Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Плужный корпус для прецизионной обработки почвы
Get PDFIt was shown that the soil formation turnover within the furrow is an important condition for precision tillage. The authors identified the possibility of creating a train of combined machines capable of preparing the soil for sowing or planting in one pass. It was noted that due to inertia forces, the cylindrical plow body is able to hold a layer with and without turf. The preliminary tests of this working body revealed some barriers to the unhindered passage of the soil layer. It was assumed that it is possible to increase the technological reliability of the plow body by placing a wing on the guide board, which operation will create an additional twisting effect. (Research purpose) To substantiate the length of the plow body wing and its angle to the bottom of the furrow. (Materials and methods) Based on the laws of theoretical mechanics, a differential equation for the soil layer segment rotation was obtained, where the soil, as a tillage object, is presented by the coefficients of dynamic viscosity, sliding friction, and density. (Results and discussion) It was determined that the value of the dynamic viscosity coefficient and sliding friction depend on the absolute moisture content of the formation being treated. The main criteria influencing the soil formation turnover included the absolute soil moisture content, the plow body speed, the dump wing length, the angle of the wing installation, the thickness of the interacting boundary layer of the deformable section. As a result of the simulation, it was found out that the angle of the soil layer segment rotation predominantly depends on the plow body speed and the angle of the dump wing installation. (Conclusions) A 90-degree angle of the soil layer segment rotation can be achieved if the dump wing length is 0.1 meter, and the angle of its installation is 23 degrees.Показали, что оборот пласта в пределах борозды – важное условие прецизионной обработки почвы. Выявили возможность создать шлейф комбинированных машин, способных за один проход готовить почву к посеву или посадке. Отметили, что цилиндроидальный плужный корпус при действии сил инерции способен удерживать на своей поверхности пласт с дерниной и без нее. В предварительных испытаниях этого рабочего органа выявили нарушения беспрепятственного прохождения почвенного пласта. Предположили, что повысить технологическую надежность плужного корпуса можно, если разместить на направляющей доске крыло, которое создаст дополнительный закручивающий эффект. (Цель исследования) Обосновать длину крыла плужного корпуса и угол его установки ко дну борозды. (Материалы и методы) На основе законов теоретической механики составили дифференциальное уравнение вращения сегмента почвенного пласта, где почва как объект обработки характеризуется коэффициентами динамической вязкости, трения скольжения, а также плотностью. (Результаты и обсуждение) Определили, что величина обозначенных коэффициентов зависит от абсолютной влажности обрабатываемого пласта. К основным критериям, влияющим на оборот пласта, отнесли абсолютную влажность почвы, скорость движения плужного корпуса, длину крыла отвала, угол установки крыла, толщину взаимодействующего пограничного слоя деформируемого сечения. В результате моделирования установили, что определяющее влияние на угол поворота сегмента почвенного пласта оказывают скорость движения плужного корпуса и угол установки крыла отвала. (Выводы) Угол поворота сегмента почвенного пласта, равный 90 градусам, достижим, если длина крыла отвала составляет 0,1 метра, а угол его установки равен 23 градусам
Портативный микропроцессорный колориметр для определения стабильности развития растений
Get PDFIt was shown that the magnitude of fluctuating asymmetry can be used to assess the plant development stability. The shortcomings of the plant physiological state assessment were pointed out, both the visual one and that using the previously created colorimeter. (Research purpose) The study aimed to develop a device for determining the plant development stability by measuring the leaf color. (Materials and methods) The device was tested on cucumber plants grown under different spectra. The surface color was measured on the second and third leaves in the order of their emergence on the plant, to the left and right of the central vein: at the top of the leaf, at the bifurcation of the second veins of the second order, at the base of the leaf. During measurements, the device was brought to the leaf. The principle of the microcontroller-based colorimeter operation was described. (Results and discussion) The asymmetry of the values of the color coordinates of the symmetrical points on the cucumber leaf surface was found to be fluctuating and can be used to assess the plant development stability. The differences in the light environment quality, affecting the plant biometric parameters, are manifested in the asymmetry of the color coordinates of the symmetrical points on the leaf surface and the higher values of growth parameters (in plants under better light environment conditions) correspond to lower values of fluctuating asymmetry. (Conclusions) The developed colorimeter was proved to be compact and ergonomic, easy to manufacture, inexpensive, easy to operate and applicable to the field usage. The device enables to identify differences in the development stability of the plants grown under different light sources. The experimental conditions revealed that the fluctuating asymmetry values were 0.0301 relative units under LEDs and 0.0471 relative units under sodium lamps in the red range. In the green range they were 0.0228 and 0.0305, in the blue one 0.0253 and 0.0416 relative units, respectively.