Том 33, № 3 (2023)

Обложка

Весь выпуск

Агроинженерия

Результаты исследований усовершенствованной сошниковой группы посадочной машины

Сибирев А.В., Дорохов А.С., Пономарев А.Г., Зернов В.Н., Петухов С.Н., Аксенов А.Г.

Аннотация

Введение. Конструктивные схемы сошников и в целом сошниковых групп картофелесажалок в статье обосновываются исходя из морфологических особенностей картофельного растения, его требований к условиям произрастания и обеспечения качественного выполнения технологического процесса посадки. Назначение сошниковых групп – формирование ложа для размещения посадочных клубней с рыхлой прослойкой почвы в 5–8 см и заделка их разрыхленной почвой на определенную глубину.
Цель статьи. Разработать технологическую схему и обосновать конструктивные параметры сошниковых групп картофелепосадочных машин, наиболее полно удовлетворяющих требованиям условий произрастания картофельного растения.
Материалы и методы. Выполнен сравнительный анализ силовой оценки бороздо-раскрывающих рабочих органов, определены качественные показатели выполнения технологического процесса посадки. Разработана экспериментальная конструкция сошниковых групп картофелесажалок с системой копирования неровностей рельефа поля путем коррекции угла атаки сошника.
Результаты исследования. Экспериментальными исследованиями оптимизированы параметры подвески сошника, обеспечивающие автоматическое копирование неровностей микрорельефа поля глубиной до 20 см в пределах исходных требований на картофелепосадочные машины.
Обсуждение и заключение. Наиболее полно удовлетворяют требованиям к условиям произрастания картофельного растения сошники с индивидуальной плавающей подвеской и острым углом вхождения в почву. Автоматическое поддержание заданной глубины хода сошника в пределах исходных требований (±2 см) при неровностях микрорельефа поля до 20 см обеспечивает сошниковая группа с соотношением сторон подвески 150:200:400:400 мм.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):302-320
pages 302-320 views

Экспериментальные исследования высевающего аппарата зерновой сеялки СУБМ-3,6

Купряшкин В.Ф., Наумкин Н.И., Уланов А.С., Безруков А.В., Комолов А.Д., Антипов Ю.А.

Аннотация

Введение. Формирование условий для развития научно-технической деятельности и получения результатов, необходимых для создания технологий, продукции, товаров и оказания услуг, обеспечивающих независимость и конкурентоспособность отечественного агропромышленного комплекса, ‒ одна из главных задач обеспечения продовольственной безопасности страны. Наиболее важным и сложным для выполнения сельскохозяйственных операций является посев, осуществляемый посевными агрегатами и машинами, оснащенными высевающими аппаратами, подразделяющимися на механические, пневматические и пневмомеханические.
Цель статьи. Разработка экспериментального стенда и методики проведения экспериментальных исследований высевающего аппарата зерновой сеялки для построения математических моделей его производительности при высеве различных сельскохозяйственных культур: пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, вики.
Материалы и методы. Механический высевающий аппарат катушечного типа используется на одном из самых популярных и повсеместно применимых посевных агрегатах ‒ универсальной блочно-модульной сеялке СУБМ-3,6. Он позволяет обеспечить равномерность норм высева и точную глубину заделки семян. Данные показатели являются основными при оценке качества работы посевных агрегатов.
Рассмотрение конструктивных особенностей вышеуказанной сеялки ‒ важный этап при оценке ее производительности.
Результаты исследования. Одной из главных характеристик работы высевающих аппаратов является их производительность. Приведены исследования, направленные на построение математической модели зависимости производительности зернового высевающего аппарата от частоты вращения приводного вала рабочих органов (катушек) nк (мин–1) и длины вылета катушек lк (мм). Для этого, в соответствии с современными методами планирования эксперимента, были разработаны экспериментальный стенд и методика проведения экспериментальных исследований производительности высевающего аппарата.
Обсуждение и заключение. Полученные в результате экспериментальных исследований аналитические зависимости нормы высева от частоты вращения и длины вылета катушки позволят наиболее эффективно использовать работу высевающих зерновых катушечных аппаратов, что в свою очередь окажет влияние на выбор оптимальных режимов функционирования сеялки СУБМ-3,6.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):321-338
pages 321-338 views

Теоретическое обоснование основных параметров аксиальных устройств для вытирания семян трав

Мокиев В.Ю., Симонов М.В., Плотников С.А.

Аннотация

Введение. Проведя обзор литературных источников, нами установлено, что на данный момент не существует достоверных методик, позволяющих теоретически определять основные параметры аксиальных устройств для вытирания семян трав и нужно провести исследования для установления математической взаимосвязи между ними и показателями качества.

