+
Методологическая основа для создания почвообрабатывающих фрез
стр.490-503
Безруков Анатолий Владимирович, Наумкин Николай Иванович, Купряшкин Владимир Федорович, Купряшкин Владимир Владимирович, Божко Игорь Владимирович, Гуреев Иван Иванович, Ларюшин Николай Петрович
Введение. Рассматривается проблема повышения эффективности функционирования самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез за счет адаптации к изменяющимся условиям внешней среды, в частности, к изменяющимся физико-механическим свойствам почвы. Цель исследования - разработка методологии проектирования самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез. Материалы и методы. В исследовании применялись основные положения теории механизмов и машин и теории проектирования в машиностроении. Основное внимание уделено общенаучному принципу адаптации при создании самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез. Авторы понимают этот принцип как способность автоматического обеспечения требуемого режима работы машины применительно к почвенным условиям. Результаты исследования. Представленные в статье результаты позволили предложить методологический подход к созданию эффективных самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез с возможностью их адаптации к изменяющимся внешним условиям. Результаты представлены в виде методики проектирования фрез и нового технического решения их адаптации к почвенным условиям. На основе патентов на изобретения и полезные модели, в которых реализован этот способ, был разработан опытный образец фрезы, автоматически охватывающей весь требуемый диапазон режимов работы. Обсуждение и заключение. По сравнению с известными фрезами такое техническое решение конструкции почвообрабатывающей фрезы позволяет повысить качество обработки почвы. Это происходит благодаря тому, что значение кинематического показателя находится в нужном диапазоне, а агротехнические требования, предъявляемые к обработке почвы, соблюдаются.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Приборное и методологическое обеспечение диагностики потребности растений в элементах питания
стр.504-519
Гуреев Иван Иванович, Щуклина Ольга Александровна, Азаренко Юлия Александровна
Введение. Минеральные удобрения, без которых невозможны интенсивные технологии производства сельскохозяйственных культур, являются дорогостоящим и экологически небезопасным ресурсом, загрязняющим почву и продукты земледелия при избыточном внесении. Поэтому использовать удобрения необходимо исходя из диагностических данных потребности растений. Цель исследования - приборное и методологическое обеспечение современной функциональной диагностики потребности растений в элементах питания, ориентированной на активизацию процесса фотосинтеза. Материалы и методы. Предложено в процессе диагностики многочисленные промежуточные пластиковые пробирки со смесью постоянных компонентов (хлористого натрия, суспензии хлоропластов и краски Тильманса) вариантов диагностического раствора заменить эластичной единой светозащитной емкостью. Однородная смесь в единой емкости исключает ошибку концентрации компонентов раствора, сопутствующую многоразовому формированию смесей в промежуточных пробирках. Это позволило уменьшить количество однотипных операций заполнения пипеточными дозаторами промежуточных пробирок, повторяющихся для каждой смеси элементов. Исследования выполнены в 2021-2022 гг. с использованием механических пипеточных дозаторов «Ленпипет» Thermo Fisher Scientific (Финляндия) - 10 мл, «Ленпипет Колор» - 100 мкл и «Ленпипет Колор» - 200 мкл. Погрешность их определяли на электронных весах ВК-600. Результаты исследования. С применением инновации возросла достоверность диагностических данных вследствие уменьшения ошибки концентрации компонентов в растворе смеси в среднем на 8,6 %. Кроме того, снизились затраты времени на выполнение диагностики в 1,7 раза, что в условиях ограниченного времени жизни хлоропластов благоприятно сказалось на получении достоверных данных. Обсуждение и заключение. Достоверные данные диагностики потребности растений в элементах питания позволят сэкономить удобрительные ресурсы, а также повысить качество производимой сельскохозяйственной продукции, не загрязненной избыточными элементами питания.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Определение номинальных значений размеров и допускаемых отклонений ответственных деталей агрегатов зарубежной техники
стр.520-538
Ионов Павел Александрович, Сенин Пётр Васильевич, Пьянзов Сергей Владимирович, Раков Николай Викторович, Земсков Александр Михайлович