Показали, что по величине флуктуирующей асимметрии можно судить о стабильности развития растений. Отметили недостатки оценки физиологического состояния растений – как визуальной, так и с помощью созданного ранее измерителя цвета. (Цель исследования) Разработать устройство для определения стабильности развития растений по результатам измерения цветовых характеристик их листьев. (Материалы и методы) Апробировали прибор на растениях огурца, выращиваемых под различным спектром. Измеряли цвет поверхности на втором и третьем листьях в порядке их появления на растении, слева и справа от центральной жилки: у вершины листа, в месте раздвоения вторых жилок второго порядка, у основания листа. При измерениях подносили прибор к листу. Описали принцип работы микропроцессорного колориметра. (Результаты и обсуждение) Выявили, что асимметрия значений цветовых координат симметричных точек поверхности листа огурца носит флуктуирующий характер и может быть использована для оценки стабильности развития растений. Определили, что различия в качестве световой среды влияют на биометрические параметры растений, проявляются в асимметрии цветовых координат симметричных точек поверхности листа, причем большим значениям показателей роста (у растений в лучших условиях световой среды) соответствуют меньшие значения флуктуирующей асимметрии. (Выводы) Доказали, что разработанный колориметр компактен и эргономичен, прост в изготовлении, недорогой, удобен в эксплуатации и может быть использован в полевых условиях. Прибор позволяет выявить различия стабильности развития растений, выращиваемых под разными источниками света. В условиях эксперимента определили, что в красном диапазоне величина флуктуирующей асимметрии под светодиодами составила 0,0301 относительной единицы, под натриевыми лампами – 0,0471; в зеленом диапазоне – 0,0228 и 0,0305; в синем – 0,0253 и 0,0416 относительной единицы соответственно
Методика инженерного расчета рабочего органа для сплошной обработки почвы паровых полей
Get PDFTillage of fallow fields in summer is shown to be important for obtaining high quality food grains. The need for the engineering calculation of working bodies is emphasized, since the existing tillage machines and tools do not fully ensure the implementation of this technological process. (Research purpose) To develop a methodology for engineering calculation of the working body parameters for continuous fallow field tillage in summer. (Materials and methods) An analysis of the working body design has been conducted. It reveals that some of the working bodies bring a significant amount of wet soil layers to the surface, and others do not ensure a stable processing depth (4-6 centimeters) or do not completely destroy weeds. An engineering calculation method is proposed. It takes into account the following parameters of the working body: the angles of setting the lower part against the motion line and against the horizon, the angle of setting the upper part against the horizon, the conjugation radius of the upper and lower parts, the length of the cutting edge. (Results and discussion) A working body design is created meeting the agrotechnical requirements. The following parameters of the working body design are obtained: the angle of setting the lower part against the motion line is within 38-42 degrees and against the horizon – within 15-18 degrees, the angle of the upper part in the longitudinal-vertical and transverse-vertical planes is within 38-42 degrees, the conjugation radius of the upper and lower parts is within 0.2-0.3 millimeters, and the cutting edge length is of 282 millimeters. (Conclusions) A methodology for engineering calculation of the designed working body parameters is developed. It enables continuous fallow field tillage taking into account the soil physical and mechanical properties and the required indicators of the technological process.