Горизонтальная роторная дробилка позволяет качественно измельчать зерновые материалы и получать готовый продукт, выравненный по гранулометрическому составу до 98 процентов. Эффективность работы дробилки определяют следующие параметры: частота вращения ротора, рабочий зазор, интенсивность и плотность заполнения дробильной камеры, длительность воздействия на исходный продукт, конструктивные особенности рабочих органов и геометрическое исполнение их рифленых поверхностей. (Цель исследования) Обосновать конструктивные параметры горизонтальной роторной дробилки фуражного зерна. (Материалы и методы) Исследовали влияние количества рифлей статора на качество измельченного продукта по трем показателям: степень измельчения, модуль помола, фактическая результативность процесса измельчения. Выявили, что при увеличении количества рифлей модуль помола и степень измельчения меняются незначительно, а фактическая результативность измельчения снижается. При этом готовый продукт соответствует грубому помолу. Провели сравнительный эксперимент двух конструктивных вариантов исполнения рабочих поверхностей при одном противорезе статора для проверки эффективности изменения формы рифлей ротора и статора. (Результаты и обсуждение) Определили, что геометрические параметры рифлей рабочих органов горизонтальной роторной дробилки можно вычислить, используя предложенную модель теоретического расчета, исходя из вида измельчаемого материала и зоотехнических требований. Придание угловой формы пазам ротора также оказывает положительное влияние на общие показатели процесса измельчения. (Выводы) Представили теоретическое обоснование конструктивных особенностей нарезки рифлей рабочих поверхностей горизонтальной роторной дробилки и расчет диаметра ротора. Предложили модель определения этих параметров исходя из вида измельчаемой зерновой культуры. Провели экспериментальное сравнение различных форм исполнения и количества противорезов статора относительно качества получаемой продукции. Основные параметры изготовления пазов ротора рассчитали для наиболее распространенных зерновых культур (пшеница, ячмень, овес, кукуруза) и теоретически обосновали их оптимальные значения.

Картофелекопатель, оснащенный четырехлопастным битером в комплексе с ротационной сепарирующей поверхностью, обладает низкой материалоемкостью и энергоемкостью, более высокой сепарирующей способностью, а также меньше травмирует клубни. Однако во избежание нарушения процесса транспортирования картофелесодержащего пласта перед первой роторной секцией в конструкции данного картофелекопателя необходимо использовать четырехлопастной приемно­подающий битер. (Цель исследования) Повысить технологическую и экономическую эффективность подкапывающе­сепарирующего устройства картофелекопателя ротационного типа благодаря оптимизации параметров конструкции и режимов работы приемно­подающего битера. (Материалы и методы) Рассмотрели основные принципы устойчивости межоперационного процесса транспортирования картофелесодержащего вороха четырехлопастным приемно­подающим битером. Для исключения вероятности перегрузки битера при приеме и перемещении картофелесодержащего пласта вычислили зависимость его минимальной угловой скорости от скорости движения картофелекопателя. Проанализировали процесс подъема картофельного вороха на вершины рабочих органов первой секции ротационного сепаратора и создали методику получения значений скорости и угла отрыва материала от лопасти битера. Рассчитали рабочую угловую скорость битера с помощью дифференциального уравнения, описывающего движение картофелесодержащего пласта по поверхности лопасти. (Результаты и обсуждение) Показали, как с помощью уравнений динамики, описывающих движение тела, брошенного под углом к горизонту, определить предварительные скорость и угол отрыва картофелесодержащего пласта от лопасти битера. Их реальные значения находятся в зависимости от скорости движения картофелекопателя и определяются из треугольника скоростей. Составили зависимость рабочей угловой скорости вращения четырехлопастного битера от скорости движения картофелекопателя. Ее величина должна превышать значения минимальной угловой скорости. (Выводы) Теоретические расчеты позволили вычислить наиболее оптимальные конструктивные параметры и режимы работы четырехлопастного битера, обеспечивающие устойчивые процессы приема, перемещения и передачи пласта на ротационную сепарирующую поверхность.

