Машинному доению коров посвящены работы многих отечественных и зарубежных учёных и научных коллективов. Установлена недостаточная эффективность воздействия доильных стаканов серийных доильных аппаратов на рецепторные зоны сосков и вымени коровы, что тормозит молоковыведение и не способствует интенсификации последующей секреции молока. Показана возможность совершенствования процесса работы доильных машин изменением конструкции их исполнительных органов - доильных стаканов на основе анализа ручного доения коров и акта сосания телёнком. Предложены экспериментальное устройство с искусственным соском, оснащённым датчиками давления, и методика тензоизмерений основных показателей этих способов извлечения молока: сил воздействия на барорецепторы сосков, длительности отдельных тактов и частоты доильных или сосательных движений. По данным полученных осциллограмм наибольший интерес в разработке процесса работы доильных стаканов имеет акт сосания телёнком, в котором при каждом сосательном движении во рту телёнка развивается максимальный вакуум в тот момент, когда давление на сосок максимально и постепенно волнообразно воздействует на сосок от его основания к верхушке, выдавливая молоко. В ручном доении на сосок действует только сила избыточного давления, обеспечивая в такт выжимания выдавливание молока из соска, но в отличие от телёнка без участия разрежения под соском. Силы давления на сосок в обоих способах извлечения в 2-3 раза превышают силы давления сосковой резины современных доильных аппаратов. С учетом существенной роли механического раздражения рецепторов сосков и вымени при извлечении молока не только в создании рефлекса молокоотдачи, но и в интенсификации секреции молока после доения, в качестве исполнительного органа доильного аппарата предложен доильный стакан выдавливающего типа, в принцип работы которого заложены основы извлечения молока из соска вымени рукой доярки и сосательным аппаратом телёнка.
Вестник аграрной науки Дона
2018. — Выпуск 2
Содержание:
Проведены исследования на действующих солнечных электростанциях и в лаборатории возобновляемых источников энергии, целью которых было изучение влияния частичного затенения на энергетическую эффективность фотоэлектрических установок при различных вариантах коммутации панелей и исследование возможностей повышения их энергетической эффективности при работе в таких условиях. Замена блочной коммутации на рядную, в случае возникновения частичного затенения предыдущим рядом, позволяет получить значительно большую мощность - до 8-ми раз. Горизонтальное расположение панелей вместо вертикального, в таких же условиях, позволяет до 5-ти раз увеличить мощность частично затененного модуля в случае рядной коммутации и на 34% при блочной. Параллельная коммутация частично затененных фотоэлектрических модулей с нормально освещенными требует согласования по напряжению для отбора электрической энергии в точке максимальной мощности, что позволяет получить от затененного модуля значительно большее количество энергии. Экспериментально показано, что при использовании «Интеллектуального устройства отбора максимальной мощности», реализующего согласование по напряжению, возможно увеличение мощности модуля до 4-х раз при частичном затенении трех панелей из 18 (область применения результатов). Использование способов, позволяющих осуществить отбор энергии от затененных панелей посредством индивидуальных согласующих преобразователей, не позволяет значительно увеличить энерговыработку частично затененных модулей. В результате их использования мощность модуля не возрастает более чем на 2,5%. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при проектировании новых установок на основе фотоэлектрических преобразователей и модернизации существующих.