Показали, что для получения продовольственного зерна высокого качества важна обработка почвы паровых полей в летний период. Отметили необходимость проектного расчета рабочих органов, так как существующие почвообрабатывающие машины и орудия не в полной мере обеспечивают выполнение этого технологического процесса. (Цель исследования) Разработать методику инженерного расчета параметров рабочего органа для сплошной обработки почвы паровых полей в летний период. (Материалы и методы) Провели анализ конструкций рабочих органов. Выявили, что часть используемых рабочих органов выносит значительное количество влажных слоев почвы на поверхность, а другая часть не обеспечивает стабильной глубины обработки (4-6 сантиметров) или не полностью уничтожает сорную растительность. Предложили методику инженерного расчета, где учитывали следующие параметры рабочего органа: углы постановки нижней части к линии движения и к горизонту, верхней части – к горизонту, радиус сопряжений верхней и нижней частей, общую длину режущей кромки. (Результаты и обсуждение) Создали конструкцию рабочего органа, отвечающую агротехническим требованиям. Получили параметры конструкции рабочего органа: пределы угла постановки нижней части к линии движения 38-42 градуса, к горизонту – 15-18 градусов, верхней части в продольно-вертикальной и в поперечно-вертикальной плоскостях – 38-42 градуса, радиус сопряжения верхней и нижней частей – в пределах 0,2-0,3 миллиметра, длина режущей кромки 282 миллиметра. (Выводы) Разработали методику инженерного расчета параметров проектируемых рабочих органов для сплошной обработки почвы паровых полей в зависимости от физико-механических свойств почвы и требуемых показателей технологического процесса
Алгоритм расчета параметров штангового садового опрыскивателя для внесения пестицидов
Get PDF It is noted that for the rational use of pesticides in industrial horticulture, it is necessary to reduce their consumption practicing the local treatment of each plant, uniform distribution of the working fluid at a set rate while treating a tree’s or a shrub’s crown. The analysis of the technical equipment of modern industrial horticulture in Russia reveals an insufficient level of mechanization in terms of managing the parameters of both the technological process and machinery. (Research purpose) To develop an algorithm for calculating the parameters of a boom garden sprayer when treating fruit plants with pesticides, to ensure their high-quality application, reduce losses and eliminate the risks of environmental pollution. (Materials and methods) The research is based on analytical methods of optimization offered by applied mathematics, the theory of choosing the parameters of agricultural mobile machines, criteria for assessing the quality of the working fluid distribution during the fruit plant treatment, data on the crown shape of the trees and shrubs being cultivated. (Results and discussion) It was established that the amount of working fluid per unit length of the perimeter and the quality of distribution depend on the shape of the spray jet distribution diagram, the degree of the distribution diagrams overlap, the distance between the boom and the tree’s or shrub’s axis of symmetry, the distance of the nozzles from the boom, the shape of the distribution diagram. Analytical dependencies were obtained to calculate the rate (dose) of pesticides and the quality of their distribution over the treated surface. (Conclusions) An algorithm for the analytical calculation of a boom garden sprayer parameters was developed, which makes it possible to evaluate the impact on the rate of applying pesticides and on the quality of distributing the pesticide working liquid, characterized by the variation coefficient. At the same time, the following parameters were taken into account: the distribution diagram of the pesticide working fluid, the number of nozzles on the vertical sprayer boom, the height of their location on the boom, the distance from the boom to the crown surface, the distance between the boom and the trunk of the tree treated, the crown perimeter. The algorithm was verified for specific parameter values: the distance of 1.0 meter from the vertical boom to the axis of the tree (shrub) trunk; the distance of 0.5 meter between the nozzles and the vertical bar, the height of the nozzles on the vertical bar of 0.3, 0.8 and 1.3 meter, the working fluid flow rate of 2.5 liters per minute, the coefficient characterizing the distribution diagram of 5.61. The dose of the pesticide working solution to apply was calculated as follows: 174.6 liters per hectare with a coefficient of variation of 4.94 percent, which corresponds to the agrotechnical requirements.Отметили, что для рационального использования пестицидов в промышленном садоводстве необходимо снизить их расход путем локальной обработки каждого объекта, равномерного распределения рабочей жидкости с заданной нормой по всей кроне деревьев и кустарников. В ходе анализа технического оснащения современного промышленного садоводства в России выявили недостаточный уровень механизации в аспекте управления параметрами как технологического процесса, так и технических средств. (Цель исследования) Разработать алгоритм расчета параметров штангового садового опрыскивателя при обработке плодовых насаждений пестицидами, обеспечивающих их качественное внесение, снижение потерь и уменьшение рисков загрязнения окружающей среды. (Материалы и методы) Использовали аналитические методы оптимизации прикладной математики, теории выбора параметров мобильных сельскохозяйственных машин, критерии оценки качества распределения рабочей жидкости при обработке плодовых насаждений, данные о форме кроны обрабатываемых деревьев и кустарников. (Результаты и обсуждение) Установили, что количество