Одно из важнейших направлений повышения эффективности сельскохозяйственного производства – совершенствование методов и средств определения основных показателей тракторов. От их значений зависят производительность, экономичность и экологическая безопасность машинно­тракторных агрегатов. (Цель исследования) Разработать метод получения тяговой характеристики трактора, позволяющий снизить трудоемкость измерений в условиях эксплуатации, и прибор для экономичного получения тяговых характеристик тракторов в условиях конкретных хозяйств. (Материалы и методы) Выбрали метод определения энергетических показателей тракторов в эксплуатационных условиях на переходном режиме. Провели тяговые испытания трактора на различных режимах и почвенных фонах для оценки его тягово­динамических и топливно­экономических показателей. Тяговая характеристика трактора представляет собой зависимости рабочих показателей трактора (тяговой мощности, скорости, часового и удельного расходов топлива, буксования) от нагрузки на различных передачах на данном почвенном фоне. Однако тяговые испытания требуют дорогостоящего оборудования, а также существенных затрат средств и времени на подготовку и проведение, что обусловливает их выполнение лишь в условиях машиноиспытательных станций. (Результаты и обсуждение) Разработали метод получения тяговой характеристики трактора в эксплуатационных условиях. Мгновенно увеличивая подачу топлива до максимальной, при разгоне трактора измеряли значения угловых скоростей коленчатого вала двигателя и путеизмерительного колеса на заданной передаче и соответствующем почвенном фоне с нагрузкой и без нее. Выявили, что топливно­экономические показатели можно определить при циклическом характере подачи топлива топливным насосом на максимальном режиме на стенде для проверки и регулировке топливного оборудования. Разработали и собрали измерительно­вычислительный комплекс, позволяющий обработать массивы данных от двух индукционных датчиков. (Выводы) Предлагаемый метод определения тягово­динамических и топливно­экономических показателей тракторов и измерительно­вычислительный комплекс, его реализующий, позволяют получать тяговую характеристику (зависимости скорости, буксования, тяговой мощности, часового и удельного расходов топлива от нагрузки на различных передачах на данном почвенном фоне) в эксплуатационных условиях, обеспечивая снижение затрат времени и средств.

Сельскохозяйственные штанговые опрыскиватели оснащаются инжекторными распылителями преимущественно зарубежного производства. Основные параметры инжекторных распылителей, приводимые в каталогах, отображают расходные характеристики в определенных диапазонах без учета конструктивных параметров. (Цель исследования) Обосновать конструктивно­технологические параметры инжекторного распылителя для внесения пестицидов. (Материалы и методы) Инжекторный распылитель относится к классу двухфазных жидкостно­газовых изотермических струйных аппаратов с образованием на выходе водовоздушной смеси. Установили, что расчетная модель рабочего процесса инжекторного распылителя основывается как на законах сохранения массы, энергии, импульса, на теоретических зависимостях в виде уравнений характеристики двухфазных струйных аппаратов, так и эмпирических зависимостях, характеризующих параметры потоков, геометрические поперечные и продольные размеры каналов распылителя. (Результаты и обсуждения) Получили следующие аналитические зависимости: относительного перепада давлений, создаваемого инжекторным распылителем, от объемного коэффициента инжекции при различных отношениях площади выходного отверстия рабочего сопла к сечению проточной части распылителя; отношения площади сечения камеры смешения к площади выходного отверстия рабочего сопла от коэффициента инжекции; относительного перепада давлений от коэффициента инжекции; отношения площади сечений камеры смешения и рабочего сопла от относительного перепада давлений. Определили совокупность безразмерных напорных характеристик инжекторного распылителя при различных отношениях площади сечения рабочего сопла к площади сечения камеры смешения. Установили, что с повышением коэффициента инжекции увеличивается отношение сечений площади камеры смешения к площади рабочего сопла. Показали, что для каждого коэффициента инжекции существует свой достижимый относительный перепад давления в инжекторном распылителе. (Выводы) Предложили расчетные уравнения, определяющие характеристики работы инжекторного распылителя и его основные конструктивные параметры – диаметры сопла и камеры смешения. Рассчитали основные размеры распылителя при авиационном способе внесения рабочих растворов пестицидов.

