Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Моделирование случайных процессов, обусловленных профилем опорной поверхности транспортно-технологических средств
Get PDFThe research article demonstrates that agricultural transport and technological systems are susceptible to external random influences during their operation. By accurately describing and modeling these effects, the performance of the tool can be enhanced during the research and design stages. (Research purpose) The objective of this research is to generate random processes with predefined correlation functions that simulate the profile of the supporting surface under the wheels of agricultural transport and technological systems during operations. Additionally, the study aims to visually represent the resulting random implementations of the support surface profile height. (Materials and methods) The proposed approach considers the variation in support surface profile height along the trajectory of agricultural transport and technological systems, while maintaining a constant speed, as a stationary random process. The selection of the correlation function type and its parameters is dependent on the specific characteristics of the support surface. Subsequently, using the Matlab environment, the model for the support surface profile height under the wheels is developed. (Results and discussion) Successful implementations of support surface profile height have been achieved for two distinct scenarios: asphalt and wheat stubble. A comparative analysis is conducted between the correlation function of the simulated implementation of the random process and the original correlation function. (Conclusions) The proposed algorithm has demonstrated its capability to generate a random process with specified correlation function properties, accurately describing the height fluctuations of the support surface profile under the wheels of agricultural transport and technological systems. The adequacy of the algorithm has been confirmed through a comprehensive analysis of at least 50 implementations, highlighting its effectiveness and reliability.Показали, что сельскохозяйственные транспортно-технологические средства в процессе выполнения работ подвергаются внешним случайным воздействиям. Описание и моделирование этих воздействий позволит улучшить эксплуатационные показатели средства на этапах исследования и проектирования. (Цель исследования) Формирование случайных процессов с заданными корреляционными функциями, обусловленных профилем опорной поверхности под колесами транспортно-технологического средства при выполнении операций; визуализация полученных случайных реализаций высоты профиля опорной поверхности. (Материалы и методы) Изменение высоты профиля опорной поверхности вдоль траектории движения транспортно-технологического средства при постоянной скорости предложено рассматривать как стационарный случайный процесс. В зависимости от типа опорной поверхности выбираются вид и параметры корреляционной функции. Далее в среде Matlab осуществляется моделирование высоты профиля опорной поверхности под колесами. (Результаты и обсуждение) Получены реализации высоты профиля опорной поверхности в виде асфальта и стерни пшеницы. Проведено сравнение корреляционной функции смоделированной реализации случайного процесса с исходной корреляционной функцией. (Выводы) Установили, что предложенный алгоритм позволяет получить случайный процесс с заданными свойствами корреляционной функции для описания колебаний высоты профиля опорной поверхности под колесами транспортно-технологического средства с достаточно высокой степенью адекватности, используя массив реализаций в количестве не менее 50
Переоборудование топочного агрегата ТБМ-1,7 для расширения диапазона генерируемых температур
Get PDFIt is shown that the transition to a new low-temperature method of convective drying leads to a reduction in grain drying costs.The implementation of this method is confirmed to require expanded temperatures generated by the TBM-1.7 furnace unit that the SZSh-16A shaft dryer is equipped with. It is noted that a plant-manufactured burner nozzle works smoothly only when the fuel consumption is 40-100 kilograms per hour, and the air heating temperatures are 50-130 degrees Celsius. (Research purpose) To determine the jet optimal parameters for smooth operation of the nozzle in the TBM-1.7 combustion unit working on the liquid fuel at the extended air heating temperatures of 15-130 degrees Celsius. (Materials and methods) The designs of four types of jets were studied on the burner nozzle of the TBM-1.7 combustion unit. In total, the operation of 160 jets was examined. The jets were made of steel. They differed in the number of holes, their length, diameter, the availability of threads. (Results and discussion) It is determined that the nozzle smooth operation is provided only by jets with threaded holes, whose optimal length is 4 millimeters. The air heating temperature of 15-25 degrees Celsius is provided by M3 four-hole jet, and the temperature of 25-40 degrees Celsius is provided by M4 three-hole jet. (Conclusions) It is found that jets with smooth holes, regardless of their types, do not provide fuel combustion. It is found that the transition to a new low-temperature convective method led to a reduction in fuel consumption during the drying process, which, in turn, made it possible to save 300 thousand rubles during the harvesting period on the experimental farm in 2022.