рабочей жидкости, поступающей на единицу длины периметра, и качество распределения зависят от формы эпюры факела распыла, величины перекрытия эпюр распределения, расстояния штанги от оси симметрии дерева или кустарника, удаленности форсунок от штанги, формы эпюры распределения. Получили аналитические зависимости для расчета нормы (дозы) внесения пестицидов и качества их распределения по обрабатываемой поверхности. (Выводы) Разработали алгоритм аналитического расчета параметров штангового садового опрыскивателя, позволяющий оценить влияние на дозу внесения пестицидов и на качество распределения рабочей жидкости пестицидов, характеризуемое коэффициентом вариации. При этом учитывали параметры: эпюру распределения рабочей жидкости пестицидов, количество форсунок на вертикальной штанге опрыскивателя, высоту их расположения на штанге, расстояние от штанги до поверхности кроны, удаленность штанги от ствола обрабатываемого дерева, периметр кроны. Провели верификацию алгоритма при конкретных значениях параметров: расстоянии от вертикальной штанги до оси ствола дерева (кустарника) и форсунок до вертикальной штанги 1,0 и 0,5 метра, высоте расположения форсунок на вертикальной штанге 0,3, 0,8 и 1,3 метра, расходе рабочей жидкости 2,5 литра в минуту, коэффициенте, характеризующем эпюру распределения, 5,61. Рассчитали дозу внесения рабочего раствора пестицида – 174,6 литра на гектар при коэффициенте вариации 4,94 процента, что соответствует агротехническим требованиям на обработку пестицидами плодовых деревьев и кустарников
Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве
Get PDFIt is noted that the urgent need for improving the country's food supply, expanding the range of field crop cultivation led to the shift from the development of single machines to creating machine systems, that is, complexes of well-balanced, coordinated integrated technologies and technical means. (Research purpose) To determine the principles of forming a machine and technology system, that reflect the state and development of mechanized and automated processes of agricultural production in certain periods of the country economy development. (Materials and methods) It is found out that for achieving this goal, it was necessary to fundamentally change the approach to creating new machines and equipment, to shift from the segmental development of single, unrelated machines to creating technical complexes, well-balanced and coordinated technically and technologically, and able to perform full cycles of work on cultivating a wide range of crops, in other words, to start creating Machine Systems. (Results and discussion) It is identified that during the implementation of the Machine Systems, there were created effective complexes of agricultural machinery in our country: high-speed arable and tilled tractors of various classes, self-propelled grain and forage harvesters, and other important types of agricultural machines. (Conclusions) It is proved that the continuously developing scientific and technical potential ensured the solution of major national economic problems, including the creation of Machine Systems. It is established that as the Machine Systems evolved, priority was given to improving reliability, safety, energy and resource saving, power/weight ratio, expanding functionality, multiplicativity, improving operators’ working conditions, quality of work, unifying components, and further increasing productivity.Отметили, что острая необходимость улучшения продовольственного снабжения населения страны, расширения спектра возделывания полевых культур обусловили задачу перехода от разработки отдельных машин к созданию Систем машин, то есть комплексов взаимно согласующихся технологий и технических средств. (Цель исследования) Установить принципы формирования Системы машин и технологий, отражающие состояние и развитие механизированных и автоматизированных процессов сельскохозяйственного производства в определенные периоды развития народного хозяйства страны. (Материалы и методы) Выявили, что для достижения этой цели необходимо было принципиально изменить подход к созданию новой техники: перейти от разрозненной разработки отдельных, не связанных между собой машин к созданию комплексов технических средств, гармонизированных по техническим и технологическим параметрам, для выполнения полных циклов работ по возделыванию широкого спектра сельхозкультур, то есть перейти к разработке Систем машин. (Результаты и обсуждение) Определили, что в ходе реализации Систем машин в нашей стране созданы эффективные комплексы технических средств: скоростные пахотные и пропашные тракторы различных классов, самоходные зерноуборочные и кормоуборочные комбайны, другие важнейшие группы сельхозтехники. (Выводы) Доказали, что непрерывно развивающийся научно-технический потенциал обеспечил решение крупных народно-хозяйственных задач, в числе которых – создание Систем машин. Установили, что по мере эволюции Систем машин приоритет отдавали повышению надежности, безопасности, энерго- и ресурсосбережению, энергонасыщенности, расширению функциональности, мультипликативности, улучшению условий труда операторов, качества работы, унификации компонентов, дальнейшему увеличению производительности
