vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2018-12-2-14-18vimjour-234Research ArticleПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕDEVICES AND EQUIPMENTИсследование ударного воздействия механического устройства на семена озимой пшеницыResearch of Impact by Mechanical Device on Winter Wheat SeedsЗабродинВ. П.ZabrodinV. P.

доктор технических наук, профессор

professor

БутенкоА. Ф.ButenkoA. F.

кандидат технических наук, доцент

associate professor

СухановаМ. В.SukhanovaM. V.

кандидат технических наук, доцент

PhD (Eng.), associate professor

m_suhanova@list.ruЧепцовС. М.CheptsovS. M.

аспирант

PhD Student

Азово-Черноморский инженерный институт – филиал Донского государственного аграрного университета, г. Зерноград, Российская ФедерацияРоссияAzov-Black Sea State engineering institute – branch of Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Professional Education (FSBE HPE) “Don State Agrarian University”, Zernograd, Russian FederationRussian Federation2018280420181221418Copyright © Забродин В.П., Бутенко А.Ф., Суханова М.В., Чепцов С.М., 20182018Забродин В.П., Бутенко А.Ф., Суханова М.В., Чепцов С.М.Zabrodin V.P., Butenko A.F., Sukhanova M.V., Cheptsov S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/234

Проблемы травмирования семян приобрели острую актуальность в связи с применением машин на всех этапах уборки и обработки зерновых культур. Высокий процент поврежденных при механической обработке семян значительно снижает количество и качество урожая. (Цель исследования) Определить ударное воздействие механического устройства на образцы зерновки озимой пшеницы и его влияние на биологический потенциал семян в рамках решения задачи по сохранению целостности зернового материала. (Материалы и методы) Выявили степень дробления и микроповреждений зерен при механическом ударе о стальную пластину модельной установки без полимерного покрытия и с ним. Провели эксперимент с помощью специальной упрощенной моделирующей установки, позволяющей создать условия ударного воздействия на исследуемый образец зерновки пшеницы, приближенные к реальным, для получения объективных и научно обоснованных данных. Определили влияние на зерноударного механического воздействия, характерного для посевных и уборочных работ. Теоретически обосновали способ снижения потерь зернового материала и повышения качества его обработки. (Результаты и обсуждение) Установили, что при ударе о стальную поверхность с полимерным покрытием процент дробления зерновок снижается более чем в 7-10 раз, микроповреждения зародыша зерна пшеницы – в 4-5 раз. Подвели теоретическую базу для обоснования полученных экспериментальных результатов. Определили влияние траектории движения зерна на его целостность. Показали, что снижение частоты дробления оболочки зерна и микроповреждений зародыша семян при ударе о стальную пластину с полимерным покрытием обусловлено уменьшением потенциальной энергии деформации семени. (Выводы) Получили, что при ударе о стальную поверхность частицы почти вся потенциальная энергия накапливается в ней, так как модуль упругости поверхности в десятки тысяч раз больше модуля упругости частицы (зерна, семени). При ударе о стальную поверхность с полимерным покрытием доля накопленной частицей потенциальной энергии снижается почти в тысячу раз. Таким образом, применение полимерного покрытия будет способствовать снижению потерь зерна при его механической обработке, что в целом должно способствовать повышению качества урожая зерновых культур

Problems of seed damage have become important in connection with the use of machines at all stages of harvesting and processing of crops. The high percentage of damaged seeds in machining significantly reduces the quantity and quality of the crop harvest. (Purpose of the study) The impact of the mechanical device on the samples of winter wheat grains and its impact on the biological potential of seeds were studied in solving the problem of preserving the integrity of the grain material. (Materials and methods) The degree of crushing and micro-damage of grains under mechanical impact on the steel plate of the model plant without and with a polymer coating was revealed. The experiment was carried out with the help of simulation system, which allows to create conditions of impact on the studied sample of wheat grains, close to the realone, to obtain objective and scientifically based data. The influence of mechanical impact typical for sowing and harvesting operations on grain was determined. A way to reduce losses of grain material and improve the quality of its processing was theoretically proved. (Results and discussion) It was found that when hitting the steel surface with a polymer coating, the percentage of grain crushing is reduced by more than 7-10 times, the micro – damage of the wheat germ is reduced 4-5 times. We summed up the theoretical basis for substantiation of the obtained experimental results. The influence of the trajectory of the grain on its integrity was determined. It was shown that the decrease in the frequency of crushing of the grain shell and micro-injuries of the seed embryo when hitting the steel plate with a polymer coating is due to a decrease in the potential energy of deformation of the seed. (Conclusions) It was found that almost all the potential energy accumulates in the steel surface of the particle, as the modulus of elasticity of the surface is tens of thousands of times greater than the modulus of elasticity of the particle (grain, seed). Upon impact on the steel surface with a polymer coating, the proportion of accumulated particle potential energy is reduced by almost a thousand times. Thus, the use of a polymer coating will reduce the loss of grain during its machining, which in general should improve the quality of the crop

