Проблема и цель. Цель работы проведение численных исследований вибрационных колебаний ленты транспортера при перемещении картофеля с комьями плодородного слоя. Задачами исследования являются: разработка математического алгоритма движения ленты транспортера, создание программного обеспечения для проведения компьютерных экспериментов и анализ полученных данных.
Методология. Базируется на методах численного моделирования вибрационных процессов движения ленты транспортера при перемещении картофеля. В качестве объекта исследования был выбран транспортер и его работа при перемещении груза с изменяющейся массой. При численном решении дифференциального уравнения затухающих колебаний второго порядка был применен явный метод Рунге-Кутта четвертого порядка. Графическая обработка результатов моделирования осуществлялась с помощью программы MathCad.
Результаты. В результате численного исследования было установлено, что на участке между валиками транспортера лента под воздействием переносимого неравномерно распределенного веса совершает колебания только с тремя полуволнами. Одна положительная полуволна и две отрицательные. Максимальная частота колебаний ленты при грузе 90-120 кг/м2, массе пруткового полотна 20 кг/м2 и расстоянии между валиками 1,242,1 м не может превышать 10 Гц.
Заключение Результаты исследования позволили расширить представления о работе транспортера при переносе клубней картофеля, определить возможные формы транспортировочной ленты при переносе груза с изменяющейся массой и определить диапазон частот, в котором возможны резонансные явления.
Проблема и цель. Пчелиный воск является необходимым сырьем для промышленного пчеловодства, так как из него производят вощину. Отбираемая из ульев сушь в осенний период, как правило, сильно загрязнена перговыми комочками и ульевым сором, которые при перетопке впитывают часть жидкого воска, а также частично растворяются в нем. Поэтому количество извлекаемого воска в значительной мере зависит от степени загрязненности воскового сырья. Очистка суши сотов перед переработкой может значительно повысить качество продукта и уменьшить количество присутствующих в нем загрязнений. В связи с вышесказанным исследуется возможность очистки воскового сырья от органических загрязнений. Цель исследования заключается в определении некоторых физико-механических свойств воска и его органических загрязнителей, количественные сведения о которых необходимы для разработки оборудования и устройств, предназначенных для предварительной очистки воскового сырья перед перетопкой.
Методология. Для разработки оборудования необходимо определить некоторые физико-механических свойств воска и его загрязнителей и исследовать их зависимость от влажности и температуры. В качестве целевых наиболее важных показателей выбраны коэффициент статического трения специально подготовленных проб органических загрязнений (нативной перги) по поверхности из пищевой нержавеющей стали, а также удельная величина силы адгезии органических загрязнений суши сотов.
Результаты. Получены математические модели, описывающие зависимость удельной силы адгезии и величины коэффициента трения в зависимости от влажности и температуры.
Заключение. Анализ результатов проведенного исследования показал, что влажность оказывает наиболее значительное влияние на физико-механические свойства органических загрязнений воскового сырья, при этом температура имеет менее выраженное воздействие. Статический коэффициент трения обнаруживает выраженный минимум при влажности 15-16 % в диапазоне температур от 0° С до +20° С.
Проблема и цель. Важной культурой среди всех масличных культур является клещевина, основным продуктом переработки которой является касторовое масло, используемое в химической, электротехнической, медицинской и авиационной промышленности. Качество тех или иных продуктов переработки клещевины в значительной степени зависит от принятой технологии. В технологии переработки клещевины важное место занимает операция обрушивания и разделения рушанки семян клещевины, которая призвана предотвратить попадание в конечный продукт переработки ядовитых веществ, таких как рицин, рицинин и аллерген.
Методология. При применении электрофизических способов воздействия на семена клещевины необходимо иметь представление об электрических свойствах лузги и ядра семян клещевины. Так как семена сельскохозяйственных культур относятся к диэлектрикам, относительная диэлектрическая проницаемость и электропроводность будут являться важнейшими электрическими свойствами таких материалов. Знание таких свойств необходимы для разработки устройств, которые будут использовать электрические поля в технологических операциях обрушивания семян клещевины и разделения её рушанки. Для решения поставленной задачи изготовлена экспериментальная измерительная камера, разработана методика по определению электрических свойств.