Себестоимость применения беспилотной авиационной системы для внесения пестицидов и удобрений
Get PDFThe calculation of aircraft cost is stated necessary to assess the economic feasibility of their operation, as well as in agriculture, the possibility of acquiring new ones, and to justify air transportation tariffs. (Research purpose) The research purpose is to substantiate the methodology and calculate the prime cost of using BAS-137 VIM unmanned aerial system for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals. (Materials and methods) When developing the methodology for calculating the prime cost of using an unmanned aerial system for applying pesticides and fertilizers, the Guidelines for determining the cost of domestic and international flights for Russian airlines were used. (Results and discussion) We have obtained the main dependences of the prime cost of using BAS-137 VIM for the introduction of working fluids: on the application rate, the field rut length, the distance of approach to the refueling place, and the operating flight speed. (Conclusions) The authors developed a methodology for calculating the prime cost of using an unmanned aerial system for applying pesticides and fertilizers, including direct and indirect operating costs. It was found out that at the working fluid application rates of 5-100 liters per hectare, the changes in the cost of using BAS-137 VIM are within the range from 280.9 to 1315.5 rubles per hectare. At an application rate of 10 liters per hectare within the rut length of 0.3-2.0 kilometers, the application prime cost is 307.1-529.5 rubles per hectare. It was obtained that at the application rates of 5-20 liters per hectare and the rut length of 0.6-1.0 kilometers, the prime cost will be the lowest, within the range of 264-369 rubles per hectare at an operating flight speed of 60 kilometers per hour and within the range of 482-587 rubles per hectare at a flying speed of 30 kilometers per hour. It was shown that with a twofold increase in BAS-137 VIM operating speed, the prime cost decreases by 1.2-1.5 times.Отметили необходимость расчета себестоимости применения воздушных судов для экономической оценки целесообразности их эксплуатации, в том числе в сельском хозяйстве, приобретения новых, а также обоснования тарифов на авиационные перевозки. (Цель исследования) Обосновать методику и определить себестоимость применения беспилотной авиационной системы БАС-137 ВИМ для внесения пестицидов, удобрений и других агрохимикатов. (Материалы и методы) При разработке методики расчета себестоимости применения беспилотной авиационной системы для внесения пестицидов и удобрений использовали Методические рекомендации по определению себестоимости внутренних и международных рейсов для российских авиакомпаний. (Результаты и обсуждение) Получили основные зависимости себестоимости применения БАС-137 ВИМ для внесения рабочих жидкостей: от нормы внесения, длины гона, расстояния подлета к месту заправки, рабочей скорости полета. (Выводы) Разработали методику расчета себестоимости применения беспилотной авиационной системы для внесения пестицидов и удобрений, включающую эксплуатационные расходы по статьям прямых и косвенных затрат. Установили, что при нормах внесения рабочей жидкости 5-100 литров на гектар диапазон изменения себестоимости применения БАС-137 ВИМ находится в пределах от 280,9 до 1315,5 рубля на гектар. При норме внесения 10 литров на гектар в пределах длины гона 0,3-2,0 километра себестоимость применения составляет 307,1-529,5 рубля на гектар. Определили, что при нормах внесения 5-20 литров на гектар и длине гона 0,6-1,0 километра себестоимость будет наименьшей – 264-369 рублей на гектар при рабочей скорости полета 60 километров в час и 482-587 рублей на гектар при скорости полета 30 километров в час. Показали, что с увеличением рабочей скорости полета БАС137 ВИМ в 2 раза себестоимость уменьшается в 1,2-1,5 раза
Исследование сепарирующей системы с использованием теплоты отработавших газов двигателя свеклоуборочного комбайна
Get PDFIt was noted that increased soil moisture worsens the quality of harvesting root crops due to a decrease in the completeness of separation. To increase the separating capacity of a slotted cleaner for root crops, it was proposed to improve the heating of the separating surface with hot exhaust gas. (Research purpose) To optimize the design and technological parameters of an exhaust gas heat separation system of the sugar beet harvester power plant. (Materials and methods) Federal Scientific Agroengineering Center VIM developed an exhaust gas heat separation system for harvesting root crops and potatoes in high moisture conditions using the heat of the harvester power plant exhaust gases. The cleaning quality of the separating system of a self-propelled sugar beet harvester was determined under the gradual engine load from 0 to 100 percent of the nominal rated power. The temperature of the exhaust gases was measured with the assumption of changes in the engine load and its effective power. (Results and discussion) The experiment revealed an