Введение. Снижение дробления свободного зерна рабочими органами молотилки при очесе растений на корню является актуальной научной проблемой. Цель исследования - разработать техническое решение и экспериментально подтвердить возможность осуществления предварительной сепарации свободного зерна из очесанного зернового вороха до поступления его в молотильную камеру зерноуборочного комбайна. Материалы и методы. Наиболее перспективным техническим решением, позволяющим минимизировать дробление свободного зерна, является наклонная камера, содержащая решетчатое днище с продолговатыми отверстиями, под которыми смонтированы наклонные шнеки. Экспериментальные исследования были разделены на два этапа. В первой серии экспериментов в лабораторных условиях определяли оптимальные размеры отверстий решетчатого днища, обеспечивающих максимальный проход свободного зерна. Во второй серии экспериментов оценивали степень сепарации и дробления свободного зерна в реальных полевых условиях. Результаты исследования. По результатам лабораторных исследований установлено, что максимальный проход свободного зерна сквозь отверстия решетчатого днища составляет 68,7 % при ширине его отверстий 8 мм и их длине 160 мм. По результатам полевых экспериментов установлено, что средний проход свободного зерна сквозь отверстия решетчатого днища составляет 90 %. При этом дробление зерна в наклонной камере не превышало 0,5 %, а в бункере 1,75 %. Дробление бункерного зерна находилось в пределах 5,25 % при работе комбайна без предварительной сепарации очесанного зернового вороха на решетчатом днище наклонной камеры. Обсуждение и заключение. Предварительная сепарация свободного зерна из очесанного вороха позволяет уменьшить дробление зерна как минимум в три раза, а также снижает мощность, которая расходуется на привод молотильного аппарата, на 11-12 %.
Инженерные технологии и системы
2022. — Выпуск 2
Содержание:
Введение. В статье приведены результаты экспериментально-теоретических исследований технологического процесса плющилки зерна с питающим устройством ПЗ-1М. Работа выполнена на базе ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока в период 2011-2019 гг. Цель исследования - разработка схемы питающего устройства к плющилке зерна, определение рациональных параметров его рабочего органа (питающего вальца) и испытания усовершенствованной плющилки. Материалы и методы. Предложена конструктивно-технологическая схема плющилки с питающим устройством, новизна которой подтверждена патентами № 2628297 и 2557780. Разработана структурная схема плющилки с питающим устройством, включающим активный рабочий орган - питающий валец с лопастями. Проведены теоретические исследования движения зерновки по лопастям вальца питающего устройства, которые определили закономерности движения зерна в зависимости от величин параметров вальца. Результаты исследования. Установлено, что при величине внутреннего радиуса питающего вальца 0,045 м и больше все зерно сходит с лопасти в подводящий канал и через него на плющение под требуемым углом выхода, равным 60°, при частоте вращения вальца не меньше 400 мин-1 и величине коэффициента трения зерна о лопасть вальца меньше 0,4. При соблюдении данных параметров питающий вал и устройство эффективны. С учетом результатов исследований разработана конструкторская документация и изготовлена плющилка ПЗ-1М, включающая питающее устройство. Проведены ведомственные и сравнительные испытания плющилки, которые показали высокую эффективность ее применения: машина надежно и качественно выполняет технологический процесс плющения зерна. Обсуждение и заключение. Применение в конструкции плющилки питающего устройства в 2,08 раза повышает производительность плющения при снижении энергоемкости процесса в 1,6 раза; годовой экономический эффект от применения плющилки с питающим устройством ПЗ-1М, по сравнению с аналогом, составляет 67 583 руб. при уровне интенсификации 49 %.
