Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Рубрика в журнале - Инженерные технологии и системы
Статья научная
Введение. Вспашка почвы, являясь одной из главных операций при возделывании сельскохозяйственных культур, одновременно требует значительных энергетических затрат и эффективного использования почвообрабатывающих машин, в частности, мотоблока с плугом. Анализ исследований работы мотоблока показывает, что объектом возмущений при вспашке является его рабочий орган (в данном случае плуг), на который действуют нормальные и касательные силы взаимодействия корпуса плуга с почвой (R R, R), которые могут быть определены путем пространственного динамометрирования плужного корпуса. Исходя из вышесказанного, цель исследования - разработка динамометрического модуля и изучение лемешно-от-вального корпуса плуга мотоблока с применением технологий реверс-инжиниринга на основе 3D-сканирования. Материалы и методы. Из анализа литературных и патентных источников следует, что для пространственного динамометрирования корпусов лемешно-отвальных плугов необходимо разработать достаточно простое и функциональное устройство, позволяющее путем динамометрирования определить силы R R и Rz с достаточно высокой точностью. Для решения этой проблемы была предложена конструкция устройства, на которое авторами получено удостоверение на рационализаторское предложение № 1173 «Экспериментальный модуль для динамометрирования лемешно-отвального корпуса плуга» (22.01.2018 г., ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»). Результаты исследования. На основе расчетных схем был спроектирован и изготовлен динамометрический модуль, определены его геометрические параметры, проведены исследования плуга мотоблока в лабораторных условиях с установлением графических и аппроксимирующих силовых зависимостей взаимодействия плуга с почвой. Обсуждение и заключения. Полученные аппроксимирующие уравнения позволяют проанализировать характер изменения сил взаимодействия лемешно-отвального корпуса плуга мотоблока с почвой и установить пределы их варьирования. Кроме этого, использование аппроксимирующих силовых зависимостей позволяет определить степень их влияния на устойчивость плуга и тяговые характеристики мотоблока в случае соответствующих расчетов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Развитие технического обеспечения сельскохозяйственного производства подразумевает создание новых рабочих органов и машин для обработки почвы, их совершенствование и исследование. Этот процесс связан с применением почвенных каналов и экспериментальных установок, помогающих определить характер взаимодействия рабочих органов и колесных движителей сельскохозяйственных машин, в том числе средств малой механизации, с почвой. Целью данного исследования является обоснование конструкции стенда для испытаний рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов и колес транспортно-технологических машин в агропромышленном комплексе. Материалы и методы. С целью получения достоверных экспериментальных данных взаимодействия колесных движителей средств малой механизации с почвой был дан анализ базовой конструкции экспериментального стенда для исследования рабочих органов сельскохозяйственных машин. Определены требования, предъявляемые к экспериментальному стенду. Разработан и изготовлен экспериментально-измерительного комплекс «Почвенный канал» на базе производственных площадей кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Института механики и энергетики МГУ им. Н. П. Огарёва. Результаты исследования. Проанализирован подвижный модуль экспериментального стенда, обосновано техническое решение по обеспечению равномерности его движения и произведен выбор типоразмера электромагнитного порошкового тормоза. Разработана кинематическая схема и опытный образец подвижного модуля экспериментального стенда для исследования ведущих колес мотоблоков. Обсуждение и заключение. Усовершенствование конструкции почвенного канала путем внедрения в него съемного модуля обеспечит проведение испытаний не только активных, тяговых и тягово-приводных рабочих органов почвообрабатывающих машин, но и позволит исследовать характер взаимодействия их ведущих колес с почвой, осуществляя одновременный контроль силы тяги и буксования. Эти данные могут быть использованы для модернизации существующих машин и рабочих органов, а также для разработки новых агрегатов.