increase in the completeness of the separation of a root crops heap from 96.0 to 98.8 percent at 26-32 percent soil moisture due to the separation system in the form of a cleaning star, which uses the heat of the engine exhaust gases. The established optimal values of the factors under consideration are as follows: the separating star rotation rate is 21.8 revolutions per minute, the distance between the separating star and the deflector is 128.4 millimeters. (Conclusions) It was determined that the high quality of the technological process of root crops harvesting in high soil moisture conditions ensuring a 97-percent separation efficiency is possible if optimize the separating device design and technological parameters and maintain the separating star rotation rate at 20-22 revolutions per minute and the distance between the separating star and the deflector within 120-140 millimeters. The authors noted the prospects of developing this system and the need for theoretical and experimental studies to improve the design and technological process of the harvester separating system.Отметили, что повышенная влажность почвы ухудшает качество уборки корнеплодов из-за снижения полноты сепарации. Чтобы повысить сепарирующую способность щелевых устройств для очистки корнеплодов, предложили усовершенствовать обогрев сепарирующей поверхности горячим выхлопным газом. (Цель исследований) Оптимизировать конструктивно-технологические параметры сепарирующего устройства с использованием теплоты отработавших газов силовой установки машины для уборки сахарной свеклы. (Материалы и методы) В Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ разработали сепарирующую систему машины для уборки корнеплодов и картофеля в условиях повышенной влажности с использованием теплоты отработавших газов силовой установки. Качество очистки сепарирующей системы самоходного комбайна для уборки сахарной свеклы определяли при последовательном нагружении двигателя от 0 до 100 процентов номинальной мощности. Измеряли температуру отработавших газов с учетом изменения нагрузки двигателя и его эффективной мощности. (Результаты и обсуждение) Выявили повышение полноты сепарации вороха корнеплодов с 96,0 до 98,8 процентов при 26-32-процентной влажности почвы благодаря сепарирующей системе в виде очистительной звезды, где используется теплота отработавших газов двигателя. Установили оптимальные значения рассматриваемых факторов: частота вращения сепарирующей звезды 21,8 оборота в минуту, расстояние между сепарирующей звездой и дефлектором – 128,4 миллиметра. (Выводы) Определили, что качественное выполнение технологического процесса уборки корнеплодов в условиях повышенной влажности почвы с полнотой сепарации 97 процентов возможно при оптимизации конструктивно-технологических параметров сепарирующего устройства: при частоте вращения сепарирующей звезды 20-22 оборотов в минуту и расстоянии между сепарирующей звездой и дефлектором 120-140 миллиметров. Отметили перспективность разработки данной системы и необходимость теоретических и экспериментальных исследований по совершенствованию конструкции и технологического процесса работы сепарирующей системы уборочных машин
Планирование производства продукции растениеводства с применением цифровых технологий
Get PDFAgricultural production is shown to be associated with land distribution, variety of agricultural technologies, climatic variability, information diversity, complex algorithms for strategic and tactical decision making. It was noted that the solution to the problem of production planning implies systematizing and structuring the information about technological operations, identifying features and working out parameters for technology selection (adjustment), modeling the agricultural technological process, and the creation of automated information support. The emphasis is placed on the relevance of using modern computers and advanced digital technologies for entering and processing large amounts of information, and visualization of results. (Research purpose) To develop software and technological support enabling the selection of options for technologies adjusted to a particular farm conditions. (Materials and methods) The software was tested in a case of the southern taiga-forest zone of the Novosibirsk region. The process of choosing technologies was studied when cultivating grain crops. A complex of tillage technologies was considered for grain crop cultivation, which ensures minimizing the impact of limiting factors on the yield. Based on the assessment results, invariable and variable factors were identifi ed. The methods used are as follows: information and analytical analysis of materials, a systematic approach, and software development methodologies. (Results and discussion) With the help of the software module, technology options were developed being adjusted to the natural and production conditions of the economy. Registers for technological operations and application conditions were taken as the source material for the formation of options. Two options for selecting technologies were obtained. (Conclusions) As a result, a software module was developed enabling the selection of agricultural technologies based on the thorough accounting and operational processing of information that is used to characterizing the specifi c conditions of the economy, which makes it possible to increase the effi ciency of crop production management and the competitiveness of an agricultural enterprise.