Preview

Сельскохозяйственные машины и технологии

Расширенный поиск
Том 14, № 2 (2020)
Скачать выпуск PDF

ЭКОЛОГИЯ

4-9 34
Аннотация

В последние годы существенный рост потребления электроэнергии в Мьянме уже не может быть удовлетворен за счет существующих источников генерации, главным образом гидроэлектростанций. Особенно остро проблема стоит в сельских районах, где проживает более 61 процента населения страны: подключение к централизованным электрическим сетям экономически не оправдано, а стоимость электроэнергии, вырабатываемой автономными дизельными генераторами, очень высока.

(Цель исследования) Оценить технико-экономическую целесообразность создания и использования солнечных и гибридных солнечно-дизельных малых автономных электростанций для обеспечения базовых потребностей домохозяйств в сельских поселениях Мьянмы.

(Материалы и методы) Использовали метод компьютерного моделирования в специализированной программе Homer pro. Проанализировали три сценария энергопотребления: низкий – 1 киловатт-час в день, средний – 6 киловатт-часов и высокий – 16 киловатт-часов. Моделирование проводили на примере типичного для страны сельского поселения Та Нгар с населением 3000 человек.

(Результаты и обсуждение) Определили, что нормированная стоимость электроэнергии для оптимизированных гибридных систем лежит в диапазоне 0,37-0,51 доллара США, для чисто фотовольтаических электростанций – 0,46-0,49 доллара. Выявили более высокую экономическую эффективность гибридных систем по сравнению с дизельными генераторами, для которых нормированная стоимость электроэнергии составляет 0,56-1,56 доллара США с учетом сложившихся цен на топливо в отдаленных районах страны, которые превышают городские цены в 2-3 раза. Показали, что при высоком энергопотреблении предпочтительнее использование гибридных систем, для малого потребления (только ночное освещение) более эффективны чисто фотовольтаические.

(Выводы) Доказали, что для удовлетворения потребностей в электроэнергии сельских поселений в Мьянме целесообразно использование солнечной энергии, что обусловлено не только экологически, но и экономически, так как исключает необходимость дорогостоящего подключения к электрическим сетям.

ТЕХНИКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

10-16 25
Аннотация

Провели анализ влияния геометрических и установочных параметров плужных рабочих органов на агротехнические показатели и тяговое сопротивление плуга.

(Цель исследования) Определить агротехнические показатели качества обработки почвы в зависимости от типа отвалов и обосновать выбор оптимального отвала для суглинистых почв.

(Материалы и методы) К агротехническим показателям отнесли крошение, оборот пласта, степень заделки растительных остатков. Увеличение комковатости при вспашке суглинистых почв происходит с ростом содержания глинистых частиц. Угол установки плужного корпуса относительно стенки борозды изменяли посредством выкручивания среднего болта крепления стойки корпуса плуга к раме и постановкой дополнительных шайб на одно из двух оставшихся болтовых соединений. Для экспериментов по влиянию угла наклона лемешно-отвальной поверхности относительно стенки борозды плужные корпуса устанавливали под углами от 30 до 55 градусов.

(Результаты и обсуждение) Установили, что при углах 30-35 градусов, диаметр комков возрастал до значений, превышающих допустимую норму на 10-20 процентов. Увеличение угла более 45 градусов снизило диаметр комков до 10-30 миллиметров. С увеличением угла до 50-55 градусов наблюдался переход от стружки отрыва к стружке сдвига. Определили тяговое сопротивление плуга с различными типами отвалов. Выявили идентичность результатов аналитического расчета и экспериментальных данных в полевых испытаниях с использованием динамометра. Тяговое сопротивление плуга снижается при переходе от использования цилиндрических отвалов к винтовым.

(Выводы) Определили, что с увеличением угла установки лемешно-отвальной поверхности к стенке борозды снижается размер почвенных фрагментов, а стружка отрыва переходит в стружку сдвига. Доказали, что на суглинистых почвах культурные и полувинтовые отвалы характеризуются лучшими агротехническими показателями.

17-22 22
Аннотация

Современные почвообрабатывающие машины и технологии возделывания сельскохозяйственных культур существенно влияют на механическую эрозию почвы на склоновых агроландшафтах. Под действием рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин почва систематически смещается под склон.

