Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Моделирование влияния проточного устройства анализа качества молока на поток в доильной установке
Get PDFThe development of dairy farming proves to require technologies for rapid and non-destructive analysis of milk quality. It is noted that optical methods do not negatively affect dairy products. It is noted that farms may get the desired technology by upgrading milking machines with a flow-through device for milk quality express analysis. (Research purpose) To study the effect of upgrading the milking machine with a flow-through device for milk quality express analysis on the flow of the milk-air mixture in the milk hose. (Materials and methods) For this purpose the SolidWorks simulation modeling was used. Both the developed device and the simulation model are made in cylindrical geometry to ensure their compatibility with the milk hoses of 14 millimeters in diameter. The measurement took into account the angular distribution of light scattered by milk flowing inside an optically transparent cylindrical glass tube. The flow of the milk-air mixture was affected only by a change in the inner diameter of the milk tubes. (Results and discussion) It is noted that the simulation model demonstrates an increase in the flow rate of the milk-air mixture in the areas of flow transition between the milk hose and the fitting (to a smaller internal diameter), as well as between the fitting and the measuring chamber of the device (to a larger internal diameter). The mirror result is recorded at the flow outlet from the measuring chamber to the nozzle and the transition from the nozzle to the milk hose. (Conclusions) It is found that the use of the device results in a 14 percent increase in the average flow rate of 0.3-0.7 meters per second. It is determined that due to the incomplete filling of the milk hose during milking, the difference in the flow rates of the milk-air mixture before and when applying the device does not have any adverse impact on the milking machine operation. The feasibility of upgrading the milking machine with a flow-through device for milk quality express analysis is proved.Показали, что для развития молочных ферм необходимы технологии быстрого и неразрушающего анализа качества молока. Отметили, что оптические методы не влияют на молочную продукцию. Подчеркнули, что модернизация доильных установок проточным устройством экспресс-анализа качества молока позволит обеспечить ферму необходимой технологией. (Цель исследования) Изучить влияние проточного устройства экспресс-анализа качества молока на поток молоковоздушной смеси, протекающей в молочном шланге. (Материалы и методы) Использовали имитационное моделирование в программе SolidWorks. Разработанное устройство, как и имитационную модель, выполнили в цилиндрической геометрии для совместимости с молочными шлангами диаметром 14 миллиметров. При измерении учитывали угловое распределение света, рассеянного молоком, которое протекает внутри оптически прозрачной цилиндрической стеклянной трубки. На протекание потока молоковоздушной смеси влияло только изменение внутреннего диаметра молочных трубок. (Результаты и обсуждение) Отметили, что имитационная модель продемонстрировала увеличение скорости потока молоковоздушной смеси в областях перехода потока между молочным шлангом и штуцером (на меньший внутренний диаметр), а также между штуцером и измерительной камерой устройства (на больший внутренний диаметр). Зеркальный результат зафиксировали при выходе потока из измерительной камеры в штуцер и переходе из штуцера в молочный шланг. (Выводы) Выявили, что наличие устройства повышает среднюю скорость потока, равную 0,3-0,7 метра в секунду, на 14 процентов. Определили, что из-за неполного заполнения молочного шланга при доении разница скоростей потока молоковоздушной смеси до и после устройства не оказывает негативного влияния на работу доильной установки. Доказали, что возможна модернизация доильной установки проточным устройством экспресс анализа качества молока
Определение толщины сужающих перегородок в вертикальном пневмосепарирующем канале
Get PDFThe paper highlights that the study of the soybean seed separation processes in a vertical deep aspirating channel contributes to the improvement of technical and economic indicators in grain cleaning equipment. (Research purpose) The research aims to substantiate the thickness of narrowing partitions in the vertical deep aspirating channel. (Materials and methods) A prototype of a vertical deep aspirating channel with three sections of varying height, was used for cleaning soybean seeds. The optimal thickness of the narrowing partitions in the channel has been justified. Impurity extraction completeness and seed separation efficiency within a vertical aspirating channel were assessed for soybean seed cleaning under maximum specific grain load conditions. (Results and discussion) The following parameters have been determined: the optimal thickness for the narrowing partitions is 70 millimeters under a maximum specific grain load of 5 kilograms per square centimeter per hour. Seed losses do not exceed 3 percent in the aspirating channel with narrowing partitions, with impurity extraction completeness of 74 percent for the «Waste» fraction. The efficiency of the separation process stands at 71 percent, and the purity level of the «Seeds» fraction reaches 81 percent in a single pass during the preliminary cleaning stage. (Conclusions) It has been established that the use of narrowing partitions in a vertical aspirating channel during soybean seed cleaning leads to an increase in the specific grain load up to 5 kilograms per square centimeter per hour, compared to 2 kilograms per square centimeter per hour achieved by traditional pneumatic separation channels. The proposed technical solution reduces soybean seed losses to 3 percent (compared to the initial requirements of no more than 10 percent) in a single pass and reduces machine power consumption from 4.5 to 2.25 kilowatt-hours.