Показали, что сельскохозяйственное производство связано с территориальной распределенностью, многовариантностью агротехнологий, изменчивостью климатических условий, большими объемами разнообразной информации, сложными алгоритмами принятия стратегических и тактических решений. Отметили, что решение задачи по планированию производства заключается в систематизации и структурировании информации о технологических операциях, определении признаков и формировании параметров для выбора (корректировки) технологии, в моделировании сельскохозяйственного технологического процесса, создании автоматизированного информационного сопровождения. Подчеркнули актуальность привлечения современной компьютерной техники и передовых цифровых технологий ввода и обработки больших объемов информации, визуализации результатов. (Цель исследования) Разработать программно-технологическое обеспечение, позволяющее подобрать варианты технологий, адаптированных к условиям конкретного хозяйства. (Материалы и методы) Программное обеспечение тестировали на примере южно-таежно-лесной зоны Новосибирской области. Изучили процесс выбора технологий, рассмотрели совокупность технологий обработки почв при возделывании зерновых культур, обеспечивающих минимизацию воздействия на урожай лимитирующих факторов. По результатам оценки выделили постоянные и переменные факторы. Использовали информационные и аналитические методы анализа материалов, системный подход, методологии разработки программного обеспечения. (Результаты и обсуждение) С помощью программного модуля сформировали два варианта технологий, адаптированных к природным и производственным условиям хозяйства. В качестве исходного материала для подбора вариантов приняли регистры технологических операций и условия применения. (Выводы) Разработали программный модуль, который позволяет подобрать агротехнологии на основе тщательного учета и оперативной обработки информации, характеризующей конкретные условия хозяй- ства, что дает возможность повысить эффективность управления производством продукции растениеводства и конкурентоспособность сельхозпредприятия
Определение коэффициента Пуассона и модуля Юнга внешней плодовой оболочки зерна кукурузы
Get PDFThe paper highlights the need of reducing damage caused to corn grain during cobs threshing. The damage to the grain fruit shell can be eliminated by introducing limiting conditions and ensuring optimal parameters for the threshing and separating device operation. It has been confi rmed that the patterns of corn cobs threshing can be adequately described by applying the Hertzian elastic contact theory. (Research purpose) To obtain the Poisson's ratio and Young's modulus of the fruit shell of corn grain, whose surface is in direct contact with the working bodies of the threshing device. (Materials and methods) One-factor-ata- time experiments were conducted with the subsequent statistical processing of the data array. Poisson's ratio was experimentally studied for the fruit shell of dent corn and so was Young's modulus for the grain of fl int corn, dent corn, sugar corn and popcorn. (Results and discussion) Research methods and experimental equipment have been developed to determine the Poisson's ratio and Young's modulus of the fruit shell of corn grain. It was established that with a confi dence probability of 0.95, the average Poisson's ratio value of the fruit shell of the dent corn grain equals 0.356. Young's modulus was obtained by the following corn varieties: fl int corn – 98-125 megapascals, dent corn – 78-127 megapascals, sugar corn – 97-124 megapascals, popcorn – 127-169 megapascals. It was found out that the maximum permissible speed mode of threshing can be provided if the speed of contact interaction between the grain and the threshing device pin does not exceed 1.6 meters per second. (Conclusion). It was proved that for a more comprehensive application of the Hertzian elastic contact theory when modeling the processes of threshing corn cobs, it is necessary to know the Poisson's ratio and Young's modulus for the outer fruit shell of grain. The obtained numerical values of these mechanical and technological characteristics are recommended to be used in modeling the deformation processes that regulate the threshing speed regimes.