(Цель исследования) Определить пути снижения механической эрозии почвы на склонах при возделывании зерновых и пропашных культур путем совершенствования технологии и технических средств.

(Материалы и методы) Установили, что механическая эрозия почвы, возникающая при обработке склонов рабочими органами машин в виде трехгранного клина зависит от параметров рабочего органа, крутизны склона и направления движения агрегата относительно горизонтали поля. Механическая эрозия почвы на одном поле за сезон изменяется в зависимости от технологии возделывания культур, прежде всего от  количества и глубины обработок. 

(Результаты и обсуждение) Показали, что переход от традиционных технологий возделывания зерновых и пропашных культур к почвозащитной, энергосберегающей технологии Strip-till снижает эрозию почвы, а при нулевой технологии возникновение механической эрозии исключено. Определили, что при возделывании зерновых культур на склонах 6 градусов механическая эрозия за сезон по нулевой технологии отсутствует, по энергосберегающей технологии не превышает 15 миллиметров, по почвозащитной технологии – 35 миллиметров, а по традиционной – достигает 145 миллиметров. Отметили, что при возделывании кукурузы по традиционной технологии на склонах 6 градусов механическая эрозия почвы доходит до 87 миллиметров за сезон. Поэтому для сохранения почвы при возделывании кукурузы рассмотрели переход к технологии Strip-till.

(Выводы) Для снижения механической эрозии почвы предложили переходить от традиционных технологий возделывания сельхозкультур на почвозащитные, энергосберегающие, нулевые технологии и технологии Strip-till.

 

23-28 22
Аннотация

ля удаления средних и крупных камней с горных лугов и пастбищ с экспозиционным уклоном до 12 градусов разработали новый способ и опытный образец агрегата. Показали, что машина удаляет 95 процентов камней. Эффективность работы агрегата определяют новые рабочие органы: поворотная рама, гребенка и специальный плуг, нарезающий канал вдоль движения агрегата.

(Цель исследования) Обосновать конструктивные параметры горного навесного камнеуборочного агрегата и их влияние на качество подготовки лугопастбищных угодий.

(Материалы и методы) Испытания агрегата провели в стационаре на южном склоне Даргавской котловины РСО – Алания на высоте 1650 метров над уровнем моря, с уклоном 12 градусов. Предусмотрели 9 вариантов (по 3 в каждой повторности), каждый второй вариант – контрольный.

(Результаты и обсуждение) Разработаны способ и агрегат для удаления камней диаметром более 30 миллиметров на склонах крутизной до 12 градусов. Определили, что засоренность камнями по мере расположения вариантов сверху вниз составила в среднем 37,2; 45,6 и 52,0 процента площади делянки.

(Выводы) Установили, что увеличение полезной площади пастбищ вследствие удаления и утилизации камней позволило повысить нагрузку на 1 гектар пастбищ с 1,1 до 3,6 головы нагульного молодняка крупного рогатого скота. Показали, что агрегат, наряду с удалением камней, равномерно распределяет экскременты животных, благодаря чему повышается продуктивность кормовых угодий: урожайность по сравнению с контролем ежегодно возрастала на 0,33-1,93 тонны с гектара. 

29-33 31
Аннотация

Восстановить плодородие почв можно с помощью специальных технологий и техники. В частности, для рыхления земель с плотными и загипсованными слоями почвы разрабатывают чизели, а на засоленных землях с высоким уровнем грунтовых вод прокладывают кротовые дрены.

(Цель исследования) Обосновать параметры и технологии применения энергосберегающих чизельных рабочих органов для рыхления плотных и загипсованных прослоек почвы, а также устройств для формирования кротовых дрен в подпахотных слоях засоленных почв.

(Материалы и методы) Использовали современные методы и приборы для обоснования параметров чизельного рыхлителя и дренажно-кротового орудия. Представили схему проведения экспериментов на опытно-производственном участке. Изучили механический состав и степень засоленности почвы на опытном поле.

(Результаты и обсуждение) Определили эффективность рыхления почвы перед промывкой с помощью разработанного чизельного рыхлителя. Для прокладки кротового дренажа на тяжелосуглинистых сильнозасоленных почвах предложили устройство, которое отличается от аналогов тем, что имеет раму из двух частей.