Отмечено, что изучение процессов сепарации семян сои в вертикальном глубоком пневмосепарирующем канале способствует повышению технико-экономических показателей в устройствах зерноочистительного оборудования. (Цель исследования) Обосновать толщину сужающих перегородок в вертикальном пневмосепарирующем канале. (Материалы и методы) Использовали разработанный макетный образец вертикального глубокого пневмосепарирующего канала, состоящий из трех секций разной высоты, при очистке семян сои. Обосновывали оптимальную толщину сужающих перегородок в канале. Определяли полноту выделения примеси и эффективность процесса сепарации семян в вертикальном пневмосепарирующем канале при очистке семян сои при максимальной удельной зерновой нагрузке. (Результаты и обсуждение) Определили: оптимальная толщина сужающих перегородок составляет 70 миллиметров при максимальной удельной зерновой нагрузке 5 килограммов на один сантиметр квадратный в час. Потери семян не превышают 3 процента в пневмоканале с сужающими перегородками, полнота выделения примеси фракции «Отход» 74 процента. Эффективность процесса сепарации составила 71 процент, чистота фракции «Семена» 81 процент за один проход на предварительной очистке. (Выводы) Установили, что применение сужающих перегородок в вертикальном пневмосепарирующем канале при очистке семян сои способствует увеличению удельной зерновой нагрузке до 5 килограммов на 1 сантиметр квадратный в 1 час в сравнении с традиционными пневмосепарирующими каналами до 2 килограммов на 1 сантиметр квадратный вчас. Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить потери семян сои до 3 процентов (при исходных требованиях не более 10 процентов) за один проход, а также снизить электропотребление машины с 4,5 до 2,25 киловатт-часа
Разработка сменного ковшового рабочего органа с дополнительным захватом для каналоочистителя ОКН-0,5
Get PDFThe paper substantiates the necessity of developing new replaceable working bodies for the OKN-0.5 reclamation canal cleaner. The study emphasizes the significance and application features of bucket working bodies, considering the prevalent conditions of reclamation drainage canals, which often contain sediment, silting, and various types of vegetation. (Research purpose) The research objective is to investigate the process of cleaning the channel bottom and slopes using the proposed replaceable bucket. (Materials and methods) The paper proposes an enhanced design of a replaceable bucket with an additional gripper. (Results and discussion) The paper outlines the calculations conducted to determine the appropriate bucket width, dimensions of the additional gripper, the forces involved in clearing sediments and silting, and the machine's working capacity. A comprehensive three-dimensional model of the proposed working body with the additional gripper was created using Inventor Pro graphics package. Additionally, the bucket's structural strength was evaluated through finite element method calculations. The canal cleaner’s stability was assessed with the inclusion of a separate hydraulic drive for the additional gripper, utilizing a mini-program generated in the Mathcad system. (Conclusions) The conclusions drawn from the study recommend a bucket width of 2000 millimeters and the development of an additional gripper with a hydraulic drive. The proposed design proves essential for securing sediments, grassy, and shrubby vegetation in the bucket until they can be efficiently unloaded onto the berm. Based on technical and operational data, the canal cleaner belongs to machines of positional periodic action, with a working capacity of 180-330 meters per hour. The research also identifies criteria for achieving high-quality cleaning of reclamation drainage canals up to 2.5 meters deep.