Показали, что переход на новый низкотемпературный способ конвективной сушки зерна сокращает затраты. Подтвердили, что его внедрение потребовало расширения диапазона генерируемых температур топочным агрегатом ТБМ-1,7, которым оборудована шахтная сушилка СЗШ-16А. Отметили, что форсунка топочного агрегата в заводском исполнении стабильно работает только при расходе топлива 40-100 килограммов в час, при этом температура подогрева воздуха составляет 50-130 градусов Цельсия. (Цель исследования) Определить оптимальные параметры жиклеров для стабильной работы форсунки топочного агрегата ТБМ-1,7 на жидком топливе в расширенном температурном диапазоне подогрева воздуха 15-130 градусов Цельсия. (Материалы и методы) На форсунке горелки топочного агрегата ТБМ-1,7 исследовали конструкции четырех типов стальных жиклеров, которые различались количеством отверстий, их длиной, диаметром, наличием или отсутствием резьбы. Всего в эксперименте изучили работу 160 жиклеров. (Результаты и обсуждение) Выявили, что стабильная работа форсунки обеспечена только жиклерами с резьбовыми отверстиями, оптимальная длина которых составляет 4 миллиметра. Температуру подогрева воздуха в диапазоне 15-25 градусов Цельсия обеспечил тип жиклера с четырьмя отверстиями М3, а 25-40 градусов – тип жиклера с тремя отверстиями М4. (Выводы)Определили, что при использовании жиклеров с гладкими отверстиями, вне зависимости от их типов, горение топлива не происходит. Установили, что сокращение расхода топлива на процесс сушки после перехода на новый низкотемпературный конвективный способ позволило в опытном хозяйстве в уборочную компанию 2022 г. сэкономить 300 тысяч рублей.
Исследование по возделыванию трититригии в полузасушливой зоне
Get PDFOver the course of several years of meticulous selection, The Tsitsin Main Moscow Botanical Garden of Academy of Sciences, successfully cultivated a novel trititrigia crop, characterized as a hybrid between wheat and couch grass. The intrinsic potential of this crop, as highlighted by the authors, instigated a keen interest in its investigation. (Research purpose) To conduct research on the cultivation of trititrigia Pamyati Lyubimovoy (In Memory of Lyubimova) in the semi-arid southern zone of the Rostov region. (Materials and methods) Trititrigia was cultivated on typical chernozem soil with carbonate content, characterized by heavy loamy texture, in conditions of insufficient and unstable moisture, following the zonal technology for cultivating winter wheat. The main pre-sowing tillage was performed using a shallow method by a combined KUM-4 unit. For seed sowing, the «Demetra» selective seeder was used. Throughout the trials from October 2020 to August 2022, meteorological conditions were taken into account, including precipitation levels and air temperature. Using two crops as examples, the biometric data of trititrigia plants, yield structure elements, combine yield and drought resistance were studied. (Results and discussion) It is determined that trititrigia Pamyati Lyubimovoy (In Memory of Lyubimova) aligns with the declared parameters in terms of plant height, ear length, and duration of the vegetative period. The plant development type of trititrigia is identical to winter wheat. (Conclusions) It is established that trititrigia Pamyati Lyubimovoy (In Memory of Lyubimobva) shows low resistance to drought within a semi-arid climate. Additionally, the straw yield surpasses the grain yield by a factor of four, while the weight of 1000 grains is low at 23.58 grams. Moreover, the combine yield (3.80 tons per hectares) falls short compared to the winter wheat variety Stanichnaya (5.09 tons per hectares). Further investigations into trititrigia within a semi-arid climate are considered necessary to determine its cultivation feasibility.В Главном ботаническом саду им. Н.В. Цицина Российской академии наук путем многолетней селекции была выведена новая культура трититригия, представляющая собой пшенично-пырейный гибрид. Анонсированный авторами потенциал данной культуры послужил мотивацией к ее изучению. (Цель исследования) Провести исследования по возделыванию трититригии сорта Памяти Любимовой в полузасушливой южной зоне Ростовской области. (Материалы и методы) Трититригию выращивали на черноземе обыкновенном карбонатном тяжелосуглинистом в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения в соответствии с зональной технологией возделывания озимой пшеницы. Основную обработку почвы до предпосевного состояния проводили мелким способом с применением комбинированного агрегата КУМ-4. Для посева семян использовали селекционную сеялку «Деметра». В ходе испытаний с октября 2020 по август 2022 года учитывали метеорологические условия: количество осадков и температуру воздуха. На примере двух посевов