(Выводы) Обеспечили качественное выполнение технологического процесса для удаление вредных солей из плодородных слоев почвы. Выявили, что разуплотнение почвы чизелем на глубине 0,45 метра, а после вспашки на глубине 0,35 метра с последующей промывкой почвы снижает содержание солей с 0,978 процента до 0,198-0,578 процента, при этом коэффициент рассоления составил 1,7-4,9. Сократили продолжительность промывных поливов на 15 дней по сравнению с традиционной обработкой. Показали, что благодаря дополнительной обработке почвы в случае нехватки воды норму промывки можно уменьшить с 6500 кубометров на гектар до 4500 или 5500 кубометров. Определили, что применение предложенной технологии уменьшает расход энергии на 9,0-14,5 процента, затраты труда на 7,91-14,11 процента, эксплуатационные расходы на 8,16-11,0 процента, увеличивает производительность труда на 16,3-18,0 процента, что обеспечивает годовую экономическую эффективность в размере 11,6-12,6 миллиона сумов.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

34-40 67
Аннотация

. В рамках импортозамещения для первичной переработки стратегического сырья в виде технической конопли важно создать альтернативу зарубежным агрегатам, внедряя современные отечественные технологии и линии.

(Цель исследования) Обосновать технологическую схему линии переработки технической конопли в однотипную пеньку, характеристики сырья и волокна низкой себестоимости для первичной переработки технической конопли в виде спутанной массы стеблей неполной длины, убранной зерноуборочным или специализированным комбайном.

(Материалы и методы) Рулоны конопли весенней уборки перерабатывали по двум вариантам: однократный и двукратный пропуск сырья через линию, после чего определяли показатели качества однотипной пеньки.

(Результаты и обсуждение) Выяснили, что коноплесырье имеет поломанные и спутанные стебли длиной 36-470 миллиметров, высокой отделяемости, с содержанием волокна 26-30 процентов, но с небольшой разрывной нагрузкой 13-17 килограмм-сил. Определили, что выход волокна при однократном пропуске составил 28-29 процентов, при двукратном – 22-23 процента. Показали, что двукратный пропуск снижает массовую долю костры на 3-4 процента в абсолютном выражении и уменьшает разрывную нагрузку не более чем на 2 килограмм-силы. Выявили низкое содержание пороков: массовая доля костры не более 7,1 процента, отсутствие «лапы». Однако из-за минимального значения разрывной нагрузки волокна пеньку отнесли к низшему сорту. 

(Выводы) Обосновали схему малогабаритной и малозатратной отечественной линии для первичной переработки технической конопли. Определили значения показателей качества однотипной пеньки и ее выход при различных условиях первичной переработки. Вычислили долю влияния второго пропуска через линию на качественные показатели: выход волокна – 97,3 процента; разрывную нагрузку скрученной ленточки – 42,4 процента; массовую долю костры – 75,3 процента; среднюю массодлину – 61,2 процента; средневзвешенную линейную плотность – 99,1 процента.

ТЕХНИКА ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА

41-45 41
Аннотация

Посевные агрегаты считаются наиболее сложными сельскохозяйственными машинами, так как они выполняют много операций – как последовательно, так и одновременно. При этом сельхозтоваропроизводители заинтересованы в безупречной работе агрегатов. Для качественного выполнения технологических операций и улучшения энергетических показателей сеялок важно хорошо знать и совершенствовать их конструкцию.

(Цель исследования) Определить основные агротехнические и энергетические показатели сеялки для рядового посева СЗД-4,0.

(Материалы и методы) Экспериментальные исследования сеялки СЗД-4,0 провели на посеве озимой пшеницы при влажности почвы 8,4-29,7 процента в слое 5-10 сантиметров, твердость почвы – 0,8-2,0 мегапаскаля, глубина взрыхленного слоя по фракциям 0-10 сантиметров составила 48,0-53,2 процента. Энергетическую оценку осуществляли на трех скоростных режимах в агрегате с трактором МТЗ-80, оборудованным динамометром и измерительной регистрирующей системой.