Результаты. Разработана методика для определения общей диэлектрической проницаемости и удельного объёмного сопротивления компонентов семян клещевины с учетом температуры и влажности исследуемого материала на частотах до 100 кГц. Установлены зависимости удельного объёмного сопротивления ядра и лузги семян клещевины от влажности и температуры исследуемого материала при частоте от 100 Гц до 100 кГц и зависимости общей диэлектрической проницаемости ядра и лузги семян клещевины от влажности и температуры исследуемого материала при температурах Т=5-50 0 С при частоте от 100 Гц до 100 кГц.
Заключение. Полученные данные будут учтены при изучении процессов обрушивания семян клещевины и разделения её рушанки с использованием электрического поля в таких операциях.
Проблема и цель. Изучить и проанализировать параметры мойки деталей грузовика с использованием искусственного загрязнения из песчано-глинистой суспензии, выявить эффективность удаления загрязнения на различных режимах мойки.
Методология. Главным фактором, определяющим долговечность деталей сельскохозяйственной техники является их очистка от загрязнения в процессе использования. Методика исследования основана на осаждении грязевых отложений с заданным составом песчано-глинистой суспензии на наружных поверхностях деталей, количества погружений, температуры воды, частоты вращения вала редуктора лабораторной установки.
Результат. Эффективность мойки деталей определяется параметрами процесса очищения с учетом температуры используемой воды и частоты вращения вала редуктора двигателя, приводящего в движение воду при промывке деталей, и состава загрязнения.
Заключение. Проведённые исследования удаления осажденной на детали песчано-глинистой суспензии показали, что процесс описывается нелинейной зависимостью, причём, с увеличением температуры и частоты вращения вала редуктора эффективность смыва грязевых отложений с детали возрастает.
Проблема и цель. Как показывает статистика, соблюдение противопожарных мер в сельском хозяйстве является актуальной задачей. Еще более актуальной проблемой является обоснование выбора средств по соблюдению противопожарных мер на эксплуатируемой в сельском хозяйстве технике. Эффективность самих средств по обеспечению противопожарных мер несомненно должна быть обоснована с точки зрения целесообразности на основе сопоставления затрат и выгод. На сегодняшний день данный вопрос мог быть решен с помощью оценки пожарного риска, однако определение величин пожарного риска транспортного средства, равно как и сельскохозяйственной техники, недостаточно проработан.
Методология. В рамках проводимого исследования использованы такие методы, как анализ, синтез, моделирование, классификация, сравнение, наблюдение, опрос. Научное исследование по обеспечению противопожарных мер на эксплуатируемой сельхозтехнике проведено в Национальном исследовательском Мордовском государственном университете.
Результаты. В ходе исследования проведен анализ пожаров и их причин с участием сельскохозяйственной техники. Проведен анализ нормативно-правовой базы по установлению требований пожарной безопасности, а также оценке пожарного риска сельскохозяйственной техники. Установлен подход к обоснованию мер по пожарной безопасности путем оценки пожарного риска на примере применения автоматической системы пожаротушения. В ходе решения проблемы выработаны предложения по совершенствованию системы обеспечения пожарной безопасности в рассматриваемой области исследования.
Заключение. Обоснование выбора средств по обеспечению противопожарных мер эксплуатируемой сельскохозяйственной техники дает возможность осуществить индивидуальный подход к каждому сельскохозяйственному предприятию и учесть возможности, которыми данные предприятия располагают и при этом обеспечить единые обязательные требования пожарной безопасности, регламентируемые нормативно-правовыми документами как федерального, так и локального уровня.
Проблема и цель. Цель данной работы заключается в улучшении качества полива дождевальной машиной «Кубань-ЛК» склоновых земель. Опыт дождевания склонов показывает, что полив повсеместно сопровождается ирригационной эрозией почв. Это происходит в основном по причине механического переноса опыта проектирования и эксплуатации дождевальных систем на равнине с ровными территориями на склоны. На последних недопустимо образование стока, так как любой излишек воды на склоне может служить очагом эрозии почвы.
