vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2023-17-2-13-19vimjour-511Research ArticleТЕХНИКА ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВАMACHINERY FOR PLANT GROWINGПовышение эффективности грохотных картофелесортирующих машин путем совершенствования привода с модификацией алгоритма движения решетImproving the Efficiency of Screen Type Potato Sorting Machines by a Modification of the Sieve Drive Movement AlgorithmИвановА. Г.IvanovA. G.

Алексей Генрихович Иванов - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой

Ижевск

Аleksey G. Ivanov - Ph.D.(Eng.), associate professor, head of department

Izhevsk

ivalgen@inbox.ruЕрохинМ. Н.ErokhinM. N.

Михаил Никитьевич Ерохин - доктор технических наук, профессор, академик РАН

Москва

Mikhail N. Erokhin - Dr.Sc.(Eng.), professor, member of the Russian Academy of Sciences

Moscow

n.erohin@rgau-msha.ruКазанцевС. П.KazantsevS. P.

Сергей Павлович Казанцев - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой

Москва

Sergey P. Kazantsev - Dr.Sc.(Eng.), professor; head of department

Moscow

smdm@rgau-msha.ruДородовП. В.DorodovP. V.

Павел Владимирович Дородов - доктор технических наук, доцент, профессор

Ижевск

Pavel V. Dorodov - Dr.Sc.(Eng.), associate professor, professor

Izhevsk

pvd80@mail.ruХузяхметовИ. И.KhuzyakhmetovI. I.

Ильхам Ильгизович Хузяхметов - аспирант

Ижевск

Ilkham I. Khuzyakhmetov - Ph.D. student (Eng.)

Izhevsk

ilham_huzyahmetov@mail.ruХакимовИ. Т.KhakimovI. T.

Ильшат Тагирович Хакимов - аспирант 

Ижевск

Ilshat T. Khakimov - Ph.D. student (Eng.)

Izhevsk

ilshat.1996@yandex.ruУдмуртский государственный аграрный университетРоссияFederal state budget education institution for higher education «Udmurt state agricultural university»Russian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2023220620231721319Copyright © Иванов А.Г., Ерохин М.Н., Казанцев С.П., Дородов П.В., Хузяхметов И.И., Хакимов И.Т., 20232023Иванов А.Г., Ерохин М.Н., Казанцев С.П., Дородов П.В., Хузяхметов И.И., Хакимов И.Т.Ivanov A.G., Erokhin M.N., Kazantsev S.P., Dorodov P.V., Khuzyakhmetov I.I., Khakimov I.T.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/511

Рассмотрели перспективную и эффективную картофелесортировку грохотного типа, входящую в состав механизированного комплекса для послеуборочной обработки и хранения картофеля. Подчеркнули актуальность разработки эффективных методик проектирования и расчета сортирующего устройства, разделяющего клубни картофеля на фракции по размерам. (Цель исследования) Усовершенствовать привод калибрующей машины путем модификации закономерностей движения решет для повышения эффективности ее функционирования. (Материалы и методы) Задействовали методы критического анализа теории механизмов и машин с целью проектирования оптимальной конструкции привода сортировки картофеля грохотного типа. Предложили использовать двухкулисный механизм привода решет. Для сравнения закономерностей движения решет грохота применили коэффициент эффективности, рассчитав его для двух вариантов привода. (Результаты и обсуждение) Доказали, что коэффициент эффективности решет в грохоте с двухкулисным механизмом привода равен 0,30-1,65, а в случае устройства с кривошипным приводом – 0,27-1,35. (Выводы) Рекомендовали использовать более низкую скорость приводного вала – 13,12-14,76 радиана в секунду, тогда как у кривошипного механизма привода угловая скорость кривошипа составляет 20 радиан в секунду. Углы установки решет следует выбирать в интервале 6-8 градусов.