изучали биометрические данные растений трититригии, элементы структуры урожая, комбайновую урожайность и засухоустойчивость. (Результаты и обсуждение) Определили, что трититригия Памяти Любимовой по высоте растения, длине колоса, продолжительности вегетационного периода соответствует заявленным оригинаторами сорта параметрам. Тип развития растений трититригии идентичен озимой пшенице. (Выводы) Определили, что культура трититригии Памяти Любимовой проявляет низкую устойчивость к засухе в полузасушливым климате, урожай соломы превышает урожай зерна в 4 раза, масса 1000 зерен низкая – 23,58 грамма комбайновая урожайность (3,80 тонны на гектар) ниже чем озимой пшеницы сорта Станичная (5,09 тонны на гектар). Отметили необходимость дальнейших исследований трититригии в полузасушливом климате для выявления целесообразности ее возделывания
Основные направления повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельскохозяйственных машин
Get PDFThe efficiency of agricultural machine and tool operation is noted to significantly depend on the characteristics of the working bodies. The paper emphasizes the importance of working bodies’ reliability and operating lifetime which largely depend on wear resistance, strength, as well as design features. (Research purpose) To substantiate the choice of effective modern directions to increase the operating lifetime of wearable agricultural machine working bodies, the choice of types and characteristics of the materials used and technological methods for their hardening. (Materials and methods) The many years’ experience of the FNAC VIM in this area has been studied. A concept analysis of the relevant technical information has been conducted. (Results and discussion) The basics and conditions of abrasive wear of agricultural machinery parts are presented. The concept of "structural wear resistance" is clarified. The paper analyzes the materials (steels, hard alloys) of the working bodies of the agricultural machines used in Russia and abroad. Their main comparative physical and mechanical characteristics are pointed out. A method is proposed for selecting basic design parameters based on the strength characteristics of the materials used. Surfacing technologies for hardening the agricultural machine working bodies are compared. The paper substantiates the most effective technological options, individual technical and economic parameters, recommendations for the use of materials. (Conclusions) It is proved that the use of surfacing technologies leads to a 1.5-4.5-times increase in the operating lifetime of working bodies and significant economic efficiency.Отметили, что от характеристик рабочих органов существенно зависит эффективность эксплуатации сельскохозяйственных машин или орудий. Подчеркнули важность таких параметров, как надежность и ресурс, которые в значительной степени зависят от износостойкости, прочности, а также от конструктивных особенностей. (Цель исследования) Обосновать выбор современных эффективных направлений для повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельхозмашин, а также видов и характеристик применяемых материалов и технологических способов их упрочнения. (Материалами и методы) Изучили многолетний опыт работы ФНАЦ ВИМ по данному направлению. Провели предметный анализ соответствующей технической информации. (Результаты и обсуждение) Представили основы и условия абразивного изнашивания деталей сельхозмашин. Раскрыли понятие «конструкционной износостойкости». Проанализировали материалы (стали, твердые сплавы) рабочих органов сельхозмашин, используемых в России и за рубежом. Привели их основные сравнительные физико-механические характеристики. Предложили методику выбора базовых конструктивных параметров исходя из прочностных характеристик применяемых материалов. Сравнили наплавочные технологии упрочнения рабочих органов сельхозмашин. Обосновали наиболее эффективные технологические варианты, отдельные технико-экономические параметры, рекомендации по применению материалов. (Выводы) Доказали, что применение наплавочных технологий повышает ресурс рабочих органов в 1,5-4,5 раза при значительной экономической эффективности
Исследование процесса сушки растительных отходов в изотермической модели
Get PDFThe paper highlights advantages of using furnaces for processing vegetable waste, including the absence of condensation, minimal ash production, stable coolant temperature, and efficient heat exchange. To improve this machine and intensify the drying process, it is necessary to gather data on the heat and mass transfer characteristics during high-temperature drying of moisture-laden particles. Due to the inherent challenges of studying the drying process in a real furnace, the experiment was conducted using an isothermal (cold) model under laboratory conditions closely resembling real-world processes. (Research purpose) The research aims to assess the effectiveness of the proposed aerodynamic models for drying plant waste and validate the mathematical model for drying particles in a suspended bed. (Materials and methods) The study employs two suspended bed models with distinct