Методология. В работе обосновывается техническое решение, связанное с установкой на многоопорной дождевальной машине кругового действия «Кубань-ЛК», на водопроводящем трубопроводе, дождевальных аппаратов типа «Фрегат» первой и второй серии. Они устанавливаются через каждые 9,5 м на первые 2/3 длины машины от центральной опоры и в концевой части, составляющей 1/3 длины машины, через каждые 2,5 м.
Результаты. В ходе экспериментальных исследований был выполнен расчет технических характеристик и расстановки дождевальных аппаратов. Он проводился для 6-тележечной дождевальной машины «Кубань-ЛК». Длина указанной машины составляет 278 м, при этом расход воды 22 л/с. В результате выполненных математических расчетов были получены: эффективная площадь полива; минимальная норма полива; норма полива в зависимости от ПВ (%) таймера.
Заключение. Результаты исследования показали, что оптимизация схем расстановки дождеобразующих устройств на ДМ «Кубань-ЛК» в условиях склоновых площадей должна производиться при повышенном давлении при нулевом уклоне, учитывающем добавку от его положительного значения. Отмеченное позволило достичь мелкокапельного искусственного дождя, который полностью впитывается в почву, при этом не разрушая почвенной структуры.
Проблема и цель. Особое внимание проблемам охраны окружающей среды уделяется на объектах сельскохозяйственного назначения, в том числе, расположенным в удалении и труднодоступных территориях. В них в качестве дезинфицирующих средств для обеззараживания воды, профилактики и лечения заболеваний животных, борьбы против спор, бактерий и других вредителей зерновых и овощных культур используются хлорсодержащие препараты, среди которых преимущество отводится низкоконцентрированным растворам гипохлорита натрия (ГХН), получаемым путем электролиза хлоридсодержащих водных растворов. В качестве таких растворов можно использовать природные поверхностные и подземные воды, в том числе на территории Калмыкии. Негативной особенностью электролиза хлоридных растворов является сопутствующее ему образование на поверхности катода и внутри электролизера нерастворимых солей сульфата и карбоната кальция совместно с гидроксидом магния, что ведет к перегреву электролизера и деформации электродных пластин.
Методология. Исследовано влияние концентрации активного хлора в результате электрохимического процесса в природных растворах различного химического состава: в двух поверхностных источниках реке Элиста и озере Улан-Хол и подземном в поселке Юста, как наиболее полно отражающих характерную картину качества природных вод, присутствующих на территории Калмыкии.
Результаты. В результатах была показана необходимость проведения исследований с постоянным и переменным током для оценки влияния внешних и внутренних факторов на выход товарного продукта ГХН. При этом, ведя электролиз переменным током, наблюдаем снижение осадков в трех природных хлоридсодержащих растворах на примере Республики Калмыкия.
Заключение. Установлено, что полученные при исследованиях результаты электролиза природных водных хлоридсодержащих растворов Республики Калмыкия указывают на принципиальную возможность использования их в качестве сырья для получения гипохлорита натрия электролизом постоянным током. Но при этом присутствует крайне негативное явление образование нерастворимых соединений кальция и магния на катоде и в объеме электролизного аппарата, что может стать причиной аварийной ситуации.
Проблема и цель. В статье изучена проблема автоматизации непрерывной работы двухреакторной биогазовой установки в соответствии с требованиями наилучших доступных технологий.
Методология. Разработан алгоритм автоматизации работы двухреакторной биогазовой установки непрерывного действия и модернизация системы управления.
Результаты. Проведены исследования автоматизации технологического процесса анаэробного сбраживания биомассы с получением биогаза. Разработана функциональная схема автоматического технического комплекса управления работой двухреакторной биогазовой установки.
Заключение. Применение разработанной схемы автоматизации позволит оперативно, без участия оператора, регулировать параметры процессов гидролиза и метаногенеза, проходящих при разных температурах, таких как уровень субстрата ±0,3 м, рН ±0,1, температура ± 1° C. Автоматизация перекачивания субстрата через теплообменник и работы мешалок позволит более полно реализовать метановый потенциал субстратов за 25 суток.