Ключевые слова
Воздушно-решётная очистка - одна из важнейших систем зерноуборочного комбайна. Установлено, что повысить эффективность технологического процесса сепарации в воздушно-решётной очистке можно за счёт его лучшей организации на пальцевой решётке стрясной доски. Существенными недостатками применяемых в настоящее время пальцевых решёток являются низкое качество технологического процесса сепарации вследствие его низкой организации, а также сложность конструкции. Это обуславливает необходимость проведения исследований и создания пальцевой решётки, обеспечивающей повышение эффективности технологического процесса сепарации. Применение математической теории планирования эксперимента предусматривает нормальный закон распределения параметров, характеризующих качество функционирования пальцевой решётки. Одним из наиболее существенных параметров, характеризующих качество функционирования пальцевой решётки, является коэффициент засорённости зерна. В статье обоснована актуальность определения закона распределения плотности вероятностей значений коэффициента засорённости зерна при его использовании в качестве критерия, характеризующего качество функционирования экспериментальной пальцевой решётки стрясной доски зерноуборочного комбайна. Приведены характеристики условий экспериментального исследования. Обоснованы и описаны состав и свойства приведенного вороха. Приведены значения конструктивных параметров и режимов работы экспериментальной пальцевой решётки. Приведены основные результаты исследований и выполнен их анализ. Сделано заключение о нормальном законе распределения плотности вероятностей значений коэффициента засорённости зерна на экспериментальной пальцевой решётке стрясной доски зерноуборочного комбайна, что позволяет в дальнейших исследованиях использовать математическую теорию планирования экспериментов при использовании этого параметра для характеристики процесса сепарации и других технологических процессов в зерноуборочном комбайне.
Ключевые слова
Теории двигателя, трактора и сельскохозяйственных машин в значительной степени развиваются самостоятельно, и каждая из них рассматривает лишь некоторые вопросы теории агрегатов. Между тем сельскохозяйственные работы могут выполняться только машинно-тракторным агрегатом (МТА). Каждая из частей МТА обладает своими энергетическими характеристиками, сочетание которых и создает тот или иной режим его работы. В связи с этим вопросы качественной эксплуатации МТА можно решить только при рассмотрении взаимодействия всех трех основных его частей. Однако определение параметров, характеризующих динамические и экономические качества МТА, требует дорогостоящего оборудования (тормозной стенд, динамометрическая лаборатория, тензометрическое звено для динамометрирования и т.д.), а также существенных затрат средств и времени на подготовку и проведение. Это обуславливает выполнение данных работ лишь в условиях машиноиспытательных станций. В связи с этим разработка методов и средств определения динамических и топливно-экономических показателей МТА, приемлемых не только для машиноиспытательных станций, но и для конкретных хозяйств, является весьма актуальной и представляет значительный интерес. В АЧИИ разработаны оперативные методы определения динамических и топливно-экономических показателей двигателя, трактора и сельскохозяйственных машин, основанные на анализе параметров переходных (динамических) режимов разгона при мгновенном увеличении подачи топлива. Целью работы является разработка и комплектование измерительно-вычислительного комплекса, позволяющего определять динамические и топливно-экономические показатели двигателя, трактора и сельскохозяйственных машин. В исследовании представлены технические, аппаратные и программные средства, позволяющие фиксировать, обрабатывать и анализировать параметры переходных режимов разгона элементов МТА при мгновенном увеличении подачи топлива в эксплуатационных условиях.
Ключевые слова
Проблема развития высокоэффективных и экономичных технологий растениеводства возникла с распадом предыдущего уровня технологического уклада. В настоящее время одновременно реализуются несколько путей развития технологического уклада в растениеводстве - мелкосерийное производство на непрофильных заводах, покрытие дефицита в технике за счет импорта и увеличение эффективности за счет создания новых сортов, гибридов и ГМ-растений. Мелкосерийное производство не может быть достаточно обеспечено научным сопровождением, что исключает появление на рынке надежной и эффективной техники. Применение импортных машин имеет ряд крайне негативных сторон: высокая стоимость техники при низкой технологической эффективности, завышенный расход топлива энергетических средств, дорогое сервисное обслуживание, отсутствие технико-технологических, социальных и экономических условий применения. Движение по пути создания средств механизации мелкими сериями и покрытие потребностей за счет импортных машин может привести к развитию системного кризиса в растениеводстве, утрате страной технологической самостоятельности. Данные направления возникли в условиях пренебрежительного отношения к научному знанию в области механизации технологий растениеводства. Создание новых сортов и гибридов, а также применение генномодифицированных растений повышают биологический потенциал возделываемых растений, но не создают условий для его реализации. Этот путь может быть эффективным только в условиях развитой системы механизации полеводства. Азово-Черноморским инженерным институтом в г. Зернограде на основе теоретических изысканий и результатов эксперимента было установлено, что технико-технологическая часть пути развития возможна через разработку способов увеличения уровня реализации биологического потенциала возделываемых растений, начальный этап реализации которого лежит в плоскости создания посевных машин нового поколения.