Ключевые слова
Введение. Совершенствование агропромышленного комплекса подразумевает создание новых и модернизацию имеющихся рабочих органов и машин. Важным условием при этом является применение современных технологий и постоянное сотрудничество с реальным производством. Цель исследования - разработать адаптивный центробежный рабочий орган и повысить качество внесения минеральных удобрений. Материалы и методы. На основании изучения состояния вопроса и требований, предъявляемых к машинам для внесения минеральных удобрений, разработан и изготовлен адаптивный центробежный рабочий орган. На всех стадиях применялись методы компьютерного проектирования и быстрого прототипирования на основе аддитивных технологий. Результаты исследования. В результате использования представленных рабочих органов увеличилась ширина захвата агрегата на 10,0-22,5 %. Экспериментальные рабочие органы, по сравнению с серийными, позволяют уменьшить неравномерность внесения гранул минеральных удобрений на 13,4 % за счет их перераспределения с центральной зоны по краям. Обсуждение и заключение. В результате экспериментальных исследований доказана эффективность применения разработанного адаптивного центробежного рабочего органа. Он позволяет увеличить равномерность распределения гранул минеральных удобрений и рабочую ширину захвата агрегата. Современные методы проектирования позволяют значительно сократить время и расходы.
Ключевые слова
Введение. В электронных системах управления двигателем происходят физические процессы, часть из которых приводит к износу элементов системы. Опыт эксплуатации и диагностирования автомобилей на станции технического обслуживания показал, что часть автомобилей эксплуатируются с неисправностями, многие из которых в дальнейшем приводят к отказам различных групп сложности. Цель исследования - применить диагностику для определения эксплуатационной надежности и оценки технического состояния электронных систем управления двигателем. Материалы и методы. Для оценки эксплуатационной надежности современной электронной системы управления двигателем была выбрана партия автомобилей. Экспериментальные исследования были проведены на автомобилях Skoda Octavia с двигателями 1.8 TSI CDAB 152 л.с. Euro5 и CDAA 160 л.с. Euro5. Выборка составила 60 единиц техники. Автомобиль записывался на диагностику, предварительно проводилось техническое обслуживание и компьютерная диагностика. После короткого теста автомобиль снова заезжал на станцию технического обслуживания и подвергался глубокой диагностике электронной системы управления двигателем. Результаты исследования. Получены результаты исследований надежности основных элементов электронной системы управления двигателем. Можно сделать вывод о том, что большая часть отказов конструктивных элементов электронной системы управления двигателем соответствует исполнительным механизмам системы, имеющим подвижные элементы. Датчики, измеряющие параметры системы, изнашиваются в меньшей степени. Проведен анализ зависимости показателей безотказности регулятора давления топливного насоса по интервалам наработки. Обсуждение и заключение. Определено, что наименьший ресурсный пробег приходится на свечи зажигания. При этом наиболее частая неисправность возникает у регулятора давления топлива в топливной системе автомобилей с долей в 19,8 % от общего количества. Ресурс данного элемента электронной системы управления двигателем составляет в среднем 125 тыс. км. Доказано, что диагностирование с применением современного технологического оборудования является эффективным.
Ключевые слова
Введение. В статье приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов обмолота и сепарации в молотильном аппарате зерноуборочного комбайна с цифровой оценкой фракционного состава обмолачиваемого зерносоломистого материала. Полученные данные позволят выявить динамику фракционного состава зерносоломистой массы, обмолачиваемой в молотильном зазоре молотильного аппарата в зависимости от ее подачи. Материалы и методы. Исследования проводили на специальном стенде в виде отдельного блока молотильного аппарата комбайна. Под каждой секцией подбарабанья были установлены пробоотборники. Подачу массы меняли в пределах от 1,0 до 6,0 кг/с при коэффициенте соломистости 1:1. Полученные данные аппроксимировали по стандартной методике. Результаты исследования. Найдено количество зерна и соломы, прошедшее через решетку подбарабанья, и остальной части, поступающей на соломосепаратор, в зависимости от начального их количества. Для каждой фракции определено отношение массы соломы к массе зерна, плотность и толщина слоя зерносоломистого вороха на стрясной доске перед решетами и в начале клавиш соломосепаратора. Получена динамика сепарации зерна и соломы по развертке длины подбарабанья с определением плотности и степени сжатия слоя зерносоломистой смеси в молотильном зазоре. Обсуждение и заключение. Установлено, что в ворохе, прошедшем через подбарабанье, отношение массы соломы к массе зерна уменьшается с 0,46 до 0,27, плотность увеличивается с 60,1 до 84,0 кг/м3. В ворохе, попавшем на соломосепаратор, отношение массы соломы к массе зерна уменьшается с 11,2 до 2,0, плотность увеличивается в небольших пределах от 21,7 до 26,4 кг/м3. Толщина слоя вороха на стрясной доске перед решетами очистки изменяется в пределах 0,25-10,2 см, а на соломотрясе - от 2,2 до 19,8 см при изменении подачи общей массы на обмолот от 1 до 6 кг/с.
