Том 35, № 1 (2025)

Введение. Необходимость повышения производительности зерноуборочной техники и минимизации потерь урожая обусловила все большее использование комбайнов с аксиально-роторным молотильно-сепарирующим устройством. Эффективность уборочных работ определяется правильностью настройки регулируемых параметров комбайна, позволяющей полностью использовать его конструктивные возможности. В связи с этим актуальным является исследование проблем оптимальной настройки рабочих органов комбайна, функционирующего в различных внешних условиях.
Цель исследования. Разработка подхода к выбору оптимальных значений регулируемых параметров зерноуборочных комбайнов роторного типа.
Материалы и методы. Показатели качества уборки, регулируемые параметры и внешние факторы связаны неоднозначными перекрестными взаимозависимостями, что обусловило использование лингвистического подхода для описания предметной области. Информация о внешних условиях, техническом состоянии комбайна, взаимосвязях между параметрами и показателями уборки в основном носит
нечеткий характер, это определило применение теории нечетких множеств для решения задачи оптимального выбора регулируемых параметров. Процедура нечеткого логического вывода значений параметров выполнялась в пакете Fuzzy Logic Toolbox (MatLab).

Результаты исследования. Представлены результаты разработанного подхода
к проблеме оперативной предварительной настройки регулируемых параметров
комбайна роторного типа при уборке зерновых культур для различного спектра
внешних условий. На основе формализма нечеткой логики построена схема решения задачи. Дано лингвистическое описание задачи. Предложены модели рассматриваемых признаков в виде функций принадлежности, адекватно учитывающие внешние условия, в которых функционирует комбайн. Установлены базовые и расширенные терм-множества. Оптимальные модели выбраны на основе анализа согласованности нечетких экспертных знаний с использованием показателей общей и парной согласованности моделей. Результаты полученных решений проиллюстрированы. Собрана и проанализирована экспертная информация, на основе которой создана база нечетких экспертных знаний, включающая правила нечеткой продукции для 12 регулируемых параметров комбайна ТОРУМ. Рассмотрены различные комбинации значений внешних факторов, для которых приведен вывод конкретных значений регулируемых параметров.
Обсуждение и заключение. Практическая значимость выполненных исследований
заключается в создании основы интеллектуальной информационной системы для
помощи оператору комбайна роторного типа в принятии решений по выбору значений регулируемых параметров при уборке различных зерновых культур. Применение такой системы в полевых условиях в комплексе 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. Внедрение таких систем поможет значительно снизить информационную нагрузку на оператора, а также использовать во время уборки механизаторов с малым практическим опытом работы. Разработка подобных информационных систем создает предпосылки повышения уровня автоматизации интеллектуального управления зерноуборочным комбайном и является важным этапом реализации подхода к беспилотному управлению комбайном.

Введение. В традиционном режиме теплопередача однотрубных систем отопления значительно уступает двухтрубным. С развитием импульсных технологий в системах теплоснабжения стало возможным создание реверсивного режима подачи теплоносителя, в котором теплопередача отопительных приборов улучшается за счет пульсации теплоносителя, однако коэффициент теплопередачи во многом зависит от технологических решений создания такого режима. В связи с этим создание оригинальной технологической схемы для реверсивного режима на базе мембранного насоса и обоснование оптимального частотного диапазона его работы является актуальным и практически значимым для развития однотрубных систем отопления.
Цель исследования. Повышение эффективности работы однотрубных систем отопления с помощью создания реверсивного режима подачи теплоносителя с использованием мембранного насоса.
Материалы и методы. При установке экспериментальных зависимостей перепада температур для греющего и нагреваемого контуров отопления реверсивной теплопередачи по одной трубе от частоты пульсаций расхода теплоносителя при разных входных температурах в динамике использовались методы цепей, физического эксперимента, математической статистики. Физический эксперимент проводился последовательно при повышении и понижении температуры теплоносителя (50 и 60 °С).
Результаты исследования. На лабораторной установке реверсивной теплопередачи по одной трубе получена оптимальная частота для двух температур теплоносителя, обеспечивающая повышение перепада температур в контурах и коэффициент теплопередачи. Получены зависимости перепада температур для греющего (внешнего) и нагреваемого (внутреннего) контура теплоснабжения, а также коэффициента теплопередачи для теплообменника от частоты хода диафрагмы мембранного насоса.
Обсуждение и заключение. В результате проведения физического эксперимента установлено, что передача тепловой энергии по одной трубе возможна в широком диапазоне частот, при этом наибольшая теплопередача зафиксирована на частоте 0,3–0,4 Гц. Таким образом, технология теплопередачи по одной трубе может успешно применяться для отопления мест общего пользования в многоквартирных домах, общежитиях, промышленных, сельскохозяйственных объектах и зданиях индивидуальной жилой постройки.