Ключевые слова
В работе отражены обобщающие результаты экспериментальных исследований и литературного анализа, на основе которых представлен новый способ расчета систем подрессоривания кабин самоходных транспортно-технологических машин на примере зерноуборочных комбайнов. Показано, что современные зерно- и кормоуборочные комбайны имеют достаточно высокий уровень вибронагруженности рабочего места оператора. С помощью спектрального анализа колебаний в местах установки кабины выявлены несимметричные динамические нагрузки, определяющие особенности функционирования системы подрессоривания данного класса машин. Полученные результаты достаточно хорошо согласуются с общей теорией гибридных динамических моделей, в рамках которой подрамник кабины может быть представлен как элемент, испытывающий изгибные и крутильные упругие деформации. В связи с этим проведен обзор работ, направленных на изучение упругих свойств несущей системы транспортно-технологических машин различных типов и дано описание колебательного процесса под опорами защищаемых от вибрации объектов. Показано, что учет упругих свойств несущей конструкции в динамических моделях машин позволяет значительно повысить их адекватность. На основе проведенного анализа определен алгоритм учета упругих свойств несущей системы самоходных машин. Такой подход позволит проводить предпроектные расчёты систем подрессоривания кабин с учетом особенностей и мод колебаний несущей системы, а также упруговязких характеристик виброизолирующих опор.
Ключевые слова
Использование углекислотной промывки позволит сократить время реакции. Рассмотрены возможности улучшения качества синтезируемого биотоплива из растительной биомассы. Биодизельное топливо получали по реакции пере-этерификации в присутствии щелочного катализатора, остатки которого необходимо удалять, так как возможна коррозия топливной системы дизельного двигателя. Представлена классификация основных способов очистки, которые разделили на три группы: мокрый, сухой, ферментный. Наиболее перспективным представляется очистка мокрым способом с использованием кислот. Целью исследований является проверка возможности очистки биодизельного топлива от щелочного катализатора различными кислотами: ортофосфорной кислотой и углекислотой. Установлено, что эффективным способом очистки является использование углекислого газа, который не требует дополнительной промывки водой, по сравнению с классической промывкой биотоплива ортофосфорной кислотой. Для этого синтезируемое биотопливо промывали водой и его качество оценивали по показателю рН водной вытяжки. В результате исследований установлены значения рН водных вытяжек неочищенного (10,2), очищенного биотоплива углекислым газом (6,8) и ортофосфорной кислотой (2,5). При использовании неочищенного топлива требуется наибольшее количество промывок водой, при этом рН водной вытяжки снижается до 8,2; при использовании биотоплива, очищенного ортофосфорной кислотой, количество промывок снижается и рН повышается до 6,8; при использовании биотоплива, очищенного углекислотой, рН достигает значения 6,8 уже после первой промывки. Таким образом, эффективным способом очистки является использование углекислого газа, который не требует дополнительной промывки водой, по сравнению с классической промывкой биотоплива ортофосфорной кислотой, кроме того, позволит сократить время реакции.