Бесплатно
Обоснование параметров рыхлителя почвообрабатывающей машины стратификатора
Статья научная
Введение. Получение безвредных для организма человека продуктов питания требует отказа от химических средств контроля сорняков при выращивании сельскохозяйственных культур. Почвообрабатывающая машина стратификатор оптимизирует физико-механическое состояние обрабатываемого слоя почвы, при этом сорняки вычесыванием извлекаются из почвы вместе с цельной корневой системой и укладываются на поверхность, где они высушиваются под воздействием климатических факторов. Порядка 30 % от общих затрат энергии в процессе работы машины расходуется на привод ротора, поэтому она неудовлетворительно работает на плотных почвах. Материалы и методы. Почва рассматривалась как упруго-пластическая среда. Принималась во внимание модель обобщенного закона Гука и один из вариантов теории пластического течения. Для упрощения вычислений использовались сведения из экспериментальных исследований о положении в пространстве поверхности разрушения почвы. Определялась интенсивность напряжений полипластических деформаций слоя почвы. Для численного решения задачи использовался метод Ритца. Результаты исследования. В связи с указанными недостатками параметры рыхлителя обоснованы с учетом уменьшения крутящего момента привода ротора. В результате решения задачи методом вариационного исчисления определена геометрическая форма рыхлителя ротора. Энергетические показатели работы секции почвообрабатывающей машины оценивались крутящим моментом привода ротора рыхлительно-сепарирующего устройства. Крутящий момент привода ротора определялся для рыхлителей с ровным, выпуклым, вогнутым и обоснованным в результате проведения теоретических исследований профилем. Обсуждение и заключение. Обоснованный профиль обеспечивает наилучшие условия для транспортирования почвы в начальный момент вхождения рыхлителя в землю и минимальные затраты энергии на его привод.
Бесплатно
Определение усилий, необходимых для очеса колоса пшеницы
Статья научная
Введение. Одним из параметров, характеризующих процесс очеса, является усилие, необходимое для очеса колоса. Усилие варьируется в некоторых пределах в зависимости от сорта растений, влажности зерна и морфоструктурных параметров продуктивности колоса. Для определения усилий очеса озимой ггшеницы различных сортов проведена серия опытов. Материалы и методы. Экспериментальные исследования производились в Калужской области на полях Калужского НИИ Сельского Хозяйства. Объект исследования - пшеница сортов «Касар», «Московская 56», «Московская 40». В связи с тем, что морфоструктурные элементы продуктивности колоса могут существенно изменяться в зависимости от условий выращивания, непосредственно перед испытаниями была произведена оценка длины колоса и плотности колосьев. Также было выдвинуто предположение, что на процесс взаимодействия гребенки с колосом влияют такие параметры, как ширина и толщина колоса. Результаты исследования. Получены усилия очеса указанных сортов ггшеницы при использовании гребенок со щелью 5-7 мм. Усилия очеса тненицы сорта «Касар» при использовании гребенки со щелью 6 мм изменялись в пределах 17,4...24,2 Н; при использовании гребенки со щелью 7 мм усилия составили 13,4...16,8 Н. Обсуждение и заключение. Подтверждено предположение о зависимости усилия очеса от ширины щели очесывающей гребенки. При использовании гребенок с шириной щели 5 и 6 мм в процессе очеса пшеницы сорта «Московская 40» диапазоны усилий составили 16,5...20,6 Н и 8,1...14 Н соответственно. Установлено влияние на величину усилия очеса таких параметров колоса, как ширина, толщина и плотность.
Бесплатно
Определение эксплуатационных показателей трактора "Беларус-922" при работе на смесевом топливе
Статья научная
Введение. Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения влияния смесевого топлива, состоящего из дизельного топлива и рапсового масла, на эксплуатационные показатели трактора при выполнении сельскохозяйственных операций. Целью исследования является получение количественных показателей трактора «Беларус-922» с применением смесевого топлива, состоящего из дизельного топлива и рапсового масла, при выполнении сельскохозяйственных операций. Материалы и методы. Для достижения цели в производственных условиях проведены эксплуатационные исследования трактора с установленным на него комплектом приборов и оборудования. Результаты исследования. Впервые получены количественные эксгшуатациошные показатели трактора «Беларус-922» при его работе на чистом дизельном или смесе-вом топливе, состоящем из 60 % дизельного топлива и 40 % рапсового масла, во время выполнения вспашки и предпосевной обработки почвы. Анализ данных показал, что изменение удельных эксплуатационных показателей трактора при выполнении сельскохозяйственных операций во время его работы на смесевом и дизельном топливе является неоднозначным. В ходе вспашки увеличились следующие значения: От - с 11,86 до 12,54 кг/га, количество NOx - с 344,4 до 373,2 г/га, CO - с 136,9 до 137,1 г/га; при этом количество C уменьшилось с 11,2 до 8,04 г/га. Во время выполнения предпосевной обработки почвы значения G и NOx увеличились с 4,61 до 4,86 кг/га и с 137,9 г/га до 151 г/га соответственно; CO и C 'уменьшились с 60,7 до 45,6 г/га и с 6,52 до 4,04 г/га соответственно. Обсуждение и заключения. Полученные результаты доказывают целесообразность применения смесевого топлива для улучшения эксплуатационных показателей трактора «Беларус-922» при выполнении сельскохозяйственных операций.
