Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 786
Статья научная
Обоснованы методика и алгоритм расчёта вместимости ёмкостей для преддоильной обработки вымени, используемые на передвижных доильных установках. Представлена программная реализация предложенного алгоритма, которая может использоваться в конструкторских и проектных организациях при разработке новых и совершенствовании существующих средств доения сельскохозяйственных животных, а также студентами инженерных факультетов сельскохозяйственных вузов в процессе курсового и дипломного проектирования.
Бесплатно
Конструктивные элементы групповой автопоилки, влияющие на скорость гравитационной циркуляции воды
Статья научная
Анализ групповых автопоилок с термосифонной системой циркуляции воды позволил выявить ряд конструктивных элементов, влияющих на скорость гравитационной циркуляции воды. И, как следствие, необходимость усовершенствования групповой автопоилки с термосифонной системой циркуляции воды. Для увеличения направленности потока воды в зону водопойного стакана и увеличения скорости циркуляции предлагается усовершенствование групповой автопоилки за счет угла наклона выпускных патрубков к вертикальной оси вводного трубопровода, а также перфорирование выпускных патрубков по высоте отверстиями, расположенными под определенным углом к оси патрубка. Этим решается задача нагрева воды и поддержания заданного температурного режима при интенсивном отборе воды животными за счет увеличения скорости циркуляции воды в зоне водопойного стакана.
Бесплатно
Концептуальное конструирование орудий для основной обработки склоновых земель
Краткое сообщение
Интенсивное использование на землях сельскохозяйственного назначения тяжелой энергонасыщенной техники привело к значительному переуплотнению пахотных земель. Очевидно, что переуплотнение почв является одной из основных причин, снижающих урожайность сельхозкультур. Эти особенно явно проявляется на склоновых землях, которые испытывают на себе многие дополнительные факторы деградации (дефляция, поверхностный смыв, обесструктуривание, сползание верхнего слоя почвы к подошве склона с образованием заболоченных участков), приводящие к потере урожайности до 12-15%. Особенности склоновых земель предъявляют повышенные требования к соответствующим технологиям работы. В части предпосевной обработки одним из наиболее эффективных является способ обработки склоновых земель, заключающийся в поперечной обработке почвы глубокорыхлителем с чередованием обработанных и необработанных полос, где необработанные полосы выполняют роль внутрипочвенной подпорной стенки. Однако существующие почвообрабатывающие орудия не могут качественно реализовать данный способ...
Бесплатно
Статья научная
Одним из способов снижения травмирования семенного материала является снижение ударного воздействия поверхности рабочих органов сельскохозяйственных машин. Осуществлен анализ напряженного состояния семени, представленного в виде частицы сыпучего тела и деформированного состояния рабочей поверхности при трех видах ударного взаимодействия: жестком, частично поглощенном и поглощенном. Выполнен сравнительный анализ напряженного состояния частицы сыпучего тела, упавшей на наклонную рабочую поверхность различной жесткости. Установлено, что если рабочий орган изготовлен из жесткого недеформируемого материала, то для исключения истирания наружной оболочки семян при скольжении семенного материала по его поверхности, необходимо уменьшать угол наклона рабочей поверхности и порозность сыпучего тела. Но выполнение этих требований приведет к уплотнению сыпучего тела и прекращению перераспределения частиц в его массе, что отрицательно скажется на технологических процессах смешивания и транспортирования семенного материала. При столкновении частицы сыпучего тела с наклонной рабочей поверхностью, изготовленной из стали с полиуретановым покрытием, в зоне соприкосновения с частицей возникают местные деформации сжатия рабочей поверхности и прирост главного напряжения сжатия рабочей поверхности, вызывающего истирание наружной поверхности частицы. Теоретическое описание напряженных состояний частицы сыпучего тела при взаимодействии с поверхностями различной жесткости, подтвержденное выполненными ранее экспериментальными исследованиями, позволили сделать выводы, что для предотвращения травмирования семенного материала необходимо использовать ударопоглощающие рабочие органы, изготовленные из эластомеров, обладающих способностью значительно растягиваться и сокращаться в пределах упругих деформаций. Использование ударопоглощающих рабочих органов позволяет обеспечить такие условия взаимодействия семян и рабочей поверхности, при которых семена находятся во взвешенном состоянии и отскакивают от рабочей поверхности без скольжения. Для обеспечения режима ударопоглощения необходимо, чтобы продолжительность скатывания потока семян по наклонной рабочей поверхности была меньше промежутка времени между последовательными встряхиваниями высокоэластичной рабочей поверхности.