Ключевые слова
Предметом исследований являются параметры импульсного магнитного поля, при которых оно оказывает оптимальное стимулирующее воздействие на семена чечевицы. Цель работы - повышение эффективности выращивания чечевицы за счет стимуляции семян импульсным магнитным полем. Для проведения эксперимента разработана лабораторная установка, позволяющая создавать импульсное магнитное поле в диапазоне от 10 Гц до 2 кГц. В экспериментах исследовались три фактора, влияющих на прорастание семян чечевицы: частота магнитного поля, время стимуляции семян, время выдержки перед посевом. Семена, обработанные в магнитном поле, проращивались на влажной салфетке в герметичном контейнере, а также выращивались в грунте в кассетах для рассады. Приведены результаты исследований при изменении фактора - частоты магнитного поля, составляющей 10 Гц, 30 Гц и 50 Гц. Фактор времени стимуляции составил 1 минуту. Проращивание семян осуществлялось без выдержки времени. Анализ средней длины проростков показал лучшие результаты у семян, обработанных в магнитном поле. При частотах магнитного поля 10 Гц, 30 Гц и 50 Гц средняя длина составила соответственно 41,76 мм, 43,30 мм и 42,09 мм. На контроле средняя длина составила 34,92 мм. Коэффициент вариации разности длины проростков при частоте магнитного поля 10 Гц составил 56,1%, при частоте 30 Гц - 44%, при частоте 50 Гц - 42,1% и на контроле - 51,8%. Анализ средней длины растений, выращенных в грунте, также показал лучшие результаты у семян, обработанных в магнитном поле. Таким образом, стимулирование семян в магнитном поле оказывает положительный эффект, способствующий увеличению интенсивности и дружности их прорастания и дальнейшему росту растений.
Ключевые слова
Для очистки воздуха от содержащейся в нем пыли на двигателях применяются воздушные фильтры, которые при работе в условиях сильной запыленности, что особенно актуально для сельскохозяйственных машин, снижают износ деталей двигателя в 1,5-2 раза. Для предотвращения преждевременного забивания воздушного фильтра на сельскохозяйственных машинах применяются предочистители воздуха. Удаление пыли из предочистителей в свою очередь происходит автоматически за счет выхлопных газов посредством струйного эжектора, установленного в глушителе двигателя. При проектировании и установке эжекционного отсоса пыли следует учитывать не только создаваемое им разряжение в патрубке, подведенном к предочистителю, но также и повышение противодавления системы выпуска выхлопных газов. Таким образом, целью данной работы является повышение эффективности эжекционного отсоса пыли из предочистителя воздухозаборника выхлопными газами двигателя сельскохозяйственной машины. В статье приведена методика по моделированию процесса эжекционного удаления пыли из предочистителя воздушного фильтра двигателя с помощью системы вычислительной гидрогазодинамики. Также даны рекомендации по необходимым начальным и граничным условиям для проведения численного моделирования. Продемонстрированы результаты твердотельного моделирования процесса эжекционного отсоса пыли. Проведено сравнение результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований системы выпуска выхлопных газов и эжекционного отсоса пыли. На основании полученных результатов были подобраны оптимальные геометрические параметры струйного эжектора, обеспечивающие эффективный отсос пыли без превышения допустимой величины противодавления системы выпуска выхлопных газов. Применение численного моделирования эжекционного отсоса пыли для выбора оптимальных параметров эжектора на этапе проектирования самоходных сельскохозяйственных машин в итоге сокращает время на их доработку и выпуск в серийное производство. Данный подход успешно применяется при разработке и проектировании самоходных сельскохозяйственных уборочных машин на ОАО «Гомсельмаш».
Ключевые слова
В работе рассматривается один из методов проектирования и оптимизации механизмов подъема на примере капота косилки самоходной на гусеничном ходу, выпускаемой ОАО «Гомсельмаш». Рассматривается механизм подъема капота с использованием газовых пружин. Такие механизмы, в процессе эксплуатации или обслуживания машин механизатором, позволяют снизить усилие на рукоятке при переводе его из одного положения в другое до комфортной величины. Для этого создана математическая модель рычажного механизма, выполненная с использованием векторного способа описания рычажных механизмов, выполнен силовой анализ и расчет характеристики открывания. При формировании характеристики изменения уравновешивающей силы на рукоятке капота учтена реальная сила на газовой пружине с учетом гистерезиса. Предложены критерии подбора параметров механизма открывания, использование которых обеспечивает оптимальное проектирование. По результатам исследования выявлено, что жесткость самого капота и мест установки пружины на раме оказывает большое влияние на характеристику изменения уравновешивающей силы на рукоятке капота кроме сил трения и гистерезиса самой пружины. В пределах упругой деформации элементов крепления газовых пружин происходит изменение плеча силы действия газовой пружины. В случае установки газовых пружин с использованием малых плеч это приводит к значительному изменению конечной характеристики изменения силы на рукоятке. Увеличение жесткости элементов конструкции не всегда рационально, так как ведет к увеличению материалоемкости изделия. В связи с вышесказанным на этапе проектирования предлагается оценивать влияние жесткости конструкции капота и элементов крепления газовых пружин на расчетную характеристику уравновешивания и при необходимости корректировать расположение газовых пружин с учетом деформаций всей конструкции.