Отметили необходимость снижения травмирования зерна кукурузы при обмолоте початков. Показали, что можно ввести ограничивающие условия и обеспечить рациональные параметры при работе молотильно-сепарирующих устройств, исключающие повреждение внешней плодовой оболочки зерна. Подтвердили, что закономерности обмолота початков кукурузы адекватно описываются посредством применения контактной задачи теории упругости Г. Герца. (Цель исследования) Определить коэффициент Пуассона и модуль Юнга плодовой оболочки зерна кукурузы, поверхность которой непосредственно контактирует с рабочими органами молотильного устройства. (Материалы и методы) Использовали методы однофакторного экспериментального исследования с последующей статистической обработкой массива данных. Экспериментально изучили коэффициент Пуассона для внешней плодовой оболочки зубовидной кукурузы и модуль Юнга применительно к зерну кремнистой, зубовидной, сахарной и лопающейся кукурузы. (Результаты и обсуждение) Разработали методики исследования и экспериментальные установки для определения коэффициента Пуассона и модуля Юнга плодовой оболочки зерна кукурузы. Установили, что с доверительной вероятностью 0,95 среднее значение коэффициента Пуассона плодовой оболочки зерна зубовидной кукурузы составляет 0,356. Определили модуль Юнга применительно к нескольким разновидностям кукурузы: кремнистой – 98-125 мегапаскалей, зубовидной кукурузы – 78-127, сахарной – 97-124, лопающейся – 127-169 мегапаскалей. Выявили, что максимально допустимый скоростной режим обмолота обеспечивается при скорости контактного взаимодействия зерна и шипа молотильного устройства не более 1,6 метра в секунду. (Выводы) Доказали, что для более полного прикладного применения контактной задачи теории упругости Г. Герца при моделировании процессов обмолота початков кукурузы необходимо знать коэффициент Пуассона и модуль Юнга внешней плодовой оболочки зерна. Рекомендовали использовать полученные численные значения данных механико-технологических характеристик при моделировании деформационных процессов, регламентирующих скоростные режимы обмолота
Разработка диска для распределения твердых минеральных удобрений с регулируемой дозой внесения
Get PDFMost of the cultivated fields in Russia are acknowledged to have irregular contours, therefore mineral fertilizers are applied irrationally at the field boundaries. To eliminate this problem, the manufacturers of solid mineral fertilizer spreaders offer several technological solutions: in most cases, the application area is limited by changing the granule flight path. (Research purpose) To develop a distributor disc for a variable application area to use in mineral fertilizer spreaders equipped with variable rate application systems. (Materials and methods) The trajectory for applying mineral fertilizer granules was estimated depending on the bend angle of the distributor disk blade. We designed 3D disk models with a variable blade bend angle from 0 to 25 degrees, which were uploaded into the RealFlow program for the subsequent simulation of solid mineral fertilizer distribution. (Results and discussion) The coordinates were obtained for mineral fertilizer granules that dropped from the disk and landed on the surface. We built graphs of the mineral fertilizer distribution on the field surface. It was found out that changing the bend angle of the distributor disc blade within a 20-degree range makes it possible to vary the granule flight path within 10 meters of width and 8 meters of length, respectively. We developed a design of a mineral fertilizer distributor disk with an adjustable application rate. (Conclusions) A disk design was proposed for a smooth change in the blade bend angle within up to 25 degrees, which will allow the use of this system in conjunction with automated rate application systems, improve the distribution accuracy of solid mineral fertilizers and ameliorants in the boundary, edge and wedge-shaped sections of fields.Отметили, что большинство возделываемых полей в России имеют контуры неправильной формы, в связи с чем на пограничных участках минеральные удобрения вносятся нерационально. Показали, что для устранения данной проблемы производители разбрасывателей твердых минеральных удобрений предлагают несколько технологических решений: в большинстве случаев зону внесения ограничивают, изменяя траекторию полета гранул. (Цель исследования) Разработать диск с изменяемой площадью распределения для разбрасывателей минеральных удобрений, оборудованных системами дифференцированного внесения. (Материалы и методы) Оценили зону внесения гранул минеральных удобрений в зависимости от угла излома лопаток диска распределителя. Спроектировали 3D-модели дисков с изменяемым углом излома лопатки от 0 до 25 градусов, которые в последующем загружали в программу RealFlow для последующей симуляции процессов распределения твердых минеральных удобрений. (Результаты и обсуждение) Получили координаты гранул минеральных удобрений, сошедших с диска и приземлившихся на поверхность. Построили графики распределения минеральных удобрений по поверхности поля. Установили, что изменение угла излома лопатки распределяющего диска в диапазоне до 20 градусов позволяет варьировать ширину и дальность полета гранул минеральных удобрений в пределах 10 и 8 метров соответственно. Разработали конструкцию диска распределителя минеральных удобрений с регулируемой дозой внесения. (Выводы) Предложили конструкцию диска для плавного изменения угла излома лопатки до 25 градусов, что позволит использовать данную систему совместно с автоматизированными системами дозирования, повысить точность распределения твердых минеральных удобрений и мелиорантов на пограничных, краевых и клиновидных участках полей