vortex flow aerodynamics (flare and cyclone) in combustion chambers. The study investigates the drying kinetics of two specific fractions of sunflower husks, each with an equivalent particle diameter of 0.25 and 1.5 millimeters, and initial moisture levels of 15 and 18 percent. At various time intervals, measurements were taken for both the temperature and humidity of the husk particles, in addition to recording the temperature and relative humidity of the drying agent as it exited. The drying process operated in a cyclical mode. (Results and discussion) When the sunflower husk particles had an initial moisture content of 15 percent, two phases of increasing drying rates were observed, while at an 18 percent moisture content, three such periods were identified, with the first period displaying a constant rate. The results suggest that when the husks start with an initial moisture content of 15 percent, the drying curves exhibit minimal linear segments. This observation implies that the process is occurring as the drying rate decreases. (Conclusions) The experiment reveals the most effective drying mode in terms of intensity. It becomes evident that both the flarevortex and cyclone-vortex aerodynamic modes facilitate particle drying, with the cyclone-vortex mode delivering a notably more intense drying process. When transitioning from a model to a real-world process, it is essential to undertake a comparison of estimated processes with practical operational conditions, as exemplified by the particle drying model in a suspended bed.Отметили преимущества сжигания растительных отходов в топливных установках: отсутствие конденсата, минимум золы, постоянная температура теплоносителя, эффективный теплообмен. Для усовершенствования таких установок, интенсификации режима сушки необходима информация об особенностях тепло- и массопереноса при высокотемпературной сушке влажных частиц. Поскольку изучать процесс сушки в реальной топке проблематично, исследования проводились на изотермической (холодной) модели в лабораторных условиях, приближенных к реальному процессу. (Цель исследования) Оценить эффективность предлагаемых аэродинамических моделей сушки растительных отходов и проверить адекватность математической модели сушки частиц во взвешенном слое. (Материалы и методы) На двух моделях взвешенного слоя с отличающимися различной аэродинамикой вихревых течений (факельной и циклонной) в камерах сгорания изучили кинетику сушки двух узких фракций лузги подсолнечника с эквивалентным диаметром частиц 0,25 и 1,5 миллиметров исходной влажностью 15 и 18 процентов. В разные моменты времени определяли температуру и влажность частиц лузги, а также температуру и относительную влажность выходящего сушильного агента. Процесс сушки происходил в периодическом режиме. (Результаты и обсуждение) При начальной влажности частиц лузги подсолнечника 15 процентов наблюдались два периода с падающей скоростью сушки, а при влажности 18 процентов таких периодов было три, первый из них был с постоянной скоростью. Отметили, что при исходной влажности лузги 15 процентов на кривых сушки практически отсутствует линейный участок. Это свидетельствует о протекании процесса во время снижения скорости сушки. (Выводы) Выявили наиболее эффективный по интенсивности режим сушки. Установили, что факельно-вихревой и циклонно-вихревой аэродинамический режимы обеспечивают сушку частиц в моделях, причем более интенсивно при циклонно-вихревом режиме. При анализе возможности перехода от модели к реальному процессу необходимо базироваться на сравнении оценок вероятного процесса с допустимыми условиями практической эксплуатации, что и показала модель сушки частиц во взвешенном слое
Планирование работ при возделывании зерновых культур: программные компоненты
Get PDFThe paper considers modernization of the agricultural sector with the aim of enhancing its efficiency and competitiveness through the implementation of digital technologies. Additionally, it analyzes the methods and software employed for the selection of technologies and technical tools. (Research purpose) The research aims to develop software modules for managing the production of crop products. This involves the selection of appropriate agricultural technologies and the optimal utilization of the machine and tractor fleet. The software designed is expected to take into account the farm agroclimatic and production conditions. (Materials and methods) The development of software components for a web-based software package aimed to facilitate the annual work planning in grain crop cultivation, is based on a method rooted in the evaluation of natural, climatic, and production conditions. (Results and discussion) The findings support the feasibility of developing software components for a web-based software package by selecting agricultural technologies and determining optimal utilization options for technical means. The research resulted in the development of a structural scheme for the software package designed as a web-based application, encompassing such software modules as «Selection of technologies» and «Selection of technical means». These