Том 90, № 6 (2023)

Новые машины и оборудование

Разработка воздушно-шнекового устройства для сушки, очистки и охлаждения зерна

Шепелёв С.Д., Ческидов М.В., Чирков Г.Н.

Аннотация

Обоснование. Для обеспечения качественной и безопасной сушки зерна необходимы правильный выбор сушилки и рациональное обоснование параметров процесса сушки. Разработка современных конструкций машин для сушки и очистки зерна является актуальной задачей.

Цель работы — анализ процесса сушки и очистки зерна и обоснование конструкции устройства для сушки, охлаждения и одновременной очистки зерна.

Материалы и методы. Для исследования процесса сушки и очистки зерна проведены анализ литературных источников и патентный поиск. Для обоснования конструкции устройства для сушки, охлаждения и одновременной очистки зерна были изучены перспективные машины для послеуборочной обработки зерна.

Результаты. Рассмотрены различные методы сушки зерна и проведен анализ с целью определения их эффективности и применимости. Существует риск возникновения проблем, связанных с неправильной сушкой зерна и негативных последствиях для сохранности зерна и его дальнейшей переработки. Для своевременной и качественной очистки и сушки зерна предлагается инновационная конструкция — мобильная воздушно-шнековая сушилка для зерна. Данное устройство проводит очистку зерна от легких сорных примесей с помощью воздушного потока и съем поверхностной влаги из зерна благодаря продуванию его нагретым воздушным потоком. В статье подробно описана конструкция и принцип действия сушилки. Приводятся результаты предварительных экспериментов, подтверждающих работоспособность сушилки.

Заключение. Применение мобильных установок для сушки зерна является актуальным направлением в сельском хозяйстве. Использование сушилки с предлагаемой конструкцией позволит эффективно проводить послеуборочную обработку зерна. Установлено, что за один проход съем влаги составил 4…5 %. Полученные результаты позволяют рекомендовать сушилку для использования в крестьянско-фермерских хозяйствах.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):499-504
pages 499-504 views

Теория, конструирование, испытания

Методика синтеза закономерностей распределения мощности между ведущими колёсами полноприводных автомобилей сельскохозяйственного назначения

Келлер А.В., Попов А.В.

Аннотация

Обоснование. Для развития сельского хозяйства, играющего важную роль в экономике страны, необходимы полноприводные грузовые автомобили, способные взаимодействовать с различными машинами и агрегатами, выполняя операции на бездорожье и дорогах общего пользования. Опыт их эксплуатации на агропредприятиях показывает, что серийные системы распределения мощности в трансмиссиях не учитывают весь спектр факторов, влияющих на движение автомобилей, что снижает эффективность их использования.

Цель работы — разработка методики синтеза закономерностей распределения мощности между ведущими колёсами полноприводных грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения.

Методы. На основе методов системного анализа, многокритериальной оптимизации, регрессионного и корреляционного анализа предложена поэтапная методика синтеза базовых закономерностей распределения мощности между ведущими колёсами полноприводного автомобиля и их адаптации к реальным условиям движения. В основу исследования положены базовые закономерности распределения мощности, адаптированные к условиям функционирования полноприводного грузового автомобиля.

Результаты. Методика синтеза закономерностей распределения мощности рассмотрена постадийно, на основе многокритериальной оптимизации. Установлены конструктивные и эксплуатационные факторы, задающие параметры движения по дорогам всех типов и местности. Выявлены базовые закономерности распределения мощности, обеспечивающие эффективность, надёжность и безопасность автомобиля. В зависимости от функций полноприводные грузовики условно разделены на 4 группы со своими показателями и критериями эффективности. На основании проведённого исследования сформулированы 4 задачи оптимизации.

Заключение. Авторами разработана методика определения закономерностей распределения мощности между ведущими колёсами полноприводных грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения и их адаптации к условиям движения. Основные стадии методики: постановка задачи оптимизации; вычислительная процедура и определение базовых закономерностей распределения мощности; адаптация базовых закономерностей и оценка эффективности решений. Установлено, что при моделировании движения полноприводных грузовиков по маршруту достаточно воспользоваться дифференциальными уравнениями прямолинейного движения.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):505-514
pages 505-514 views

Результаты производственной проверки макетного образца орудия с активным приводом ротационных рабочих органов с оценкой агротехнических показателей

Кравченко Р.И.

Аннотация

Обоснование. Модернизация с целью улучшения конструкции и повышения качества работы кольцевых рабочих органов, достигается за счет изменения конструктивных параметров (использования режущих ножей эллипсоидальной формы, устанавливаемых на ступице посредством спиц). Однако, принцип работы указанными рабочими органами остается малоизученным и требует проверки в полевых условиях с целью изучения качественных показателей работы для улучшения операций поверхностной обработки почвы и, как следствие, дальнейшего повышения урожая зерновых культур.