механический удардробление зернамикроповреждение оболочки и зародыша семениполи- мерное покрытиесельскохозяйственные машиныMechanical blowShock influenceCrushing of seedsMicro damages of seedsPolymeric coveringFarm vehiclesReferencesРуских В. Уменьшаем травмирование зерна, повышаем его урожайность // Комбикорма. 2010. N7. С. 417-420.Ruskikh V. Reduce grain damage, we raise its productivity / Compound feed N7, Moscow. 2010: 417-420.Бутенко А.Ф., Максименко В.А. Анализ травмирования семян зерновых культур // Исследования и разработка эффективных технологий и технических средств для животноводства: Сборник. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2004. С. 75-83.Butenko A.F., Maximenko V. A. Analysis of seed damages of grain crops. Researches and development of effective technologies and technical means for livestock production. Collection of scientific works of. FSBSI NCSRIMEA Zernograd, 2004: 75-83. (In Russian).Нефедьева Е.Э. Давление как фактор регуляции у растений: монография. М.-Берлин: Директ-Медиа, 2015. 133 с.Nefedyeva E.E. Pressure as a regulation factor at plants: monograph / Moscow – Berlin: Direkt-media, 2015: 133. (In Russian).Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Развитие производств техники для селекции и семеноводства – одна из приоритетных задач сельскохозяйственного машиностроения // Состояние и развитие регионального машиностроения. М.: 2010. С. 96-103.Izmailov A.Yu., Lobachevsky Ya.P. Development of machinery production for breeding and seed growing is one of priority tasks of agricultural engineering // The State and development of regional engineering scientific publication. Moscow, 2010: 96-103. (In Russian).Hongze L., Konglai Z. Ecological agriculture comprehensive efficiency evaluation Index system and assessment method, China Forestry Economy, 2007, 9: 19-22.Hongze L., Konglai Z. Ecological agriculture comprehensive efficiency evaluation Index system and assessment method, China Forestry Economy, 2007, 9: 19-22, 38.Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Система технологий и машин для инновационного развития АПК России // Система технологий и машин для инновационного развития АПК России: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 145-летию со дня рождения основоположника земледельческой механики академика В.П. Горячкина. М.: ВИМ, 2013. С. 7-10.Izmailov A.Yu., Lobachevsky Ya.P. System of technologies and machinary for innovative development of agroindustrial complex of Russia // System of technologies and machinary for innovative development of agroindustrial complex of Russia. Collection of scientific reports of the International scientific conference devoted to the 145 anniversary of the birth of the founder of agricultural mechanics academician V.P. Goryachkin. All-Russian Research Institute of Mechani zation of Agriculture. 2013: 7-10. (In Russian).Суханова М.В., Суханов А.В. Предпосылки создания гибридной нечеткодинамической модели слабо формализованных эластичных систем смешивания // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире: Материалы Международной научно-практической конференции, 30 сентября 2014 г., Россия, Санкт-Петербург. C. 45-50.Sukhanova M.V., A.V. Sukhanov. The background of a hybrid fuzzy dynamic model of poorly formalized flexible mixing systems. Fundamental and applied research in the modern world: Materials of the International scientific and practical conference held on 30 September 2014, Russia, St. Petersburg: 45-50. (In Russian).Иванов А.П. Динамика систем с механическими соударениями. М.: Международная программа образования, 2017. 336 с.Ivanov A.P. The dynamics of systems with mechanical collisions. M.: International Education Program, 2017: 336. (In Russian).Kovalev S., Sukhanov A., Sukhanova M., Sokolov S. Adaptive approach for anomaly detection in temporal date based on immune double-plasticity princip le // Proceedings of the Second International Scientific Conference «Intelligent Information Technologies for Industry». 2017; 1: 234-243.Kovalev S., Sukhanov A., Sukhanova M., Sokolov S. Adaptive approach for anomaly detection in temporal date based on immune double-plasticity principle. Proceedings of the Se cond International Scientific Conference “Intelligent Informa tion Technologies for Industry”. 2017: 1. 234-243. (In Russian).Cooper W.W., Seiford L.M., Zhu J. Handbook on data envelopment analysis. 2nd ed. New York, USA: Springer, 2011: 497.Cooper W.W., Seiford L.M., Zhu J. Handbook on data envelopment analysis. 2nd ed. New York, USA: Springer, 2011: 497. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.