Бесплатно
Статья научная
Введение. При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать потребность растений во влаге и питательных элементах, размещение по площади питания, определяющую освещенность и т. д. С целью создания благоприятных условий для роста и развития растений применяются различные способы посева с учетом биологических особенностей культур. Важным условием при посеве является равномерное расположение семян вдоль борозды, особенно актуально это при возделывании семенников мелкосеменных культур. Ключевое влияние на равномерность высева оказывают конструктивные параметры и кинематические режимы работы высевающего аппарата. Материалы и методы. Для определения оптимальных параметров и режимов работы дискового высевающего аппарата были использованы методы дробно-факторного эксперимента и многокритериальной оптимизации. Обработка результатов исследования проводилась с помощью программного комплекса Pareto. Результаты исследования. На основе экспериментальных исследований были получены математические модели технологического процесса высева семян мелкосеменных культур. Обсуждение и заключения. Для повышения качества высева мелкосеменных культур конструктивные параметры экспериментального высевающего аппарата (х4 - диаметр ячейки; х5 - количество ячеек на диске) будут стремиться к максимальным значениям. Оптимальная окружная скорость высевающего диска должна находиться в диапазоне от 0,127 до 0,192 м/с, а скорость движения агрегата - составлять не более 2 м/с.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Ускоренное внедрение современной электроники способствует повышению эффективности сельскохозяйственной деятельности. Цель исследования - разработка автоматизированных машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки овощных культур и картофеля с цифровыми системами управления. Материалы и методы. Описана методика проведения аналитических исследований разработки автоматизированных машин для обработки почвы, посадки, уборки и послеуборочной обработки с автоматизацией отдельных технологических операций. Данная методика базируется на комплексной оценке качества выполнения технологических операций на основе количественных критериев оптимизации. Результаты исследования. Установлено, что для разработки системы управления и контроля технологического процесса необходимо обеспечивать автоматическую регулировку основных технологических параметров машин. К показателям оценки машин для посадки следует отнести равномерность плотности почвы при заделке посадочного материала, при регистрации силового воздействия рабочего органа на почвенный слой ниже или выше заданных границ поля допуска плотности почвы. Для уборочных машин важным критерием является изменение и поддержание частоты вибрации интенсификаторов сепарации, а для машин для сортирования - распознавание товарной продукции с помощью системы технического зрения в виде камеры. Обсуждение и заключение. Результаты проведенных исследований по разработке алгоритмов и программно-аппаратных средств функционирования отдельных элементов автоматизированных машин позволили обеспечить реализацию сегментов автоматизации по основным операциям производства сельскохозяйственных культур: обработка почвы, посев/посадка, уборка и послеуборочная обработка.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Применение композитных материалов в сельскохозяйственном машиностроении известно как один из зарекомендованных способов снижения массы конструкции и защиты от коррозии. К основным недостаткам таких изделий можно отнести их низкую стойкость к ударным нагрузкам, возникающим во время эксплуатации. Целью данной работы является разработка стеклокомпозитной многослойной конструкции борта прицепа, способной выдерживать наряду со статически приложенными силами ударные нагрузки без включения дополнительных армирующих металлических элементов в зоны предполагаемых ударов. Материалы и методы. Для повышения ударопрочности изделия после проведенного анализа современных конструкторских решений предложено применение упруговязкопластической неньютоновской жидкости на основе полисиликона путем введения в силовой элемент в качестве дополнительного слоя с целью компенсации ударных воздействий. Результаты исследования. На основании проведенного лабораторного тестирования с применением статистической обработки полученных данных определены основные механические характеристики неньютоновской жидкости (полисиликона) при испытаниях на удар (плотность, коэффициент Пуассона, модуль Юнга, модуль сдвига), построены графики полученных зависимостей. Температура исследуемых образцов полисиликона не оказывала значительного влияния на их механические свойства. Установлено: начиная со значения относительной деформации 0,042, за время удара полисиликон проявляет линейно-упругие свойства. Обсуждение и заключение. На основании полученных механических характеристик сделаны выводы о стойкости к ударным нагрузкам полисикона как составной части элемента борта прицепа. Предложен вариант компоновки конструктивного решения борта прицепа как многослойного сэндвич-элемента с внешними частями из поли мерного композитного материала с внутренним наполнением стеклопластиковыми сотами и полисиликоном, помещенным в крупные ячейки.