Обосновали необходимость создания новых сменных рабочих органов мелиоративного каналоочистителя ОКН-0,5. Отметили значение и особенности применения ковшовых рабочих органов с учетом того, что состояние каналов мелиоративных осушительных систем характеризуется наличием наносов, заилений, травянистой и кустарниковой растительности. (Цель исследования) Изучить процесс очистки дна и откосов каналов с помощью разработанного сменного ковша. (Материалы и методы) Предложили уширенную конструкцию сепарированного ковша с дополнительным захватом. (Результаты и обсуждение) На основе выполненных расчетов определили ширину ковша, размеры дополнительного захвата, усилия, прилагаемые к ковшу при разработке наносов и заилений, а также производительность машины. Сформировали объемную модель-сборку предлагаемого рабочего органа с дополнительным захватом в графическом пакете Inventor Pro. Провели прочностные расчеты методом конечных элементов нового ковшового устройства с дополнительным захватом, определили запас прочности конструкции. С учетом утяжеления ковша за счет дополнительного захвата с отдельным гидроприводом рассчитана устойчивость каналоочистителя с помощью мини-программы, сформированной в системе Mathcad. (Выводы) Обосновали ширину 2000 миллиметров ковша и необходимость разработки дополнительного захвата с гидравлическим приводом. Предлагаемая конструкция необходима для фиксации в ковше наносов, травянистой и кустарниковой растительности до момента их выгрузки на берму. По технико-эксплуатационным показателям каналоочиститель относится к машинам позиционного периодического действия. Эксплуатационная производительность каналоочистителя может достигать 180-330 метров в час. Выявили критерии для качественной очистки осушительных мелиоративных каналов глубиной до 2,5 метра
Тенденции развития технических средств аэрофотосъемки сельскохозяйственных земель
Get PDFAerial photography is becoming an integral part of remote sensing in digital agriculture. The first aerial photographs were taken in the mid-19th century. (Research purpose) The paper aims to retrospectively analyze the evolution of aerial photography equipment for capturing agricultural lands, beginning with the creation of the first aerial photograph up to the present day. (Materials and methods) A historical-analytical approach was employed to examine the existing literature. Within this study, the development of agricultural aerial photography equipment was categorized into four distinct time periods: 1885-1908, 1909-1945, 1946-1979, and from 1980 to the present day. (Results and discussion) In the initial phase of experimental aerial photographic equipment development, significant advancements were achieved, encompassing the emergence of the first photograph, the creation of portable cameras and their adaptation for use with hot air balloons and kites, rockets, and birds. Technological growth in the first half of the 20th century contributed to elevating aerial photography to a versatile tool applied for a wide range of intelligence operations, including agricultural tasks. The evolution of space technologies in the second half of the 20th century resulted in the rapid development of both aerial photography equipment and their carriers. This progress facilitated the use of color aerial photography for the examination of the Earth's surface. The advancements of digital technologies at the end of the 20th century and the beginning of the 21st century facilitated the use of high-resolution digital aerial cameras mounted on various carrier platforms, ranging from unmanned aircraft to artificial Earth satellites. (Conclusions) A retrospective analysis reveals that the development and creation of equipment for aerial photography of agricultural lands unfolded in a sporadic fashion. This progression was closely intertwined with global political, social, and economic situation, as well as the state of technological advancement in related areas. Over the coming decade, the sustained application of aerial photography in agriculture is poised to enhance the efficiency of unmanned aircraft, reduce the production costs associated with aerial photography, and facilitate the widespread adoption of digital remote sensing technology within the agricultural sector.Аэрофотосъемка становится неотъемлемой частью дистанционного зондирования в цифровом земледелии. Первые аэрофотографии были получены в середине XIX века. (Цель исследования) Провести ретроспективный анализ развития аппаратуры для аэрофотосъемки сельскохозяйственных земель с момента создания первого аэрофотоснимка по настоящее время. (Материалы и методы) Выполнен анализ литературных источников путем применения историко аналитического метода. В рамках исследования история развития аппаратуры для аэрофотосъемки сельскохозяйственных земель была разделена на четыре периода: 1885-1908, 1909-1945, 1946-1979 годы, с 1980 года по настоящее время. (Результаты и обсуждение) В период первых экспериментальных разработок аэрофотоаппаратуры была получена первая фотография, разработаны первые портативные камеры и их крепления к воздушным шарам и змеям, ракетам, птицам. Технологический прогресс в первой половине XX века способствовал становлению аэрофотосъемки инструментом для широкого круга разведывательных операций, включая сельскохозяйственные задачи. Развитие космических технологий во второй половине XX века способствовало интенсивному развитию аппаратуры для аэросъемки и их носителей. Цветная аэрофотосъемка использовалась для изучения поверхности Земли. Развитие цифровых технологий в конце XX и начале XXI века способствовало использованию цифровых аэрофотоаппаратов высокого разрешения, установленных на различные носители от беспилотных воздушных судов до искусственных спутников Земли. (Выводы) Ретроспективный анализ показывает, что процесс разработки и создания аппаратуры для аэрофотосъемки сельскохозяйственных земель происходил скачкообразно. Развитие было связано с политической, социальной и экономической ситуацией в мире, уровнем прогресса технологий в смежных областях. Дальнейшее применение аэрофотоаппаратуры в сельском хозяйстве в ближайшие десять лет будет способствовать повышению производительности беспилотных воздушных судов, снижению производственных затрат на аэрофотосъемку и повсеместному внедрению технологии цифрового дистанционного зондирования в аграрной сфере