Введение. Без технической (конструкторской) документации разработка и адаптация отечественных технологий, направленных на техническое обслуживание и ремонт зарубежной техники, не представляется возможной. В качестве объекта исследований выбран наиболее распространенный зарубежный объемный гидропривод Sauer-Danfoss серии 90, состоящий из гидронасоса 90R100 и гидромотора 90M100. Цель исследования - определить номинальные значения размеров и допускаемые отклонения деталей в ресурсолимитирующих соединениях объемного гидропривода зарубежного производства. Материалы и методы. Первая серия стендовых испытаний посвящена поиску диапазонов изменения значимых факторов, оказывающих влияние на объемный КПД. Вторая серия - получению регрессионных моделей и определению методом крутого восхождения значений износа деталей и зазоров в ресурсолимитирующих соединениях объемного гидропривода Sauer-Danfoss, соответствующих величине объемного КПД нового агрегата. Номинальные значения размеров и допускаемые отклонения деталей в соединениях гидропривода определяли методом размерного анализа. Результаты исследования. Стендовые испытания позволили определить диапазоны изменения износов деталей и зазоров в соединениях объемных гидроприводов, влияющих на объемный КПД. Предложен и реализован комплексный подход к определению номинальных размеров и допускаемых отклонений ответственных деталей агрегатов зарубежной техники, включающий комбинацию экспериментальных исследований (стендовые испытания) и метода размерного анализа. Для нового объемного гидропривода Sauer-Danfoss серии 90 получены следующие значения: диаметр отверстия в блоке цилиндров под поршень 22,7+0,006 мм; диаметр поршня 22,7-0,004 мм; диаметр отверстия в задней крышке под золотник 9,5+0,004 мм; диаметр золотника 9,5-0,0025 мм. Обсуждение и заключение. Определены номинальные значения размеров и допускаемые отклонения деталей, а также величины технологических зазоров в ресурсолимитирующих соединениях нового объемного гидропривода Sauer-Danfoss серии 90. Полученные результаты являются основой для разработки технологии восстановления работоспособности и повышения долговечности агрегатов объемного гидропривода зарубежного производства.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Оценка эффективности почвообрабатывающего комбинированного культиватора
стр.539-551
Чаткин Михаил Николаевич, Федоров Сергей Евгеньевич, Жалнин Алексей Александрович, Бычков Максим Владимирович
Введение. В настоящее время применение комбинированных машин и агрегатов позволяет значительно сократить время на обработку почвы и обеспечить требуемое качество. Совмещение операций в комбинированных машинах приводит к уменьшению влияния неблагоприятных погодных условий на технологические процессы. Использование данных машин позволяет лучше загрузить мощные трактора, особенно на участках с небольшой площадью, где работа с широкозахватными агрегатами затруднена. Совмещение технологических операций наиболее выгодно в интенсивном земледелии на полях без сорняков. Поэтому разработка технологий и средств механизации, позволяющих качественно и с наименьшими энергетическими и материальными затратами обеспечить подготовку почвы, является важной задачей. Цель исследования - оценить эффективность комбинированного культиватора для поверхностной обработки почвы и повысить качество его работы. Материалы и методы. На основании многочисленных исследований и требований, предъявляемых к почвообрабатывающим машинам с упругими стойками, разработан комбинированный культиватор для поверхностной обработки почвы. Для оценки эффективности и изучения показателей работы культиватора был проведен многофакторный эксперимент первого порядка. За параметры оптимизации были приняты тяговое сопротивление секции культиватора и крошение почвы (размер фракций от 0 до 25 мм). Результаты исследования. Применение экспериментального культиватора, по сравнению с серийными, позволяет снизить тяговое сопротивление на 10-15 %, а также повысить качество крошения почвы на 5-6 %. Обсуждение и заключение. В результате проведенных экспериментальных исследований доказана эффективность разработанного комбинированного культиватора. Использование данного культиватора приводит к снижению энергозатрат и улучшению качества обработки почвы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Метод определения начальных значений регулируемых параметров жатвенной части зерноуборочного комбайна
стр.552-566
Димитров Валерий Петрович, Борисова Людмила Викторовна, Нурутдинова Инна Николаевна