Ключевые слова
Введение. Качество работы картофелеуборочных машин, наряду с конструктивной особенностью, зависит от способа уборки картофеля. Возделывание картофеля предусматривает выполнение комплекса мероприятий, направленных на повышение и сохранение качества товарной продукции при уборке картофеля. В связи с этим для снижения потерь урожая и предотвращения ветровой эрозии почвы предлагается агрегат и способ уборки картофеля. Чтобы уменьшить количество комков, соизмеримых с размерами клубней, перед подкапывающим рабочим органом картофелеуборочного агрегата устанавливаются рыхлительные лапы. Цель работы - провести теоретическое исследование подкапывающего рабочего органа картофелеуборочного агрегата для снижения потерь урожая и эрозии почвы. Материалы и методы. Проанализирована работа подкапывающего лемеха. Его угол наклона к горизонту обуславливает наименьшее сгруживание лемеха, минимальное сопротивление движению почвенного пласта и рациональную высоту подъема массы. Рациональное значение угла наклона лемеха определено с учетом условия, что сила подпора пласта должна быть минимальной. Результаты исследования. Предложена математическая зависимость определения рационального значения угла наклона лемеха, обуславливающего минимальное значение силы подпора пласта, действующей вдоль лемеха. В результате исследований построены графические зависимости рационального значения угла наклона лемеха от коэффициента трения почвы о лемех и высоты подъема пласта почвы лемехом от оптимального значения угла наклона при фиксированной длине лемеха. Обсуждение и заключение. При проведении теоретических исследований подкапывающего лемеха картофелеуборочного агрегата учитывались тип почвы и коэффициент трения почвенного пласта о лемех. Определен рациональный угол наклона лемеха, при котором будет обеспечен оптимальный развал пласта с минимальным сгруживанием. Это обеспечит снижение потерь урожая.
Ключевые слова
Введение. Эффективность и работоспособность электротехнологических процессов и установок в динамических режимах их функционирования характеризуются быстродействием, низкими энергозатратами, точностью в переходных процессах и устойчивостью желаемого конечного состояния. Предлагается на базе особого оптимального управления совместить построение систем перехода и стабилизации как в части определения алгоритма управления с минимальными энергозатратами в функции состояний объекта, так и в части определения параметров и условий движения с минимальным отклонением от заданной траектории. Последнее обеспечивает в устойчивой замкнутой системе программного движения эффективные решения по критериям быстродействия и энергосбережения. Материалы и методы. В качестве основного метода нахождения оптимального программного управления используется принцип максимума, дополненный для исследования особых режимов аппаратом условий общности положения для нелинейных объектов с расширением пространства координат, учитывающий вхождение времени и критерий оптимальности. Аппарат условий общности положения использован и для решения задач энергосбережения путем линеаризации в большом исходного объекта. Квазиоптимальность по быстродействию и энергозатратам достигается минимизацией энергии по параметру программного движения, противоречиво влияющему на время переходного процесса и амплитуду управления. Результаты исследования. Для оценки вычислительных трудностей, быстродействия, энергосбережения, точности и устойчивости приведен пример управления инерционным объектом по различным критериям. Получена структура простой в технической реализации замкнутой квазиоптимальной системы со стационарной обратной связью. Обсуждение и заключение. Формализованность подхода к построению квазиоптимальных систем на основе условий общности положения позволяет использовать его в задачах многокритериальной оптимизации и системах автоматизированного проектирования энергоемких промышленных, транспортных, сельскохозяйственных электроустановок.