Цель работы — проверка в полевых условиях разработанного макетного образца орудия и установление соответствия полученных показателей агротребованиям, предъявляемым к предпосевной обработке почвы и пара.

Материалы и методы. Полевые исследования орудия и оценка показателей выполнены в соответствии со стандартами: «ГОСТ 20915–2011», «СТ РК 1559–2006». При проведении исследований соблюдались следующие требования: почва обрабатывалась на глубину h = 5..6 см, угол атаки β=40°, λ = 0,9…0,96, υ = 9…10 км/ч. В соответствии с приведёнными нормативными документами определялись качественные показатели работы орудия.

Результаты. По итогам полевых исследований установлено, что после прохода агрегата на поверхности поля остается менее 98,18–98,26%, сорняков. При этом с целью недопущения возникновения ветровой эрозии на поле сохраняется порядка 64,45% стерни, одновременно выравнивая поверхность поля – показатель крошения равен 84,46–83,87% и гребнистость поверхности поля 1,41–1,63 см. Гребни на дне образуемых борозд не более 1,6–1,81 см. Содержание ЭОЧ при выполнении операций поверхностной обработки почвы сократилось на 4,22–4,43% в сравнении с результатами до проведения полевых исследований.

Заключение. По полученным данным показателей качества работы следует, что применение орудия с данными рабочими органами способно повысить качество работы при проведении предпосевной и паровой обработок почвы.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):515-522
pages 515-522 views

Разработка оптимизационных математических моделей для принятия компромиссных решений по эффективности парка сельскохозяйственных мобильных энергетических средств

Зубина В.А., Годжаев Т.З., Малахов И.С.

Аннотация

Обоснование. Структуризация и выбор компромиссного решения из множественного числа противоречивых критериев облегчает лицу, принимающему решение (ЛПР) на стадии проектирования определение конструктивных характеристик и взаимосвязанных с ними выходных воздействий.

Цель работы — разработка наиболее значимых критериев для решения задачи многокритериальной оптимизации эффективности парка мобильных энергетических средств (МЭС) в условиях цифровизации сельского хозяйства.

Материалы и методы. В основе анализа лежит обзор научных публикаций и других источников информации по разработке НИОКР, направленных на создание интеллектуальных транспортно-технических средств и совершенствование методического и программного обеспечения многокритериальных оптимизационных расчётов эффективности парка МЭС. В ходе настоящего исследования использованы методы научного обобщения и статистической обработки имеющихся информационных и аналитических материалов по отечественным и зарубежным источникам.

Результаты. В результате анализа были выбраны наиболее предпочтительные критерии оптимизации парка МЭС, сформирован перечень варьируемых параметров для дальнейшего решения задачи оптимизации.

Заключение. Практическая ценность настоящей работы заключается в определении главенствующих критериев оптимизации парка МЭС, с целью проведения последующих оптимизационных расчетов.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):523-529
pages 523-529 views

Законы управления индивидуальным тяговым электроприводом фронтального погрузчика

Гартфельдер В.А., Стадухин А.А., Мокрецов Н.А.

Аннотация

Обоснование. Работа технологических машин сопряжена с постоянным буксованием ведущих колёс, что может привести к повышенному износу шин и повреждению почвы. Это обуславливает актуальность исследований, направленных на изучение и уменьшение буксования.

Цель работы — анализ рассматриваемых стратегий управления индивидуальным тяговым электроприводом фронтального погрузчика с точки зрения буксования ведущих колёс.

Материалы и методы. В статье рассмотрены три стратегии управления индивидуальным тяговым электроприводом фронтального погрузчика: исходная, с одинаковыми степенями использования электродвигателей колес (стратегия 1), имитация блокированного привода (стратегия 2), а также предложен вариант организации противобуксовочной системы (стратегия 3). С использованием имитационной компьютерной модели динамики был исследован рабочий процесс фронтального погрузчика при выполнении бульдозерных операций и при разгоне.

Результаты. Получено, что при бульдозировании применение стратегии 2 позволяет обеспечить практически одинаковый коэффициент буксования ведущих колес, что потенциально позволяет уменьшить износ шин и расход топлива (по сравнению со стратегией 1). Применение стратегии 3 в таких условиях оказалось нецелесообразно, так как ограничение буксования в данном случае ограничит и скорость выполнения операции. Моделирование процесса разгона фронтального погрузчика продемонстрировало некоторое преимущество стратегии 3 перед остальными по затраченной энергии.