Введение. Представлено решение задачи идентификации предметной области «предварительная настройка рабочих органов жатвенной части комбайна». Правильный выбор значений параметров жатвенной части как важнейшего элемента комбайна - одно из главных условий обеспечения высокого качества уборки, что и определило объект настоящего исследования. Цель исследования - разработка метода выбора значений регулируемых параметров жатвенной части зерноуборочного комбайна, соответствующих убираемой культуре и условиям уборки. Материалы и методы. Решения о значениях технологических параметров комбайна, являющегося сложной иерархической системой, принимаются на основе информации о внешней среде и техническом состоянии машины. Поступающие данные имеют количественный, качественный и оценочный характер. Учитывая разнородность и нечеткость информации, для принятия решения применяются интеллектуальные информационные системы, основанные на математическом аппарате нечеткой логики и использующие лингвистический подход для описания предметной области. Данный подход применяется из-за сложности и неоднозначности взаимосвязей между регулируемыми параметрами и внешними факторами. Результаты исследования. Исследована предметная область «предварительная настройка параметров жатвенной части комбайна». Подробно описана формально˗логическая схема выбора значений регулируемых параметров жатвенной части. Установлены основные факторы, влияющие на значения регулируемых параметров жатвенной части, дано их лингвистическое описание, введены соответствующие входные и выходные лингвистические переменные, на основе экспертной информации построены функции принадлежности. Проведен анализ согласованности представленной информации и выбраны оптимальные модели. Создана база нечетких знаний, на которой основан дедуктивный вывод решений. Обсуждение и заключение. Предложенный подход и созданная база нечетких знаний могут быть положены в основу интеллектуальной системы принятия решений по настройке регулируемых параметров комбайна. Применение такой системы в полевых условиях вместе с датчиками непрерывного мониторинга условий уборки урожая и автоматизированной системой анализа изображений позволит оперативно реагировать на изменение условий, существенно повысит результативность работы и сократит время принятия решений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Эффективность применения шин низкого давления при возделывании озимого ячменя
стр.567-587
Труфляк Евгений Владимирович, Бухарцев Михаил Сергеевич, Сотников Денис Андреевич
Введение. Отсутствие комплексного анализа влияния шин низкого давления на рост и развитие зерновых культур (размерно-массовые характеристики различных частей растений, болезни и т. д.), урожайность по следу и вне следа с использованием наземных измерений, снимков с беспилотного летательного аппарата и из космоса остается актуальной проблемой. Цель работы - определить с использованием цифровых технологий, дистанционных и наземных измерений, на какой из элементов структуры урожая и на каком этапе оказывает наибольшее влияние давление в шинах при возделывании озимого ячменя. Материалы и методы. Наземный мониторинг всходов проводился с использованием стандартных методик полевого оыта. Дистанционный мониторинг всходов выполнялся в течение вегетации озимого ячменя беспилотными летательными аппаратами (Phantom 4 Pro, Mavic 2 Enterprise Dual) и космоснимками (системы OneSoil, SkyScout). Результаты исследования. В результате проведенного в течение одного года исследования доказана эффективность применения шин низкого давления при возделывании озимого ячменя. При сравнении эффективности использования шин низкого давления с шинами стандартного давления получили повышение биологической урожайности на 4,4 %, комбайновой - на 9,5 %. Обсуждение и заключение. Определено, что давление в шинах оказывает влияние на рост и развитие озимого ячменя, развитие болезней, а также урожайность. При этом заметна разница показателей при движении шины по следу и вне следа. Таким образом, важным вопросом интенсификации сельскохозяйственного производства, наряду с использованием современных технологий и технических средств, высокопродуктивных сортов и гибридов, средств защиты растений, является использование шин низкого давления.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Исследование поля и энергии в слабопроводящем оптоволокне со степенным профилем показателя преломления произвольной степени
стр.588-599
Гладких Вячеслав Александрович, Власенко Виктор Дмитриевич