Бесплатно
Повышение эффективности измельчения сахарной свеклы в центробежных свеклорезках
Статья научная
Введение. Измельчение сахарной свеклы должно осуществляться с минимальными потерями в центробежных свеклорезках ножами особой конструкции, обеспечивающими частое и постоянное хаотичное продольно-поперечное изрезание кольцевых проводящих сучков свеклы. Используемые ножи с ромбовидной режущей кромкой обладают низкими показателями безотказности и долговечности. Значительные динамические нагрузки, приходящиеся на режущие грани ножа от ударов измельчаемой свеклы, ведут к усталостным разрушениям граней и изнашиванию режущих кромок. Неудовлетворительные показатели безотказности ножей приводят к ухудшению на 28 % качественных составляющих стружки и к потерям сахарозы. Поломки и ежесменные перезаточки режущих кромок способствуют снижению прочностных характеристик ножей. Целью работы является повышение надежности ножей центробежных свеклорезок путем конструктивно-технологического упрочнения в процессе их производства и восстановления. Материалы и методы. Рациональные параметры измельчения оценивались двумя показателями: толщиной и длиной стружки. Состояние режущих кромок ножей определялось микрометражом износа и деформации граней. Физико-механические показатели анализировались на основании величин износостойкости, микротвердости, выносливости на изгиб. Результаты исследования. В результате анализов дефектного состояния ножей центробежных свеклорезок и теоретических исследований процесса измельчения были сформулированы факторы, влияющие на проницаемость стружки и эффективность ее измельчения ножами специальной ромбовидной конструкции. Экспериментальные исследования позволили установить динамически обоснованные конструктивные параметры усовершенствованного ножа, изготовленного накаткой. Обсуждение и заключение. Была проведена производственная проверка качества измельчения сахарной свеклы в зависимости от технического состояния ножей. Предложенные меры обеспечили повышение показателей долговечности ножей на 27-30 %, износостойкости режущих кромок на 20 %, предела выносливости режущих граней на 25 % и посменное увеличение длины стружки на 18-20 % с повышением ее проницаемости на 16-18 %.
Бесплатно
Результаты исследований агротехнических показателей селекционной сеялки "Деметра"
Статья научная
Введение. Технологическая операция высева семян в селекционно-семеноводческом процессе играет одну из ведущих ролей. Ее точное выполнение является важнейшим агротехническим требованием, предъявляемым к посевным машинам для селекции и первичного семеноводства. Цель исследования - определение основных агротехнических показателей селекционной сеялки «Деметра». Материалы и методы. В ходе исследований применялись методы натурного эксперимента в лабораторных и полевых условиях. Определялись основные агротехнические показатели технологического процесса высева семян сеялкой. Результаты исследования. В результате исследований были определены основные агротехнические показатели сеялки: минимальная и максимальная высевающая способность сеялки и фактическая норма высева семян, отклонение высева от заданной нормы, неравномерность высева семян по семяпроводам, неустойчивость общего высева семян, а также дробление семян, глубина заделки семян при оптимальном заглублении сошников, количественная доля семян, заделанных на заданную глубину, высота гребней после прохода агрегата, число всходов и относительная полевая всхожесть. Обсуждение и заключение. Установлено, что сеялка селекционная «Деметра» с высокой точностью обеспечивает качественное выполнение технологического процесса высева семян установленной нормы как для минимальной (1,95 м), так и для максимальной (32,92 м) длины делянки. Отклонение фактического высева от заданного на культурах составляет 0,02-0,54 %. Неравномерность высева по культурам составляет 0,22-1,53 %. При этом неустойчивость общего высева по культурам варьировалась в пределах 0,1-1,1 %. Высота гребней после прохода сеялки составляет 2,6-3,0 см. Семена, не заделанные в почву рабочими органами сеялки, отсутствуют. Относительная полевая всхожесть по возделываемым культурам составляет 82,3-96,9 %.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Увеличение выхода товарной продукции с занимаемой площади вегетации как овощных корнеплодов, так и всей сельскохозяйственной продукции способствует повышению нагрузки на машинно-технологический комплекс при выполнении уборочных работ. Это обусловлено отсутствием функционирующих элементов в конструкции машинно-технологических комплексов, определяющих качественное отделение поступающего на обработку вороха. Цель исследования - выявление участков с минимальной величиной просеивания почвы на поверхности пруткового элеватора в зависимости от угла наклона полотна, а также разработка рекомендаций и предложений по повышению полноты сепарации. Материалы и методы. Описана методика лабораторных исследований пруткового элеватора с регулируемым углом наклона полотна при асимметричном расположении встряхивателей, а также изложены результаты изучения просеиваемости почвы на рабочей поверхности. Использовалась методика комплексной оценки качества выполнения и стабильности технологических операций на основе количественных критериев оптимизации. Результаты исследования. Наибольшее значение массы просеянной почвы наблюдается на участке затухания длины волны рабочей ветви пруткового элеватора 1 020 мм от воздействия эллиптического встряхивателя при угле наклона полотна 5 град. Обсуждение и заключение. Прутковый элеватор с асимметричным расположением встряхивателей и регулируемым углом наклона полотна пруткового элеватора повышает просеивание почвы по всей длине полотна на 10 %, а следовательно, увеличивает полноту сепарации корнеплодов от почвенных примесей.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Существующие машины для уборки корнеплодов и лука не обеспечивают качественных показателей сепарации вороха корнеплодов, что и приводит к нарушению агротехнических требований при их уборке. Необходим поиск новых решений по увеличению качественных показателей сепарации корнеплодов, повышению полноты сепарации и снижению повреждений. Материалы и методы. В статье представлена конструкция машины для уборки лука-севка, оснащенная прутковым элеватором с асимметричным расположением встряхивателей. Описана методика проведения и результаты полевых исследований по определению качественных показателей сепарации вороха лука-севка на экспериментальном прутковом элеваторе. Результаты исследования. Результаты производственных исследований машины для подбора лука-севка, оснащенной прутковым элеватором с асимметрично установленными эллиптическим встряхивателем и поддерживающим роликом, показали качественное выполнение технологического процесса сепарации вороха лука-севка при оптимальных значениях параметров: межосевое расстояние между эллиптическим встряхивателем и поддерживающим роликом 0,36-0,4 м при полноте сепарации 97,0-97,2 % и повреждениями луковиц лука-севка 1,65-1,68 %; поступательная скорость vЭЛ движения пруткового элеватора с асимметричным расположением эллиптического встряхивателя и поддерживающего ролика 1,6 м/с при полноте сепарации 98,5 % и повреждении продукции 1,3 %. Обсуждение и заключение. Применение пруткового элеватора с асимметричным расположением эллиптического встряхивателя и поддерживающего ролика позволяет, в сравнении с симметричным расположением встряхивателей, повысить полноту сепарации луковиц лука-севка на 2,0 %, а повреждения луковиц снизить на 1,1 %.
Бесплатно
Результаты экспериментальных исследований измельчения высушенных волокнистых растительных материалов
Статья научная
Введение. Разработка способа энергоэффективного измельчения волокнистого растительного сырья, предотвращающего засорение решет, остается актуальной задачей. Цель исследования - изучить процесс измельчения высушенных волокнистых растительных материалов и оценить влияние режимных характеристик устройства на качество измельчения и энергоемкость процесса. Материалы и методы. Экспериментальная установка представляла собой роторный измельчитель. Его рабочими органами являлись чередующиеся ножи и молотки. При движении молотка треугольный вырез его грани создает область пониженного давления, под действием которого происходит отрыв растительных частиц от поверхности решет. Изучалось влияние линейной скорости движения ножей и подачи сырья на фракционный состав измельченного сырья, производительность измельчителя и удельную энергоемкость измельчения. Результаты исследования. Установлено, что при увеличении скорости ножей ротора происходит изменение фракционного состава измельченного продукта. Оптимальный диапазон изменения скорости ножей для получения продукта требуемого фракционного состава 55-75 м/с. Увеличение скорости приводит к повышению производительности, но сопровождается ростом удельной энергоемкости. При постоянной скорости ротора увеличение подачи сырья повышает и производительность измельчителя, но лишь до некоторой величины. После производительность снижается из-за излишнего заполнения сырьем рабочей камеры и засорения решет. Для каждого значения скорости ножей существует оптимальная подача, обеспечивающая максимальную производительность. Высокие значения скорости ножей приводят к значительной энергоемкости процесса и переизмельчению сырья. Поэтому оптимальный диапазон скорости ножей 55-65 м/с. Обсуждение и заключение. Эффективное измельчение сырья достигается благодаря более низкой энергоемкости процесса резания, а также отсутствию засорения решет вследствие отрыва растительных частиц от их поверхности.