Заключение. По результатам исследования определено, что при выполнении фронтальным погрузчиком тяжелых технологических операций, таких как бульдозирование, рационально использовать стратегию управления 2, которая имитирует блокированную трансмиссию. В случае процесса разгона, который характерен для выполнения транспортных операций и движения по дорогам общего пользования, эффективно использование стратегии 3.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):531-541
pages 531-541 views

Качество, надёжность

Вибронагруженность штанг самоходного опрыскивателя на шинах сверхнизкого давления

Прядкин В.И., Колядин П.А.

Аннотация

Введение. В настоящей статье приведены результаты экспериментальных исследований вибронагруженности штанг самоходного опрыскивателя, оборудованного шинами сверхнизкого давления 1020×420-18 модели Бел-79 при проезде через единичные искусственные неровности. По результатам проведенных испытаний получены зависимости влияния максимальных вертикальных ускорений на навеске штанг от скорости движения при различном давлении воздуха в шинах и уровнях заправки бака опрыскивателя технологической жидкостью. Установлено, что снижение заполнения емкости технологической жидкостью и увеличение скорости движения самоходного опрыскивателя позволило увеличить уровень колебаний на штангах опрыскивателя пропорционально относительно полной заправки. При переезде самоходного опрыскивателя через искусственные неровности с раскрытыми в рабочем положении штангами, расположенными на расстоянии 700 мм от опорной поверхности, во всем диапазоне скоростей движения от 3 м/с до 12 м/с, амплитуда колебаний на концах штанг не превышала 80 мм.

Цель работы — экспериментальная оценка влияния эксплуатационных параметров мобильного энергетического средства, оборудованного шинами сверхнизкого давления, на вибронагруженность штанг опрыскивателя.

Материалы и методы. Приведены методики лабораторно-полевых исследований по проезду мобильного энергетического средства, оборудованного штанговым опрыскивателем, через искусственные неровности. Максимальные вертикальные ускорения на навеске штанг опрыскивателя определялись при помощи приборного комплекса «АССИСТЕНТ TOTAL», состоящего из измерительного блока с анализатором вибрациии вибропреобразователя АР38Р.

Результаты. Получены зависимости влияния давления воздуха в шинах сверхнизкого давления и скорости движения МЭС-600 на уровень колебаний штанг опрыскивателя при движении по искусственным единичным неровностям. Минимальный уровень колебаний на штангах при различном давлении воздуха в шинах и различной степени заправки емкости достигается при скорости движения МЭС 9 м/с. Самым вибронагруженным для штанг опрыскивателя является режим движения в порожнем состоянии.

Выводы. Минимальный уровень колебаний на штангах опрыскивателя имеет место в диапазоне скоростей 7,5–10,5 м/с. При снижении давления воздуха в шинах с 80 кПа до 20 кПа вибронагруженность штанг снижается в 2,8 раза. Увеличение вибронагруженности имеет место в диапазоне уровня заполнения бака опрыскивателя от 50% до порожнего состояния. При движении по единичным неровностям в диапазоне скоростей от 3 м/с до 12 м/с штанги опрыскивателя устойчиво находились в горизонтальном положении, интенсивных колебаний и резонансных режимов секций штанг не наблюдалось.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):543-550
pages 543-550 views

Диагностирование гидроцилиндров строительно-дорожных машин с помощью гидравлического подпора

Миллер А.П., Пугин К.Г.

Аннотация

Обоснование. Эффективность эксплуатации гидрофицированных машин существенно зависит от наличия современных методов и средств диагностирования машин в целом и гидравлических систем в частности. Изменяющиеся при эксплуатации параметры гидравлических систем технологических машин оцениваются различными диагностическими методами, обладающими определенными преимуществами и недостатками. Выбор методов диагностирования существенно зависит от типа, назначений и условий эксплуатации, а также от оснащенности эксплуатационных подразделений средствами диагностики.

Цель работы — разработка нового метода диагностики гидроцилиндров. Применить аппаратно-диагностический комплекс для испытаний гидроцилиндра; провести анализ графиков зависимости давления от времени, а также выявить основной диагностический показатель, характеризующий техническое состояние гидроцилиндра.

Материалы и методы. В качестве диагностических показателей, используемых для диагностики технического состояния гидравлических систем и отдельных элементов, в настоящее время, используются: давление, расход и температура рабочей жидкости. Изменение этих показателей позволяет судить о состоянии гидросистемы строительной машины. Однако, указанные показатели помогают оценить существующее состояние и, как правило, не дают возможности оценить остаточный ресурс элементов гидросистемы.