Цель статьи. Теоретически обосновать зависимость основных параметров аксиальных вытирающих устройств семян трав от требований по качеству получения семян трав посредством вытирания.
Материалы и методы. Совокупность заранее известных сведений по работе аксиальных вытирающих устройств с барабаном, с установленными на нем бичами, обзор работ авторов и собственные наблюдения рабочего процесса клеверотерки К-0,3 позволили установить основные предпосылки, на основе которых построен алгоритм решения поставленной задачи.
Результаты исследования. В результате теоретического рассмотрения движения частиц материала в рабочем пространстве барабанно-декового аксиально-роторного вытирающего устройства получена система математических уравнений. Решение полученной системы уравнений позволяет определить среднее значение скорости движения частиц в осевом направлении и количество воздействий, наносимых по ним бичами в процессе перемещения. Получено выражение, связывающее степень вытирания семян и основные параметры устройства: длину, количество бичей и направление их рифов, частоту вращения барабана.
Обсуждение и заключение. Выявлено, что один из главных показателей, такой как степень вытирания, имеет зависимость от длины рабочих органов устройств и от количества и направления установленных бичей на барабан. Полученные в результате исследования теоретические зависимости позволяют определить основные параметры аксиальных устройств для вытирания семян.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):339-355
pages 339-355 views

Пищевые системы

Разработка графического интерфейса приложения для системы технического зрения линии сортировки плодов

Юрин А.Н., Казакевич П.П.

Аннотация

Введение. В настоящее время интуитивно понятный графический интерфейс является обязательным компонентом современных программных продуктов, ориентированных на работу в сфере сельскохозяйственного производства.
Цель статьи. Повышение эффективности сортировки яблок посредством разработки графического интерфейса управления системой технического зрения для распознавания различных дефектов и сортировки яблок.
Материалы и методы. В работе авторами использовались методы анализа, перебора, сравнения и синтеза современных программных решений.
Результаты исследования. В результате исследований создано графическое приложение программного обеспечения блока управления системой технического зрения, содержащее все необходимые инструменты для управления и оптимизации затрат при сортировке яблок на три товарных сорта.
Обсуждение и заключение. Созданный графический интерфейс системы технического зрения использован в линии сортировки и фасовки яблок ЛСП-4, разработанной Научно-практическим центром Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства в 2020 г. и успешно прошедшей государственные приемочные испытания.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):356-372
pages 356-372 views

Технологии, машины и оборудование

Влияние марок гидравлических масел на полноту и точность диагностирования гидроагрегатов российского и зарубежного производства

Земсков А.М., Ионов П.А., Сенин П.В., Пьянзов С.В., Салмин В.В.

Аннотация

Введение. Заводы-изготовители российских и зарубежных объемных гидроприводов рекомендуют использовать для своих гидроагрегатов гидравлические масла (рабочую жидкость) определенных производителей: Lukoil, Gazpromneft, Mobil, Hydrau Gard, SHELL, Total и др. Масла имеют различные физико-химические свойства из-за разнообразного набора присадок в своем составе. Однако изменения данных свойств в процессе эксплуатации являются негативным фактором. В связи с этим физико-химические свойства рабочей жидкости будут оказывать влияние на определение параметров диагностирования, а именно на их точность и достоверность. Поэтому в стендовом оборудовании при контроле технического состояния объемных гидроприводов необходимо использовать гидравлическое масло, которое будет обеспечивать постоянство физико-химических свойств. Для выбора рабочей жидкости, позволяющей определять параметры диагностирования новых и имеющих наработку объемных гидроприводов российского и зарубежного производства с минимальной погрешностью, необходимо проведение экспериментальных исследований.
Цель статьи. Определить закономерности изменения параметров диагностирования новых и имеющих наработку гидроагрегатов российского и зарубежного производства в зависимости от температуры рабочей жидкости.
Материалы и методы. В качестве рабочей жидкости использовались гидравлические масла МГЕ-46В и SHELL TELLUS S2 V46, рекомендованные заводами-изготовителями для объемных гидроприводов ГСТ-90, ГСТ-112 и Danfoss Power Solutions серии 90 соответственно. За анализируемые параметры диагностирования былими в процессе эксперимента. Испытания проводили на специализированном стендовом оборудовании в соответствии с требованиями (методикой) заводов-изготовителей.
Результаты исследования. Экспериментальные исследования показали, что изменение температуры рабочей жидкости оказывает значительное влияние на точность диагностируемых параметров исследуемых гидроагрегатов. Установлено, что рабочая жидкость SHELL TELLUS S2 V46 позволяет достоверно определять диагностические параметры новых и имеющих наработку российских гидроагрегатов. Для рабочей жидкости МГЕ-46В получены оптимальные температурные диапазоны, равные 60…69 ºС, при испытании новых и имеющих наработку зарубежных гидро-агрегатов Danfoss Power Solutions серии 90.
Обсуждение и заключение. Установлено, что рабочая жидкость МГЕ-46В в оптимальных температурных диапазонах позволяет обеспечить полноту диагностирования новых и имеющих наработку российских и зарубежных гидроагрегатов с высокой точностью в соответствии с требованиями ГОСТ 17108 и заводов-изготовителей. Поэтому данное гидравлическое масло можно применять как универсальную рабочую жидкость для контроля технического состояния разномарочных гидроагрегатов на ремонтных предприятиях.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):373-387
pages 373-387 views