The paper considers a promising and effective screen-type potato sorting, included in the mechanized complex for potato post-harvest processing and storage. The main technological equipment of potato sorting stations is a sorting device that separates potato tubers into size fractions. The paper emphasizes the relevance of developing effective methods for designing and calculating the parameters of this type sorting devices. (Research purpose) To upgrade the sizing machine drive by modifying the sieve movement patterns for improving its operation efficiency. (Materials and methods) The present research exploits the critical analysis methods of the theory of mechanisms and machines in order to design the optimal design of a sieve-type potato sorting drive. It is proposed to use a two–stage drive mechanism. To compare the movement patterns of the screen sieves, the efficiency coefficient has been calculated for two drive options. (Results and discussion) It is obtained that the sieve efficiency coefficient is 0.30-1.65 for a screen type sorting device with a two–stage drive mechanism, and equals 0.27-1.35 for a screen type sorting device with a crank drive mechanism. (Conclusions) It is recommended to use a lower drive shaft speed of – 13.12-14.76 radians per second, at the crank angular velocity of 20 radians per second in the crank drive mechanism. The sieve mounting angles are to be set within 6-8 degrees.

сортирование картофеляфракции клубнейкартофелесортировальный пунктсортировальная машина грохотного типадвухкулисный приводэффективностьpotato sortingtuber fractionspotato sorting stationscreen type sorting machinea two–stage drive mechanismefficiencyReferencesTikhomirov D., Izmailov A., Lobachevsky Y., Tikhomirov A. Energy consumption optimization in agriculture and development perspectives. Research anthology on clean energy management and solutions. 2021. 1505-1525.Tikhomirov D., Izmailov A., Lobachevsky Y., Tikhomirov A. Energy consumption optimization in agriculture and development perspectives. Research anthology on clean energy management and solutions. 2021. 1505-1525 (In English).Izmaylov A.Y., Lobachevsky Y.P., Tikhomirov D.A., Tikhomirov A.V. The state, promising directions and strategies for the development of the energy base of agriculture. Agricultural mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51. N3. 24-35.Izmaylov A.Y., Lobachevsky Y.P., Tikhomirov D.A., Tikhomirov A.V. The state, promising directions and strategies for the development of the energy base of agriculture. Agricultural mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2020. Vol. 51. N3. 24-35 (In English).Dorokhov A., Ponomarev A., Zernov V., et al. The results of laboratory studies of the device for evaluation of suitability of potato tubers for mechanized harvesting. Applied sciences (Switzerland). 2022. Vol. 12. N4.Dorokhov A., Ponomarev A., Zernov V., et al. The results of laboratory studies of the device for evaluation of suitability of potato tubers for mechanized harvesting. Applied sciences (Switzerland). 2022. Vol. 12. N4 (In English).Колчин Н.Н. Комплексы машин и оборудования для послеуборочной обработки картофеля и овощей. М.: Машиностроение. 1982. 268 с.Kolchin N.N. Kompleksy mashin i oborudovaniya dlya posleuborochnoy obrabotki kartofelya i ovoshchey [Machines complexes and equipment for post-harvest processing of potatoes and vegetables]. Moscow: Mashinostroenie. 1982. 268 (In Russian).Петров Г.Д., Бекетов П.В. Механизация возделывания и уборки овощей. М.: Колос. 1983. 287 с.Petrov G.D., Beketov P.V. Mekhanizatsiya vozdelyvaniya i uborki ovoshchey [Mechanization of vegetable cultivation and harvesting]. Moscow: Kolos. 1983. 287 (In Russian).Колчин Н.Н. Механизация работ в хранилищах картофеля и овощей. М.: Агропромиздат. 1985. 191 с.Kolchin N.N. Mekhanizatsiya rabot v khranilishchakh kartofelya i ovoshchey [Mechanization of work in the potato and vegetable storage]. Moscow: Agropromizdat, 1985. 191 (In Russian).Останин Р.И., Костин А.В., Лебедев Л.