Бесплатно
Коррекция рационов для свиней, выращиваемых для производства органической свинины
Статья научная
В статье научно обоснованы полученные данные переваримости белка традиционных кормов. Переваримость выражена в истинной илеальной доступности аминокислот, составляющих белки кормов, к всасыванию в тонком кишечнике свиней. Вопрос оценки масличных семян на доступность аминокислот, в первую очередь сои, богатой лизином, до 28 г/кг, и бедной, менее 6,5 г/кг, лимитирующей аминокислотой - метионином, занимает в наших исследованиях особое место. Сделан вывод о том, что соя среди масличных семян имеет сравнительно низкую доступность лизина для свиней. Основная причина - ингибиторы протеаз. Проведен научно-хозяйственный опыт на поросятах: животным контрольной группы скармливали полноценный комбикорм, сбалансированный по потребности в лизине, метионине и треонине без учёта их истинной илеальной доступности. В опытной группе рацион включал те же корма, но был скорректирован по истинной илеальной доступности лизина, метионина и треонина. Комбикорм контрольной группы, составленный из тех же кормов, в соответствии с нормами потребности по возрастам 2-3 мес., 3-4 мес., 4-6 мес., но без учета истинной илеальной доступности аминокислот оказался несбалансированным по первой лимитирующей аминокислоте - доступному лизину, соответственно, на 14,5, 19,7 и 21,7%. Доказана целесообразность корректирования белковой составляющей рационов для свиней, выращиваемых для производства органической свинины. Результаты проведенных исследований позволяют оптимизировать аминокислотное питание свиней путём конструктивно нового подхода к балансированию рационов по количеству истинно доступных незаменимых аминокислот к всасыванию из просвета тонкого кишечника на уровне терминального участка подвздошной кишки, способствующему повышению эффективности использования кормового протеина и росту продуктивности свиней. На основании исследований создана база данных о доступности аминокислот кормов, используемых в кормлении свиней, таких как зерно злаков, отходы мукомольной и маслобойной промышленности, травяная мука, сухое молоко, казеин и другие.
Бесплатно
Статья научная
Получены регрессионная модель дополнительных потерь электроэнергии в силовом трансформаторе 10/0,4 кВ сельской коммунально-бытовой сети. Определена значимость факторов влияющих на величину дополнительных потерь электроэнергии в силовых трансформаторах 10/0,4 кВ сельской коммунально-бытовой сети. The regression model of additional power losses in the power transformer 10/0.4 kV household network is received. The importance of factors affecting the additional power losses in power transformers 10/0.4 kV household network is defined.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены показатели и критерии оценки технического состояния оросительных систем и их элементов и приведены их нормативные значения. Представлены основные критерии для оценки гидравлической эффективности и эксплуатационной надёжности работы оросительных систем, каналов и сооружений. Для примера приведены результаты обследований Азовской оросительной системы Ростовской области и оценки её технического состояния.
Бесплатно
Критерий рабочего процесса и конструкция измельчителя растительных материалов
Статья научная
Приведен анализ существующих показателей оценки рабочего процесса измельчителей и предложен обобщенный критерий, учитывающий как количественные и энергетические показатели измельчителей, так и качественные характеристики измельченных растительных кормов. Представлены результаты сравнения применяемых на практике в кормопроизводстве измельчителей с различными типами рабочих органов с использованием приведенного критерия. На основе обобщенного критерия выявлено перспективное направление совершенствования универсальных измельчителей кормов. Этим направлением могут быть измельчители с ножевым рабочим органом с поярусным расположением ножей на валу. Предложен измельчитель растительных материалов ножевого типа. Измельчитель кормов включает вертикальную цилиндрическую камеру с противорежущими элементами на ее внутренней поверхности. Внутри камеры установлен вал с закрепленными на нем ножами и диском. На диске диаметрально расположены радиальные пазы, в которых размещены трехгранные прямоугольные призмы. Призмы установлены прямыми углами вниз и с возможностью вертикального перемещения. Верхние наклонные стороны пазов диска имеют режущие кромки. Вал выполнен с аксиальной полостью для размещения в ней винтового механизма вертикального перемещения призм. При измельчении грубых кормов призмы устанавливаются в верхнее положение, образуя выступы на поверхности диска. При измельчении корнеклубнеплодов - в нижнее положение, образуя окна между диском и призмами. Измельчитель позволяет измельчать как грубые, так и сочные растительные корма. Универсальный измельчитель обеспечивает оперативный перевод машины на измельчение как грубых, так и сочных кормов с получением измельченного продукта до размеров частиц, соответствующих зоотехническим требованиям.
