Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
Статья научная
Продовольственная безопасность государства заключается в обеспечении населения продовольствием. Основным источником питания в Российской Федерации является слаженная работа двух базовых отраслей АПК - растениеводства и животноводства. При функционировании животноводческих предприятий различной мощности проблемными вопросами являются накопление, хранение навоза различной консистенции и производство органических удобрений. Основным элементом очистки жидкого навоза является его обеззараживание. Существующие методы обеззараживания являются дорогостоящими и малоэффективными, основываются на экстенсивных методах путем аэробного обеззараживания в прудах-накопителях в течение 12 месяцев. В настоящее время более 30% поголовья животных содержатся на фермах и комплексах на щелевых полах с получением больших объемов жидкого навоза влажностью более 93%. В процессе перехода животноводческих предприятий на ресурсосбережение наиболее рациональным является применение для этих целей возобновляемых источников энергии. Целью работы является совершенствование технико-технологических приемов обеззараживания жидкого навоза на основе ресурсосбережения. Нами разработано устройство ускоренного обеззараживания жидкого навоза на основе использования ветроротора Савониуса. В работе представлены блок-схема функционирования животноводческого предприятия ресурсосберегающей направленности в системе замкнутого цикла производства продукции, технологическая схема устройства ускоренного обеззараживания жидкого навоза и функциональная схема устройства. Принцип действия ветроротора основывается на обеспечении перемешивания слоев навозной массы и насыщении её кислородом из атмосферы путем использования энергии ветра, что приводит к её аэробному обеззараживанию. Перемещение платформы с установленным оборудованием по площади пруда-накопителя управляется дистанционно посредством командного механизма. Выявлены конструктивные и режимные параметры, влияющие на работу установки, основными из которых являются форма ветроротора, его площадь, форма и количество лопастей для перемешивания локальных объемов жидкого навоза, частота вращения вала ветроротора Савониуса.
Бесплатно
Статья научная
Овощные культуры являются ценным источником питания человека и важнейшей кормовой базой сельскохозяйственных животных. Поэтому одно из актуальных направлений развития агропромышленного комплекса России занимает развитие производства овощных культур. В традиционных технологиях выращивания овощных культур чаще всего применяется сплошной способ опрыскивания. Данный подход не отвечает современным направлениям в области ресурсосбережения. Совершенствование методов борьбы с вредителями и болезнями, внесения листовых подкормок реализуется в использовании современных инновационных средств и приёмов при опрыскивании. Актуальным и перспективным направлением развития технологии опрыскивания является применение полосовых процессов при выполнении операций по уходу за посевами. Объектом исследований является зона покрытия рабочим раствором на посадках овощных культур. Для плавной и надежной фиксации перемещаемых держателей, обеспечивающих полное покрытие культурного растения рабочим раствором, предложено техническое решение по фиксации корпусов форсунок на штангах опрыскивателя с возможностью перемещения в зависимости от фазы роста и развития растения. При этом обеспечивается увеличение качественных показателей со снижением экономических затрат на выполнение полосового опрыскивания при полном покрытии объекта обработки рабочим раствором, снижение гектарной нормы внесения и сокращение загрязнения окружающей среды. Усовершенствованная конструкция зажима корпусов насадок гибких шлангов обеспечивает практичную и удобную настройку оборудования и повышает скорость подготовки опрыскивателя к работе. В статье представлены результаты исследований величины необходимого перемещения мест крепления держателей форсунок в зависимости от фаз развития картофеля для угла распыления щелевой форсунки 65° и 80° для ручного управления трактором и управления с системой автоподруливания при наличии высокоточного RTK-сигнала и даны рекомендации по настройке оборудования.