Я. и др. Механизированный комплекс для послеуборочной обработки и хранения картофеля // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. N2(66). С. 5664.Ostanin R.I., Kostin A.V., Lebedev L.Ya., et al. Mekhanizirovannyy kompleks dlya posleuborochnoy obrabotki i khraneniya kartofelya [Mechanized complex for postharvesting processing and storage of potatoes]. Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii. 2021. N2(66). 56-64 (In Russian).Salimzyanov M., Pervushin V., Shakirov R., Kalimullin M. Improvement of technology and machines for growing potatoes in agriculture. Engineering for rural development. 2020. 9. 1423-1430.Salimzyanov M., Pervushin V., Shakirov R., Kalimullin M. Improvement of technology and machines for growing potatoes in agriculture. Engineering for rural development. 2020. 9. 1423-1430 (In English).Dorokhov A., Aksenov A., Sibirev A., et al. Results of laboratory studies of the automated sorting system for root and onion crops. Agronomy. 2021. Vol. 11. N6. 1257.Dorokhov A., Aksenov A., Sibirev A., et al. Results of laboratory studies of the automated sorting system for root and onion crops. Agronomy. 2021. Vol. 11. N6. 1257 (In English).Лебедев Л.Я., Арсланов Ф.Р. Отделитель почвенных примесей для обработки картофеля // Научное обеспечение инженерно-технической системы АПК: проблемы и перспективы: Материалы национальной науч.-практ. конф., 11-13 декабря 2019 г. Ижевск. 2020. С. 197-202.Lebedev L.Ya., Arslanov F.R. Otdelitel’ pochvennykh prime­sey dlya obrabotki kartofelya [Potato soil separator]. Nauchnoe obespechenie inzhenerno-tekhnicheskoy sistemy APK: problemy i perspektivy: Materialy natsional’noy nauch.-prakt. konf., 11-13 dekabrya 2019. Izhevsk. 2020. 197-202 (In Russian).Khamaletdinov R., Martynov V., Mudarisov S., et al. Substantiation of rational parameters of the root crops separator with a rotating inner separation surface. Journal of Agricultural Engineering. 2020. Vol. 51. N1. 15-20.Khamaletdinov R., Martynov V., Mudarisov S., et al. Substantiation of rational parameters of the root crops separator with a rotating inner separation surface. Journal of Agricultural Engineering. 2020. Vol. 51. N1. 15-20 (In English).Колчин Н.Н., Петухов С.Н. Исследования процесса сор­тирования клубней картофеля // Картофель и овощи. 2018. N9. С. 22-25.Kolchin N.N., Petukhov S.N. Issledovaniya protsessa sortirovaniya klubney kartofelya [Researches of potato tubers sorting process]. Kartofel’ i ovoshchi. 2018. N9. 22-25 (In Russian).Дорохов А.С., Мосяков М.А., Сазонов Н.В. Автоматизированная линия для послеуборочной обработки корнеплодов и картофеля // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 22-26.Dorokhov A.S., Mosyakov M.A., Sazonov N.V. Avtomatizirovannaya liniya dlya posleuborochnoy obrabotki korneplodov i kartofelya [Automated line for post-harvest processing of root crops and potatoes]. Sel’skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2020. Vol. 14. N1. 22-26 (In Russian).Дорохов А.С., Мосяков М.А., Сазонов Н.В. Разработка автоматизированной линии послеуборочной обработки картофеля для хозяйств населения // Агроинженерия. 2020. N2(96). С. 16-22.Dorokhov A.S., Mosyakov M.A., Sazonov N.V. Razrabotka avtomatizirovannoy linii posleuborochnoy obrabotki kartofelya dlya khozyaystv naseleniya [Designing an automated line for post-harvest potato processing to be used in private farm smallholdings]. Agroinzheneriya. 2020. N2(96). 16-22 (In Russian).Иванов А.Г., Максимов П.Л., Максимов Л.М. и др. Применение методов механики к исследованию рабочих процессов калибрующих устройств для картофеля: монография. Ижевск: Цифра. 2021. 260 с.Ivanov A.G., Maksimov P.L., Maksimov L.M., et al. Primenenie metodov mekhaniki k issledovaniyu rabochikh protsessov kalibruyushchikh ustroystv dlya kartofelya: monografiya [Applying the mechanics methods to the study of the working processes of potatoes calibration devices: monograph]. Izhevsk: Tsifra. 2021. 260 (In Russian).Ерохин М.Н., Максимов П.Л., Дородов П.В. Повышение конструкционной надежности копателя-сборщика картофеля // Тракторы и сельхозмашины. 