Бесплатно
Лингвистическое описание процесса технологической настройки сельхозагрегатов
Статья научная
В статье представлен лингвистический подход к проблеме технологической настройки сложных машин и систем, функционирующих в меняющихся внешних условиях. Внешние факторы, влияющие на параметры технологической настройки, характеризуются не только изменчивостью, но и способом оценки. Зачастую эти оценки носят приближённый или качественный субъективный характер. В таких случаях целесообразно использовать лингвистический подход и математический аппарат теории нечётких множеств, что позволяет создать экспертную систему для принятия решения о параметрах настройки в условиях неопределённости. Подробно рассмотрены все этапы создания экспертной системы, построена структурно-логическая схема и изложена методика процесса принятия решения о параметрах настройки. Изложение сопровождается конкретным примером настройки параметра зерноуборочного комбайна.
Бесплатно
Логистика запасных частей к сельскохозяйственной технике: проблемы и решения
Краткое сообщение
Сельское хозяйство является одной из немногих отраслей экономики современной России, демонстрирующих стабильный рост. Однако опыт функционирования сельскохозяйственных предприятий выявил ряд недостатков. Основным экономическим показателем в сельском хозяйстве является прибыль, которая находится в прямой зависимости от качественного выполнения технологических операций (от предпосевной обработки почвы до сбора урожая, его сохранности и транспортировки потребителям). В условиях строго ограниченного времени, связанного с жесткими климатическими условиями на выполнение этих операций, на первый план выходят проблемы надежности работы сельхозтехники (весьма сложной, состоящей из большого числа узлов и деталей), быстроты перемещения её от объекта к объекту, а в случае простоев из-за неполадок в работе быстрое восстановление работоспособности. Минимизация времени простоев зависит от четкой взаимосвязи участвующих субъектов: землепользователя - сервисного центра - склада запасных частей - производителя запасных частей и логиста по транспорту. Таким образом, одним из условий эффективной работы сельскохозяйственного предприятия является снижение времени простоев и себестоимости транспортных перевозок. В этой связи вопросы, связанные с практическим решением поставленной проблемы, являются актуальными. В статье на основе анализа логистики запасных частей к сельскохозяйственной технике предложены мероприятия по повышению эффективности функционирования соответствующей системы, моделируемой в виде сценария управленческих решений. Для решения поставленной задачи предложено использовать неформальный (эвристический) метод, который базируется на системном подходе и основан на логике, рациональном анализе и большом практическом опыте в рассматриваемой области.
Бесплатно
Малая ветроэнергетика: проблемы и пути решения
Статья научная
Приведен анализ современного состояния малой ветроэнергетики в мире, общие ее тенденции и пути развития. Общее количество малых ВЭУ в мире на конец 2011 года достигло 730'000 единиц и они составили мощность около 576 МВт по сравнению с общей мощностью 240 ГВт крупных ВЭУ. Наибольшая доля малых ВЭУ находится в двух странах: Китай - 40% мощности (500'000 ед./225 МВт); США - 35% мощности (151'000 ед./198 МВт).
Бесплатно
Манёвренные прецизионно-точечные авиационные агротехнологии
Краткое сообщение
Рассмотрены принципы создания и применения манёвренных прецизионно-точечных авиационных агротехнологий. Эти технологии являются новым этапом дальнейшего совершенствования агропроизводства, дополнительным способом повышения точности и эффективности базовых технологий. Их достоинства: избирательность, манёвренность, оперативность, низкое отрицательное влияние на окружающую среду и объект сельскохозяйственного производства (ОСП), незначительные затраты материально-технических ресурсов. Главными функциями манёвренных прецизионно-точечных авиационных агротехнологий являются функция мониторинга (масштабный или выборочный, часто прецизионно-точечный, контроль условий реализации агропроцессов) и функция действия. Функцию действия осуществляют в ситуациях, требующих оперативного вмешательства: сбои управления технологическими операциями, значимый материальный и социальный ущерб от недополучения продукции, снижение качества продукции и т.п. Данные технологии характеризует интерактивная двойственность (непрерывные и точечные воздействия на ОСП при разных видах мониторинга и агротехнологических разнооперационных действиях). Выполнение манёвренных прецизионно-точечных авиационных агротехнологий учитывает кооперативные биоинформационные связи между отдельными: опережающие в развитии особи стимулируют развитие отстающих, отстающие - ослабляют развитие особей опережающих. Выявляют на угодье области форсированного, отстающего и нормального формирования ОСП. Сопрягая эти области друг с другом и выполняя в первых необходимые технологические операции, за счёт наложения взаимных биоинформационных воздействий отдельных особей ОСП добиваются ускорения развития ОСП в отстающих и нормальных областях. За счёт стимуляции агрокультур областей опережающего развития улучшают генно-фенотипический потенциал агрокультур отстающих и нормальных областей. Уменьшение обратного негативного биоинформационного влияния отстающих областей на развитие агрокультур в других областях обеспечивает стимуляция формирования ОСП в пограничных с отстающими областями. Технологические агрегаты (часто беспилотные) взаимосвязанно путём группового аддитивно-перемежающего воздействия выполняют стимулирующие технологические воздействия на депрессивные продуктивные зоны развития или особи ОСП.