Проблема и цель. Целью данной работы является разработка автоматизированного инкубатора для выведения куриных яиц. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проведение расчёта расходов тепла и влаги в инкубаторе, проектирование и создание конструкции установки, разработка программного обеспечения для контроля работы установки, выбор узлов и составляющих элементов установки, испытания установки.
Методология. Научная работа включала компьютерное моделирование (математическое моделирование, eD-моделирование корпуса и расчёт теплового поля), аддитивные технологии 3D-печать FDM и лазерная резка) для изготовления корпуса и элементов инкубатора, а также разработку и программирование системы автоматического управления на базе микроконтроллера Iskra (аналог Arduino). Изготовление элементов инкубатора осуществлялось с использованием комплектующих отечественных производителей. Исследование включало разработку алгоритмов управления для обеспечения оптимального микроклимата в инкубаторе, а также программирование ЖК-дисплея, датчика BME280 и логики управления на микроконтроллере.
Результаты. Удовлетворение высокого спроса на продукцию птицеводства требует использования искусственных инкубаторов для выведения сельскохозяйственной птицы. В современных условиях все больше внедряют отечественные аналоги с использованием микроконтроллеров, что позволяет повысить эффективность процесса инкубации яиц. Разработанный прототип инкубатора был испытан в лабораторных условиях. Получены данные о зависимости температуры от времени при различных значениях коэффициентов ПИД-регулирования. Так же были измерены значения температуры инкубатора при разных количествах нагревателей. Испытания показали, что уменьшение количества нагревателей в инкубаторе ведёт к увеличению времени достижения необходимой температуры.
Заключение. В ходе научной работы был разработан и испытан прототип автоматического инкубатора на 10 куриных яиц с микроконтроллерным управлением и функцией записи данных на ПК. Оптимизация конструкции и параметров работы инкубатора (температура, влажность, вентиляция) позволила достичь 80-90 % выводимости яиц. Результаты исследования демонстрируют эффективность использования микроконтроллера Arduino UNO для автоматизации процесса инкубации и повышения его продуктивности.
Проблема и цель. В 2023 году в России произведено 8,6 млн т картофеля, что на. 18 % больше, чем в 2022 году. Однако в 2024 году площадь под картофелем сократилась на 33,9 тыс. га по сравнению 2023 годом, что привело к снижению валового сбора до 7,2 млн т картофеля. Сокращение площадей вызвано снижением цены на картофель и трудностью осуществления уборки при изменении погодных условий. Существующие картофелеуборочных машины способны осуществлять рабочий процесс только в оптимальных погодных условиях. При изменении условий требуется длительная перенастройка рабочих органов картофелеуборочных машин. Целью исследования является создание адаптивных рабочих органов картофелеуборочных машин для различных почвенно-климатических условий.
Методология. Для уборки картофеля применяют картофелеуборочные машины, основным рабочим органом служит прутковый элеватор. При передвижении клубненосного пласта активные встряхиватели, выполненные в виде приводных эксцентриковых роликов, подбрасывают полотно. Индивидуальные мотор-редукторы с управляющим блоком (компьютером) обеспечивают изменение частоты вращения с учетом эксцентриситета ролика и загрузки полотна картофельным ворохом. В процессе работы эксцентрикового ролика происходит крошение и просеивание почвы через прутковое полотно и более качественное выделение клубней картофеля.
Результаты. Теоретическими исследованиями установлено, что величина ускорения полотна пруткового элеватора на активном встряхивателе определяется угловой скоростью и величиной эксцентриситета ролика. Теоретическими исследованиями установлено, что параметрами активного встряхивателя с эксцентриковыми роликами являются: радиус ролика R=0,05м; угловая скорость ш=35-45 рад/с; угловое ускорение £=0-5 рад/с*2; эксцентриситет ролика e = 0,01 м.
