Preview

Сельскохозяйственные машины и технологии

Расширенный поиск
№ 5 (2016)
Скачать выпуск PDF

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

3-11 63
Аннотация
Одним из основных и функционально сложных видов движения колесных мобильных тягово-транспортных средств (ТТС) - автомобилей, тракторов, самоходных шасси, вездеходов - является поворот. В данной работе рассмотрены расчетно-экспериментальные вопросы кинематики поворота ТТС, выбраны расчетные схемы поворота полноприводной ходовой системы, сформированы модели кинематического увода колес. Экспериментально исследованы поворот трактора без и с тяговой нагрузкой при отключенном и включенном приводе ведущего моста. Результаты расчетно-экспериментальных исследований и полученные математические модели поворота машины позволяют повысить точность заданной траектории и ввести коррективы в движение машинно-тракторного агрегата, снизить радиус поворота. Показали, что при круговом повороте с тяговой нагрузкой 12 кН смещение центра скоростей назад за задний ведущий мост у трактора с межосевым блокированным приводом равно 2,9 м и коэффициент кинематического несответствия - 1,05, в то время как с межосевым диффиренцированным приводом эти величины равны 1,03 и 0,93 соответственно. При этом радиусы поворота у тракторов с различными приводами отличаются несущественно - 6,5 и 6,7 соответственно. Отмечено что у ТТС на оболочковых шинах без тяговой нагрузки продольная координата центра скоростей смещена назад от оси вращения колес на 0,15 м, передние колеса перемещаются под углами бокового увода 5,0 и 7,8 градуса, углы кинематического увода малы и приближаются к 0. При круговом повороте с тяговой нагрузкой смещение центра скорости назад за ось заднего ведущего моста составляет 1,8 и 0,9 м, углы кинематического увода находятся в пределах 5-10 градусов; уголы бокового увода - минус 5 и минус 7 градусов.
12-16 27
Аннотация
В каналах пневмосепараторов с вертикальной подачей воздушного потока процесс выделения легкого компонента является случайным по причине неправильной формы зерновок и неравномерности распределения воздушного потока по поперечному сечению канала. Поэтому сепарируемый компонент, подлежащий уносу, не может быть полностью выделен за любое конечное время воздействия воздушного потока. Это подтверждает математическая модель, адекватно описываемая функцией гамма-распределения с аргументами, один из которых - параметр интенсивности выделения легкого компонента, имеющий большое значение. Подобно тому, как движение материальной точки определяют ее скоростью в каждый момент времени, так и процесс пневмосепарации характеризуют интенсивностью выноса легкого компонента. Показали, что этот параметр имеет физический смысл, открывающий возможность интенсификации процесса пневмосепарации, что не было исследовано в достаточной мере. Изучили влияние зерновой нагрузки на интенсивность процесса разделения материала в вертикально восходящем воздушном потоке. Установили, что увеличение удельной зерновой нагрузки в пневмосепарирующем канале с вертикально восходящим воздушным потоком сопровождается повышением интенсивности выделения легкой примеси, что объясняется возрастанием скорости воздушного потока в межзерновом пространстве. Выявили, что на обработке ячменя при удельной зерновой нагрузке от 0,5 до 2 кг на кв. см в час интенсивность выделения примеси (овса) возрастает в зависимости от нагрузки линейно. Если бы интенсивность процесса сепарации при увеличении нагрузки от 0,5 до 2 кг на кв. см в час сохранялась такой же, как при нагрузке 0,5 кг на кв. см в час, то расчетная полнота выделения овса при нагрузке 2 кг на кв. см в час снизилась бы с 51,97 процента (результат опыта) до 9,83 процента. Получили, что на эффективность сепарации в пневмосепарирующем канале влияет изменение зерновой нагрузки.
17-23 40
Аннотация
При работе почвообрабатывающего рабочего органа важно управлять качеством обработки деформируемого слоя почвы. Почва как объект обработки характеризуется модулем упругости первого рода, коэффициентом Пуассона, пределом прочности на сжатие, углами внешнего и внутреннего трения, коэффициентом удельной потенциальной энергии разрушения почвенных частиц. Все перечисленные показатели зависят от значений абсолютной влажности суглинистой почвы. С помощью метода конечных элементов спрогнозировали напряженно-деформируемое состояние обрабатываемого слоя суглинистой почвы с учетом таких допущений, как квазисплошность, квазиупругость, постоянство скорости и глубины обработки. Показали, что реализациeй данного метода стали составление глобальной матрицы жесткости, грузового столбца, решение системы линейных уравнений, определение возможных перемещений узловых точек почвенного массива по горизонтали и вертикали, а также определение удельной потенциальной энергии элементарных почвенных фрагментов. Определили, что грузовой столбец формируется с учетом силы тяжести почвенных фрагментов, тягового сопротивления боковой поверхности долотообразной лапы и режущей кромки, а также сил инерции. Сопоставив полученные значения с экспериментальной величиной удельной потенциальной энергии разрушения почвенных фрагментов суглинистой почвы, можно сделать прогноз о геометрических параметрах зоны разрушения и степени крошения почвенных фрагментов. Так, при абсолютной влажности суглинистой почвы 20,73 процента, скорости движения 1,6 м в секунду, глубине обработки 0,2 м, ширине рабочего органа 0,02 м длина зоны разрушения в направлении движения составляет 0,12 м, ширина - 0,1 м, критическая глубина резания - 0,08 м. Коэффициент крошения зоны возмущенного состояния не превышает 22 процента.