(Результаты и обсуждение) Выявили основные агротехнические показатели сеялки: среднюю глубину заделки семян при максимальном, минимальном и оптимальном заглублении сошников, количественную долю семян, заделанных на заданную глубину, высоту гребней после прохода агрегата, число всходов и относительную полевую всхожесть. Изучили основные энергетические показатели: тяговое сопротивление сеялки, потребляемую мощность агрегата, мощность, затраченную на преодоление тягового сопротивления машины, удельные энергозатраты агрегата, удельный расход топлива за время основной работы, удельное тяговое сопротивление. 

(Выводы) Подтвердили, что при скорости движения агрегата 9,5-13,5 километра в час рабочие органы сеялки обеспечили необходимую глубину заделки семян, фактическая норма высева и количественная доля семян заделанных в слое, соответствуют агротребованиям. Определили оптимальный режим работы: со скоростью 12,04 километра в час, при глубине хода сошников 54,6 миллиметра и при загрузке двигателя энергосредства на 76 процентов.

46-52 103
Аннотация

Эффективное выращивание растений в светокультуре возможно только под оптическим излучением определенного спектрального состава. Наиболее дешевый способ генерирования оптического излучения – с помощью натриевых ламп высокого давления. Однако их спектральный состав не в полной мере приемлем для светокультуры. Светодиоды позволяют задавать практически любой спектр, но их стоимость достаточно высока.

(Цель исследования) Теоретически и практически обосновать спектральный состав светодиодного излучателя-корректора, используемого в светокультуре дополнительно к натриевым лампам.

(Материалы и методы) Экспериментально изучили эффективность комбинированного облучения в лаборатории энергоэкологии светокультуры Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства  при облучении рассады томата сорта Благовест. Исследовали биометрические показатели растений. Производственный эксперимент проводили в тепличном комбинате Межвиди (Латвия) на взрослых растениях томата сорта Encore для трех вариантов: первый – под натриевыми лампами; второй – со светодиодными облучателями; третий – при комбинациии натриевых ламп и корректора. Влияние облучателя на растения оценивали по величине  флуктуирующей асимметрии билатеральных признаков листовой пластинки.

(Результаты и обсуждение) Определили, что применение корректора улучшило биометрические параметры рассады: увеличило число листьев, их сырую массу, содержание в них хлорофилла и сухого вещества. Отметили, что в теплице наименее благоприятная световая среда формируется под натриевыми лампами, а светодиодные облучатели создают более комфортные условия. Подтвердили, что применение корректора обеспечивает наилучшую световую среду. Выявили повышение урожайности плодов томата и их вкусовых качеств при использовании комбинированного облучения.

(Выводы) Доказали, что для коррекции спектра лампы ДНат 400 необходим фотонный поток корректора 71,2 микромоля в секунду, при этом отношение потоков синих и дальнекрасных светодиодов должно составлять 64 и 36 процентов соответственно.

ПОСЛЕУБОРОЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА

53-58 28
Аннотация

Для снижения уровня травмирования зерна пшеницы при его послеуборочной обработке предлагают заменять стальные рабочие органы в подъемно-транспортных машинах на полимерные.

(Цель исследования) Экспериментально определить зависимость степени травмирования зерна пшеницы от количества соударений, угла падения и материала поверхности рабочих органов подъемно-транспортных машин при движении зерна со скоростью до 3,5 метра в секунду.

(Материалы и методы) Провели эксперименты на установке, воспроизводящей условия низкоскоростного соударения зерен пшеницы с гладкой поверхностью пластины из стали или пластика при различных углах падения и количестве ударов.

(Результаты и обсуждение) Установили, что существенное снижение травмирования зерна при столкновении с пластиковой пластиной по сравнению со стальной – на 8-10 процентных пунктов – наблюдается лишь при углах падения 60-90 градусов и количестве ударов от 5 до 10. Выявили, что при угле падения до 60 градусов указанная разница не превышает 4 процентных пунктов и достигает нуля при угле 45 градусов. Низкую эффективность замены стальных рабочих органов на пластиковые для снижения травмирования зерна при движении с низкой скоростью объяснили слабым проявлением эффекта уменьшения потенциальной энергии деформации зерна при ударе о пластиковую поверхность при малой скорости их соударения.

(Выводы) Определили, что при движения зерен со скоростью менее 3,5 метра в секунду в разреженном потоке без взаимодействия между ними, когда происходит соударение отдельных зерен с рабочими органами подъемно-транспортных машин, замена стальных рабочих органов на пластиковые нецелесообразна.