2015. N2. С. 8-12.Erokhin M.N., Maksimov P.L., Dorodov P.V. Povyshenie konstruktsionnoy nadezhnosti kopatelya-sborshchika kartofe­lya [Improving the structural reliability of a potato harves­ter]. Traktory i sel’khozmashiny. 2015. N2. 8-12 (In Russian).Казанцев С.П., Матвеев В.А., Мельников О.М. Проектирование приводов стационарных сельскохозяйственных машин. М.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2018. 140 с.Kazantsev S.P., Matveev V.A., Mel’nikov O.M. Proektirovanie privodov statsionarnykh sel’skokhozyaystvennykh mashin [Designing drives for stationary agricultural machi­nery]. Moscow: Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel’skogo khozyaystva. 2018. 140 (In Russian).Измайлов А.Ю., Колчин Н.Н., Лобачевский Я.П., Кынев Н.Г. Современные технологии и специальная техника для картофелеводства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. N2. С. 45-48.Izmaylov A.Yu., Kolchin N.N., Lobachevskiy Ya.P., Kynev N.G. Sovremennye tekhnologii i spetsial’naya tekhnika dlya kartofelevodstva [Modern technologies and special equipment for potato production]. Sel’skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2015. N2. 45-48 (In Russian).Васильченко М.Ю., Поробова О.Б., Сергеев А.А. Математическая модель движения клубня картофеля по решету грохота // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. N3(48). С. 50-55.Vasil’chenko M.Yu., Porobova O.B., Sergeev A.A. Matema­ticheskaya model’ dvizheniya klubnya kartofelya po reshetu grokhota [Mathematical model of potato tubers moving through the potato-sorter rotating sieve]. Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii. 2016. N3(48). 50-55 (In Russian).Боровиков Ю.А., Васильченко М.Ю., Иванов А.Г., Поробова О.Б. Использование коэффициента эффективности для оптимизации параметров шарнирно-стержневого механизма грохота // Вестник Челябинского агроинженерного университета. 2004. Т. 41. С. 43-49.Borovikov Yu.A., Vasil’chenko M.Yu., Ivanov A.G., Porobova O.B. Ispol’zovanie koeffitsienta effektivnosti dlya optimizatsii parametrov sharnirno-sterzhnevogo mekhanizma grokhota [Using the efficiency coefficient to optimize the parameters of the hinged-rod mechanism of the screen]. Vestnik Chelyabinskogo agroinzhenernogo universiteta. 2004. Vol. 41. 43-49 (In Russian).Иванов А.Г., Шакиров Р.Р., Марков Д.А. и др. Кинематика транспортерного сортирующего устройства с переменной скоростью вращения рабочего органа // Сельский механизатор. 2022. N11. С. 18-22.Ivanov A.G., Shakirov R.R., Markov D.A., et al. Kinematika transporternogo sortiruyushchego ustroystva s peremennoy skorost’yu vrashcheniya rabochego organa [Kinematics of a conveyor sorting device with a variable speed of rotation of the working body]. Sel’skiy mekhanizator. 2022. N11. 18-22 (In Russian).Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Марченко О.С., Ценч Ю.С. Создание инновационной техники и ресурсосберегающих технологий производства кормов – основа развития животноводства // Вестник МГАУ им. В.П. Горячкина. 2017. N82. С. 23-28.Izmaylov A.Yu., Lobachevskiy Ya.P., Marchenko O.S., Tsench Yu.S. Sozdanie innovatsionnoy tekhniki i resursosberegayushchikh tekhnologiy proizvodstva kormov – osnova razvitiya zhivotnovodstva [Creation of innovative equipment and resource-saving technologies of feed production-the basis of livestock development]. Vestnik MGAU im. V.P. Goryachkina. 2017. N82. 23-28 (In Russian).Лобачевский Я.П., Ценч Ю.С., Бейлис В.М. Создание и развитие систем машин и технологий для комплексной механизации технологических процессов в растениеводстве // История науки и техники. 2019. N12. С. 46-55.Lobachevskiy Ya.P., Tsench Yu.S., Beylis V.M. Sozdanie i razvitie sistem mashin i tekhnologiy dlya kompleksnoy mekhanizatsii tekhnologicheskikh protsessov v rastenievodstve [Creation and development of machine systems and technologies for complex mechanization of technological processes in crop production]. Istoriya nauki i tekhniki. 2019. N12. 46-55 (In Russian).

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