараты являются важным инструментом в сельском хозяйстве. Они позволяют точно контролировать норму высева семян. В аппаратах с активным рабочим слоем трение между семенами способствует дополнительному истечению семян, что помогает сгладить пульсацию. Точная регулировка нормы высева и сглаживания пульсации способствует активному росту растений и повышению их урожайности. В предлагаемой работе в качестве объекта исследования рассматривается посев семян зерновых культур с использованием катушечной высевающей машины. В качестве предмета исследования рассмотрены зависимости равномерности распределения семян по длине борозды от неравномерности удельного рабочего объема катушки, частоты вращения нагнетателя пневматической сеялки и нормы высева. Целью работы является повышение равномерности распределения площади питания, приходящейся на каждое растение, при обычном способе посева озимой пшеницы. В статье представлены результаты экспериментов, позволяющие найти зависимости между удельным объёмом катушки, нормой высева, урожайностью и неравномерностью сева. Так, наибольшую значимость на урожайность оказывает фактор нормы высева. Построенная регрессионная модель имеет коэффициент детерминации 0,59. Таким образом, полученную модель, которая на 59% предсказывает результат, можно использовать на практике. При помощи байесовских сетей найдены наилучшие показатели факторов, при которых достигается наибольшая урожайность. В частности, урожайность на уровне 65-75 кг/га с вероятностью 75% может быть достигнута при использовании ячеисто-сотовой формы катушки и норме высева 225 кг/га. При этом желобковая форма катушки данный диапазон урожайности обеспечит на 50%.
Бесплатно
Статья научная
Увеличение объемов производства зерна кукурузы требует совершенствования механизированных технологий для отечественной системы семеноводства, обеспечивающих высокую культуру производства. Это достигается путем применения контейнерного способа перемещения початков, их сушки малыми объемами в защитных вентилируемых контейнерах и поэтапного обмолота многоканальными комплектами технических средств, оснащенных адаптивными рабочими органами, способными дифференцировать интенсивность силового воздействия на зерно. В Российской Федерации кукурузу возделывают в 27 регионах, здесь должны эффективно работать отечественные семенные заводы, способные за один сезон перерабатывать не менее 5500 тонн початков российской селекции. В этом случае полностью исчезает потребность в семенах без закупок из-за рубежа. Семенные заводы необходимо укомплектовать восьмимодульными сушилками початков в контейнерах, где каждый модуль должен вмещать не менее 64 контейнеров по 300-350 кг початков в каждом. Конструкция контейнеров должна позволять их легко перемещать в пределах технологических линий посредством малогабаритных транспортно-погрузочных средств. Обмолот початков с забором из контейнеров необходимо проводить трехканальными комплектами технических средств поэтапного обмолота при интенсивности входного потока до 22 контейнеров в час и пропускной способности каждого канала не менее 10 контейнеров в час, при этом вероятность того, что все три канала недогружены или перегружены, будет менее 10%, длина очереди из контейнеров не превысит 3 штук, а вероятность отказа системы в приеме контейнеров на обработку будет не более 6%. В результате будет обеспечена непрерывная работа применяемого оборудования, исключено смешивание гибридных линий и сведено к минимуму количество макро- и микроповреждений зерна.
Бесплатно
Статья научная
Развитие конструкций сельскохозяйственных машин происходит при появлении новых знаний, технологий изготовления машин (деталей), конструкционных и эксплуатационных материалов, с которыми взаимодействуют рабочие органы. Одним из важнейших материалов для разработки и эксплуатации сельскохозяйственных машин являются зерна и семена культурных растений. Знание их физико-механических свойств позволяет рационально проектировать и эксплуатировать (настраивать режимы работы) посевные, уборочные, очистительные, погрузочные и другие машины. Значимыми физико-механическими свойствами семян являются размерные характеристики. При исследовании и конструировании, например, высевающего аппарата сеялки, необходимо учитывать физико-механические свойства и, в частности, размеры семян, используемых для посева. Размерные характеристики необходимые для расчета размеров и объема семенной камеры высевающего аппарата, размеров проходных окон бункера и аппарата, катушки или высевающего диска, дозирующего элемента. В связи с увеличением посевных площадей, занятых горохом, возникает необходимость в создании новых и совершенствовании существующих конструкций высевающих аппаратов, применяемых при дозировании семян гороха. В настоящее время неоспоримо преимущество поштучного дозирования семян гороха, так как это позволяет более рационально размещать семена по площади поля, что обеспечивает увеличение урожайности. Возникает необходимость разработки высевающих аппаратов для поштучного дозирования семян гороха. Для принятия рациональных решений при проектировании аппаратов необходимо знать размеры высеваемых семян. Поэтому на кафедре «Технологии и средства механизации АПК» было проведено исследование размеров семян гороха четырех сортов. Исследованы длина, ширина и толщина трёхсот пятидесяти семян каждого сорта: Нордман, Лумп, Слован, Аксайский Усатый, районированных в Зерноградском районе Ростовской области. Получены, обработаны и проанализированы массивы данных размерных характеристик.