modules share a unified interface and operate on a common database. The operation of software modules for selecting technologies was tested in the northern forest-steppe zone of the Novosibirsk region in 2022.The tests examined the cultivation technologies for wheat at a standard intensification level across four working areas with varying predecessors. (Conclusions) The developed software components will be subsequently integrated into the software package in the form of a web application. This application can serve as a support system for making informed managerial decisions in the realm of machine-based agricultural technologies. The software package facilitates the automation of technology selection, the creation of an annual work plan, and the computation of economic indicators.Рассмотрены вопросы модернизации сельскохозяйственного сектора для повышения его эффективности и конкурентоспособности на основе внедрения цифровых технологий. Приведен анализ методов и программных средств для подбора технологий и технических средств. (Цель исследования) Разработать программные модули для управления производством продукции растениеводства путем выбора агротехнологий и рационального использования машинно-тракторного парка с учетом агроклиматических и производственных условий хозяйства. (Материалы и методы) Для разработки программных компонент web-комплекса по сопровождению годового планирования работ при возделывании зерновых культур использовался метод, основанный на оценке природно-климатических и производственных условий. (Результаты и обсуждение) Обоснована целесообразность разработки программных компонент web-ориентированного программного комплекса путем выбора агротехнологий и вариантов рационального использования технических средств. Разработаны структурная схема программного комплекса в виде web-приложения, а также программные модули «Подбор технологий» и «Подбор технических средств», имеющие общую базу данных и объединенный интерфейс. Тестирование работы программных модулей по подбору технологий проведено в 2022 году на примере северо-лесостепной зоны Новосибирской области. Рассматривался вариант технологий возделывания пшеницы с нормальным уровнем интенсификации для четырех рабочих участков с разными предшественниками. (Выводы) Разработанные программные компоненты в дальнейшем войдут в программный комплекс в виде web-приложения при сопровождении машинных агротехнологий и могут использоваться в качестве системы поддержки принятия рациональных управленческих решений. Программный комплекс позволит автоматизировать процесс подбора технологий, формировать годовой план работ, рассчитывать экономические показатели
Биоэнергетическая модель растительного сырья и оценка технологий производства кормов
Get PDFIt is noted that the effectiveness of the technological processes in agriculture is usually evaluated according to economic, operational and relative criteria. Such an estimate often proves to be inaccurate for solving applied problems. The functioning of the biotechnical system "operator – feed – machine – animal" reveals this discrepancy to the highest extent. The paper confirms the necessity and relevance of a fact-based analysis of energy flows in the biotechnical system, as well as the energy flows interaction with each other and with the external environment. (Research purpose) To substantiate a methodological approach to assessing the fodder production efficiency based on a bioenergetic analysis of fodder production technologies. (Materials and methods) The research involves the comparative analysis of exchange energy accumulation by plants before harvesting and the parameters of its reduction in the plant raw materials, taking into account technological impacts. (Results and discussion) It is obtained that a one-megajoule input of mechanical energy in the cultivation of cereal-grass forage mixtures provides 121 megajoules of exchange energy. The exchange energy content in the cereal-grass forage mixture is calculated to be 44,850 megajoules per hectare (1950 megajoules per ton) while the specific mechanical energy consumption amounts to 370.6 megajoules per hectare (16.1 megajoules per ton) for the feed mixture cultivation. (Conclusions) It is established that the dynamics of energy accumulation during the vegetable raw material cultivation and the character of a decrease in its energy content during fodder preparation and storage have a sustainable common trend. The growth trend of energy accumulation is proved to have a linear character for both various types of fodder crops and the decrease in the feed energy content. Efficiency assessment criteria are proposed for the mechanical energy consumption during fodder crop cultivation, plant material processing and feed storage. A mathematical model is developed making it possible to study implicit variables in a complex system of accumulation and entropy of feed exchange energy, take optimal engineering decisions to justify and improve the technologies for feed cultivation, harvesting and preparation, as well as its effective use.Отметили, что эффективность функционирования технологических процессов в сельскохозяйственном производстве принято оценивать по экономическим, эксплуатационным и относительным критериям. Показали, что такая оценка при решении прикладных задач часто оказывается некорректной. Наиболее полно это несоответствие выявили при функционировании биотехнической системы «оператор – корм – машина – животное». Подтвердили необходимость и актуальность объективного анализа энергетических потоков, реализуемых в биотехнической системе, а также взаимодействие энергопотоков между собой и с внешней средой. (Цель исследования) Обосновать методологический подход к оценке эффективности производства кормов на основе биоэнергетического анализа технологий их заготовки. (Материалы и методы) Провели сравнительный анализ показателей накопления обменной энергии растениями до момента начала их уборки и параметров снижения содержания обменной энергии растительного сырья с учетом технологических воздействий на него. (Результаты и обсуждение) Выявили, что затраты 1 мегаджоуля механической энергии при возделывании злако-травяной кормосмеси обеспечивают получение 121 мегаджоуля обменной энергии. Определили расчетное содержание обменной энергии в злако-травяной кормосмеси, равное 44 850 мегаджоулей на гектар (1950 мегаджоулей на тонну) при удельных затратах механической энергии на возделывание кормосмеси 370,6 мегаджоуля на гектар (16,1 мегаджоуля на тонну). (Выводы) Установили, что динамика энергонакопления при выращивании растительного сырья и характер снижения его энергосодержания в процессе приготовления и хранения корма имеют общую и устойчивую во времени тенденцию. Доказали линейный характер тренда роста энергонакопления для различных видов кормовых культур и снижения энергосодержания кормов. Предложили критерии оценки эффективности затрат механической энергии на выращивание кормовых культур, переработку растительного сырья и хранение корма. Разработали математическую модель, которая позволяет проводить исследования неявных переменных в сложной системе накопления и энтропии обменной энергии корма, принимать оптимальные инженерные решения по обоснованию и совершенствованию технологий возделывания, уборки и приготовления кормов, а также их эффективному использованию
Методика инженерного расчета рабочего органа для мелкой обработки почвы
Get PDFThis study emphasizes the need for a comprehensive determination of parameters and operational modes of the working body, employing mutually agreed dependencies. (Research purpose) The research aims to develop a methodology for calculating parameters and operational modes for a novel shallow tillage working body, considering the required technological process indicators and soil properties. (Materials and methods) A force interaction diagram has been constructed, enabling the establishment of a relationship between working body parameters and soil physical and mechanical properties. This analysis yields a correlation between the working body parameters (crumbling angle) and unit operation mode (speed). (Results and discussion) The innovative aspect lies in utilizing the relationships linking the cultivator parameters and operational modes with the soil properties and process indicators. For shallow tillage, a working body with curved surfaces and increased streamlining is proposed. Various single-tier and multi-tier configurations, along with corresponding working body widths aligned with cultivator width, are presented. (Conclusions) The paper introduces an engineering calculation method, determining the following working tool parameters: the crumbling angle of 15 degrees, the length of 30 centimeters, the width of 45 centimeters, the opening angle of 75-110 degree, the elevation angle of 10 degrees at the depths of 6-16 centimeters, and the speed of up to 14 kilometers per hour. The technological process involves soil crumbling resulting in a characteristic clod size of up to 25 millimeters, and tractive resistance reaching up to 3.7 kilonewtons.Отметили, что параметры и режимы функционирования рабочего органа должны определяться комплексно с использованием согласованных между собой зависимостей. (Цель исследования) Разработать методику инженерного расчета параметров и режимов функционирования нового рабочего органа для мелкой обработки почвы с требуемыми показателями технологического процесса и с учетом свойств почвы. (Материалы и методы) Составлена схема силового взаимодействия. В результате анализа силового взаимодействия установили связь параметров рабочего органа с физико-механическими свойствами почвы. Получена зависимость параметров рабочего органа (угла крошения) с режимом действия агрегата (скоростью). (Результаты и обсуждение) Использованы представляющие научную новизну зависимости параметров и режимов функционирования культиватора от физико-механических свойств почвы и показателей технологического процесса. Для мелкой обработки почвы предложен рабочий орган с криволинейными поверхностями повышенной обтекаемости. Представлены варианты одноярусного и многоярусного расположения рабочих органов, определения их ширины для требуемой ширины захвата культиватора. (Выводы) Предложена методика инженерного расчета, в соответствии с которой установлены параметры и режимы функционирования орудия: угол крошения 15 градусов, длина 30 сантиметров, ширина 45 сантиметров, угол раствора 75-110 градусов, угол подъема 10 градусов при глубине 6-16 сантиметров и скорости движения агрегата до 14 километров в час. Технологический процесс характеризуется крошением почвы с характерным размером комка до 25 миллиметров, тяговым сопротивлением до 3,7 килоньютона