Бесплатно
Статья научная
При производстве продукции растениеводства долгое время применяли разрушающие методы землепользования. На современном этапе развития цивилизации разработка и внедрение новых способов и методов обработки почвы и посевов требуют решения технологических, экономических и экологических задач одновременно с возможностью создания условий для регенерации почвенных ресурсов. Реализация данных подходов стала возможной благодаря разработке новой технологии возделывания сельскохозяйственных культур, основанной на точном избирательном воздействии на объект обработки. Это технология избирательного воздействия (ТИВ), объединяющая положительный накопленный опыт традиционных систем земледелия и ресурсосберегающих подходов. Высоких показателей качества и экономии затрат при внедрении ТИВ можно достичь при применении на пропашных культурах, в том числе овощных, бахчевых, хлопчатнике. Предложены технологические подходы и технические решения, которые позволяют решать задачи современного производителя продукции растениеводства путем повышения экологичности сельского хозяйства, повышения урожайности, рентабельности производства. Реализация ресурсосберегающих подходов полосового технологического процесса ТИВ способствует сокращению углеродного следа, что является одним из приоритетных направлений зеленой экономики. Дисперсный состав и густота покрытия оценивались с применением разработанного и запатентованного программного продукта для расчета качественных показателей распыла на основе графического распределения тонового изображения объекта оценки в цветовом пространстве файла. Данный подход позволяет оценивать уровень экологической безопасности технологического процесса распыления пестицидов, а также повышать производительность труда за счет снижения влияния человеческого фактора на точность оценки покрытия рабочим раствором при обработке индикаторных полос при анализе полученных результатов исследований.
Бесплатно
Ударное взаимодействие семенного материала и рабочей поверхности сельскохозяйственных машин
Статья научная
Протравливание семян сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей является важным агротехнологическим приемом, направленным на повышение урожайности. Исследования по травмированию семян показали, что наименьшее их повреждение происходит при использовании барабанных протравливателей. Ударное взаимодействие семенного материала и рабочей поверхности сельскохозяйственных машин является важным аспектом при проектировании и эксплуатации машин для предпосевной подготовки. Это взаимодействие влияет на равномерность распределения семян в потоке и, как следствие, на качество обработки и вероятность травмирования. Важными параметрами при этом являются скорость семени и угол падения. Для качественного протравливания семян и уменьшения их травмированности необходимо в полной мере использовать рабочий объем камеры протравливателя. Для этого необходимо установить траектории и технологические параметры движения семенного потока. При исследовании допустили, что движение сыпучего материала в барабане аналогично движению одной его частицы, принятой за материальную точку, а коэффициент трения скольжения принимается равным постоянной величине, которая соответствует среднему его значению на всем пути движения по поверхности. Рассмотрено движение частицы сыпучего материала внутри пустотелого цилиндра. Получены аналитические выражения определения места удара частицы сыпучего материала о внутреннюю цилиндрическую поверхность барабана протравливателя, угол падения частицы, время движения. Интерполирование данных по полученным выражениям позволило построить зависимости угла падения частицы сыпучего материала при ударе и времени движения от радиуса R барабана. Полученные зависимости могут применяться при конструировании или совершенствовании барабанных технических устройств сельскохозяйственного назначения, в том числе протравливателей семян сельскохозяйственных культур.
Бесплатно
Экспериментальное исследование процесса дозирования семян аппаратом с нагнетаемым потоком воздуха
Статья научная
Исследования технологических процессов по возделыванию полевых культур позволяют выявить закономерности их протекания с целью дальнейшего совершенствования. Исследования пунктирного высева семян перспективными аппаратами позволят повысить качество их работы. Одним из перспективных аппаратов является дозатор с нагнетаемым потоком воздуха. Выполнено экспериментальное исследование процесса дозирования семян кукурузы аппаратом с нагнетаемым потоком воздуха, разработанным в Азово-Черноморском инженерном институте ФГБОУ ВО Донской ГАУ и используемым на сеялке пунктирного высева СПВ-870 (изготовитель ООО «НИПВФ «Тензор-Т»). Научные задачи, поставленные при проведении экспериментального исследования, реализованы методами математической статистики и планирования эксперимента. Для лабораторного исследования процесса дозирования семян кукурузы аппаратом с нагнетаемым потоком воздуха разработан цифровизированный стенд. Стенд позволяет фиксировать количество семян в дозирующих единицах высевающего диска в заборном устройстве аппарата. Это позволило провести многофакторный эксперимент типа 23. Исследовано влияние на подачу семян кукурузы трех факторов: диаметра воздушного отверстия в дозирующей единице диска, давления воздуха в аппарате, частоты вращения диска аппарата на верхнем и нижнем уровнях. Выявлена эмпирическая зависимость влияния исследуемых факторов на процесс дозирования семян кукурузы. Используя общепринятый метод планирования и обработки эксперимента, проведен анализ полученных экспериментальных результатов, синтезирована математическая модель. Подставляя значения факторов в разработанную модель, синтезированы выражения для построения графиков изолиний сечений поверхности отклика в кодированном и в натуральном виде. Построены графики изолиний односемянной подачи семян кукурузы дозирующими единицами аппарата с нагнетаемым потоком воздуха. При помощи графиков определяются необходимые рациональные параметры и режимы для качественной работы аппарата с нагнетаемым потоком воздуха. Использование рациональных параметров позволит довести количество односемянных подач аппаратом с нагнетаемым потоком воздуха до 95-98%.