Ключевые слова
Введение. Характерной особенностью большинства экспериментальных научно-исследовательских работ по светокультуре является необходимость варьирования основных параметров светового режима при поддержании других факторов окружающей среды на одном уровне в течение всего эксперимента. Подход к созданию необходимого разнообразия вариантов параметров светового режима за один цикл выращивания растений, рассматриваемый в данной работе, может оказаться приемлемым для сокращения времени проведения экспериментов или для поисковых работ. Цель работы - показать возможность использования градиента освещенности как источника вариации ее величины в экспериментальных работах по светокультуре. Материалы и методы. Использовался светодионый светильник с косинусным светораспределением, размещенный над рабочей поверхностью, на которой располагались контейнеры с растениями сладкого перца. В качестве биометрического параметра, характеризующего отклик растения на уровень освещенности, применялась оптическая плотность листьев в различных спектральных диапазонах. Результаты исследования. На рабочей поверхности наблюдался существенный градиент освещенности. При одинаковом диапазоне освещенностей количество контейнеров с растениями для данной зоны различно и достаточно для проверки статистических гипотез. Величины средних освещенностей по зонам обеспечивали диапазон изменения освещенности в 2,5 раза. Среднеквадратичные отклонения освещенности по зонам составляли 97-163 лк и были практически некоррелированы с величинами средних освещенностей. Обсуждение и заключение. Разработанная математическая модель градиентного эксперимента в светокультуре позволяет по светотехническим и компоновочным параметрам осветительной установки определить возможное количество повторностей при проведении эксперимента, среднее значение освещенности, среднеквадратичное отклонение, коэффициенты вариации и равномерности в каждой зоне размещения растений. Экспериментально подтверждено, что применение светильника с косинусным светораспределением обеспечивает на горизонтальной поверхности градиент освещенности, средние значения которой в отдельных зонах образуют линейную шкалу. Коэффициенты вариации освещенности в отдельных зонах освещения при установленных в примере параметрах составляли 3,0-11,5 %. При этом коэффициенты вариации оптической плотности листьев растений перца, выращенного в условиях градиентного эксперимента по освещенности, составляли 6,0-11,6 %. Различия средних значений оптической плотности листьев растений в различных зонах градиентного освещения статистически значимы. Это позволяет рекомендовать использование предлагаемого метода для поисковых экспериментов по светокультуре.
Ключевые слова
Введение. Одной из основных целей пищевой промышленности является разработка технологии хлебобулочных изделий для диетического и функционального питания. В статье приведена полная характеристика специализированных пищевых продуктов. Целью данной работы является исследование влияния амарантовой и льняной муки на качественные показатели теста для приготовления безглютеновых хлебобулочных изделий. Согласно поставленным задачам определено наилучшее соотношение ингредиентов безглютеновой смеси для получения качественного продукта. Материалы и методы. В ходе работы были подобраны различные рецептуры смесей с применением амарантовой и льняной муки фирмы «С.Пудовъ», кукурузного крахмала производителя «Трапеза», а также других ингредиентов: дрожжи, вода питьевая, соль пищевая и сахар. Результаты исследования. В разрабатываемую рецептуру был добавлен кукурузный крахмал в количестве 17 г. При этом было отмечено увеличение газоудерживающей способности теста. Крахмал служил лучшим связующим компонентом при соединении воды с мукой. Обсуждение и заключение. В результате исследования получены данные о pH среде теста с различным соотношением амарантовой и льняной муки. Самая кислая среда в том виде теста, в котором количество льняной муки преобладает над содержанием амарантовой. На основе этих исследований можно допустить, что это связано с высокой кислотностью льняной муки.