59-66 24
Аннотация

Проанализировали рабочий процесс и конструкции машин, задействованных в зерноочистке. Выявили, что энергоемкость универсальных воздушно-решетных машин отечественного и зарубежного производства составляет 0,86-1,61 киловатт-часа на тонну, удельная металлоемкость – 30-700 килограмм-часов на тонну.

(Цель исследований) Разработать высокопроизводительную зерноочистительную машину первично-вторичной очистки с малой энергоемкостью, высокой степенью очистки семенного и продовольственного зерна, а также с возможностью ее установки в поточных зерноочистительно-сушильных линиях и комплексах.

(Материалы и методы) Создали новую конструктивно-технологическую схему универсальной зерноочистительной машины МЗУ-20Д и ее пневмосистемы. Изготовли опытный образец производительностью 20 тонн в час, с тремя пневмосепарирующими каналами и тремя осадочными камерами пневмосистемы. Исследовали пылеуловитель воздушной системы машины МЗУ-20Д.

(Результаты и обсуждение) С применением конечно-элементного метода получили расчетные величины и векторы скоростей воздушного потока в узловых точках сечения пылеуловителя. Жалюзийную решетку пористостью 0,1 установили под углом 30 градусов, при наличии делительной перегородки. Оптимизировали конструктивно-технологические параметры по матрице трехуровневого плана Бокса – Бенкина. По результатам реализации плана выбрали рациональные конструктивные параметры пылеуловителя: глубина выходного патрубка – 0,35 метра, угол установки жалюзи – 30 градусов, число жалюзи – 8. Определили, что при приведении в соответствие параметров пылеуловителя вышеуказанным значениям эффективность осаждения примесей в нем достигает 60 процентов при гидравлическом сопротивлении 260 паскалей. В ходе государственных испытаний машины МЗУ-20Д в СПК «Рассвет» Кировской области на очистке зерна ржи сорта Фаленская подтвердили характеристики: пропускная способность – до 20 тонн в час, установленная мощность – 9 киловатт, чистота зерна – не менее 98 процентов.

(Выводы) Установили, что машина работоспособна, качественно выполняет технологический процесс и может быть использована, например, при реконструкциях и разработке новых зерноочистительно-сушильных линий и комплексов.

УДОБРЕНИЯ

67-76 27
Аннотация

Провели анализ работы технологических линий в регионах России. Аргументировали актуальность научных исследований по разработке и проектированию технологических линий с использованием модульного оборудования для производства гуминовых и комплексных удобрений. Выявили нерешенную с научной точки зрения техническую проблему – отсутствие промышленного производства специализированного оборудования для получения гуминовых удобрений, получаемых на основе глубокой переработки органического сырья.

(Цель исследования) Определить оптимальный состав модульного оборудования с использованием цифровых технологий для проектирования промышленных технологических линий по переработке органического сырья (торфа, сапропеля, бурого угля и биогумуса) на основе технического задания заказчика и результатов работы экспериментальных технологических линий.

(Материалы и методы) Изучили эффективность работы технологических линий на основании их технических возможностей. Исследовали практические результаты проверки зависимости качества полученной продукции от параметров и режимов работы отдельных узлов и агрегатов. Использовали общеизвестные и разработанные на их базе частные методики.

(Результаты и обсуждение) Выявили отдельные технические и технологические отклонения в работе оборудования: низкий уровень очистки органического сырья при работе вибросепаратора – 85-90 процентов, недостаточную мощность дисмембратора – 3,5 киловатта; дисперсность удобрений после реактора превышает 140 микрометров; содержание баласта после фильтрации равно 5-8 процентов; уровень гуминовых солей низкий – от 5 до 10 граммов на литр; система дозирования микроэлементов не совершенна. Предложили продолжить поиск технических решений по производству без баластных гуматов с использованием модульного оборудования. Установили необходимость увеличить производительность технологических линий с 1 до 2,5 тонн в смену. 

(Выводы) Рекомендовали с учетом практического опыта по модернизации технологических линий оптимизировать состав модульного оборудования, приобретаемого на рынке машиностроительной продукции. Определили основные принципы модульного проектирования технологических линий, позволяющие с помощью интернет-портала повышать эффективность производства и получать продукт востребованного качества.



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


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