Введение. Основной проблемой молотковых дробилок является переизмельчение зерна из-за несвоевременного отвода готового продукта из камеры измельчения. Одним из способов влияния на организацию движения воздушного потока в молотковой дробилке является изменение давления снаружи дробильной камеры, поэтому исследование влияния давления воздуха, окружающего молотковую дробилку, на качественные и энергетические показатели ее работы является актуальной задачей.
Цель исследования. Определение влияния давления воздуха снаружи дробильной камеры на характер движения воздушного потока в дробилке зерна и ее энергетические показатели.
Материалы и методы. Для теоретического исследования циркуляции воздушного потока в дробильной камере построена геометрическая модель ротора, помещенного в камеру измельчения. В основе математической модели движения воздуха лежат усредненные по Рейнольдсу уравнения движения сплошной среды. По результатам расчетов построены поля скоростей воздушного потока. Для проведения экспериментальных исследований сконструирована барокамера, позволяющая менять давление воздушной среды в дробилке.
Результаты исследования. По результатам теоретических исследований определили, что снижение давления в камере измельчения в 10 раз позволяет снизить потребляемую мощность на 112 Вт. Во время проведения экспериментальных исследований выявили, что при снижении давления в камере измельчения уменьшается потребляемая двигателем мощность для всех типов роторов. Увеличение давления воздуха в дробильной камере приводит к изменению количества остатка на сите до 0 мм: для лопастного и молоткового роторов остаток уменьшается, а для молотково-лопастного ротора увеличивается.
Обсуждение и заключение. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывают, что снижение давления воздуха снаружи дробильной камеры позволяет сократить энергетические затраты на технологический процесс и перемещение воздушного потока внутри дробильной камеры, а также уменьшить переизмельчение материала. Результаты исследований могут помочь в проектировании камеры измельчения молотковых дробилок с учетом движения воздушного потока.

Введение. Важным направлением развития сельскохозяйственного производства является повышение эксплуатационной эффективности колесной мобильной сельскохозяйственной техники. Анализ реальной ситуации показал, что существует ряд трудностей, связанных со многими факторами, в том числе с высокой массой техники, которая, наряду с увеличением производительности, способствует переуплотнению всех слоев почвенного основания, что приводит к снижению урожайности возделываемых культур и увеличению энергозатрат при последующей обработке. Наличие этих трудностей, несмотря на значительные успехи исследователей в этом направлении, не позволили до сих пор найти оптимальное решение проблемы, поэтому актуальность представляемых в работе материалов не вызывает сомнений.
Цель исследования. Оценка агротехнической проходимости отечественных зерноуборочных комбайнов пятого поколения при уборке озимой пшеницы.
Материалы и методы. При исследовании агротехнической проходимости зерноуборочных комбайнов был применен экспериментальный метод с использованием измерительного комплекса «шинный тестер» и других контрольно-измерительных приборов. В качестве объектов испытаний использовались движители комбайнов на
шинах моделей Ф-136, Ф-179, Ф-81Э, Ф-81DP и фирмы «Cood Year» одинакового типоразмера 30,5-32.
Результаты исследования. Определили показатели агротехнической проходимости зерноуборочных комбайнов пятого поколения с комплектацией их колесных движителей шинами разных моделей. Установили, что данные комбайны при определении по стандартным методикам максимальных давлений, оказываемых на почву и создаваемых на глубине в 50 см нормальных напряжений, не соответствуют ГОСТ Р 58655-2019 при любых вариантах комплектования шинами ведущих колес (за исключением установки экспериментальных шин при влажности почвы не более 0,5 НВ). Прямое измерение показателей агротехнической проходимости комбайнов показало, что по максимальным давлениям в контакте ведущих колес с почвой и создаваемым напряжениям на глубине 0,5 м комбайн пятого поколения при уборке зерновых колосовых в условиях Южного федерального округа выполняет требования ГОСТ Р 58655-2019 на всех сравниваемых шинах.
Обсуждение и заключение. Определение значений показателей агротехнической проходимости прямым измерением доказывает возможность применения современных комбайнов отечественного производства на уборке зерновых колосовых при комплектовании их движителей радиальными (с оптимальным армированием внутреннего строения) и опытными диагонально-параллельными шинами. Результаты исследований необходимо учитывать при комплектовании шинами движителей зерноуборочных комбайнов пятого поколения.