Оценка эффективности влияния трубчатого турбулентного аппарата на кинетику процессов получения полимеров

Мифтахов Э.Н., Мустафина С.И., Морозкин Н.Д., Насыров И.Ш., Мустафина С.А.

Аннотация

Введение. В условиях высокого спроса на полимерную продукцию ведется постоянная модернизация технологических процессов ее производства, огромная доля которого основана на применении микрогетерогенных каталитических систем. Физико-химические свойства полимерной продукции можно улучшить с помощью целенаправленного гидродинамического воздействия в турбулентных потоках. Исследование возникающих физико-химических закономерностей процессов синтеза полимерной продукции в присутствии модифицированных каталитических систем вызывает большой интерес.
Цель статьи. Оценка эффективности гидродинамического воздействия в турбулентных потоках на характер неоднородности катализатора и кинетику процессов получения полимеров.
Материалы и методы. При исследовании процессов синтеза полимеров использован имитационный подход к модельному описанию системы, основанный на идее воспроизведения различных сценариев непрерывного производства и проведении необходимой эмпирической оценки. Для повышения скорости расчетов при имитационном моделировании используются технологии параллельного программирования и облачных вычислений.
Результаты исследования. Разработана методология решения обратных задач, которая позволяет на основе известной физико-химической информации определять влияние внешних факторов на кинетическую активность и неоднородность активных центров. Использование имитационного моделирования с применением технологии облачных вычислений позволяет однозначно идентифицировать характер кинетической неоднородности в условиях усреднения реакционной способности активных центров.
Обсуждение и заключение. Апробация нового имитационного подхода к решению обратной задачи позволила оценить эффективность влияния трубчатого турбулентного аппарата на кинетику процесса получения полиизопрена в присутствии титанового катализатора и идентифицировать наличие двух активных центров: тип АTi − lnM = 13,4, тип ВTi − lnM = 11,7, при этом доля активных центров типа АTi составляет 0,91; типа ВTi – 0,09. На основе полученных данных становится возможным проводить постановку и решение обратных задач идентификации кинетических параметров с целью дальнейшего модельного описания системы.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):388-402
pages 388-402 views

Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров

Чаплыгин М.Е., Жалнин Э.В.

Аннотация

Введение. В статье приведены результаты статистического анализа базовых технических параметров современных зерноуборочных комбайнов, образующих выборку из 150 моделей. Предложен новый комплексный критерий оценки технического уровня комбайнов под названием коэффициент гармоничности, по которому можно оценивать степень совершенства конструкции комбайнов и на его основе определять пути их совершенствования.
Цель статьи. Предложить методику расчета коэффициента гармоничности каждого комбайна и выявить направление его совершенствования, исходя из степени соответствия общемировым тенденциям. В статье продолжает развиваться идея гармонизации параметров комбайнов, изложенная в предыдущих публикациях по этой теме.
Материалы и методы. Применен статистический анализ с выявлением однородных статистических выборок по классам комбайнов от 4 до 12 кг/с.
Результаты исследования. На примере выборки из 16 моделей различных комбайнов рассчитаны коэффициенты гармоничности конструкции комбайнов. Применяемые статистические уравнения для расчетов параметров комбайнов отражают общемировые тенденции в развитии конструкций комбайнов и были названы теоретическими, которые затем сравнивались с фактическими параметрами комбайнов.
Обсуждение и заключение. Предложена методика цифровой оценки технического уровня зерноуборочных комбайнов, основанная на трех расчетных критериях: параметрическом индексе, регрессионных зависимостях между параметрами комбайна, отражающих общемировые тенденции их развития, и коэффициенте гармоничности конструкции по параметрам молотильно-сепарирующего устройства. Выявлена группа комбайнов с очень высоким коэффициентом гармоничности ‒ 0,93‒0,94. Это прежде всего немецкие машины фирмы Claas (Medion 340, Доминатор 150, Lexion 580), российские ‒ компании «Ростсельмаш» (TORUM 740) и американские ‒ фирмы Massey Ferguson (MF 7278). Выделяется большая группа комбайнов, которые имеют коэффициент гармоничности их конструкции по параметрам ниже 0,9, следовательно, у них есть резервы для совершенствования в соответствии с общемировыми тенденциями. К примеру, машина 5270 C-AL немецкой фирмы Fendt нуждается в увеличении мощности двигателя со 180 л. с. до 252 л. с., снижении площади подбарабанья с 1,3 до 0,81 м2, увеличении площади соломосепаратора с 5,7 до 7,2 м2 и уменьшении площади решет очистки с 6,0 до 5,4 м2.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):403-416
pages 403-416 views