Бесплатно
Результаты экспериментальных исследований обмолота колосьев в пневматическом молотильном устройстве
Статья научная
Введение. В настоящее время актуальной проблемой является высокий уровень травмирования зерна в процессе обмолота. Поэтому необходимо разработать щадящие способы выделения зерна из колоса, исключающие непосредственное ударное воздействие рабочих органов молотильных устройств на зерновки. Цель исследования - изучить процесс обмолота колоса пшеницы в пневматическом молотильном устройстве и оценить влияние режимных характеристик устройства на выделение и травмирование зерна. Материалы и методы. Экспериментальная установка представляет собой пневматическое молотильное устройство, в котором обмолот производится при взаимодействии колоса и деки, осуществляемом под чередующимся действием высокого и низкого давления воздуха, создаваемого лопастями ротора, а сепарация - посредством отвода легкой незерновой фракции в камеру пониженного давления. Результаты исследования. Установлено, что травмирование зерна уменьшается при снижении скорости движения лопастей ротора и соответственно скорости движения колосьев в молотильной камере. При минимальной скорости движения лопасти 13,5 м/с уровень травмирования зародыша и дробления зерна снижается практически до нуля. Диапазон скорости лопасти 13,5...20 м/с является наиболее благоприятным для пневматического обмолота зерна по показателю травмирования его зародыша. В результате пневматического обмолота на экспериментальной установке происходит эффективное разделение зерновой и легкой незерновой частей колосьев. Обсуждение и заключение. Процесс пневматического обмолота колосьев пшеницы дает удовлетворительные результаты, обеспечивая снижение травмирования эндосперма зерна на 10...12 %. Травмирование зародыша зерна снижается на 5 %, практически исключая его. Дробление зерна при минимальной скорости лопастей ротора составило не более 0,5 %. Сопоставление доли травмированного и дробленного зерна при пневматическом обмолоте с долей поврежденного зерна при традиционном комбайновом обмолоте показало, что предлагаемый способ обеспечивает снижение травмирования.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Существующие машины для уборки корнеплодов и лука не обеспечивают качественных показателей сепарации вороха корнеплодов, что приводит к нарушению агротехнических требований в процессе уборки. Необходим поиск новых решений по улучшению качественных показателей сепарации корнеплодов, а именно повышению полноты сепарации и снижению количества повреждений. Материалы и методы. В статье представлена конструкция лабораторной установки по определению качественных показателей сепарации вороха лука-севка на прутковом элеваторе с асимметрично установленными пассивным эллиптическим встряхи-вателем и поддерживающим роликом. Описана методика проведения и результаты лабораторных исследований по определению качественных показателей сепарации вороха лука-севка на экспериментальном прутковом элеваторе. Результаты исследования. Приведены результаты лабораторных исследований пруткового элеватора по определению качественных показателей сепарации вороха лука-севка. Определено, что максимальная полнота сепарации вороха лука-севка составляет 98 % при поступательной скорости движения полотна пруткового элеватора vm= 1,55-1,68 м/с, подаче вороха лука-севка Вп = 19,7-27,1 кг/с и межосевом расстоянии между пассивным эллиптическим встряхивателем и поддерживающим роликом S = 0,29-0,42 м. Обсуждение и заключение. Применение пруткового элеватора с асимметричным расположением эллиптического встряхивателя и поддерживающего ролика позволяет повысить полноту сепарации луковиц лука-севка на 20 %, а повреждения луковиц снизить на 11 % по сравнению с симметричным расположением встряхивателей.