Введение. Задача качественной очистки корнеплодов от почвы актуальна на всех стадиях их подготовки к переработке, продаже и скармливанию животным. Применяемые машины для очистки корнеплодов от загрязнений чаще всего используют воду. При затратах до 200–400 % воды на мойку единицы массы загрязненных корнеплодов ее использование создает огромную проблему, в том числе и по очистке загрязненной воды. Наиболее распространенный в практике сухой способ очистки корнеплодов связан с использованием соответствующих машин, которые не всегда способны обеспечить требуемое качество готового продукта. Поэтому разработка очистителя корнеплодов, реализующего сухой способ очистки, и обоснование его оптимальных параметров, обеспечивающих требуемое качество готовой продукции, является важной и актуальной задачей.
Цель исследования. Теоретическое обоснование конструктивно-режимных параметров очистителя корнеплодов со смежными роликами, вращающимися с разной частотой, а также установление взаимосвязи между этими параметрами.
Материалы и методы. Объектом исследования стал технологический процесс очистки корнеплодов сухим способом. Для реализации этого процесса разработан и предложен очиститель корнеплодов от почвы, принципиальными особенностями которого являются использование роликового транспортирующе-очищающего рабочего органа и придание смежным роликам возможности вращения с различной частотой. Выполнено теоретическое обоснование отдельных конструктивных параметров предложенного очистителя.
Результаты исследования. Определены силы, действующие на корнеплод при его расположении на вращающихся роликах. Получена зависимость углового перемещения φ(t) и угловой скорости ω(t) корнеплода, находящегося на вращающихся роликах, а также зависимость коэффициента трения скольжения корнеплода о ролики от угла α, определяющего взаимосвязь основных конструктивных параметров рабочего органа, в частности, диаметра роликов и расстояния между ними, и физико-механических свойств корнеплодов.
Обсуждение и заключение. Проведенные исследования очистителя корнеплодов в лабораторных условиях подтвердили результаты теоретических исследований и показали, что при длине транспортирующе-очищающего рабочего органа 2 м за время 34,4 с можно достичь эффективности очистки 78 % при оснащении машины 16 роликами и соотношении частот вращения нечетных и четных роликов 220/250 мин^–1. Результаты исследований будут полезны при создании и модернизации технических средств по послеуборочной обработке корнеплодов, проведении дальнейших исследований по технологическому совершенствованию аналогичных средств механизации сельскохозяйственных процессов, а также в учебном процессе при подготовке технических специалистов.

Введение. Стойкость деталей почвообрабатывающей техники к абразивному износу является важнейшей эксплуатационной характеристикой. Применение различных способов упрочнения поверхностей деталей почвообрабатывающей техники является важной задачей сельскохозяйственного машиностроения. Статья посвящена исследованию эффективности применения эпоксидно-гравийных композитов для упрочнения составных лемехов, работающих в условиях повышенного абразивного износа.
Цель исследования. Обосновать практическое применение эпоксидно-гравийных композитов для упрочнения составных лемехов с возможностью устранения лучевидного износа.
Материалы и методы. В рамках исследования для восстановления изношенных лемехов оборотного плуга производства компании «Квернеланд Групп», агрегатированного с трактором «Кировец К-744», использовались покрытия на основе эпоксидного композита с гравийной крошкой различных фракций, в которых соотношение эпоксидного компаунда к гравийному наполнителю составляло 50:50. В процессе эксплуатации машинотракторного агрегата осуществлялся контроль динамики износа восстановленных лемехов. Исследуемые лемехи различались между собой фракцией гравийной крошки в эпоксидном композите. Для каждого лемеха строились зависимости динамики износа от наработки.
Результаты исследования. Применение гравийной крошки с дисперсностью гравийных частиц 1,75 мм в эпоксидной смоле показало наилучшую стойкость к абразивному износу. Оптимальные эксплуатационные характеристики композита обусловлены высокой адгезией частиц к эпоксидной основе, что предотвращает их расслоение и обеспечивает устойчивость покрытия при механических и ударных нагрузках. Это доказывает эффективность применения эпоксидно-гравийных композитов для упрочнения рабочих поверхностей лемехов, что в условиях абразивного изнашивания приводит к снижению вероятности образования лучевого износа.
Обсуждение и заключение. Проведенные исследования подтверждают, что применение эпоксидно-гравийных композитов позволяет повысить износостойкость покрытий в 2,8 раза по сравнению с деталями заводского изготовления. Это приведет к увеличению ресурса лемехов, работающих в условиях интенсивного абразивного трения. Применение эпоксидно-гравийных композитов при упрочнении лемехов актуально для сельскохозяйственных предприятий ввиду высокого ресурса упрочненных поверхностей в процессе их эксплуатации.