Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
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
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
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
Наземные и воздушные агротехнологические агрегаты с бесконтактным электропитанием и управлением
Статья научная
В статье описаны возможности и способы управления крупным аграрным бизнес-производством, технологические процессы в котором выполняются на больших территориях. Анализ тенденций развития подобных агрокомплексов свидетельствует о перспективах использования здесь мобильных подвижных агрегатов и систем (МАС) наземного и воздушного базирования, в том числе, беспилотных. Функционирование МАС в условиях агропроизводства имеет ряд особенностей: значительные территории и их удалённость нестабильность условий функционирования: непрерывные трансформации характеристик внешней среды, параметров технологических процессов, состояния самоорганизующегося объекта аграрного производства, связанное с этим возникновение новых задач, коррекция реализуемых операций, траекторий движения объекта и др. Эти особенности вызывают необходимость использования специальных устройств поддержки технологической готовности, эффективного энергообеспечения и обслуживания МАС, адаптивного управления процессами. Затраты и сроки ввода в действие этих служб могут быть существенно уменьшены при использовании расположенной на территориях функционирования МАС инфраструктуры объектов различного назначения: линий централизованного электроснабжения, мобильных операторов связи, центров контроля и управления территориями и т.п. Такой подход в дальнейшем сократит затраты на обслуживание и эксплуатацию МАС, их систем электроснабжения и в общем снизит стоимость реализации агропроцессов. На специально оборудованных площадках также располагают базы дислокации мобильных технологических агрегатов с системами подзарядки аккумуляторов этих агрегатов, а на мачтах и опорах - системы подзарядки агрегатов воздушного функционирования. Исходя из требований экономичности, энергосбережения и автоматизации технологических процессов МАС перспективно применение электрифицированных агрегатов с бесконтактным электроснабжением при перемещении в рабочей зоне. Рассмотрено применение бесконтактной системы электрической зарядки с использованием однопроводниковой резонансной системы передачи электроэнергии.
Бесплатно
Некоторые особенности задачи регулировки параметров зернокомбайна аксиально-роторного типа
Статья научная
Целью работы является разработка подхода для создания интеллектуальной информационной системы (экспертной системы) для решения задачи корректировки технологических регулировок зерноуборочного комбайна роторного типа. Предметом исследования является идентификация взаимосвязей внешних признаков нарушения технологического процесса уборки и параметров машины. В качестве методологии проведения работ использовались методы инженерии знаний. В результате исследований создана база знаний экспертной системы, которая основана на эмпирических знаниях экспертов, имеющих большой производственный опыт управления комбайнами такого типа. В качестве модели знаний выбрана продукционная модель. Введены понятия параметров, причин и методов устранения нарушений технологического процесса. В результате экспертного анализа сформированы деревья решений, на основе которых формулируются правила базы знаний. Приведен пример построения дерева решений при поиске причины появления одного из внешних признаков низкого качества работы комбайна. Представлен фрагмент базы знаний продукционного типа для решения задачи корректировки регулировок с помощью экспертной системы. Областью применения результатов работы является использование созданной базы знаний как в качестве системы подсказки оператору при проведении уборочных работ, так и для создания электронной системы управления комбайном. Предложенная модель предметной области в виде системы продукционных правил служит основой создания экспертной системы для технологической регулировки комбайна роторного типа. Применение подобной интеллектуальной информационной системы позволит значительно снизить затраты времени на устранение нарушений технологического процесса уборки и, как следствие, повысить сменную производительность зерноуборочного комбайна.
Бесплатно
О задаче корректировки регулируемых параметров роторного зернокомбайна
Статья научная
Решение задачи установления оптимальных значений регулируемых параметров рабочих органов роторного зерноуборочного комбайна требует учета большого количества признаков, среди которых факторы внешней среды, параметры технического состояния машины, показатели качества уборочных работ. Усложняет моделирование вывода решений как неопределенность оценок ряда признаков и сложная система взаимозависимостей, так и необходимость корректировки уже установленных параметров в связи с появлением отклонений показателей качества работы. Для поиска оптимальных значений регулируемых параметров комбайна используют интеллектуальные системы, необходимой частью которых является блок корректировки параметров, что продиктовано меняющимися условиями уборки и возможными техническими проблемами. В настоящей работе рассмотрен теоретико-игровой подход к задаче корректировки значений регулируемых параметров роторного зерноуборочного комбайна. На примере конкретного отклонения показателя качества уборки рассмотрены особенности применения критериев, используемых в задачах принятия решений в условиях неопределенности. Среди критериев, актуальных для решения данной задачи, критерий Лапласа, максимального математического ожидания и критерий Сэвиджа. На основе анализа эмпирических данных и теоретических соображений построены матрица показателей эффективности применения стратегий решения задачи корректировки и матрица рисков принятия неэффективного решения. Проведен анализ результатов применения критериального подхода, определены возможности и сфера его применения. Использование данного подхода в механизмах вывода решений интеллектуальной системы управления зерноуборочным комбайном позволяет решить ряд задач: повышение точности, эффективности и безопасности проведения сельскохозяйственных работ, снижение нагрузки на механизатора, затрат на расходные материалы.