Бесплатно
Ресурс подвижных уплотнительных соединений с кольцами круглого сечения
Статья научная
Введение. В настоящее время проблема надежности уплотнительных соединений гидроприводов остается нерешенной, однако современный уровень развития инструментов компьютерного моделирования позволяет эффективно решать задачи в области определения их долговечности за счет замены трудоемких экспериментов высокопроизводительными вычислениями. В данной статье представлены результаты апробации авторской методики, реализующей численные подходы по определению ресурса уплотнительных соединений на базе уплотнителя круглого сечения гидроусилителя руля тракторов семейства МТЗ. Материалы и методы. Определение ресурса подвижных уплотнительных соединений выполнено на основе авторской методики, в рамках которой в программе ANSYS реализуется серия циклов ускоренного нагружения, моделирующая реальные условия эксплуатации. Разработанные модели в комплексе учитывают процессы изнашивания, релаксации и гидродинамического воздействия, развивающиеся в уплотнительном соединении. Результаты исследования. Применение инструментов конечно-элементного моделирования позволило определить изменение напряженно-деформированного состояния уплотнителя гидроусилителя руля тракторов семейства МТЗ в процессе эксплуатации. Выявлен механизм восстановления герметичности соединения на основе эффекта самоуплотнения. Сравнение форм сечений, полученных в результате численного и микрометражного исследований, подтверждает эффективность предложенной методики и адекватность полученных результатов. Анализ полученных графиков показывает, что при нормальных условиях эксплуатации ресурс уплотнительного соединения «цилиндр - поршень» и «шток - крышка» составляет 2 и 1,12 года соответственно, а при увеличении температуры и давления гидравлической жидкости экспоненциально убывает. Обсуждение и заключение. Результаты работы показывают высокую эффективность авторской методики и могут быть использованы в исследованиях по определению ресурса и критериев потери герметичности уплотнительных соединений. Графики зависимости ресурса уплотнительных соединений от температуры и гидравлического давления позволяют компаниям, специализирующимся на создании и ремонте гидроприводов, разработать графики планово-предупредительных мероприятий по их обслуживанию с учетом комплекса эксплуатационных факторов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Урожайность яровой пшеницы в значительной мере зависит от сорта, качества посевного материала, технологии возделывания и агроклиматических факторов. Установлено, что разделение семян пшеницы на фракции позволяет повысить уровень послеуборочной обработки, скорректировать качество зерна в зависимости от целевого назначения, а посев - увеличить урожайность. Целью статьи является исследование мембранного потенциала на оболочках зерен пшеницы, разделенных на фракции по аэродинамическим свойствам, сопоставление определенных признаков мембранного потенциала с аэродинамическими свойствами этих зерен и с урожайностью выбранных сортов. Материалы и методы. Семена, разделенные на фракции, отличаются разными посевными качествами. Биологически неполноценные семена дают плохую всхожесть. Проведенный обзор свидетельствует о том, что разделение семян на фракции дает положительные тенденции в повышении урожайности, однако основными показателями качества остаются всхожесть и энергия прорастания, поэтому был разработан подход, который позволит определить качество семян пшеницы, разделенных на фракции. Результаты исследования. Проведено исследование изменения мембранного потенциала семян пшеницы, разделенных на фракции по аэродинамическим свойствам. Представлены результаты апробации схемы включения зерна пшеницы в электрическую цепь с плоскими поверхностями электрода-зажима. Для исследования влияния сорта пшеницы, аэродинамических свойств зерен и урожайности на изменения мембранного потенциала были проанализированы следующие признаки: уровень потенциала покоя; 10-процентное время нарастания вариабельного потенциала; максимальное значение вариабельного потенциала. Обсуждение и заключение. В результате двухфакторного дисперсионного анализа результатов исследования определены новые информативные показатели, которые достоверно отражают аэродинамические свойства семян и могут быть использованы для прогнозирования урожайности. Использование полученных результатов позволит сельскохозяйственным предприятиям, фермерским хозяйствам определить качество послеуборочной обработки семян пшеницы, скорректировать качество в зависимости от целевого назначения, выполнить оценку и прогноз урожайных свойств со стороны семенного материла.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В статье рассмотрены биологические ресурсы Арктики, которые целесообразно использовать при производстве рыбной муки для кормления сельскохозяйственных животных. Задачей исследований является обоснование целесообразности применения непрерывно работающей двухкамерной линии сублимационной сушки рыбопродуктов, используя естественное замораживание улова рыбы и дешевый источник тепловой энергии для сушки: этан, пропан, бутан (отходы при очистке природного газа и нефтепродуктов местных предприятий), а также СВЧ-энергию. Материалы и методы. Предложена непрерывно действующая двухкамерная линия сублимационной установки, камеры которой работают попеременно: одна - на процесс сублимационной сушки, а другая - на загрузку и выгрузку обрабатываемых продуктов. При этом используются естественное замораживание рыбы и тепловая энергия на процесс сублимации (сушки) от сжигания отходов газа. При наличии дешевой электроэнергии целесообразно применять для сушки СВЧ-энергию, которая позволяет сократить цикл сушки, обеспечить равномерность и одновременность высушивания материала до 3-5 % влажности без перестановки противней по высоте тележки. Результаты исследования. Предложены конструкции двухкамерной линии сублимации крупнокусковых продуктов и сублимационной установки на базе СВЧ-энергии, которая позволяет регулировать температуру сублимации в заданных пределах. Обсуждение и заключение. Представленные конструктивные решения линии сублимации крупнокусковых продуктов и сублимационной установки с применением СВЧ-энергии необходимы при проектировании оборудования на базе цифровых технологий.
Бесплатно
Технологические свойства растений редиса
Статья научная
Введение. При возделывании корнеплодов одной из важнейших операций является уборка. В промышленном производстве широко известна техника для уборки различных видов овощей (свеклы, моркови, редьки, цикория и др.), за исключением одной из наиболее перспективных овощных культур - редиса, который существенно отличается схемой посева, сроками созревания и физико-механическими свойствами самих растений. В связи с этим в рамках исследования, посвященного разработке средств малой механизации уборки редиса, авторами было проведено определение его основных физико-механических свойств. Материалы и методы. Исследование проводилось на растениях двух сортов (Селеста и Белокрайка), типичных для Южного и Северо-Кавказского федеральных округов. При этом по известным методикам определялись размерные, массовые и фрикционные характеристики растений редиса. Результаты исследования. Установлено, что редис сорта Селеста в 1,2-2,1 раза крупнее и в 1,8-2,8 раза тяжелее редиса сорта Белокрайка. Масса головок корнеплодов (10-28 г) в общей массе растения составляет 52-90 %, а масса корешков - 0,5-0,6 %. Средний диаметр головок корнеплодов составляет 26,7-34 мм при коэффициенте вариации (V) около 13-14 %; высота головок - 29-15 мм при V около 18-20 %. Выявлено наличие прямой корреляции между всеми рассмотренными размерами. Коэффициент трения покоя корнеплодов о неокрашенную сталь составил 0,63-0,66, движения - 0,44-0,58. Фрикционные характеристики стеблей ботвы в среднем в 1,25 раза выше. Диаметр пучка стеблей в месте предполагаемого среза - 9-12 мм. Обсуждение и заключение. В целом физико-механические характеристики растений редиса существенным образом зависят от их сорта, степени созревания, свежести и других факторов, поэтому результаты исследования варьируются в значительных пределах. Тем не менее, они могут быть использованы в качестве первичной информации при проектировании машин для уборки и переработки редиса.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Сохранение урожая зерновых в металлических силосах с плоским дном не представляется возможным без мониторинга и управления воздушными потоками во внутреннем объеме. В силосах с неуправляемыми потоками воздуха происходит перераспределение влаги и дополнительное увлажнение поверхностного слоя, что приводит к потерям около 2 % зерна. Целью работы является разработка технологии, исключающей увлажнение поверхностного слоя зерна при хранении в металлических силосах. Материалы и методы. В лабораторных условиях были определены аэродинамические параметры зерна пшеницы и сои в диапазоне скоростей фильтрации менее 0,15 м/с. В металлических силосах вместимостью 2 000, 3 000 и 10 000 т одновременно измерены температура и относительная влажность воздуха внутри, в верхней части силоса и снаружи. Период измерения температуры и относительной влажности составлял 30 мин в течение двух и пяти месяцев. Для измерения использовались автономные регистраторы. Результаты исследования. Предложен новый объективный норматив вентилирования зерна - минимальная (критическая) скорость фильтрации, обеспечивающая вынос влаги за пределы силоса. Аналитическими исследованиями получено уравнение для вычисления средневзвешенной скорости фильтрации воздуха, выходящего из зерновой массы. Общий расход воздуха, соответствующий средневзвешенной скорости фильтрации, обеспечит по всей поверхности скорость фильтрации не менее критической и исключит оседание влаги. Экспериментально выявлены периоды насыщения влагой воздуха до 100 % в надзерновом пространстве под крышей силоса. Уточнен механизм выброса тепла под крышу силоса из глубины зерновой массы при хранении. Обсуждение и заключение. Предложен алгоритм безопасного активного вентилирования зерна и подкрышного пространства в металлическом силосе. Рекомендованы предельные значения относительной влажности атмосферного воздуха, использование которого исключит увлажнение зерновой массы при активном вентилировании в диапазоне перепада температур зерна и атмосферы до 30 °С и более. Полученные данные могут быть использованы машиностроителями при изготовлении металлических силосов, а также при эксплуатации производителями зерна и его переработке.
Бесплатно