Становление и развитие научной школы профессора А.П. Иофинова
Get PDFThe scientific ideas and contribution of Professor A.P. Iofinov to the development of agricultural science remain relevant in our time. The paper emphasizes Professor August Pavlovich Iofinov’s pivotal role in the exploration of quality management and the modeling of technological processes for agricultural machines. The scientific concepts introduced by A.P. Iofinov continue to hold significance in contemporary times. Their development and application contribute to improving the operational capabilities of agricultural machinery and bolstering the overall efficiency of the agricultural industry. (Research purpose) The study seeks to consolidate historical and scientific materials about the activities of professor A.P. Iofinov and the creation of a scientific school under his leadership at the Department of Agricultural Machinery of the Bashkir State Agrarian University. (Materials and methods) The establishment and evolution of the scientific school are examined through the problem-chronological method. Scientific issues articulated by Professor A.P. Iofinov, are presented chronological sequence of their progression, moving from hypothesis to practical testing and eventual generalization in scientific works. (Results and discussion) The paper chronicles the founding and progression of the scientific school affiliated with the Department of Agricultural Machines at the Bashkir State Agrarian University, guided by Professor A.P. Iofinov. The established scientific school delved into significant research domains, including the statistical dynamics of agricultural machinery, quality management of agricultural machinery, modeling of technological processes, and yield forecasting. At present, these research areas are experiencing renewed development, with new tasks being formulated to align with contemporary trends and the latest achievements in science and technology. (Conclusions) Professor A.P. Iofinov’s works and his scientific school have given rise to the development of new algorithms and computer programs essential for automating the control processes of agricultural machinery and forecasting yields. Furthermore, they have played a crucial role in the creation of digital twins for agricultural machines, based on models of technological processes. This advancement significantly enhances the precision and efficiency in resource utilization, improves the quality of work, and boosts productivity in agriculture.Отмечена роль профессора Августа Павловича Иофина в исследовании вопросов управления качеством и моделирования технологических процессов сельскохозяйственных машин. Научные идеи, заложенные А.П. Иофиновым, остаются до сих пор актуальными и востребованными. Их развитие и реализация способствуют улучшению работы сельскохозяйственной техники и повышению эффективности аграрной отрасли в целом. (Цель исследования) Обобщить историко-научный материал о деятельности профессора А.П. Иофинова и создании под его руководством на базе кафедры сельскохозяйственных машин Башкирского государственного аграрного университета научной школы. (Материалы и методы) Становление и развитие научной школы рассмотрены с использованием проблемно-хронологического метода. Научные проблемы, выдвигаемые профессором А.П. Иофиновым, представлены в последовательности их развития от гипотезы до практической апробации и обобщения в научных работах. (Результаты и обсуждение). Представлена история становления и развития научной школы на кафедре сельскохозяйственных машин Башкирского государственного аграрного университета под руководством профессора А.П. Иофинова. Созданная научная школа выполняла исследования по важным научным направлениям – статистической динамике сельскохозяйственных машин, управлению качеством работы сельскохозяйственной техники, моделированию технологических процессов, прогнозированию урожайности. В настоящее время эти направления получают новое развитие, формулируются новые задачи с учетом современных тенденций и достижений науки и техники. (Выводы) Работы профессора А.П. Иофинова и его научной школы привели к созданию новых алгоритмов и компьютерных программ автоматизации процессов управления сельскохозяйственной техникой и прогнозирования урожайности, цифровых двойников сельскохозяйственных машин на основе моделей технологических процессов. Это способствует более точному и эффективному использованию ресурсов, улучшению качества работы и повышению производительности в сельском хозяйстве
Зависимость тяговых свойств трактора от типа соединения с сельскохозяйственной машиной