Ключевые слова
Работа направлена на исследование эффективности средств автоматического повторного включения (АПВ) воздушных линий (ВЛ) 10 кВ в сопоставлении с причинами повреждения данных линий и влиянием применения АПВ на значение недоотпуска электроэнергии потребителям. В качестве материалов исследования использованы статистические данные по результативности АПВ ВЛ-10 кВ, установленных на отходящих линиях от подстанций (ПС) в Орловской области. Также анализировались статистические данные за несколько лет о причинах повреждений ВЛ-10 кВ и данные о недоотпуске электроэнергии потребителям. Установлено, что в среднем эффективность АПВ ВЛ-10 кВ оказывается ниже, чем указывается в литературных источниках. Выявлены основные причины снижения эффективности АПВ. Одной из причин являются виды повреждений ВЛ, так как АПВ может быть эффективным только при неустойчивых повреждениях. Также причиной снижения эффективности АПВ является состояние выключателей, в основном маломасляных, установленных в ячейках отходящих ВЛ-10 кВ на ПС. Большая часть из них установлена более 15-20 лет назад. Поэтому часто АПВ на таких выключателях выведено из работы. Результаты исследования позволяют оценить эффективность средств автоматизации электрических сетей 10 кВ, определить задачи совершенствования эксплуатации электрических сетей и повышения эффективности АПВ для совершенствования надежности электроснабжения сельских потребителей. Показано, что повышение эффективности АПВ позволит сократить недоотпуск электроэнергии потребителям, повысить надежность их электроснабжения за счет сокращения времени перерывов в электроснабжении.
Ключевые слова
Эффективность животноводства зависит от процесса рационального содержания животных, которое в значительной мере определяется наличием оптимального микроклимата в помещениях. Без создания необходимых условий микроклимата животные не в состоянии сохранить здоровье и проявить свои потенциальные производительные способности. Одним из наиболее важных показателей микроклимата является освещение. Биологическое влияние на организм человека и животных сводится к световому и фотопериодическому воздействиям. Первое сводится к зрительным ощущениям человека и животного, позволяющим ориентироваться в окружающем пространстве. Фотопериодическое действие выражается в том, что при разном чередовании и длительности периодов освещения и темноты проявляется влияние на развитие животных и птицы. К светотехническим параметрам, определяющим световое воздействие, относятся уровень освещенности и его спектральный состав, а к фотопериодическому действию - продолжительность светового дня и режим освещения. Последние исследования ученых показывают, что кроме уровня освещенности на биоритмы человека и животных существенное влияние оказывает цветовая температура источников света. Чем выше значение коррелированной цветовой температуры, тем большее значение имеет функция относительной степени воздействия света произвольного спектра на циркадный ритм человека, а именно на функцию подавления выработки мелатонина. Правильно подобранная для биоритмов человека цветовая температура источников света позволяет улучшить самочувствие, повысить работоспособность и внимание. Это также может увеличить продуктивность животных и птицы, повысить сохранность поголовья и улучшить качественные показатели продукции. По мнению многих ученых, наиболее оптимальными являются осветительные установки, повторяющие динамику естественного спектра света в течение дня. Такие установки оказывали бы разное биологическое воздействие в течение суток и синхронизировали бы это воздействие с естественным светом.