Результаты. Техническое состояние и остаточный ресурс гидроцилиндров можно определить путем сравнения угла повышения давления на эталонном и на испытуемом гидроцилиндре. Угол повышения давления при организации подпора в сливной линии может быть диагностическим параметром при определении технического состояния гидроцилиндра и позволяет определить изменение его технического состояния.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в определении технического состояния гидроцилиндра при совместном использовании аппаратно-диагностического комплекса и разработанного метода диагностики. Предлагаемый метод оценки технического состояния позволяет оценивать ресурс гидроцилиндров, как на стенде, так и при выполнении производственных процессов на машине. Это позволяет сократить время простоя машин, а также уменьшаеть расход денежных средств на их обслуживание и ремонт.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):551-559
pages 551-559 views

Экономика, организация и технология производства

Механизм совершенствования управления процессом технического обслуживания и ремонта с применением нейросетевой технологии

Шимохин А.В., Кирасиров О.М.

Аннотация

Обоснование. Все еще остается значимой степень износа на сухопутном транспорте транспортной отрасли и в сельскохозяйственной технике, что подтверждает актуальность дальнейшего совершенствования организации технического сервиса. С этим связана технической задачи разработки механизма совершенствования процесса технического сервиса с использованием современных цифровых технологий.

Цель работы — определение параметров для разработки механизма принятия качественных управленческих решений в процессе технического обслуживания и ремонта изделий в условиях планово-предупредительной системы ремонта с применением технологии нейронных сетей.

Материалы и методы. Моделирование исследуемого процесса с помощью предлагаемой нейронной сети выполнено в программе Deductor. Построенная модель нейронной сети содержит один скрытый слой с 10 нейронами. В качестве функции активации в нейронах модели нейронной сети использовалась сигмоидная функция. Для решения поставленных задач применялись методы и понятия математической статистики и теории алгоритмов.

Результаты. Для выявления необходимости управленческого воздействия на процессы технического обслуживания и ремонта изделия предложен коэффициент вариации цикла. Предлагаются значения коэффициента, которые характеризуют стабильность процесса ремонта и технического обслуживания изделия. На основе этих значений представлена блок-схема механизма совершенствования процесса технического сервиса. Рассмотрен инструмент индустрии 4.0 — нейронные сети. Проведённое на примере вибродиагностики подшипникового узла моделирование показало, что нейронные сети могут распознавать дефекты по амплитудно-частотной характеристики вибросигнала, то есть интерпретировать диагностическую информацию, что может быть критично в условиях отсутствия эксперта. Научная новизна исследования заключается в представлении значений коэффициента вариации цикла для принятия управленческих решений в процессах технического обслуживания и ремонта, а также в получении результатов моделирования работы нейронной сети, которые подтвердили возможность их использования для интерпретации диагностической информации, предоставляющейся в виде различных спектрограмм.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования предложенной нейронной сети для разработки системы анализа диагностической информации в условиях отсутствия экспертов и применении предлагаемых значений коэффициента вариации цикла для принятий решений в управлении техническим сервисом и ремонтом.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):561-573
pages 561-573 views

Исследование эффективности нагрева воды в режиме кавитации на начальном этапе приготовления зерновой патоки

Нечаев В.Н., Алёшкин А.В., Савиных П.А.

Аннотация

Обоснование. Зерновая патока — ценный источник переваримого протеина и кормового сахара для сельскохозяйственных животных. На начальном этапе производства данной кормосмеси существующие устройства и схемы нагрева воды недостаточно эффективны. В этой связи разработано новое устройство для ускоренного нагрева воды пассивного типа.

Цель работы — оценка эффективности применения кавитатора для нагрева воды в установке для производства зерновой патоки.

Методы. Для проведения исследований кавитатор, выполненный в виде конуса с лепестками, угол раствора которого 16°8ʹ, смонтирован в стеклянной трубе нагнетательной ветви водяного контура установки для приготовления зерновой патоки. Лепестки во время проведения опытов устанавливались в трубу прямыми или отогнутыми на 15°. В лабораторных условиях проводился сравнительный эксперимент по нагреву воды объемом 50 л, начиная со значения ее температуры 20°С и через каждый градус до 30°С, как с кавитатором, так и без него. Критериями эффективности процесса выступали: время и удельные энергозатраты нагрева воды.

Результаты. В результате проведенных исследований установлены значения критериев эффективности процесса нагрева воды с использованием кавитатора и без него. Получены линейные зависимости температуры воды от времени нагрева. Показано, что создаваемый эффект кавитации за основанием конуса не стабилен, но, все-таки, более интенсивный за конусом с прямыми лепестками. Отмечено, что коэффициент гидравлического сопротивления для кавитатора с отогнутыми на 15° лепестками больше на 10%, чем с прямыми.

Заключение. Использование кавитатора при нагреве воды на начальном этапе приготовления зерновой патоки повышает эффективность процесса на 20%.

Тракторы и сельхозмашины. 2023;90(6):575-583
pages 575-583 views


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах