Механизация и электрификация сельского хозяйства

Механизация и электрификация сельского хозяйства
Г.Е. Чепурин
PDF
Принцип идентичности условий при зональных испытаниях зерноуборочных комбайнов.
Представлены результаты анализа применяемых методов сравнительных испытаний зерноуборочных комбайнов на обмолоте зерновых культур в различных природно-климатических зонах России. В СССР в соответствии с действующими ГОСТами МИС проводили сравнительные испытания комбайнов на обмолоте зерновых культур урожайностью 4 т/га прямым способом в фазе полной спелости зерна, но не позднее 7 дней после ее наступления. На этапе проектирования пропускную способность комбайна рассчитывают, учитывая конструктивные параметры рабочих органов комбайна, мощность двигателя, ширину молотилки, удельную мощность на единицу пропускной способности, объем бункера и другие факторы. Классификация комбайнов по конструктивным параметрам не характеризует их потенциальные функциональные возможности и эффективность работы в производственных условиях при значительных колебаниях урожайности зерновых культур. Необходимо соблюдать главный принцип сравнительных испытаний комбайнов - идентичность условий их эксплуатации. Если этот принцип нарушается, не имеет смысла анализировать полученные результаты. Нужно обоснование методологии сравнительных испытаний комбайнов в различных природно-климатических зонах страны. Учитывая различную урожайность по отдельным зонам России, особенно в Сибирском регионе, для рационального использования комбайна следует определять не только его паспортную пропускную способность, но и каким образом она может изменяться от условий уборки. Для каждого комбайна нужен технологический паспорт, который позволяет применительно к конкретному полю с учетом урожайности и других производственных усилий оперативно разрабатывать операционную карту на обмолот зерновых культур. Операционные карты в отличие от технологических определяют задание на выполнение конкретной работы при соблюдении технологических режимов, обеспечивающих получение продукции высокого качества при рациональной загрузке молотилки комбайна на обмолоте зерновых прямым и раздельными способами, а также предполагаемую фактическую и расчетную себестоимость зерна с учетом потребности в комбайнах и комбайнерах.
А.В. Титенок,   А.В. Амелин,   Е.Н. Каценко
PDF
Обеспечение устойчивости работы зерновых элеваторов
Объектом исследований является анализ процессов противодействия образованию взрывов и пожаров на территории предприятий по хранению и обработке зерна. Целью анализа является разработка соответствующих мероприятий, технологии и техники требуемых для этого обеспечения. Предприятия хлебопродуктов являются опасными производственными объектами (ОПО), функционирующими с пылеобразованием. Каждый год в мире на зерноперерабатывающих предприятиях происходит до 500 взрывов. Последние два десятилетия принесли России 195 взрывов на этих ОПО. Элеватор - наиболее совершенный вид зернохранилищ объемом до 200 тыс. тонн. Это оборудованный системами механизации и автоматизации технологических процессов ОПО. С рабочей башней связаны все сооружения элеватора. Силосный корпус обеспечивает сохранность зерна. Приемные и отпускные устройства предназначены для технологических операций. Зерносушилка содержит сушильные и охладительные камеры с бункерами и выгрузными устройствами; топку; аспирационную систему; транспортирующее оборудование; систему контроля. Зерно поступает в приемный бункер. Затем подается на норию. Нория - это устройство вертикального транспорта. Рабочими элементами служат ковши, размещенные на бесконечной ленте. Для очистки зерна используют сепаратор. Это и другое оборудование в отдельных случаях является источником взрывоопасности в запыленной среде. Особенно тогда когда аспирационная система не обеспечивает требуемую очистку воздуха в помещении. На исполнительные механизмы перекидных клапанов и задвижек установлены бесконтактные выключатели, отключающие устройства при достижении задвижкой или клапаном конечного положения. Контроль работы аспирационных систем также осуществляется датчиками. АСУ производит контроль состояния датчиков взрыва, расположенных в головках норий, и положения быстродействующих задвижек. При срабатывании системы локализации взрыва система управления способна самостоятельно предпринимать действия для остановки технологического оборудования, в последовательности, минимизирующей возможный ущерб. В статье, в качестве примера приведены схемы установки взрыворазрядных устройств на нории, выполнен расчет этого устройства.
Виталий Матвеевич Попов,   Валентина Александровна Афонькина,   Василий Николаеви Левинский,   Андрей Витальевич Медведев
PDF
Обоснование инфракрасной сушки соков и выбор генератора излучения.
В статье представлено понятие сухого сока, основные сферы его применения, его происхождение на российском рынке. Рассмотрено главное сырьё для производства сухого сока, содержание в нём биологически активных веществ после высушивания. Рассмотрена классическая технология производства сухого сока, включающая в себя три основных этапа. Самым важным и сложным является этап сушки. Проанализирован способ вакуумной сушки, как самый распространённый на сегодняшний день. Предложено использование инфракрасного излучения для сушки соков. Отмечены основные плюсы его использования и важность согласования системы «излучатель - приёмник», где «приёмник» - это сырьё, а излучатель - генератор инфракрасного излучения. Рассмотрены известные генераторы излучения, применяемые в сушильной инфракрасной технике. Выбран наиболее приемлемый и эффективный для инфракрасной сушки соков плёночный электронагреватель. Его использование позволит соблюсти условия термолабильности сырья, а при правильном согласовании системы «излучатель - приёмник» максимально сохранить биологически активные вещества при снижении энергетических затрат.
Иван Иванович Сторожев,   Анатолий Тимофеевич Пальянов
PDF
Расчётно-теоретические характеристики работы газодизельного двигателя.
В статье рассмотрена эффективная мощность дизельного двигателя методом теоретических расчётов замещения состава топлива на 100% компримированного природного газа (метан). Доказано, что технические характеристики двигателя существенно не изменятся. Дизельный двигатель сохранит КПД и не утратит свою эффективную мощность при его нагрузках, а состав выхлопных газов существенно снизится по сравнению с дизельным топливом. Проведён анализ действующих расчётов по переводу дизельного двигателя методом замещения состава топлива для работы ДВС на 80% природного газа. По этим параметрам видно, что удельный расход топлива при сохранении коэффициента (а-1) по газодизельному циклу снизился на 9,7 %, удельный показатель температуры снизился на 0,9%. В 2 - 3 раза снизились СО, NOx, а задымлённость снизилась в 9 раз. На следующем этапе исследований - практическая часть - расчёты будут проверены на стенде ДВС Д-245.
Александр Леонидович Мишанин,   Владимир Викторович Коновалов,   Сергей Владимирович Денисов,   Анатолий Иванович Бобылев,   Наталья Викторовна Крючина
PDF
Теоретическое обоснование влияния конструктивных параметров фильеры экструдера на величину её смещения
Целью исследований является установление выражения, связывающего потребные параметры подвижной фильеры в зависимости от производительности экструдера и давления внутри него, определение необходимого перечня расчётных и поправочных коэффициентов. Методика исследований предусматривала на основе уравнения Бернулли и условия равновесия положения подпружиненной фильеры с учётом давления внутри неё теоретическое обоснование взаимного влияния конструктивных параметров фильеры экструдера и показателей рабочего процесса (производительность экструдера, давление внутри фильеры) при стабильной работе экструдера. Полученное аналитическое выражение взаимно связало указанные параметры и позволило выявить влияние величины смещения фильеры и поправочных коэффициентов (коэффициент расхода, коэффициент трения). Зная геометрические параметры фильеры матрицы конкретного экструдера, давление у края шнека и производительность экструдера, получена возможность уточнения численных значений коэффициентов расхода с учётом коэффициента трения экструдата.
Сергей Николаевич Кокошин,   Анатолий Сергеевич Кизуров,   Владислав Игоревич Ташланов
PDF
Схема управления адаптивной подвеской культиваторов.
В производстве современных сельскохозяйственных агрегатов предусмотрены системы точного земледелия, которые позволяют повысить производительность и качество процессов. Одной из основополагающих операций, способствующей повышению урожайности, является предпосевная обработка почвы, в процессе которой необходимо не только создать оптимальную структуру почвы, но и ровное посевное ложе на установленной глубине. В работе представлена конструкция культиваторной стойки с автоматическим регулятором жёсткости, выполненным на основе гибкого трубчатого элемента. Представлена схема управления работой данного регулятора на основе применения пропорциональной гидравлики. Для работы в автоматическом режиме в схеме управления предусмотрен микроконтроллер, который позволяет изменять гидравлическое давление в регуляторе в соответствии с показаниями датчика расстояния. Перемещение, которое замеряет датчик, прямо пропорционально глубине движения рабочего органа культиватора в почве. В структуре алгоритма присутствует операция усреднения текущего значения перемещения Х с целью компенсации вибраций и погрешностей измерений. Описан процесс работы микроконтроллера. Управление работой электроклапанов осуществляется подачей или снятием напряжения на контакты, связанные с электрогидрораспределителем. Предложенное конструктивное решение в совокупности с электронной системой управления позволит повысить качество обработки почвы за счёт соблюдения требуемой глубины движения рабочих органов на различных типах почв.
Николай Николаевич Устинов,   Феликс Рустамович Булатов,   Анастасия Владимировна Елизарова
PDF
Результаты экспериментальных исследований взаимодействия рабочего органа культиватора с почвой при криволинейном движении.
В статье приведены результаты экспериментальных исследований взаимодействия рабочего органа культиватора с почвой при криволинейном движении по дуге окружности. Для проведения эксперимента использовалась установка, позволяющая изучать взаимодействие рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой при движении по дуге окружности в полевых условиях. Измерение составляющих тягового сопротивления производилось одноточечными тензометрическими датчиками, установленными ортогонально, позволяющими измерить усилия, действующие на рабочий орган культиватора в окружном и радиальном направлении. В результате получены уравнения регрессии, отражающие зависимости сил, действующих на рабочий орган культиватора при движении по криволинейной траектории, в окружном Rх и радиальном Rу направлении от радиуса кривизны траектории движения ρ. Установлено, что величина окружной составляющей силы Rx существенно не изменяется с изменением кривизны траектории. Радиальная составляющая Rу не превышает окружную составляющую Rx и при значении 1 м составляет Rу = 0,16Rx. При уменьшении значений радиуса кривизны траектории величина радиальной составляющей Rу увеличивается в 2,76 раза при уменьшении радиуса кривизны от 5 до 1 м. Отклонение равнодействующей от оси симметрии лапы при криволинейном движении можно определить как отношение Rу / Rx = tg α. В результате при изменении радиуса кривизны траектории от 1 до 5 м изменение угла α составляет от 9° до 3° соответственно.
И.В. Козарез,   А.А. Гуцан,   Л.С Киселева
PDF
Приобретенные дефекты составных импортных лемехов.
Развитие современной сельскохозяйственной техники, направленное на существенное увеличение производительности агрегатов, остро ставит вопрос об увеличении долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Одним из факторов, обеспечения долговечности следует считать применение различных методов восстановления. Для разработки оптимальных, с точки зрения технологичности и экономичности, технологических процессов устранения дефектов необходимы знания о дефектах и причинах их появления. Однако, подобная информация неполна и в отношении некоторых деталей вообще отсутствует. На основании собственной информации проведен анализ приобретенных дефектов составных импортных лемехов. Показано, что основной причиной снятия этих деталей с эксплуатации являются износы остова по ширине. Предельное состояние зарубежных составных лемехов определяется режуще-лезвийной части несовместимым с дальнейшей эксплуатацией. Устранение износов режуще-лезвийной части возможна применением метода приваривания компенсирующих термоупрочненных элементов.
Андрей Сергеевич Иванов,   Максим Сергеевич Пузырев
PDF
Силовой анализ комбинированной почвообрабатывающей машины.
В России и за рубежом в современных технологиях обработки почвы широко применяются ротационные машины комбинированного действия с приводом рабочих органов от вала отбора мощности или через прицепное (навесное) устройство. Рабочие органы таких машин движутся в почве по различным траекториям. Анализ существующих конструкций комбинированных почвообрабатывающих машин показал, что имеется ряд проблем, связанных с обеспечением эффективного процесса обработки почвы. Конструктивные, кинематические и технологические параметры работы ротационных сельскохозяйственных машин существенно влияют на показатели энергоёмкости и качества процесса обработки почвы. Цель исследования - обоснование силовых нагрузок, действующих на разработанный комбинированный ротационный двухдисковый рабочий орган. Опыты проводились на установке, включающей в себя рабочий орган, силовой агрегат, регулирующую и контрольно-измерительную часть. Рассмотрена структурная и принципиальная схема установки. Для построения аналитических зависимостей работы двухдискового ротационного рабочего органа рассмотрены действия сил по отдельности для пассивного и активного диска, и разработаны аналитические зависимости для совместной работы дисков. Обоснованы силовые нагрузки, действующие на разработанный комбинированный ротационный двухдисковый рабочий орган. Определены кинематические и конструктивные параметры, при которых наблюдается выровненность дна борозды до 80 %. Обосновано снижение удельной энергоёмкости фрезерования по сравнению с серийными машинами на 11 - 17 %.
Александр Евгеньевич Слепенков,   Ольга Александровна Кузнецова,   Евгений Евгеньевич Кузнецов,   Сергей Васильевич Щитов
PDF
Повышение эффективности использования колёсного пропашного трактора при бороновании.
В условиях Амурской области подготовка почвы под посев в весенний период проходит в сложных почвенных и климатических условиях. Это связано с тем, что поздние сроки уборки сои не представляют возможным подготовку полей под посев осенью, поэтому основные предпосевные полевые работы проводятся весной, иногда даже одновременно с посевом. Учитывая, что основным энергетическим средством, задействованным при почвообработке в фермерских хозяйствах, являются колёсные универсальные пропашные тракторы класса 1,4 с колёсной формулой 4К2, было разработано устройство, позволяющее расширить их функциональные возможности и увеличить тяговое усилие за счёт перераспределения сцепного веса между трактором и агрегатируемым орудием. Исследованиями доказано, что установка между звеньями агрегата устройства для перераспределения сцепного веса позволила увеличить величину производительности МТА на бороновании на 13,5 % по сравнению с серийным МТА за счёт улучшения тягово-сцепных свойств трактора и, как следствие, снижения величины буксования. Результаты исследования при применении в промышленной практике и внедрении в технологический процесс сельскохозяйственных операций позволят получить более значимые параметры эффективности и, несомненно, будут востребованы в агропромышленном комплексе страны.
Г.Ф. Прокофьев,   А.М. Тюрин,   М.Ю. Кабакова,   О.Л. Коваленко
Определение начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил
Приводятся полученные теоретически и подтвержденные экспериментально результаты исследований начальной жесткости вальцованных полосовых нерастянутых пил. Разработана математическая модель, позволяющая производить расчет начальной жесткости полосовых нерастянутых пил в целях обоснования расстояния между направляющими и параметров пил, обеспечивающих точное пиление древесины. Для проверки справедливости допущений, принятых при выполнении теоретических исследований, проведены эксперименты. Осуществлен анализ результатов исследований и сделаны следующие выводы: теоретические и экспериментальные значения начальной жесткости вальцованных полосовых пил практически совпадают (разница не более 2 %); жесткость вальцованной пилы при использовании теоретических данных превышает жесткость невальцованной пилы более чем на 80 %. Согласно технологическим режимам РПИ6.1-00 «Подготовка рамных пил», для обеспечения требуемой точности пиления древесины начальная жесткость полосовой пилы должна быть не менее 60…70 Н/мм. Полученные результаты позволяют определить основные параметры нерастянутых полосовых пил, обеспечивающих это условие.
Дмитрий Александрович Артюхин
PDF
Устройства для высева семян мелкосеменных культур.
Представлены результаты патентного поиска по проблеме повышения качества посева семян мелкосеменных культур. Цель исследования - определение современного состояния и тенденций развития устройств для высева семян мелкосеменных культур. Патентный поиск проведён в соответствии с ГОСТом 15.011 - 96 «Патентные исследования. Содержание и порядок проведения». Установлена классификация высевающих аппаратов для мелкосеменных культур по типам рабочих органов и принципам действия. Для каждого типа устройств, используемых для высева мелкосеменных культур, выявлены недостатки. Показана динамика активности деятельности по разработке и усовершенствованию различных типов высевающих аппаратов для мелкосеменных культур. Определено, что наиболее интенсивно развивающимися являются высевающие устройства механического принципа действия. Установлены основные тенденции развития технических средств для посева семян мелкосеменных культур.
А.В. Титенок,   А.В. Амелин,   Е.Н. Каценко
PDF
Расчет и проектирование устройства для перегрузки и транспортирования насыпных материалов.
В статье представлен алгоритм расчета устройства для перегрузки насыпных порошкообразных и зернообразных пылящихся материалов растительного происхождения. Транспортно-технологическая машина, применяемая для данной операции, содержит съемное устройство грейферного типа. Такие устройства наиболее распространены в сельском хозяйстве для перемещения навоза, силоса, сена, свеклы, соломы, удобрений - связанных, кусковых и сыпучих материалов. Используют грейферы легкого типа для материалов с плотностью 1 т/м3 и среднего типа с плотностью материалов 1,1…2 т/м3. В литературных источниках, представленных высшей сельскохозяйственной школой, об устройствах упомянутого типа приводятся общие сведения [1], либо недостаточные для процесса расчета и проектирования конструкции [2 и др.]. Рассмотренная в статье конструкция грузоподъемной машины имеет грейферную лебедку с двумя независимыми барабанами, один из которых предназначен для наматывания замыкающего каната при закрытии челюстей грейфера (замыкающий), а другой - для наматывания поддерживающего каната (подъемный). Подъемный барабан работает совместно с замыкающим при подъеме и опускании грейфера. Двухмоторные грейферные лебедки имеют два двигателя и позволяют совмещать любые операции. Лебедки с независимыми барабанами состоят однотипны. При зачерпывании работает замыкающий двигатель, тормоз поддерживающего двигателя открыт для обеспечения слабины поддерживающего каната. Раскрытие и закрытие грейфера производят двигателем при заторможенном другом двигателе или на ходу. При подъеме или спуске работают оба двигателя. Во время спуска порожнего раскрытого грейфера происходит его медленное закрытие. При перегрузке сыпучих пылящихся материалов предпочтительна конструкция грейфера с двумя челюстями - она позволяет геометрически замкнуть материал в замкнутом пространстве для исключения пылеобразования.
В.Б. Попов
PDF
Агрегатирование сельскохозяйственных тракторов с кормоуборочной техникой холдинга "Гомсельмаш".
Проблема агрегатирования мобильных энергетических средств с навесным оборудованием часто связана с достаточным уровнем энергии, необходимой для перевода навесного орудия из рабочего положения в транспортное. В статье анализируется энергетический аспект агрегатирования сельскохозяйственных тракторов и навесной кормоуборочной техники. Достаточный уровень энергии обеспечивается подъемно-навесным устройством трактора, характеризующийся грузоподъемностью на оси подвеса механизма навески. Для положительного заключения о возможности агрегатирования в энергетическом аспекте этой информации недостаточно. В процессе эксплуатации машинно-тракторного агрегата перевод навесной машины из рабочего положения в транспортное выполняется многократно и, как правило, с необоснованными энергетическими затратами. Это связано с тем, что агрегатирование энергетического средства и орудия ранее не предусматривалось, а также из-за отсутствия рекомендаций по настройке подъемно-навесного устройства. Приведены результаты расчетов, выполненных на функциональной математической модели, имитирующей перевод навесной машины из рабочего в транспортное положение подъемно-навесным устройством (ПНУ) трактора. Перевод навесной машины в транспортное положение энергетически обеспечивается только при достаточной грузоподъемности ПНУ колесного трактора. Инженерное решение этой проблемы состоит в снижении максимального значения основного передаточного числа механизма навески, обеспечиваемого соответствующим выбором параметров ПНУ. Рассмотрена модель перераспределения нагрузки на мосты трактора при подъеме навесной машины в транспортное положение и условия обеспечения управляемости трактора. Решение поставленных задач, с одной стороны, расширяет возможности агрегатирования для сельскохозяйственных колесных тракторов, а с другой способствует распространению отечественной кормоуборочной техники.
Николай Павлович Крючин,   Дмитрий Николаевич Котов,   Ольга Александровна Артамонова
PDF
Теоретическое исследование процесса перемещения замоченных семян рабочими органами торсионно-штифтового высевающего аппарата.
В статье рассмотрены закономерности протекания технологического процесса перемещения трудносыпучих семян рабочими органами торсионно-штифтового высевающего аппарата. Обосновано аналитическое выражение для определения объёмной подачи трудносыпучих семян рабочими органами торсионно-штифтового высевающего аппарата на этапе их транспортирования. Приведены графические зависимости объёмной подачи от количества и высоты вертикальных штифтов. Установлено, что с увеличением высоты вертикальных штифтов снижается сходимость результатов теоретических расчётов с данными экспериментальных исследований. Это обусловлено тем, что при высоте вертикального штифта h2 = 20 мм и выше технологический процесс высева реализуется с неоптимальными качественными параметрами, следовательно, оптимизировать конструктивные параметры торсионно-штифтового высевающего аппарата необходимо до высоты вертикальных штифтов h2 = 20 мм. Достаточно высокая корреляция полученных в ходе исследований практических и теоретических показателей свидетельствует об адекватности алгоритма расчёта. Полученное аналитическое выражение позволяет определить объёмную подачу трудносыпучих семян торсионно-штифтовыми группами на этапе их перемещения в торсионно-штифтовом высевающем аппарате. При этом объёмная подача зависит от конструктивно-технологических параметров торсионно-штифтового высевающего аппарата и физико-механических свойства семян.
М.А. Блохин,   Д.А. Подлесный,   О.А. Родионов
PDF
Решение проблемы снижения влияния поперечной силы на устойчивость пильного полотна.
Точность толщины пиломатериалов является одним из самых важных показателей пиления. Она неразрывно связана с обеспечением устойчивости пилы в плоскости ее наибольшей жесткости. Цель исследования - устранение влияния боковой силы на пильное полотно и разнотолщинность получаемого пиломатериала. Классическими методами, при рамном пилении и пилении на ленточнопильных станках, задача устранения влияния боковой силы относится к конструктивному решению в совокупности с аналитическим. Поэтому важно при разработке нового станка выявить наличие огромного спектра частот собственных и параметрических колебаний пильных полотен. Ранее эти частоты не могли быть найдены аналитически в полном объеме и, соответственно, не могла быть осуществлена отстройка рабочих частот станка от возможных частот колебаний пильных полотен. В силу сложности и наукоемкости решение этой проблемы невозможно без применения современных численных методов расчета. К ним относятся: метод конечных элементов, программные продукты NX и ANSYS и другие оригинальные программы. Одним из методов, который позволяет снизить влияние боковой силы, является определение «устойчивости плоской формы изгиба по л. Эйлеру». Техническое решение, представленное принципиально новым пильным блоком с круговым поступательным движением полотен, значительно снижает влияние боковой силы на точность пиления в совокупности с рядом иных достоинств. Одновременно с этим решается задача обеспечения динамической устойчивости полотен как при пилении, так и в режиме холостого хода. Необходимо отметить, что при круговом поступательном движении боковые режущие кромки зубьев испытывают знакопеременную нагрузку, скобля по поверхности пропила. Поэтому к прочностным характеристикам режущего элемента зуба предъявляются повышенные требования. Для сохранения целостности уголков кончиков зубьев были скорректированы углы их заострения. Проведено исследование возможности упрочнения боковых режущих кромок зубьев пильных полотен, изготовленных из сталей различных марок. В ходе изучения причин износа и коррозии элементов пильного модуля и его рабочей части (зубьев полотна) принято решение о снабжении зубьев твердым сплавом типа «стеллит». Однако это требует проведения дополнительных натурных испытаний. Предварительные расчеты показали, что суточная производительность станка с круговым поступательным движением полотен (модель М2005) по сравнению с лесопильными рамами увеличивается в 2-4 раза, с ленточнопильным оборудованием любого класса - в 3-6 раз, с круглопильным оборудованием (для малых и средних предприятий) - в 2-4 раза. Анализ конструктивной схемы многопильного блока и динамики движения пильных модулей выявил ряд достоинств. Простота и надежность конструкции позволяет надеяться на высокие функциональные характеристики, среди которых следует особо отметить рост производительности оборудования, повышение точности пилопродукции за счет жесткости коротких полотен, улучшение качества обработанных поверхностей пиломатериалов, снижение энергопотребления, относительно малый вес, динамическую сбалансированность основных узлов при повышенной мобильности оборудования и отсутствии массивного фундамента.
А.М. Случевский,   Г.В. Орехова,   А.С. Смирнов
PDF
Технология и технические средства, обеспечивающие уход за высокостебельными ягодными кустарниками и садовыми насаждениями.
Проведенный нами анализ машин для обработки почвы в междурядьях высокостебельных культур показал, что плуги, культиваторы, дисковые бороны, фрезы с горизонтальной осью вращения не могут обеспечить качественную обработку почвы и должный уход за ягодными кустарниками и садовыми насаждениями, отвечающими агротехническим требованиям. Поэтому для обработки почвы в междурядьях высокостебельных растений лучше использовать фрезы, содержащие активные и пассивные рабочие органы, снижающие энергоемкость таких почвообрабатывающих машин. В статье показана рациональность применения почвофрез с вертикальной или крутонаклонной осями вращения, благодаря чему можно направленно воздействовать на фракционный состав почвы, легче задавать и менять режим работы фрезы (подача, рабочая скорость движения, частота вращения роторов и направление вращения), задавать глубину обработки почвы не повреждая корневую систему, тщательно ее копируя. К тому же рыхление почвы, подрезание сорняков и копирование корневой системы растений не повреждая их в прикустовых зонах ягодников и пристовольных полосах молодых садов качественнее осуществляется фрезами с вертикальной или крутонаклонной осями вращения. Технология применения фрез с вертикальной осью вращения позволяет подводить активные рабочие органы как можно ближе к кустам и стволам деревьев не повреждая их и корневую систему.
Г.В. Орехова
PDF
Прогнозирование долговечности плужных лемехов при обработке почв разной степени влажности.
Значительное влияние на долговечность плужных лемехов оказывает влажность обрабатываемой почвы, поэтому прогнозирование долговечности плугов и их расход при обработке почв разной влажности является в настоящее время актуальной научно-производственной проблемой. Для решения данной проблемы была разработана методика расчёта долговечности плужных лемехов с учётом типа почв и степени их влажности. Мате-матический аппарат методики базируется на использовании одного из основных понятий при исследовании процесса абразивного трения и износа материалов - относительной абразивной износостойкости. Анализ данных, полученных на основе использования основных положений разработанной методики показал, что скорость износа плужных лемехов с ростом влажности почв уменьшается, а их относительная абразивная износостойкость и долговечность наоборот увеличиваются. Также отмечено, что наибольшая интенсивность повышения величины относительной абразивной износостойкости и долговечности плужных лемехов характерны для менее плотных структур почв: песок + лёгкая супесь; супесь тяжёлая, а наименьшая для более плотных структур: тяжёлый суглинок; глина. Такие закономерности можно объяснить тем, что в почвах с меньшей плотностью, абразивные частицы имеют меньшую силу сцепления с матрицей по сравнению с более плотной структурой почвы. Поэтому при меньшей величине влажности, процесс резания абразивными частицами материала лемеха переходит в процесс царапания, что значительно снижает скорость износа и соответственно увеличивает относительную абразивную износостойкость и долговечность плужных лемехов. Следует отметить, что долговечность лемехов при обработке почв меньшей плотности будет ниже, чем при вспашке более плотных почв, так как скорость износа при обработке почв - песок + лёгкая супесь и супесь тяжёлая значительно больше, чем при вспашке почв - суглинок тяжёлый и глина.
И.К. Говядин,   Анатолий Николаевич Чубинский
PDF
Исследование свойств древесно-полимерного композита на основе pla.