Бесплатно
Исследование уплотнения зелёной массы при силосовании в контейнерах
Статья научная
Силос является одним из основных кормов в рационе коров. Качество зеленой массы для приготовления силоса в большой степени зависит от погодных условий. Повышенная влажность исходной зеленой массы снижает кормовую ценность силоса. Исключить негативное влияние погодных условий возможно при использовании разработанного способа приготовления силоса в мягких вакуумированных контейнерах, это позволит получить высокую питательную ценность силоса, сократить потери при его хранении и транспортировке. В настоящее время приготовление силоса в мягких контейнерах позволит повысить эффективность роботизированных систем приготовления и раздачи кормовой смеси в животноводстве. Получение качественного силоса в мягких контейнерах зависит от требуемого уплотнения силосуемой массы за счет создания вакуумметрического давления в нем после герметизации контейнера. В статье представлены результаты теоретических исследований процесса приготовления силоса в мягких вакуумированных контейнерах. Обоснованы объём и размеры контейнера для закладки силосуемой массы, предложена конструктивно-технологическая схема для осуществления процессов осушения, уплотнения и приготовления силоса из кукурузной массы с повышенной влажностью. Изложены теоретические зависимости продолжительности откачивания воздуха из контейнера до достижения заданной плотности от геометрических параметров контейнера, технических характеристик вакуумного насоса и параметров трубопровода, соединяющего насос с контейнером. Определены производительность вакуумной системы и минимальный диаметр трубопровода. Представлены графические зависимости изменения плотности зеленой силосуемой массы от времени вакуумирования и требуемой производительности насоса от величины вакуума. Полученные результаты будут полезны для обоснования параметров при приготовлении силоса в мягких контейнерах.
Бесплатно
Исследование холодильной установки коровьего молока для условий горных пастбищ Северного Кавказа
Статья научная
В статье рассматривается вопрос охлаждения коровьего молока в условиях горных пастбищ Северного Кавказа. Способ охлаждения основан на использовании в процессе охлаждения в качестве рабочей жидкости воды горной реки, прилегающей к пастбищному угодью животноводческого центра. Разработана охлаждающая установка, входящая в технологическое оборудование доильного центра для горных пастбищ. Проведена оптимизация основных параметров охладительной установки молока в лабораторных и производственных условиях. Подобрано оборудование для проведения лабораторного эксперимента с имитацией рабочей жидкости - вода горной реки. Выявлено, что на конечную температуру молока влияют следующие параметры: скорость охлаждающей воды Vов; отношение диаметра к длине цистерны холодильной установки Кс=D/L и продолжительность охлаждения молока Tом. Для проведения многофакторных экспериментов составлена матрица трехуровневого плана Бокса-Бенкина. Для определения оптимальных конструктивных параметров и режимов работы холодильной установки, создающей необходимую температуру молока, осуществлен многофакторный эксперимент. Апробирование воспроизводимости эксперимента проверено критерием Кохрена. Анализ результатов проведенного многофакторного эксперимента выявил следующее: минимальная величина критерия оптимизации - температура охлаждённого молока 5 °С - достигается определенными значениями варьируемых факторов: скорости охлаждающей воды VОВ = 0,48 м/с; отношения диаметра к длине резервуара КС=0,5; продолжительности охлаждения молока TОМ = 1214 с. Подсчеты процесса охлаждения свежевыдоенного молока до температуры длительного хранения удовлетворяют общим требованиям хранения питьевого высокосортного молока. Изготовленный опытный образец холодильной установки молока с применением энергии горной реки успешно эксплуатировался на горном пастбище Зольского района Кабардино-Балкарской Республики.