Бесплатно
Обоснование геометрических характеристик вороха клещевины
Статья научная
По сравнению с другими техническими и зерновыми культурами, клещевине присущ комплекс специфических особенностей, таких как многокомпонентность ее состава, неравномерность по влажности, высокая масличность ядра, хрупкость оболочек, большая засоренность, необходимость шелушения элементов её вороха и т.д. Следствием таких специфических особенностей клещевины является невозможность эффективного применения существующей техники для ее послеуборочной обработки. Повысить же эффективность процесса послеуборочной обработки семян можно путем применения специальных машин с обязательным учетом физико-механических свойств компонентов клещевины. В соответствии с вышеизложенным, статья посвящена исследованию геометрических характеристик вороха клещевины. В качестве исследуемых сортов клещевины были приняты следующие: Донская, Афродита, Олеся, Хортычанка, ВНИИМК-165, Гибрид ранний, Хортицкая 1, Хортицкая 3, Хортицкая 7. Целью статьи является установление линейных размеров коробочек и третинок отдельных сортов клещевины в разрезе их процентного количества. В качестве экспериментальных данных были определены длина и толщина коробочек клещевины, а также длина, ширина и толщина третинок соответствующих сортов клещевины. После статистической обработки данных определены интервальные ряды каждого геометрического размера компонентов вороха клещевины. Характеристики распределения случайно-определенного отдельного размера оценивали с помощью характеристик вариационных рядов, таких как выборочная средняя арифметическая исправленная дисперсия, среднее квадратичное отклонение, коэффициент вариации, размах вариации, асимметрия и эксцесс. Значимость полученных результатов заключается, во-первых, в представлении закона нормального распределения, необходимого для расчетов соответствующего процентного количества вороха с установленным геометрическим размером, а во-вторых - в получении некоторых оценок, представляющих практический интерес. Это касается выбора конструкций рабочих органов сельскохозяйственных машин, обеспечивающих выполнение операций разделения коробочек и шелушения третинок вороха в общем технологическом процессе послеуборочной обработки клещевины.
Бесплатно
Обоснование процесса гравитационной сепарации зерна методом моделирования
Статья научная
В статье предложено для увеличения пропускной способности сепаратора и интенсификации процесса проводить гравитационное сепарирование с помощью щелевого отверстия, расположенного перпендикулярно направлению движения смеси, с длиной, ограничивающейся только габаритами разделяющей поверхности, выполненной в форме кривой брахистохронного свойства. Такая сепарация зерна с помощью поверхностей брахистохронного свойства с щелевыми отверстиями обеспечивает выделение зерна, начиная с крупных до мелких и подачу отдельно каждой фракции на отдельную часть сита для окончательного просеивания, что увеличивает производительность и снижает энергоемкость процесса за счет гравитационного сепарирования и не требует дополнительных затрат энергии. Цель представленного исследования заключалась в выполнении математического моделирования и обосновании конструктивных параметров: щелевого отверстия, расположенного перпендикулярно направлению движения смеси с шириной, ограничивающейся только габаритами разделяющей поверхности, выполненной в форме кривой брахистохронного свойства, и кинематических параметров движения частиц по разделяющей поверхности для обеспечения эффективной их сепарации. Для выделения частицы с эквивалентным радиусом re = 2,0-3,0 мм в щелевое отверстие сепарирующих поверхностей при длине разгонного участка S0 = 0,15-0,20 м её начальная скорость должна быть в пределах v0 = 0,5-0,72 м/с, а критическая скорость - в пределах vк = 0,70-0,88 м/с, и необходимо иметь ширину щели между противоположными кромками сепарирующих поверхностей в пределах L = 14-20 мм, а разность по высоте между кромками сепарирующих поверхностей - Н = 1-2 мм.