Бесплатно
Статья научная
Одним из существенных факторов, оказывающих влияние на травмирование семян, является способность рабочей поверхности сельскохозяйственных машин поглощать удар. Использование стальных элементов конструкций приводит к значительному травмированию семенного материала. Поэтому для достижения высоких показателей целостности семян необходима замена стальных жестких конструктивных элементов, взаимодействующих с семенами, на полиуретановые эластомеры, способные выдерживать значительные упругие деформации растяжения-сжатия и поглощать ударное воздействие на семена. Планируется создать мобильный модульный сортировально-протравочный комплекс. Рабочие органы и элементы технических устройств, входящих в этот комплекс, будут изготовлены из высокоэластичного полиуретана, что позволит не сомневаться не только в надежности рабочих органов, но и в травмобезопасности для семенного материала. Для изготовления ударопоглощающих рабочих органов технических устройств, рекомендуемых к использованию в технологии подготовки семян к посеву, был выбран полиуретановый эластомер марки Адипрен-L167. Образец, вырезанный штанцевым ножом из полиуретановой пластины, подвергался деформации растяжения до разрыва на оригинальной разрывной испытательной машине, разработанной и изготовленной в Азово-Черноморском инженерном институте. Определены характеристики прочности и пластичности эластомера марки Адипрен-L167, поострен график зависимости напряжения от относительной деформации образца. Сравнительный анализ физико-механических характеристик эластомера, полученных при выполнении экспериментов, с аналогичными характеристиками, указанными производителем, показал, что предел прочности экспериментального образца несколько ниже значения, указанного изготовителем. Определено истинное напряжение в момент разрыва. Данная характеристика не была заявлена производителем, но весьма значима при выборе высокоэластичного полиуретана в качестве материала для изготовления рабочих органов сельскохозяйственных машин, работающих в условиях значительных деформаций растяжения и динамического нагружения. Анализ результатов экспериментальных исследований высокоэластичного полиуретана позволил сформулировать требования к выбору эластомера для изготовления ударопоглощающих рабочих органов сельскохозяйственных машин.
Бесплатно
Энергосберегающая охладительная установка для горных пастбищ
Статья научная
Российская Федерация обладает всеми возможностями занять ведущее место по экспорту молока. Экспортный потенциал достаточно велик с учетом несопоставимых кормовых ресурсов относительно других стран-производителей. Территории угодий для ведения молочного животноводства в России достаточно обширны и имеют различия в том числе и в географическом расположении. В частности, горные пастбища, площадь которых достигает около двух миллионов гектаров только на территории Северо-Кавказского федерального округа. Обеспеченность научным сопровождением и внедрение адаптированных к горным условиям и энергосберегающих технических средств молокопроизводства позволит заложить в стране основу производства питьевого коровьего молока в экологически чистой зоне страны. При использовании технических средств для производства коровьего молока в Кабардино-Балкарской Республике выявились нарушения работы серийных доильных аппаратов, используемых в условиях горных хозяйств. А именно, нарушаются соотношения между длительностями тактов, за счет чего происходит рост травматизма дойных коров, как следствие - увеличение количества маститных заболеваний, а в результате - понижение продуктивности животных и производительности труда операторов машинного доения. Участились случаи досрочной выбраковки продуктивного скота. Имеются сложности в энергообеспечении горных доильных центров, куда входит оборудование по первичной обработке и хранению молока. Особенно нуждаются в бесперебойном энергопотреблении технические средства охлаждения и хранения молока, а сложность их обслуживания и наличие вредных реагентов дополнительно усугубляют общий набор недостатков. Перечисленные отрицательные стороны производственного процесса снижают экономическую привлекательность молокопроизводства в условиях горных пастбищ. Дается анализ в направлении охлаждения и хранения коровьего молока. Приводятся данные энергозатрат на охлаждение свежевыдоенного молока. Разработана энергосберегающая холодильная установка для условий горных пастбищ, работающая от возобновляемого источника реки или ручья. Предлагаемая холодильная установка апробирована в условиях горных пастбищ Северного Кавказа совместно со всем комплексом технических средств доильного центра.
Бесплатно