Ключевые слова
При доработке корнеклубнеплодов в помещениях овощехранилищ рабочие дышат воздухом с содержанием в нем пыли до 22 мг/м3 при ПДК - 8-9 мг/м3, на долю заболеваний органов дыхания приходится свыше 40% от общего числа заболеваний по всем нозологическим формам. Для эффективного подавления пыли мелкодисперсной жидкостью возникает необходимость определенных условий, при которых частицы почвенной пыли должны соответствовать размерам капель жидкости. Пылеобразование зависит от многих факторов, основными из которых являются размеры, форма и масса почвенных частиц. При известной толщине слоя корнеклубнеплодов и их удельной массе определяется удельный расход и продолжительность подачи мелкодисперсной жидкости. Для подтверждения теоретических и экспериментальных исследований были проведены производственные опыты в овощехранилище при доработке корнеклубнеплодов на разработанной нами установке, в результате которых была подтверждена оптимальная высота расположения распылителей для равномерного распределения мелкодисперсной жидкости и ее максимального поглощения почвенной пылью. Установлено влияние процентного содержания почвы в ворохе корнеклубнеплодов, толщины слоя корнеплодов и продолжительность подачи мелкодисперсной жидкости на количество содержания почвенной пыли в воздухе рабочей зоны. Выяснилось, что основное влияние на содержание почвенной пыли в воздухе оказывает не только время подачи мелкодисперсной жидкости, но и влажность почвы, содержащейся в корнеклубнеплодах. Также мы рассчитали расход жидкости через один распылитель и время поглощения влаги почвой для миниминизации увлажнения корнеклубнеплодов. Таким образом, результаты производственных опытов подтверждают необходимость использования системы гидроподавления для снижения запыленности воздуха в помещениях овощехранилища при доработке корнеклубнеплодов. Следовательно, гидроподавление почвенной пыли на линиях доработки корнеклубнеплодов обеспечивает эффективное снижение запыленности воздуха рабочей зоны до нормативных ПДК и ниже, что, безусловно, ведет к улучшению условий и охраны труда работающих.
Ключевые слова
Целью настоящей работы является получение дополнительных сведений о негативном влиянии опасных производственных объектов (ОПО), необходимых для разработки соответствующих защитных мероприятий. В последней редакции закона об ОПО отмечается, что если на ОПО требуется отступление от требований промышленной безопасности или последних недостаточно, необходима разработка нового документа «Обоснование безопасности ОПО», содержащего, в том числе, и сведения о результатах оценки риска аварии на ОПО и связанной с ней угрозы, что подтверждает актуальность энергетической оценки ОПО, содержащих воспламеняющиеся и горючие вещества. Для проведения исследований изучили величину потенциальной энергии, выделяемой при сгорании некоторых воспламеняющихся и горючих веществ, находящихся на ОПО I класса опасности, которая может существенно воздействовать на окружающую и производственную среду. Анализ показателей пожарной опасности таких горючих газов, как водород, метан и аммиак, показал, что энергетический потенциал данных веществ изменяется в довольно широких пределах и отличается друг от друга более чем в 1,7 раза, а энергетический потенциал горючих жидкостей ОПО этого же класса опасности превышает в 40-100 раз энергетический потенциал горючих газов. При взрыве горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей в одинаковом замкнутом объеме минимальная величина избыточного давления в сравнении с другими воспламеняющимися и горючими веществами ОПО I класса опасности будет у паров ацетона, но его величина будет настолько велика, что вызовет полное разрушение конструкций близлежащих зданий. Этот анализ показал, что некоторые объекты II класса опасности, например, ОПО с горючими газами в объемах незначительно меньших, чем у первого класса опасности, представляют большую опасность, чем объекты I класса опасности. Поэтому при разработке паспортов безопасности ОПО, планов локализации и ликвидации последствий аварий необходимо проводить их энергетическую оценку.