Бесплатно
Исследование щелевого аппарата точного высева с цифровым управлением подачи семян
Статья научная
Кукуруза в России занимает значимое место среди выращиваемых сельскохозяйственных культур. Её широко используют в различных отраслях народного хозяйства и с каждым годом потребность в производстве кукурузы возрастает. Для решения задачи по повышению производства кукурузы в стране необходимо совершенствовать технологии выращивания и средства механизации, реализующие данные технологии. Качество посева формирует качественные и количественные показатели будущего урожая, поэтому изучение и создание новых посевных машин является актуальной задачей современной науки. В работе проведены результаты экспериментального исследования разработанного щелевого дозатора поштучного высева семян пропашных культур. В исследовании использованы методы математической статистики и планирования эксперимента. Для проведения лабораторного исследования разработан оригинальный стенд. Проведен многофакторный эксперимент с целью получения эмпирических зависимостей, скорости подготовки семян к дозированию и стабильности процесса подготовки семян к дозированию в зависимости от давления в семенной камере аппарата, ширины щели и коэффициента трения кромки подающего диска аппарата о семя. Выявлены зависимости подачи семян щелевым пневматическим аппаратом избыточного давления при дозировании семян кукурузы от основных факторов, влияющих на процесс дозирования, определены рациональные параметры работы щелевого пневматического аппарата избыточного давления. Внедрение щелевого пневматического аппарата избыточного давления позволит расширить функциональные возможности операции высева, так как появляется возможность координатного размещения семян по поверхности поля. Это дает стимул для развития точного земледелия в России, внедрения цифровых технологий и систем точного позиционирования в проведение сельскохозяйственных операций, исследований в области оптимизации площади питания культур, исследований в области оценки качества почв и условий развития растений, внедрения инструментов статистического анализа и планирования эффективности растениеводства.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен анализ динамики и тенденций развития процессов деградации земельных ресурсов Республики Калмыкия. Приведены аналитические данные использования земель и определены риски экологической безопасности. Особое внимание уделено зоне экологической катастрофы - Черным землям. Определены деструктивные факторы, оказывающие негативное влияние на состояние земельных ресурсов, степень антропогенного воздействия на сельскохозяйственные угодья данного региона. Исследованы причины возникновения деструктивных процессов и сокращения продуктивных угодий. Эмпирической базой исследования явились данные государственной статистики, материалов почвенных и геоботанических обследований, экспертные оценки и др. Проведенный анализ развития процессов деградации земель республики позволил сделать вывод о необходимости рационального природопользования и применения эколого-реабилитационных технологий в целях нейтрализации деструктивных процессов при использовании земельных ресурсов в Республике Калмыкия. Приведены данные по использованию пахотных и кормовых угодий. Выявлено, что посевные площади Калмыкии уменьшились с 726,6 тыс. га в 1990 году до 297,8 тыс. га в 2020 году и составляют около 36,0%. Высказано предположение о возможности применения эколого-реабилитационных технологий для предупреждения развития деструктивных процессов при использовании земель сельскохозяйственного назначения. Обоснована необходимость проведения комплексных мер по рациональному использованию природных ресурсов региона и применения эколого-реабилитационных технологий, включающих агротехнические, гидротехнические и биологические технологии восстановления утраченных свойств земельных ресурсов. Представлена классификация эколого-реабилитационных технологий. Подробно освещены основные направления реабилитации сельскохозяйственных угодий Калмыкии, в частности стабилизация агроландшафта и ресурсосберагающие технологии. Выполнено обоснование необходимости применения механизированных эколого-реабилитационных технологий и технических средств для восстановления деградированных почв Калмыкии, обеспечивающих повышение плодородия почвы и увеличение количества пахотных угодий.