Представлены результаты исследования древесно-полимерной нити для печати методом послойного наплавления. 3D-печать, используемая при изготовлении изделий со сложными геометрическими формами, может быть составной частью производства малых архитектурных форм, мебельного декора, детских игрушек. Аддитивные технологии позволяют перейти на безотходное производство, а также применять возобновляемое биологическое сырье. Использование древесно-полимерных композитов для инкрустации мебели позволяет снизить себестоимость готового изделия. В ходе эксперимента на одношнековом экструдере были изготовлены нити диаметром 1,7 мм из смеси наполнитель (древесная мука)/связующее (полилактид). Установлено, что наполнитель равномерно распределен по объему связующего в виде частиц сферической либо удлиненной формы с размерами от 0,2 до 1,2 мкм. Размер зон с повышенной концентрацией частиц наполнителя изменяется от 2,7 до 9,8 мкм. Обнаружены пустоты произвольной формы (с размерами от 9,5 до 32,5 мкм) в срезах древесно-полимерной нити, полученных перпендикулярно ее длине. Исследование срезов нити в режиме «скрещенных николей» показало мозаичный характер двулучепреломления. Размер агрегатов с интенсивным двулучепреломлением из сферических частиц изменяется от4,5 до 55,1 мкм. Вероятно, частицы древесной муки являются зародышами для кристаллизации связующего (полилактида), что проявляется в возникновении этих зон. Изучение вязкости древесно-полимерного композита от температуры показало, что в сравнении с полилактидными (PLA) нитями существенных отличий не обнаружено. Установлены температуры стеклования (58,19 °с) и начала плавления (214,00 °с), что подтверждает схожесть нитей из древесно-полимерного композита с нитями PLA. Результаты испытаний на водопоглощение свидетельствуют, что в исследуемых образцах массовая доля воды значительно увеличивается с ростом содержания наполнителя в материале и высоты напечатанного слоя. Измерение краевого угла смачивания образцов показало, что водно-дисперсионные лаки частично смачивают поверхность древесно-полимерного композита, создавая условия адгезионного взаимодействия. По прочности при разрыве и модулю упругости при растяжении (при 100 % плотности заполнения) образцы из древесно-полимерной композиции уступают нитям из PLA, но имеют лучшие показатели по сравнению с образцами из ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) пластика. Тепловизионное исследование позволило зафиксировать быстрое снижение температуры слоев модели от уровней, возникающих на выходе из сопла, до значений средней зоны модели и разделить термические зоны на три уровня, а также подтвердило схожесть с образцами из PLA-нити.
Салават Гумерович Мударисов,   Раушан Ильдарович Аминов,   Айрат Мидхатович Мухаметдинов,   Ильдар Мавлиярович Фархутдинов,   Вадим Валерьевич Реймер
PDF
Результаты агротехнической и энергетической оценки культиватора для полосовой обработки почвы под технические культуры.
В настоящее время применение ресурсо- и энергосберегающих технологий при обработке почвы, особенно в зонах с засушливым климатом, актуально. Технология Strip-till (полосовая обработка почвы) является одним из видов таких технологий. Авторами разработана конструкция культиватора, который предназначен для полосовой обработки почвы под посев семян технических культур, в частности кукурузы. Предложенная конструкция культиватора обеспечивает качественную подготовку почвы. Культиватор включает в себя четыре секции с параллелограммными механизмами. Секция культиватора включает последовательно установленные игольчатые боронки, два параллельно установленных на ширину полосы плоских диска, рыхлителя, сферические диски и прикатывающие катки. В ходе полевых экспериментов установлено, что на агротехнические и энергетические показатели работы культиватора влияют его конструктивные параметры, а также режимы работы. Опыты, проведённые в агротехнические сроки, показывают работоспособность предложенной конструкции.
  • АгроНаука
  • Электронный архив выпусков научных журналов по тематическому направлению «Сельскохозяйственные науки» создан в результате работ по государственному контракту № 13.597.11.0047 в рамках мероприятия «Развитие системы демонстрации и популяризации результатов и достижений науки» Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы»


ГПНТБ СО РАН