Диагностирование опорных узлов трансмиссии на основе изучения термонагруженности
Get PDFAbstract. The operating temperature of the transmission unit is noted to affect its reliability and can serve as a diagnostic criterion. It is proposed to diagnose the transmission unit technical condition by the temperature in the friction zone in order to take into account the influence of air temperature, solar radiation heating and adjacent heat-producing objects. (Research purpose) To ensure the bearing unit controllability based on the thermal load study. (Materials and methods) The study uses the results of calculating the nominal and operational load of the rear power take-off shaft of the Belarus-82.1 tractor. The study uses the three-dimensional modeling and finite element analysis of the temperature distribution under steady-state thermal conductivity conditions. To establish the functional relationship between the temperature in the friction zone and the diagnostic temperature, the method of finite element analysis is used under steady-state thermal conductivity conditions. (Results and discussion) The maximum load modes and temperatures in the friction zone were determined for the 60310A bearing of the power take-off shaft gearbox during aggregation with different agricultural machines such as 4300 Newtons and 2.4 degrees Celsius for FS-2.0U garden cutter (540 revolutions per minute); 4126 Newtons and 40.7 degrees Celsius for Rovatti T3K80/90/2 (540 revolutions per minute) irrigation pump; 956 Newtons and 13.0 degrees Celsius for ROU-6 (1000) manure spreader; 2615 Newtons and 36.6 degrees Celsius for KPRN-3.0A (1000) mower-conditioner. The maximum temperatures as a diagnostic criterion are established in the friction zone, which equal to 41.7 degrees Celsius at 540 revolutions per minute engine speed and 31 degrees Celsius at 1000 revolutions per minute. (Conclusions) Since the direct measurement of the temperature in the friction zone is hardly possible without changing the bearings design, it is proposed to measure the diagnostic temperature on the unit used for mounting the temperature sensor. The coefficient of proportionality k=0.53 of the finite element model is determined. In order to implement diagnostics in an automatic mode, an algorithm is developed for a digital transmission malfunction recorder. Its design is based on the ATmega328 programmable microcontroller and TMP36 temperature sensors. It is found that the digital transmission malfunction recorder provides automatic control of up to seven different transmission units simultaneously, taking into account the ambient temperature.Реферат. Отметили, что рабочая температура узла трансмиссии влияет на показатели его надежности и может служить диагностическим критерием. С целью учета влияния на диагностическую температуру узла температуры воздуха, нагрева от солнечной радиации и смежных тепловыделяющих объектов предложили диагностировать техническое состояние по величине температуры в зоне трения. (Цель исследования) Обеспечить контролепригодность подшипникового узла на основе изучения термонагруженности. (Материалы и методы) Использовали результаты расчета номинальной и эксплуатационной нагруженности заднего вала отбора мощности трактора Беларус-82.1. Применили трехмерное моделирование и конечно-элементный анализ распределения температуры в условиях стационарной теплопроводности. Для поиска функциональной зависимости между температурой в зоне трения и диагностической температурой задействовали метод конечно-элементного анализа в условиях стационарной теплопроводности. (Результаты и обсуждение) Для подшипника редуктора вала отбора мощности 60310А определили максимальные нагрузочные режимы и температуры в зоне трения при агрегатировании с различными сельхозмашинами: садовой фрезой ФС-2,0У (540 оборотов в минуту) – 4300 Ньютонов и 2,4 градусов Цельсия; оросительным насосом Rovatti T3K80/90/2 (540) – 4126 и 40,7; разбрасывателем органических удобрений РОУ-6 (1000) – 956 и 13,0; косилкой-плющилкой КПРН-3,0А (1000) – 2615 Ньютонов и 36,6 градусов Цельсия. Установили диагностический критерий – предельную температуру в зоне трения, которая равна: при частоте вращения коленчатого вала двигателя 540 оборотов в минуту – 41,7 градуса Цельсия, при 1000 оборотах в минуту – 31 градус Цельсия. (Выводы) Поскольку непосредственное измерение температуры в зоне трения практически невозможно без изменения конструкции подшипников, предложили определять диагностическую температуру на поверхности узла, применимой для монтажа датчика температуры. Определили коэффициент пропорциональности конечно-элементной модели, равный 0,53. С целью практической реализации диагностирования в автоматическом режиме разработали алгоритм цифрового регистратора неисправности трансмиссии. Изготовили его конструкцию на базе программируемого микроконтроллера ATmega328 и датчиков температуры TMP36. Установили, что цифровой регистратор неисправности трансмиссии обеспечивает автоматический контроль до семи разных узлов трансмиссии одновременно с учетом температуры окружающего воздуха
Разработка однорядной сеялки с диско-кассетным высевающим устройством для посева зерновых культур колосьями
Get PDFAbstract. The technique of seed sowing using ears plays a crucial role in the cultivation, selection, and propagation of new grain crop varieties. It offers distinct advantages over traditional seed sowing methods, as it provides a higher guarantee of varietal purity. (Research purpose) The objectives of this research are twofold: first, to design and develop a prototype of a single-row seeder equipped with a disk cassette sowing device, specifically tailored for ear sowing in breeding and seed nurseries of grain crops; and second, to assess the performance parameters of the sowing device and the agrotechnical indicators of the entire technological process. (Materials and methods) A schematic diagram of a single-row seeder equipped with a disk-cassette sowing device has been proposed. The specifications of the disk-cassette sowing device were obtained through calculations. Additionally, a methodology for conducting laboratory and field testing of the experimental sample has been developed. (Results and discussion) A prototype single-row ear seeder has been developed and manufactured. The functionality and performance of the disk-cassette sowing device have been evaluated and verified. The effectiveness and reliability of the prototype ear seeder have been assessed through laboratory and field tests, specifically during the sowing of Ivita winter wheat. These tests have enabled the determination of key agrotechnical indicators for the ear sowing process. (Conclusions) The optimal parameters for the disk-cassette sowing device have been determined, which include a disk diameter of 27 centimeters, an average diameter of the circle containing the cells for the seeded material of 21 centimeters, a total of 16 cells, each with an inner diameter of 3 centimeters and a length of 15 centimeters. A formula was derived to establish the correlation between the ear seeding density and the design parameters of the seeder. Field experiments conducted with the prototype provided data on various agrotechnical indicators relevant to the implementation of the technological process. Specifically, the measurements revealed that the distance between the ears in the sowing pass was recorded as 29.5 centimeters and 30.8 centimeters for the respective coulter travel depth settings of 3.5 centimeters and 5 centimeters. Furthermore, the average actual depth of the furrow was found to be 3 centimeters and 4 centimeters for the corresponding settings, while the width of the furrow bottom was measured at 6 centimeters. Реферат. В селекционно-семеноводческом процессе создания и размножения новых сортов зерновых культур особое место в сравнении с посевом семенами занимает технология посева колосьями, обеспечивающая сортовую чистоту с высокой гарантией. (Цель исследования) Разработать экспериментальный образец однорядной сеялки с диско-кассетным высевающим устройством для посева зерновых колосовых культур колосьями в селекционных и семеноводческих питомниках, определить параметры высевающего устройства и агротехнические показатели выполнения технологического процесса. (Материалы и методы) Предложили схему однорядной селекционной сеялки для посева колосьями с диско-кассетным высевающим устройством. Выполнили расчеты и определили параметры диско-кассетного высевающего устройства. Разработали методику лабораторно-полевых испытаний экспериментального образца. (Результаты и обсуждение) Разработали и изготовили экспериментальный образец однорядной колосовой сеялки. Проверили работу диско-кассетного высевающего устройства. Провели лабораторно-полевые испытания экспериментального образца сеялки на посеве озимой пшеницы сорта Ивита. Определили основные агротехнические показатели выполнения технологического процесса посева колосьями. (Выводы) Установили рациональные параметры диско-кассетного высевающего устройства: диаметр диска – 27 сантиметров; средний диаметр окружности, вдоль которой расположены отверстия под ячейки для высеваемого материала, – 21 сантиметр; количество ячеек – 16; внутренний диаметр ячеек – 3 сантиметра; длина ячеек – 15 сантиметров. Вывели формулу зависимости плотности высева колосьев от конструкционных параметров сеялки. Получили в полевых условиях ряд значений агротехнических показателей выполнения технологического процесса экспериментальным образцом: расстояние между колосьями в полосе высева составило 29,5 и 30,8 сантиметров для установочных значений глубины хода сошника 3,5 и 5 сантиметров соответственно. Показали, что средняя фактическая глубина борозды составила 3 и 4 сантиметра соответственно, ширина дна борозды – 6 сантиметров