Бесплатно
К вопросу разработки доильного аппарата выдавливающего типа
Статья научная
Показаны недостатки используемых в настоящее время в молочном животноводстве нашей страны и за рубежом серийных отсасывающих доильных аппаратов в части возможности повреждения молочной железы животного действием высокого вакуума, пониженного механического воздействия исполнительных органов на рецепторы сосков и существенного сокращения продуктивного срока использования коров. Предложен вариант совершенствования доильных стаканов применительно к известному трёхтактному доильному аппарату «Волга» с переводом его в режим извлечения молока выдавливанием из сосков при пониженном вакууме под ними. Дано описание процесса работы такого исполнительного органа доильного аппарата и представлена циклограмма давлений в камерах установленного в нём сильфона, управляющего механизмом сжатия соска при извлечении молока. Проведён анализ пневмопривода сильфонов в доильных стаканах на основе применения повышенного разрежения на фоне снижения его в подсосковых камерах предлагаемых исполнительных органов до уровня, действующего, например, в сосательном аппарате телёнка. Отмечено практическое равенство температуры окружающей среды и воздуха в секциях сильфонов доильных стаканов, допускающее изотермичность процессов течения воздуха в пневмопроводах аппарата, что послужило основой в получении аналитических зависимостей для определения длительности отдельных участков этих процессов и тактов наполнения соска молоком и выдавливания его из цистерны соска. Полученные зависимости могут способствовать дальнейшему конструктивному совершенствованию доильной техники, основанной на использовании режима выдавливания молока из сосков вымени, и обеспечить снижение возможных маститных заболеваний машинного происхождения и появление дополнительного источника механических доильных раздражений.
Бесплатно
Качество размещения высеваемых семян по площади поля. Часть 1. Постановка задачи
Статья научная
Обеспечение сравнимости результатов экспериментальных исследований является важной частью при разработке новых сельскохозяйственных машин и их рабочих органов. Развитие конструкций посевных машин зависит от оценки выполняемого процесса равномерности размещения семян (растений) по площади поля различными рабочими органами. Попытки создания методик оценки распределений растений обусловлены настойчивым желанием найти оптимальное размещение семян (растений), создать соответствующие конструкции посевных машин. Большинство применяемых методик такой оценки несовершенны и могут быть отнесены только к частным методикам, не претендующим на всеобщность их применения и выработку нового знания о процессах, выполняемых посевными машинами. Целью данного исследования является выявление основных предпосылок для разработки методики, позволяющей оценить качество размещения семян (растений) по площади поля вне зависимости от нормы высева семян, конструкции посевной машины, назначения посева, агроклиматических условий, особенностей культуры. Задача исследований - выявить предпосылки для разработки метода, позволяющего на основе первичной информации получить основные сведения о качестве выполняемого процесса размещения семян по площади поля и отвечающего требованиям всеобщности его применения. Основой для разработки метода является установление «меры», с помощью которой, на основе единых правил, создается эталон идеального распределения нормы высева семян. Мера, служащая основой создания эталона, принимается как значение элементарной площадки питания одного растения, при этом считаем, что задаваемое значение является агрономически целесообразным и обосновано задаваемой нормой высева. Эталон в этом случае будет представлять собой упорядоченное взаимное расположение элементарных площадей питания. Качество размещения семян (растений) - результат сравнения эталона с результатом эксперимента. В статье также приведены сделанные допущения и следствия из них.
Бесплатно
Статья научная
Методический подход к определению и расчету показателей качества выполнения процессов сельскохозяйственными машинами - важная часть исследований и испытаний посевных машин. В предыдущей статье нами были подняты вопросы разработки эмпирического метода определения качества размещения семян и последующих из них растений. Разработка метода необходима для получения сведений о качестве выполнения процесса распределения семян или растений по площади поля и анализа различных факторов влияния. Метод строится на сравнении варианта идеального размещения растений с распределением, полученным при высеве посевной машиной, как варианта распределения дискретной величины в двумерном пространстве. Эталоном или идеальным распределением предлагается считать «распределение по квадратам», т.е. такое, когда растения располагаются в центре площадки, размер которой равен размеру площади питания одного растения в конфигурации квадрата, совокупность таких площадей упорядочена и представлена в виде структурированной части площади поля. Критерии выбирались с позиций статистического подхода - усредненные и суммарные показатели. В качестве критериев были выбраны коэффициент возможной заполненности, представляющий собой отношение числа удельных площадей на обследуемом участке к числу растений на этом же участке. Следующий выбранный показатель - коэффициент фактического заполнения площади - отношение занятых площадок питания к числу взошедших растений, который показывает рациональность выбранного способа размещения семян или растений. Далее выбирались показатели условий, предоставленных растениям для производства урожая - удельная нагрузка (среднее количество растений на занятых удельных площадях питания) и средний размер фактической площади питания без учета её конфигурации. Комплексным показателем, объединяющим предложенные критерии качества, показывающим долю рационально используемой площади под посевом, предлагается принять коэффициент использования площади поля.
Бесплатно
Статья научная
Методическое обеспечение исследований и испытаний посевных машин является важнейшим аспектом при выработке решения о целесообразности решений по принятию конструктивнотехнологических схем новых машин и применению новых рабочих органов. Подавляющее большинство существующих методик носят частный характер и предназначены для работы в рамках узкого диапазона норм высева или пространственных условий. В этих методиках зачастую предлагаются критерии, не имеющие четкого физического смысла и характеризующие размещение растений или семян только лишь косвенно. Методики трудоемки и сложны в исполнении, требуют сложного и дорогостоящего оборудования для получения и обработки опытных данных. Все вместе взятое затрудняет выработку необходимых решений о создании нужной структуры посева, а соответственно, схемы новой машины и вариантов применяемых рабочих органов. Это является главной причиной того, что схемы машин, как правило, являются копиями ранее созданных образцов, тормозят развитие новых, более продуктивных технологий растениеводства. В статье предлагается методика оценки качества размещения растений в полевых условиях и высеянных семян в лабораторных условиях как варианта распределения дискретной величины в двумерном пространстве. Сбор первичной информации и обработка опытных данных сведены к простым действиям и простому расчету показателей размещения. Получаемые данные отражают пространственные условия размещения растений как результат выполнения операции посева. Разработаны и предлагаются варианты методики для различных норм высева и исполнений посевов – для больших и малых норм высева. Стандартный подход к определению качества размещения растений построен на сравнении варианта идеального и фактического размещений, что обеспечивает единообразие получаемых оценок и позволяет сравнивать между собой различные варианты создания структуры посевов.
Бесплатно
Комплексная оценка ресурсосберегающих рабочих органов для основной обработки почвы
Статья научная
Наиболее энергозатратным компонентом технологии возделывания является основная обработка почвы. Применение ресурсосберегающих техпроцессов при выполнении такой операции существенно снижает прямые производственные затраты на технологию и увеличивает прибыль. Особое внимание заслуживает вопрос рассмотрения влияния воздействия рабочих органов на состояние почвы. Именно ресурсосберегающие рабочие органы позволяют сокращать истирание ценных микрочастиц, что часто приводит к сокращению почвенного плодородия. Современная экологическая обстановка и необходимость сокращения затрат на производство актуализируют подход по сокращению площади воздействия рабочих органов на почву. Описывается подход к основной обработке почвы с применением ресурсосберегающих технологий, в котором обработка почвы производится в зоне роста и развития растения в границах, определяемых технологическими особенностями культуры возделывания и областью обработки почвы в пределах зоны почвенной деформации. Объектом исследования является технологический процесс глубокого полосового рыхления рабочими органами чизельного типа. Предложены три варианта ресурсосберегающих рабочих органов для основной обработки почвы по полосовому технологическому процессу и выполнено их сравнение по параметрам обеспечения геометрических параметров заданной полосы и влияния изменения технологических параметров на изменение тягового сопротивления секции орудия с выявлением лидера. Представлены результаты исследования рейтинговой системы оценки технологий по аддитивному методу, позволяющие рекомендовать к практическому применению ресурсосберегающий рабочий орган для полосового рыхления чизельного типа щелеватель с лапой по патенту на изобретение РФ 2714289.