Введение. Рассмотрен слабопроводящий градиентный световод в одномодовом режиме, решено уравнение для электрического поля в сердцевине такого световода в общем виде в первом приближении. Целью работы является исследование поля и энергии в сердцевине слабопроводящего градиентного световода без учета поляризации в одномодовом режиме в случае степенного (в общем виде) профиля показателя преломления. Материалы и методы. Из уравнений Максвелла для диэлектрических сред выведено уравнение для поля в световоде с градиентным профилем показателя преломления. Производя соответствующие подстановки, заменяя функцию Бесселя нулевого порядка на гауссову функцию и делая необходимое приближение полученного уравнения, приходим к уравнению, которое решаем методом Вентцеля - Крамерса - Бриллюэна, и получаем аналитические выражения для поля и энергии внутри волновода для произвольной степени показателя преломления. Результаты исследования. Получено решение уравнения для поля в световоде со степенным профилем показателя преломления. Проведены численные расчеты. Построен график зависимости безразмерной величины - «нормированной» энергии - от волноводного параметра для первых пяти степеней профиля (n = 1, 2, 3, 4, 5). Обсуждение и заключение. Показано, что быстрее растет энергия для профиля с n = 1, а после этого значения с резким отрывом растет энергия для профиля с n = 1, а для n > 1 рост энергии уменьшается с увеличением n. Полученные в работе результаты могут быть применены при создании энергетически выгодной сердцевины и для возможного анализа передачи информации, а также для конструирования волноводов с учетом конкретных приложений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Обоснование применения технологической схемы облучения с разделением энергетических потоков в светокультуре промышленных теплиц
стр.600-612
Введение. Обеспечение требуемых параметров и характеристик электромагнитного излучения светотехнических облучательных установок для теплиц является важной задачей при повышении эффективности использования энергии и улучшении характеристик растениеводческой продукции. Цель работы - определение эффективного режима работы технологической схемы облучения с разделением энергетических потоков в светокультуре промышленных теплиц. Материалы и методы. В разработанной модели технологической схемы облучения за счет конструктивных решений есть возможности разделить энергетический поток на составляющие и управлять этими потоками. Предложено путем раздельного регулирования напряжения на облучателе и вентиляторе создавать условия для изменения величины отдельных спектральных линий излучения с целью дальнейшей оценки эффекта от данных изменений. Результаты исследования. Получены результаты по изменению распределения PPFD в зависимости от напряжения на тепличном облучателе от 198 до 242 В и температуры воздуха вблизи лампы от 38 до 47 °С. Сравнение усредненных значений PPFD в исследуемых режимах со значением PPFD в номинальном режиме для этих диапазонов позволило определить режим при напряжении 220 В и температуре воздуха вблизи лампы от 43 до 47 °С как рациональный для практического применения в технологических схемах облучения с разделением энергетических потоков в светокультуре промышленных теплиц. Обсуждение и заключение. Разработка и применение рациональных режимов работы тепличных облучателей, c учетом режимов работы сети и лампы, является основой для обеспечения тепличного производства альтернативной тепловой энергии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Исследование теплофизических характеристик мышечной массы личинок черной львинки (Hermetia illucens) как объекта сушки
стр.613-629
Дорошенко Валентина Александровна, Хозяев Игорь Алексеевич, Яковлев Дмитрий Анатольевич, Дорошенко Артем Александрович, Щербаков Алексей Алексеевич
Введение. Основной компонент комбикорма - рыбная мука, которая имеет нестабильное качество и высокую цену. На замену рыбной, мясокостной муке приходят протеиновые концентраты, ресурсосберегающий белок более высокого качества. Источником кормового белка выступает биомасса личинок черной львинки (Hermetia illucens), которые обладают богатым аминокислотным составом, а также перерабатывают пищевые отходы. Цель работы - исследование теплофизических характеристик мышечной массы личинок черной львинки (Hermetia illucens). Материалы и методы. Объект исследования - мышечная масса личинок черной львинки (Hermetia illucens). Предмет исследования - теплофизические закономерности, протекающие при сушке. Исследования проводились на базе Донского государственного технического университета. В работе описано определение теплофизических характеристик, таких как удельная теплоемкость, теплопроводность, влажность исходного сырья, масличность. Результаты исследования. Коэффициент теплопроводности воды 0,555 Вт/(м∙К) для пищевых и кормовых продуктов от 0,25 до 0,40 Вт/(м·К), мышечная масса личинок черной львинки имеет теплопроводность, равную 0,144 Вт/(м∙К), что ниже, чем у привычных кормовых компонентов. Влажность исследуемого сырья 45 % и выше. Теплопроводность при этом остается линейной и практически не возрастает. Обсуждение и заключение. Результаты, полученные в ходе работы, могут использоваться для расчета и проектирования сушилок различного типа, а также при математическом описании процесса динамики и кинетики сушки.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