Инфракрасная сушка нашла широкое применение преимущественно в пищевой промышленности. Семена зерновых культур сушат в основном конвективным методом в шахтных, колонковых и бункерных сушилках. Подобные методы сушки малоэффективны, их отличает низкая производительность и высокие удельные затраты тепла. Исследовали методы сушки, обеспечивающие высокую интенсивность процесса при максимальном сохранении качества семян. Один из них – комбинированная инфракрасная сушка. Сушка имеет ряд преимуществ перед конвективной сушкой – быстрый прогрев частиц обеспечивает сокращение длительности процесса, а суммирование процессов диффузии и термодиффузии способствует перемещению влаги из центра зерновки к периферии, что снижает удельные затраты тепла на сушку. Рассмотрели комбинированный метод с использованием псевдоожиженного слоя при малой интенсивности инфракрасного потока, с дополнительным подводом тепла подогретым наружным воздухом. (Цель исследования) Разработать математическую модель конвективно-радиационной инфракрасной сушки семян, рассчитать температуру поверхности, мощность инфракрасного излучателя, параметры подогрева воздуха. (Материалы и методы) Обосновали параметры комбинированной инфракрасной сушки используя закономерности, характерные для конвективной сушки, но с эквивалентным коэффициентом теплоотдачи. Определили температуру и мощность источника инфракрасной энергии на основе допустимого теплоснабжения. Экспериментально оценили эффективность инфракрасной сушки при продувке наружным и подогретым воздухом с конвективной сушкой. (Результаты и обсуждение) Температура поверхности и мощности инфракрасного излучателя зависят от толщины слоя, физико-механических и радиологических свойств семян, допустимого теплосодержания и теплоты, затраченной на испарение влаги. Установили, что экспозиция комбинированной сушки на 12 процентов ниже конвективной за счет интенсификации процесса при полном сохранении качественных показателей семян. (Выводы) Рассчитали температуру поверхности и мощность инфракрасного излучателя в зависимости от высоты слоя, физико-механичных и радиологических свойств семян, допустимого теплосодержания и теплоты, затраченной на испарение влаги. Величина степени нагрева воздуха при комбинированной инфракрасной сушке пропорциональна дефициту мощности инфракрасного излучателя и обратно пропорциональна эквивалентному коэффициенту теплоотдачи.

Сушка семенного материала занимает важное место в системе его послеуборочной обработки и в значительной степени влияет на урожайные качества посевного материала. (Цель исследования) Определение производительности двух модулей новой сушилки с учетом статистических характеристик влажности, засоренности и интенсивности поступления на послеуборочную обработку зернового вороха различных культур. (Материалы и методы) Провели испытания мини-модуля новой универсальной сушилки, разработанного в мастерских Ярославской государственной сельскохозяйственной академии, в Большесельском районе Ярославской области. За основу расчета взяты данные среднестатистического областного хозяйства. (Результаты и обсуждение) Определили, что средний статистический процент влагосъема у исходного зернового вороха составил 10,52 процента; валовой сбор зерна за год – 1500 тонн; расчетная производительность по высушенному семенному материалу у базового модуля равна 5 тонн в час, у мини-модуля – 0,35 тонны в час. С участием Ярославской ГСХА в поточные линии послеуборочной обработки урожая внедрены полностью механизированные приемные отделения с аэрожелобами, вмещающие 300 или 600 кубических метров зернового вороха, поступающего от комбайнов. Расчет эффективности мини-модуля обусловлен необходимостью использования его в хозяйствах для самостоятельного обеспечения высококачественным посевным материалом. (Выводы) Подтвердили обоснованность расчетов и эффективность нового способа сушки. В неблагоприятную погоду урожай зерновых культур убирали кормоуборочным комбайном, сушили в мини-модуле. После обработки получили высококачественные семена, всхожесть которых составила 98-99 процентов.