Бесплатно
Критерий рабочего процесса и конструкция измельчителя растительных материалов
Статья научная
Приведен анализ существующих показателей оценки рабочего процесса измельчителей и предложен обобщенный критерий, учитывающий как количественные и энергетические показатели измельчителей, так и качественные характеристики измельченных растительных кормов. Представлены результаты сравнения применяемых на практике в кормопроизводстве измельчителей с различными типами рабочих органов с использованием приведенного критерия. На основе обобщенного критерия выявлено перспективное направление совершенствования универсальных измельчителей кормов. Этим направлением могут быть измельчители с ножевым рабочим органом с поярусным расположением ножей на валу. Предложен измельчитель растительных материалов ножевого типа. Измельчитель кормов включает вертикальную цилиндрическую камеру с противорежущими элементами на ее внутренней поверхности. Внутри камеры установлен вал с закрепленными на нем ножами и диском. На диске диаметрально расположены радиальные пазы, в которых размещены трехгранные прямоугольные призмы. Призмы установлены прямыми углами вниз и с возможностью вертикального перемещения. Верхние наклонные стороны пазов диска имеют режущие кромки. Вал выполнен с аксиальной полостью для размещения в ней винтового механизма вертикального перемещения призм. При измельчении грубых кормов призмы устанавливаются в верхнее положение, образуя выступы на поверхности диска. При измельчении корнеклубнеплодов - в нижнее положение, образуя окна между диском и призмами. Измельчитель позволяет измельчать как грубые, так и сочные растительные корма. Универсальный измельчитель обеспечивает оперативный перевод машины на измельчение как грубых, так и сочных кормов с получением измельченного продукта до размеров частиц, соответствующих зоотехническим требованиям.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты формализации задачи предварительной настройки параметров зернокомбайна TORUM аксиально-роторного типа при уборке различных сельскохозяйственных культур. Правильный выбор параметров рабочих органов - одно из главных условий обеспечения высокого качества уборки, что и определило объект настоящего исследования. В статье рассмотрена реализация одного из первых этапов разработки интеллектуальной информационной системы. Приведены иллюстративные результаты полученных решений. Зерноуборочный комбайн роторного типа является сложной иерархической системой. Решение о значениях регулируемых параметров комбайна принимается на основе информации о состоянии факторов внешней среды и параметров технического состояния машины. Учитывая разнородность и нечеткость поступающей информации, для принятия решения о выборе значений параметров рабочих органов комбайна применяются интеллектуальные информационные системы, основанные на математическом аппарате нечёткой логики. Применение лингвистического подхода обусловлено сложностью и неоднозначностью взаимосвязей между регулируемыми параметрами и внешними факторами. Предложены модели рассматриваемых признаков в виде функций принадлежности. При этом определены базовые и расширенные терм-множества. Выполнен анализ согласованности нечеткой экспертной информации при построении моделей признаков задачи. Проведен анализ согласованности представленной информации и выбраны оптимальные модели. Создана база нечетких знаний, на которой основан дедуктивный вывод решений. Предложенный подход и созданная база нечетких знаний могут быть положены в основу интеллектуальной системы принятия решений по настройке регулируемых параметров роторного комбайна. Применение такой системы в полевых условиях в комплексе с датчиками непрерывного мониторинга условий уборки урожая и автоматизированной системой анализа изображений позволит оперативно реагировать на изменение условий, существенно повысит результативность работы и сократит время принятия решений.
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
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
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
Статья научная
Равномерное распределение семян или удобрений по поверхности поля обеспечивает качественное проведение технологического процесса и в конечном итоге повышает урожайность возделываемой культуры. Струя удобрений или семян, подаваемых на центробежный аппарат, под действием удара лопатками получает разброс по углу и по радиусу подачи. Выявлены характеристики угла бросания лопаткой центробежного разбрасывателя, позволяющие улучшить равномерность распределения семян и удобрений. В данной статье представлен расчет характеристик угла бросания с помощью пакета программ Mathcad. Пакет состоит из четырех программ. Первая программа рассчитывает плотности вероятностей координат точек подачи при допущении о двухмерном нормальном распределении системы, включающей радиус подачи и угловую координату точки подачи. Радиус подачи и угловая координата точки подачи в программе заданы в виде векторов. Результат счета выводится в виде матрицы. Вторая программа вычисляет углы бросания при всех сочетаниях радиуса подачи и угловой координаты точки подачи, заданных в первой программе. Для вычисления угла бросания используются решения уравнений движения частицы по лопатке аппарата при исходных данных: радиусе диска, угловой скорости диска, коэффициенте трения удобрений по лопатке, угле наклона лопатки к радиусу. Третья программа выделяет из матрицы первой программы элементы, соответствующие получению угла бросания, меньше заданного необходимым числом. Четвертая программа суммирует элементы матрицы третьей программы. Умножением полученной суммы на интервалы векторов радиуса подачи и угловой координаты точки подачи получено значение функции распределения угла бросания. Расчетная функция распределения угла бросания аппроксимирована стандартной функцией нормального распределения.