Бесплатно
Статья научная
Приёмно-распределительные устройства (ПРУ) являются важной составной частью зерноочистительных агрегатов. Они используются для равномерного распределения зерна по устройствам очистки (решёта, аспирационные каналы и т.д.) и улучшения эффективности очистки, что позволяет выравнивать поток зерна, распределять его по всей ширине устройства очистки и управлять его направлением. ПРУ также позволяет увеличить производительность зерноочистительных агрегатов, ускорить процесс очистки, а также улучшить качество конечного продукта. Это особенно важно в условиях современного рынка, когда требования к качеству и количеству продукции постоянно растут. Таким образом, использование приёмно-распределительных устройств в зерноочистительных агрегатах является актуальным и необходимым условием для эффективной и качественной очистки зерновых культур. Целью представленного исследования является определение оптимальных геометрических параметров приёмно-распределительного устройства в зависимости от скорости ввода материала в зерноочистительную машину. Анализ полученных данных показывает, что важным параметром распределительного устройства является длина лопаток и скорость движения частиц из приёмно-распределительного устройства. Оптимальная длина лопаток распределительного устройства - 0,288 м, максимальная скорость ввода материала распределительным устройством составляет 4,5 м/с, при которой достигается критическая ударная скорость материала, которая составляет 9,98 м/с. На базе проведённых исследований после определения длины лопаток распределительного устройства были определены прочие геометрические параметры приёмно-распределительного устройства: толщина оргстекла 4 мм; полезный объём бункера 20 л; размер отсека загрузки сыпучего материала 284 мм × 296 мм; размер отсека распределительного устройства 149 мм × 296 мм; размер окна для выхода сыпучего материала 191 мм × 298 мм.
Бесплатно
Основные параметры горизонтального шнека с U-образным кожухом
Статья научная
Одна из причин недостаточного развития предприятий АПК, пищевой и перерабатывающей его отраслей в настоящее время - низкая обеспеченность их современным технологическим оборудованием, потребность в котором удовлетворяется лишь на 60-70%. Среди важнейших процессов, осуществляемых на предприятиях АПК, находится транспортировка и дозирование сельхозпродуктов, особенно значимы эти операции в технологических линиях приготовления кормосмесей с дозировкой каждого компонента. Из известных средств транспортировки с возможностью дозирования сыпучих материалов в настоящей работе основное внимание уделено шнековыым устройствам. В опытах исследована работа шнека в комплектации с U-образным кожухом. Показано, что рост подачи такого шнека в горизонтальном исполнении не пропорционален увеличению коэффициента заполнения его кожуха: увеличение его в 3 раза повышало производительность лишь в 2 раза. Установлено, что это объясняется появлением в поперечном сечении шнека двух слоёв, движущихся с разными скоростями в потоке сыпучего материала: один (активный) с более высокой скоростью в пределах сечения винта шнека, а другой в кожухе над шнеком с более замедленной скоростью. Получены расчётные зависимости для определения производительности Q исследуемого шнека с возможностью использования его в качестве дозатора кормовых сыпучих материалов, силы давления N их на кожух и связанного с ней угла подъёма траектории винтовой линии, по которой движутся частицы этого материала относительно неподвижного кожуха. Для шнеков, работающих в U-образом глубоком кожухе, оптимальное значение производительности достигается при коэффициенте заполнения ψ = 2,25 и величине шага S, равном двум диаметрам D навивки шнека.
Бесплатно
Основные проблемы машинного доения коров
Статья научная
Организация доения коров на фермах играет важную роль при производстве молока, обеспечивая эффективность производства и способствуя улучшению условий содержания животных. Существующая технология доения животных доильными аппаратами отсасывающего типа связана со значительными затратами на ускоренное обновление молочного стада из-за заболеваний коров маститами машинного происхождения. Это одна из проблем машинного доения коров, которая вызывает необходимость обновления коров на ферме через каждые 4-5 лет, в то время как срок продуктивного использования коровы составляет не менее 10-11 лет. Связано это с использованием для извлечения молока в современных доильных аппаратах повышенного вакуума, превышающего его уровень в сосательном аппарате телёнка в несколько раз. Другая проблема кроется в недостатке стимулов доения, оказывающих сосковой резиной на рецепторы соска при доении отсасывающими доильными устройствам, слабом массаже доильными стаканами сосков и вымени коровы. Предложена конструкция усовершенствованного экспериментального соска, оборудованного датчиками давления на его поверхность, который использован для определения величин и характера распределения этих сил по поверхности соска в процессах сосания телёнком, при ручном и машинном доении. По результатам этих экспериментов установлено повышение продуктивности животных усилением стимулов доения в виде выдавливания молока из сосков вымени при пониженном вакууме под ними. Показана возможность дополнительного повышения секреции молока у коровы на 0,5 кг в течение 3-4 часов после её доения за счёт интенсивного нанесения доильных раздражений, что свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования процесса работы и конструкции существующих доильных аппаратов.
Бесплатно