Заключение. Применение эксцентрикового ролика с приводом индивидуальными мотор-редукторами позволяет обеспечить скорость вдоль оси ОУ полотна пруткового элеватора на активном встряхивателе около 1м/с, причем ускорение вдоль оси ОУ полотна пруткового элеватора на активном встряхивателе достигает 15м/с2.
Проблема и цель. Транспортировка сельскохозяйственных грузов (в частности, зерновых культур) на автомобильных транспортных средствах является важной составляющей для экономических показателей предприятий агропромышленного комплекса. При перевозке нельзя обойтись без процесса расхода, особенно потребления топлива. В современном мире наблюдается тенденция роста цен на топливо в связи с изменением налоговой политики и состоянием мирового рынка в целом. Цель исследования применение элементов визуальных и звуковых сигналов как метод предотвращения повышенного расхода топлива.
Методология. Процесс уменьшения расхода топливных ресурсов является сложной задачей, которая относится как к производственному процессу, так и к процессу перевозки. При анализе цен на топливо (за 2024 год) среднее значение 1 литра дизельного топлива на территории Рязанской области составило 61,44 рубля. Разработка транспортного средства с оптимальным расходом топлива начинается с момента его проектирования. Вопрос энергоэффективности рассматривается многими учеными, так как данный фактор влияет на всю транспортную систему не только предприятия, но и страны в целом. Помимо конструктивных особенностей транспортных средств, важными элементами в сокращении расходов топлива являются водители, логисты и механики. Данная статья разрабатывалась на базе предприятия ООО «Виктория» (391480, Рязанская область, м. о. Путятинский, с. Строевское, ул. Новая, зд. 4).
Результаты. Применение элементов визуальных и звуковых сигналов, как метод предотвращения повышенного расхода топлива из-за увеличения оборотов двигателя, является эффективным и практичным решением. Практическое использование предложенной системы позволит уменьшить расходы топлива транспортных средств. Предложенные элементы системы будут исследоваться в дальнейшем для улучшения работы системы и ее настройки. В плане интеграции данной системы с автомобилем необходимо создание специального модуля с помощью телематики. Работа модуля будет заключаться в автоматическом издании звуковых и световых сигналов при превышении установленных значений для предупреждения водителя транспортного средства о принятии решения в снижении скорости или ускорении. Данное сигнализирование является эффективным способом снижения расхода топлива.
Заключение. По результатам применения данной системы можно сделать вывод о том, что она эффективно влияет на работу транспортного средства и способна снизить расход топлива при осуществлении перевозочного процесса.
Проблема и цель. Уменьшение потерь в процессе уборки является сейчас довольно важной задачей. При уборке из-за несогласованности работы и движения сельскохозяйственной техники может теряться до 10 % урожая. Цель исследования описать основные принципы работы устройства отслеживания погрузки силосной резки, рассчитать параметры камеры и получить наиболее удачный способ отслеживания расположения устройства.
Методология. Необходимо выяснить, где должна располагаться стереопара из камер, отслеживающая положение кузова и его заполненность: на каком расстоянии и на какой высоте, чтобы охватывать в том числе днище кузова, в который производится отгрузка кукурузы. Для этого необходимо составить схемы и составить на их основе формулы для вычисления параметров стереопары; получить также необходимые данные, в том числе и на основе видеоматериала. После чего произвести окончательный расчет параметров.
Результаты. При правильном подборе параметров стереопары и написании достаточно хорошего алгоритма обработки изображений можно получить алгоритм слежения, который позволяет решить проблему выгрузки. Таким образом, параметры работы устройства отслеживания погрузки силосной резки: стереобазис устройства отслеживания b=9 см; угол обзора камеры a=120°; место расположения устройства отслеживания на краю рукава выгрузки комбайна; высота места расположения устройства отслеживания относительно кузова hc=2,04 м; удаленность места расположения устройства от кузова lc= 1,4-2,1 м. Установлено, что расположение на силосопроводе, является достаточно логичным, так как необходимые условия для отслеживания состояния кузова и его расположения выполнены. Это также означает, что при правильном подборе параметров стереопары и написании достаточно хорошего алгоритма обработки изображений можно получить алгоритм слежения, который позволяет решить проблему выгрузки.