Бесплатно
Механизация приготовления корма для пчел
Статья научная
Приготовление канди в больших объемах - задача не из легких. Стоимость одного килограмма такой подкормки в рознице варьируется в диапазоне 160-200 рублей. Для крупной пасеки это значительная часть расходов, которая отнимает большую долю прибыли. Если приготавливать канди самостоятельно, то эти расходы можно снизить. В настоящий момент отсутствует механизированная линия для приготовления канди. Поэтому вопрос механизации данного процесса стоит остро и требует решения. Основные компоненты канди - сахар и мед. Но для того, чтобы их использовать для приготовления подкормки, необходимо их обработать соответствующим образом. Сахар надо измельчить до состояния сахарной пудры, просеять, а мед распустить до текучего состояния. В условиях пасеки выполнить это, при отсутствии средств механизации, не представляется возможным. Специальных машин для приготовления пчелиной подкормки промышленность не выпускает. Для облегчения труда пчеловода целесообразно подобрать комплект машин из производств, работающих со схожими по физико-механическим свойствам материалами. Основные процессы, входящие в приготовление канди, для обеспечения которых требуется оборудование: измельчение сахара, его просеивание, декристаллизация меда, дозирование компонентов, их смешивание и упаковка. Нами были проанализированы конструкции существующих технических средств и предложены варианты механизации каждого процесса для средней пасеки из 50-100 пчелосемей. Для снижения затрат на закупку оборудования предложено несколько технических решений, реализовать которые можно самостоятельно. В частности, нами была предложены конструкции измельчителя сахара и термокамеры для роспуска меда. Для обоснования параметров термокамеры были проведены экспериментальные исследования процесса декристаллизации меда.
Бесплатно
Моделирование знаний предметной области поиска причин неисправностей в системах зернокомбайна Torum
Статья научная
Рассматриваются вопросы методического обеспечения процесса поиска причин неисправностей в агрегатах и системах зерноуборочного комбайна на основе методологии инженерии знаний. В качестве иллюстрации применения предлагаемого подхода рассмотрена основная гидросистема современного роторного зерноуборочного комбайна TORUM. Моделью знаний для рассматриваемой предметной области выбраны продукционные правила. Решена многокритериальная задача нахождения оптимальной последовательности элементарных проверок состояния исследуемой подсистемы. Анализ весомости предлагаемых 5 критериев выполнен на основе метода анализа иерархий. Результатом анализа является рациональная последовательность проверок в виде логической модели процесса поиска неисправности, которая визуализирована в виде дерева решений. На основе математического описание алгоритма диагностирования составлена система продукционных правил, которая представляет собой базу знаний информационной системы. Представлен фрагмент базы знаний. Объектом исследования является основная гидросистема современного роторного зерноуборочного комбайна. Предметом исследований является процедура поиска причины неисправности на основе внешнего признака. Результатом работы является методика определения оптимальной последовательности проверок при поиске причины неисправности и создание базы знаний в виде системы продукционных правил. Область применения результатов распространяется на все предприятия АПК, эксплуатирующие зерноуборочные комбайны. Создание базы знаний интеллектуальной информационной системы на основе разработанного методического подхода для поиска причин неисправностей позволяет формализовать экспертные знания, снизить информационную нагрузку на оператора, а также компенсировать недостаточный уровень профессиональной компетентности персонала, обслуживающего технику (особенно актуально при вводе новых видов машин в эксплуатацию), и, как следствие, снизить временные затраты на диагностику, поиск причин и устранение неисправностей агрегатов и систем зернокомбайна и повысить его сменную производительность.
Бесплатно