Электротехнологии и электрооборудование

Исследование влияния режимных параметров ленточной ИК-сушилки на кинетику процесса сушки моркови

Гаврилов А.В., Гербер Ю.Б.

Аннотация

Введение. При конвективной сушке возникает противоречие между скоростью сушки и энергоэффективностью. Одно из решений этого противоречия ‒ использование адресного подведения энергии к продукту. Таким методом адресного подвода энергии является применение в процессе сушки электромагнитного излучения. ИК-излучение позволяет передать энергию непосредственно к продукту, избегая нагрева больших объемов промежуточного теплоносителя (сушильного агента).
Цель статьи. Получить коэффициенты логарифмической модели для расчета производительности ленточной ИК-сушильной установки для сушки моркови.
Материалы и методы. Исследования проводились на модульной ленточной ИК-сушилке с возможностью регулирования скорости ленты и мощности излучателей. Для описания процесса использованы стандартные модели зависимости относительного влагосодержания от времени сушки.
Результаты исследования. Анализ кривых скорости сушки показал наличие влияния экстремального характера скорости ленты на скорость сушки. При скоростях ленты выше 10 мм/с увеличение скорости приводит к увеличению продолжительности процесса сушки. Для описания кинетики процесса сушки при значениях мощности ИК-излучения 170, 300 и 450 Вт была использована логарифмическая модель, как наиболее адекватно описывающая экспериментальные данные.
Обсуждение и заключение. Рекомендуется использовать в сушилке данного типа скорость ленты около 10 мм/с. Полученные коэффициенты логарифмической модели используются для расчета производительности установки. Целесообразно получить аналогичные данные для определения рациональных параметров процесса сушки схожего плодово-овощного сырья и исследовать комбинированное влияние ИК- и СВЧ-излучения на кинетику и энергетику процесса сушки.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):417-434
pages 417-434 views

Результаты фотобиологических исследований по выращиванию салата под разноспектральными источниками излучения

Долгих П.П., Трепуз С.В., Ханипова В.А., Сенкевич О.В.

Аннотация

Введение. При выращивании растений по технологиям вертикального земледелия важным фактором, регулирующим энергетические процессы, является электромагнитное излучение облучателей с определенными длинами волн в оптическом диапазоне.
Цель статьи. Обоснование технологии светодиодного облучения при выращивании зеленных культур в вегетационных установках в условиях излучения разноспектрального состава, путем определения закономерностей изменения качественных показателей салата сортов Кук, Хризолит и Афицион, и создание на их основе концепции светодиодного облучателя для управляемого растениеводства.
Материалы и методы. Эксперимент проводился в вегетационной установке, в которой в трех камерах с помощью облучателей различного спектра излучения было создано индивидуальное для каждой камеры воздействие (по спектру) на биологические объекты (зеленые растения) при прочих равных условиях.
Результаты исследования. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить ряд разнообразных реакций на воздействие излучения определенного спектрального состава. Было обнаружено стабильное увеличение содержания треонина, фенилаланина, валина, серина, аланина и сахара у салата сорта Кук при выращивании под облучателем с регулируемым спектром. В то же время у салата сорта Хризолит выявлено стабильное снижение содержания данных веществ в тех же условиях. На содержание витамина С реакция обратная – снижение у салата сорта Кук, увеличение у салата сорта Хризолит под облучателем с регулируемым спектром. Для салата сорта Афицион реакция на содержание исследуемых веществ в обоих опытах дифференцирована несходная.
Обсуждение и заключение. Разработка и применение светодиодных облучателей с тонкой настройкой для управляемого растениеводства должны производиться на основе фотобиологических исследований с учетом специфических реакций отдельных сортов растений. Для этих целей предложено техническое решение с набором светодиодов, управляемых по отдельным каналам, с применением цифровых технологий.

Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):435-451
pages 435-451 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».