Get PDFTractor traction properties depend on many factors including engine power, operating weight and tractor weight distribution across axles, dimensions, profile, gears range and gear count in the gearbox. Moreover, the tractor technical condition plays a vital role, encompassing aspects from the fuel system affecting the engine power output, to the chassis, influencing terrain traversability, maneuverability, and soil deformation. (Research purpose) The paper addresses several research problems. To investigate the impact of the agricultural machinery connections with the tractor on the tractor traction properties, and determine the impact of agricultural machinery weight, and grip width on the main technical and economic parameters. To analyze how geometrical parameters of tractors and agricultural machinery correlate with soil reactions under the machine support wheels as well as the front and rear wheels of the tractor. To determine the influence of the design characteristics of cultivators with varying working widths on the main operational properties of the machine-tractor unit. (Materials and methods) The study involves examining the operation of the Belarus 82.1 tractor with cultivators KPS-4 and KPS-5 from different manufacturers. Various methods were employed, including calculation, calculation-construction, calculation-graphic analysis, economic-mathematical techniques, along with comparison, measurement, and description. (Results and discussion) This study identified indicators impacting the load redistribution transmitted to the tractor from mounted cultivators. Based on these indicators, alterations in soil reactions under cultivator support wheels and the tractor’s rear wheels were deduced. (Conclusions) The calculations on the effect of mounted cultivators with different working widths (different operating weight) on the redistribution of soil reactions between axles, enabled the determination of modifications in tractor traction force, machine-tractor unit productivity, and specific fuel consumption.Тяговые свойства трактора зависят от многих факторов: мощности двигателя, эксплуатационной массы и ее распределения между мостами, размерности, профиля, диапазона и количества передач. Кроме этого важно техническое состояние трактора – от топливной системы, влияющей на выходные показатели мощности двигателя, до ходовой части, влияющей на проходимость, управляемость, деформацию почвы. (Цель исследования) Изучить влияние на тяговые свойства трактора способа соединения с сельскохозяйственной машиной, массы сельскохозяйственной машины, ширины захвата на основные технико-экономические показатели. Проанализировать зависимость от геометрических параметров трактора и сельскохозяйственных машин реакции почвы под опорными колесами машины, передними и задними колесами трактора. Определить влияние конструктивных особенностей культиваторов с различной шириной захвата на основные эксплуатационные свойства машинно-тракторного агрегата. (Материалы и методы) Исследование эксплуатации трактора «Беларус 82.1» с культиваторами КПС-4 и КПС-5 различных производителей проводили с использованием расчетного, расчетно-конструктивного, расчетно-графического, экономико-математических методов, а также сравнения, измерения, описания. (Результаты и обсуждение) Определили показатели, влияющие на изменение нагрузки, которая передается на трактор от навесных культиваторов. По этим показателям определены изменения реакций почвы на опорные колеса культиваторов и задние колеса трактора. (Выводы) На основании расчетов по влиянию навесных культиваторов с различной шириной захвата (эксплуатационной массой) на перераспределение реакций почвы между мостами определено изменение тягового усилия трактора, производительность машинно-тракторного агрегата, удельный расход топлива
Разработка и использование моделей биотехнологических систем в прикладных научных исследованиях
Get PDFThe paper highlights the difficulties of functioning in multi-parameter systems due to the diverse nature of their link connections. The paper examines a specific case of an «operator-machine-animal» biotechnological system employed in the context of machine milking operations. The system includes three subsystems: two of them have a biological nature and exhibit probabilistic behavior, while the milking machine, serving as a connecting element with inanimate characteristics, is to be regarded as a deterministic technical subsystem. (Research purpose) The research aims to substantiate the conceptual approach to the functioning of an «operator-machine-animal» biotechnical system, taking into account the subsystem interaction patterns. (Materials and methods) The paper explores the conditions governing the operation of biotechnical systems characterized by inherent randomness (in the probabilistic-statistical sense). It was determined that the operation of such a system is influenced by a significantly greater number of factors compared to the «man-machine» system. The biotechnical system as a whole remains stochastic, while its control algorithms maintain a probabilistic nature. The study was conducted by assessing the results obtained through statistical analysis of experimental data, employing methods and techniques of mathematical modeling for technological processes, and exploring key avenues for the development of intelligent digital technologies. (Results and discussion) The utilization of adaptive control principles ensures a high probability of successfully attaining the ultimate objectives. A model for an «operator-machine-animal» system functioning has been developed. The rationale for the efficacy of the interaction between the «machine» and «animal» subsystems is illustrated through the case study of the DeLaval™ DelPro MU480 linear milking machine. A block scheme for the «operator-machine» control system was developed. The performance of the machine milking operator was assessed. A mathematical model detailing the operator's errors was outlined. Criteria for ensuring the operational reliability of the «operator-machine» system were introduced. (Conclusions) The efficiency of a multiply connected biotechnical system is constrained by the zone of maximum adaptation. A mathematical model is provided to describe the functioning of a machine milking operator. The professional stability of an operator, acting as an adaptive and stochastic component, depends on individual attributes and working conditions that need statistical evaluation. The adaptation concept is indicated as a promising area of research. Engineering decisions about the cow milking process are to be based on practical insights into animal ethology, formalized through logical-linguistic models.Отметили сложности функционирования многопараметрических систем вследствие разной природы связей их звеньев. Рассмотрен частный случай биотехнологической системы «оператор-машина-животное», реализуемой в операциях машинного доения. Она включает в себя три подсистемы: две имеют биологическую природу и являются вероятностными, а доильная установка – звено неживой природы следует рассматривать как детерминированную техническую подсистему. (Цель исследования) Обосновать концептуальный подход к функционированию биотехнической системы «оператор-машина-животное» с учетом закономерностей взаимодействия подсистем. (Материалы и методы) Изучили условия функционирования биотехнических систем, которые носят случайный характер (в вероятностно-статистическом смысле). Установили, что факторов, влияющих на процесс функционирования таких систем, значительно больше, чем на «человеко-машинную» систему. Биотехническая система в целом остается стохастической, а алгоритмы ее управления носят вероятностный характер. Исследования проводили путем оценки результатов, полученных при статистической обработке экспериментальной информации, применения методов и методик математического моделирования технологических процессов, изучения основных направлений создания интеллектуальных цифровых технологий. (Результаты и обсуждение) Применение концепции адаптивного управления обеспечивает гарантированное достижение конечных целей с высокой вероятностью. Разработали модель функционирования системы «оператор-машина-животное». Обоснование эффективности взаимодействия подсистем «машина» и «животное» выполнено на примере аппарата линейного доения DeLaval™ DelPro MU480. Разработали структурную схему системы управления «оператор-машина». Провели оценку эффективности оператора машинного доения. Описали математическую модель ошибок, допускаемых оператором. Предложили критерии, характеризующие эксплуатационную надежность системы «оператор-машина». (Выводы) Границы эффективности многосвязной биотехнической системы определяются зоной адаптационного максимума. Представлена математическая модель, описывающая производительность оператора машинного доения. Профессиональная устойчивость оператора как адаптивного, стохастического звена зависит от индивидуальных особенностей и условий труда, которые целесообразно оценивать статистически. В качестве перспективного направления исследований указана адаптационная концепция. Инженерные решения в отношении процесса доения коров должны базироваться на практических знаниях этологии животных, формализованных в виде логико-лингвистических моделей
История современной агрономической физики: вклад и значение работ А.Ф. Иоффе
Get PDFThe paper highlights that research in the field of agricultural physics in this country began in the 1930s and is closely linked to the renowned physicist Abram Fedorovich Ioffe. Under his leadership, the world’s first Agrophysical Research Institute was established in 1932. A.F. Ioffe directed this institute from 1932 to 1942 and from 1954 to 1959. These periods are particularly noteworthy in terms of the scientist’s contributions to formulating and executing the institute’s objectives. (Research purpose) The paper aims to examine A.F. Ioffe’s role in the development of agrophysical science during his tenure as the director of the Agrophysical Institute from 1954 to 1959. (Materials and methods) The research is grounded in the analysis of archival materials, reports detailing research activities of the Agrophysical Research Institute, publications, and A.F. Ioffe’s engagements from 1932 to 1959. The study explores the role of physics in shaping and refining methods within domestic agricultural production. The paper presents the outcomes of theoretical and applied research conducted under the guidance of A.F. Ioffe, particularly focusing on the development of measuring instruments for integration into control systems within industrial agricultural production. (Results and discussion) It was revealed that during A.F. Ioffe’s leadership periods, the methodology of an «electronic agronomist» was developed, marking a global pioneering achievement. The paper shows the integration of advanced physics achievements into agriculture, and highlights the use of semiconductor devices to monitor the physical and chemical parameters of the soil, as well as external factors affecting crop life. (Conclusions) The paper underscores the pivotal role played by the scientist and organizer A.F. Ioffe during the emergence and development of domestic agronomic physics. It points out the primary directions of agrophysical work and the results achieved directly under the leadership of A.F. Ioffe. The paper also sheds light on their contribution to developing the main research directions in the field of agronomic physics, which continue to be pertinent in modern conditions.Отметили, что начало исследований в области агрофизики в нашей стране относится к 1930-м годам и связано с именем ученого-физика, получившего мировое признание, Абрама Федоровича Иоффе. По его инициативе в 1932 году был создан первый в мире Агрофизический научно-исследовательский институт. А.Ф. Иоффе руководил институтом с 1932 по 1942 и с 1954 по 1959 год. Эти периоды представляют особый интерес с точки зрения постановки и реализации задач института. (Цель исследования) Проанализировать роль А.Ф. Иоффе в развитии агрофизической науки на посту директора Агрофизического института в 1954-1959 годах. (Материалы и методы) Изучили архивные материалы, отчеты о научно-исследовательской деятельности Агрофизического научно-исследовательского института, публикации, проанализировали деятельность А.Ф. Иоффе с 1932 по 1959 год. Рассмотрели роль физики в разработке и совершенствовании методов отечественного сельскохозяйственного производства. Представлены результаты теоретических и прикладных исследований, выполненных под руководством А.Ф.Иоффе, по созданию измерительных приборов для применения в системе управления промышленным агропроизводством. (Результаты и обсуждение) Выявили, что в периоды руководства А.Ф. Иоффе впервые в мире была разработана методология «электронного агронома». Показано внедрение передовых достижений физики в сельское хозяйство, в частности, полупроводниковых приборов контроля физико-химических параметров почвы и внешних факторов, влияющих на жизнедеятельность сельскохозяйственных культур. (Выводы) Отмечена роль ученого и организатора А.Ф. Иоффе на этапе возникновения и становления отечественной агрономической физики. Отражены основные направления агрофизических работ и результаты, достигнутые под непосредственным руководством А.Ф. Иоффе. Показана роль в формировании основных направлений исследований в области агрономической физики, которые в современных условиях остаются актуальными
Технология и установка очеса в линии первичной переработки льна-долгунца
Get PDFThis paper investigates the utilization of an oscillatory-type working body for the stripping process within the primary fiber flax processing line. It also introduces the equation governing the movement of this working body, thereby enabling the determination of the fundamental geometric parameters of the mechanism. (Research purpose) To develop the technology for fiber flax stripping at a flax mill using the proposed comb-type device, and to examine the parameters and modes of its functionality. (Materials and methods) A testing model was designed for a stripping machine, enabling an exploration of the flax combing process within the factory. The limitations of the parameters under investigation were identified. Furthermore, a theoretical model was formulated to calculate the performance of the stripper. (Results and discussion) The operation kinematic mode, stripping cleanliness, and seed losses during the stripping process are determined through theoretical analysis. It is discovered that the quality of stripping is influenced by the thickness of the flax ribbon. Specifically, an increase in the flax straw's thickness results in the clogging of the stripping device, subsequently leading to the formation of tangles and entanglements on the working body. On the other hand, insufficient thickness of the flax ribbon leads to significant damage to the stems. The limits for the thickness of the flax ribbon are established considering both the potential minimum and maximum yields: the lower limit being 0.01 meters and the upper limit set at 0.05 meters. The application of the factory's stripping technology is expected to ensure a 10 percent reduction in seed losses and an additional 6 percent reduction in production costs. (Conclusions) Theoretical justification for the parameters and operational modes of the stripper in the flax processing line, along with its design, is provided. The feed speed of the flax ribbon is configured to range between 1.0 and 1.5 meters per second, while the rotation frequency of the working body varies from 2.2 to 3.0 revolutions per second.Отметили использование рабочего органа колебательного типа для очеса в линии первичной переработки льна-долгунца. Описали уравнение движения рабочего органа, на основании которого возможно определить основные геометрические параметры механизма. (Цель исследования) Разработать технологию очеса льна-долгунца на льнозаводе с применением предлагаемого устройства гребневого типа, изучить параметры и режимы его работы. (Материалы и методы) Разработали экспериментальную установку очесывающего аппарата, исследовали технологический процесс очесывания льна в заводских условиях. Определили границы изучаемых параметров. Предложили модель теоретического расчета очесывающего аппарата. (Результаты и обсуждения) Теоретически определены кинематический режим работы, чистота очеса, потери семян при очесе. Установили, что толщина ленты льна оказывает влияние на качество очеса. С увеличением толщины льнотресты происходит забивание очесывающего устройства, что приводит к образованию путанины и намоток на рабочий орган. Недостаточная толщина ленты льна приводит к большому травмированию стеблей. Пределы толщины ленты льна принимались, исходя из возможной минимальной и максимальной урожайности: нижний – 0,01 метра, верхний – 0,05 метра. Заводская технология очеса позволит снизить потери семян на 10 процентов и на 6 процентов себестоимость производства. (Выводы) Представлены теоретическое обоснование параметров и режимов работы очесывающего аппарата в линии переработки льна, его конструкция. Установлены скорость подачи ленты льна от 1,0 до 1,5 метра в секунду, частота вращения рабочего органа от 2,2 до 3,0 оборотов в секунду
Оптимизация объема роботизированного кормораздатчика методом моделирования с применением теории графов
Get PDFWithin the project of developing an automatic feed wagon, the initial task is to determine its overall parameters, which directly depend on the wagon volume. (Research purpose) To simulate the automatic feed wagon operation in order to determine the optimal volume ensuring the versatility of its use in cattle cowsheds accommodating different numbers of animals, and practicing different feeding frequency. (Materials and methods) The solution to the problem is based on the calculation of the feeding time taken by the automatic feed wagon. The time must not exceed the limit values established by zootechnical standards. To calculate the feeding time taken by an automatic feed wagon, a graph-theory-based simulation method was used, taking into account the probabilistic nature of the components of feed mixture distribution time balance. The calculations were performed in MS Excel. (Results and discussion) The paper describes the conditions for simulation and considers two options for the automatic feed wagon operation, in particular the option when one robot serves two cowsheds and the other when each cowshed is served by a separate feed wagon. (Conclusions) The second option with a separate automated feed wagon for each cowshed is proved to be more suitable. It has been obtained that in this case, the reduced movement length results in a 27.9-36.2 percent increase in productivity of the automatic feed wagon; besides there is no need to install automatic gates and build an insulated vestibule to move the robot between the cowsheds. Thus, the programming task becomes simplified. It has been found out that an automatic feed wagon having the volume of 2 cubic meters is enough to feed animals in the cowsheds sized 111.9 meters by 26.6 meters and smaller, accommodating up to 340 cows, and with a feeding frequency of 4-8 times a day.В рамках осуществления проекта по разработке роботизированного кормораздатчика первоначальной задачей оказывается определение его габаритных параметров, которые напрямую зависят от объема кормораздатчика. (Цель исследования) Промоделировать работу роботизированного кормораздатчика для определения оптимального объема, при котором обеспечивается универсальность его применения в животноводческих помещениях на фермах крупного рогатого скота с различной численностью животных при разной кратности кормления. (Материалы и методы) Поставленную задачу решали путем вычисления времени, затрачиваемого роботизированным кормораздатчиком на кормление животных, которое не должно превышать предельных величин, установленных зоотехническими нормами. Для этого использовали основанную на теории графов методику, в которой учитывается вероятностный характер составляющих баланса времени раздачи кормосмесей роботизированным кормораздатчиком. Блок вычислений выполнили в программе MS Excel. (Результаты и обсуждение) Описали условия для моделирования. Рассмотрели два варианта работы роботизированных кормораздатчиков, при которых один робот обслуживает два коровника либо для каждого коровника используется отдельный кормораздатчик. (Выводы) Определили, что наиболее предпочтительный второй вариант с отдельным роботизированным кормораздатчиком. Доказали, что в этом случае в результате сокращения протяженности переездов производительность роботизированного кормораздатчика повышается на 27,9-36,2 процента для рассмотренных условий, а также исключается необходимость установки автоматических ворот и возведения утепленного тамбура для перемещения робота между коровниками, упрощается задача по составлению программ кормления. Выявили, что для кормления животных в коровниках с габаритами 111,9 на 26,6 метра и меньших размеров, вмещающих до 340 голов, при кратности кормления 4-8 раз в сутки достаточно использовать роботизированный кормораздатчик объемом 2 кубических метра