24-29 86
Аннотация
Повышение урожайности - одна из приоритетных задач агрокомплекса России. Во многих районах страны возделывание большинства овощей в открытом грунте затруднено или невозможно в связи с тяжелыми климатическими условиями. Выращивание в теплицах, специальных аэропонных установках, фитотронах частично решает эту проблему. Установлено, что для производства различных культур, пригодных для питания или в качестве посевного материала, требуется комплекс условий, а именно: оптимальная температура, влажность и самое главное - освещенность. Отмечено, что малая интенсивность или нехватка света определенной длины волны негативно отражается на морфогенезе выращиваемых культур. Показано, что для роста растений наиболее эффективны оптические спектры красной и синей областей с длинами волн 640-660 нм и 430-460 нм соответственно. Установлено, что подсвечивание красным светом способствует фазе прорастания пшеницы и увеличивает показатель выхода 1-го листа в 2,5 раза. Экспериментально определено влияние красного и синего света на урожайность мини-клубней картофеля: светодиодные лампы в режиме 660+450 нм могут заменить энергоемкие натриевые, поскольку значения массы клубней картофеля при разном освещении оказались близкими, составив 176,1 и 183,6 г соответственно. Определено, что при выращивании китайской капусты светодиодные лампы (СД) тоже могут заменить дорогие натриевые: содержание белка составило 17,4 мг/г при СД-освещении и 16,4 мг/г в случае натриевых ламп, а доля растворимых сахаров от общего объема сахаров - 100 и 50 процентов соответственно. Показано, что при уровне освещения 350-400 мкмоль на 1 кв. м в секунду светильники на основе красных и синих светодиодов по плотности потока фотонов в целом обеспечивают адекватные условия освещения для выращивания многих сельскохозяйственных культур.
30-35 26
Аннотация
Выведение новых и возобновление используемых сортов зерновых культур на научной основе невозможно без полевой стадии их отработки на селекционно-опытных делянках. Эффективность и интенсификация селекционно-семеноводческих процессов в значительной степени зависит от оснащения селекционных учреждений средствами технического обеспечения. Создание нового поколения машин должно осуществляться в соответствии с достигнутым техническим уровнем и конструктивными решениями, направленными на ресурсосбережение и наиболее полный учет агробиологических особенностей объектов машинного воздействия, особенно зерновых культур. Показали, что в процессе уборки и транспортировки зерна при выполнении селекционных работ до настоящего времени широко применялась мешочная тара, что усложняло механизацию процесса доставки зерна от комбайна на пункт переработки. Предложили заменить мешочную мягкую тару на жесткую в виде контейнера. Установили, что контейнеры, предназначенные для транспортировки, должны иметь габариты, не превышающие поперечный внутренний габарит транспортных средств или кратно размещаться в этом габарите. Отметили, что габарит контейнера в плане должен быть квадратом со стороной не менее 1120 мм и высотой не менее 565 мм. Контейнеры для сушки зерна должны иметь перфорированное дно, слой зерна - не более 300 мм. Определили, что достоинства контейнеров проявляются в технологических возможностях: транспортировки зерна от комбайна до пункта обработки зерна, сушки зерна в контейнерах, механизированной выгрузки. Применение таких контейнеров позволит в 5 раз снизить затраты труда и средств, вдвое повысить заполнение складов, полностью ликвидировать ручной труд на погрузочно-разгрузочных операциях, сократить простои транспортных средств в 1,5-2 раза.
36-40 23
Аннотация
Представили описание свойств растительных отходов (РО) как объекта сжигания в топках зерносушилок. Хотя РО часто характеризуются низкой теплотой сгорания (10-12 МДж на кг), они служат ценным малозольным биологическим топливом, практически не содержащим сернистых соединений и не загрязняющим окружающую среду при правильной организации процесса сжигания. Рекомендовано проводить сжигание в низкотемпературном циркуляционно-вихревом слое, что позволяет при сравнительно небольших размерах частиц (0,5-3,0 мм) удерживать их в зоне реакции до полного выгорания. Низкотемпературный режим сжигания (600-700 градусов Цельсия) исключает шлакование поверхностей топки, в том числе теплообменных, а также снижает выброс в атмосферу токсичных соединений. Сжиганию частиц РО предшествует подсушка, которая часто по длительности сопоставима со временем сжигания. Рассчитано время подсушки на основе уравнений тепломассопереноса. При подсушке мелких частиц (менее 0,5-1,0 мм) перенос тепла осуществляется теплопроводностью, при подсушке крупных частиц (более 1,0 мм) - конвективным теплопереносом. Адекватность расчетных формул оценивали по имеющимся экспериментальным результатам сжигания частиц РО. Получили удовлетворительное совпадение (погрешность 12 процентов). Такое же совпадение характерно для расчетной зависимости при эквивалентном коэффициенте теплопроводности, превышающем табличную величину на 25 процентов. При сжигании низкореакционного твердого топлива калорийностью 15 МДж на кг в топочном блоке, агрегатированном с зерносушилкой, необходима подсветка высокореакционным жидким или газообразным топливом. Ключевые слова: растительные отходы, топочные устройства, подсушка, стадии горения, моделирование, подсветка высокореакционным топливом.

НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ

41-43 39
Аннотация
Предложена концепция проектирования и производства перспективных моделей тракторов с минимизацией их стоимости путeм изменения компоновки и упрощения кабин с одновременным повышением уровня безопасности. Отметили, что моноблочная компоновка тракторов создаeт повышенные технические трудности при проведении ремонта, при их эксплуатации, сопровождающиеся, как правило, ростом финансовых затрат и снижением эффективности применения. Одной из главных задач, стоящих перед конструкторами, остается обеспечение соответствующих условий труда, снижение вибрационных воздействий, физических нагрузок, что уменьшает утомляемость оператора и повышает производительность труда. Установили, что техническим решением задачи повышения эффективности российского АПК является создание сельскохозяйственного трактора, не только максимально адаптированного к российским условиям, но и имеющего конкурентные преимущества. Предложили концепцию нового трактора с элементами ноу-хау, к основным отличиям которого относятся: смещение двигателя вперед на уровень штатных грузов, жесткая установка дуги или рамки безопасности на раме трактора, внутри которой монтируется перемещающаяся каретка с площадкой управления. При этом подвижная каретка накрывается кабиной, изготовленной из различных материалов, обеспечивающих необходимую шумо-, теплоизоляцию. Возможность достижения указанной цели проиллюстрирована в статье на примере гусеничного трактора.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

44-47 30
Аннотация
Во всем мире все шире внедряется механизация уборки картофеля с помощью картофелеуборочных машин, которые позволяют снизить затраты труда в 3-5 раз. Из-за почвенно-климатических особенностей (высокие летние температуры, низкая относительная влажность воздуха, уплотнение почвы после поливов) картофелеуборочные машины не нашли широкого применения в Республике Узбекистан. Поэтому урожай картофеля убирают с помощью картофелекопателей КТН-2Б и КСТ-1,4 при участии многочисленных сборщиков для ручного подбора клубней и грузчиков. В условиях Узбекистана при уборке раннего картофеля в летний период влажность почвы пониженная. Поэтому в процессе выкопки почва клубненосного пласта плохо крошится с образованием крупных комков, что затрудняет отделение их от клубней на грохоте и элеваторе. Это приводит к увеличению потери и повреждению клубней картофеля. Серийные подкапывающие рабочие органы существующих картофелекопателей в процессе выкопки забирают в значительном количестве лишнюю почву, и в результате клубненосная масса сгруживается перед лемехом. Это ухудшает процесс уборки и увеличивает тяговое сопротивление. Поэтому требуется проведение научных исследований по разработке более эффективного метода уборки клубней, обеспечивающего требуемое качество работы при меньших энергозатратах и большей производительности. Разработали энергосберегающий картофелекопатель, снижающий потери и повреждения клубней картофеля. Он оборудован опорно-комкоразрушающими устройствами, уменьшенными секционными лемехами и валкоукладчиком. Привели результаты энергетических показателей. В ходе испытаний выявили преимущество энергосберегающего картофелекопателя по сравнению с серийно выпускаемыми машинами. Результаты испытаний показали, что тяговое сопротивление энергосберегающего картофелекопателя и расход горюче-смазочных материалов уменьшились на 15-18 и 11 процентов соответственно, по сравнению с серийным картофелекопателем. При этом скорость движения и тяговая мощность увеличились на 30 и 20 процентов соответственно.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-7599 (Print)
ISSN 2618-6748 (Online)