Бесплатно
Математическая модель влияния класса почв и агрофона на реализацию тяговой мощности трактора
Статья научная
Рассмотрены тяговые свойства тракторов в зависимости от почвенных условий, которые могут изменяться в довольно широких пределах. Предложена алгоритмическая модель, позволяющая автоматизировать процесс расчётов изменения тяговой мощности для двух типов тракторов (колесных и гусеничных) в зависимости от изменения агрофона (целина, стерня, пар, вспаханная почва) и класса почв (прочные, средние, слабые). Сделаны выводы.
Бесплатно
Математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных
Статья научная
Представлена математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных. Алгоритм длительности и интенсивности потребления воды животными позволил обосновать геометрические параметры групповой автопоилки.
Бесплатно
Математическая модель движения корнеплода по ротационному гофрощеточному рабочему органу
Статья научная
Целью выполненной работы является построение математической модели движения единичного корнеплода в форме полусфероконуса по наружной поверхности цилиндрической вращающейся гофрощётки. Полученная математическая модель будет использована для теоретического обоснования основных конструктивных и режимных параметров гофрощеточного очистителя кормовых корнеплодов. Основанием для теоретического анализа движения единичного тела по поверхности ротационного рабочего органа явились труды известных учёных в области прикладной земледельческой механики П.М. Василенко и П.М. Заики. Построение математической модели производим путем получения системы нелинейных дифференциальных уравнений динамики движения корнеплода по поверхности гофрощеточного барабана и дифференциального уравнения вращательного движения корнеплода вокруг собственной оси в цилиндрических координатах и её численного интегрирования с помощью метода Рунге-Кутта 4-го порядка точности. Численное интегрирование системы дифференциальных уравнений производим с помощью встроенных функций математического калькуляционного пакета MathCAD Professional 2001 на ПК. После построения аналитической модели движения единичного корнеплода и ее графического анализа было выявлено, что на протяжении всего времени контакта линейная скорость движения и путь, пройденный корнеплодом от начала отсчёта вдоль гофрощётки, монотонно возрастают. Угловая скорость перемещения ω=f(t) изменяется по экспоненциальной зависимости, достигая максимальных значений после t = 1,8 c (при постоянной угловой скорости вращения гофрощетки ωгщ = 20,93 с-1). В момент, когда угловая скорость движения корнеплода становится больше угловой скорости гофрощётки (t = 1,8-2,4 c), тело отрывается (покидает) рабочую поверхность. Наибольшее влияние на угловую скорость движения и угол отрыва корнеплода оказывает угловая скорость вращения гофрощётки. На линейную скорость перемещения корнеплода и пройденный путь оказывает наибольшее влияние угол наклона гофрощётки к горизонту.
Бесплатно
Математическая модель машинно-тракторного агрегата на базе трактора с гидростатической трансмиссией
Статья научная
Целью работы является создание математической модели машинно-тракторных агрегатов на базе энергетических средств с гидростатической трансмиссией. Скоростные энергетически насыщенные трактора сельскохозяйственного назначения при работе в реальных условиях эксплуатации имеют показатели намного ниже потенциальных, так как в связи с повышенным значением поступательных и инерционных масс машинно-тракторных сельскохозяйственных агрегатов снижаются эффективная мощность двигателя, тягово-сцепные свойства движителей, повышается расход горюче-смазочных материалов и т.д. Поэтому современные сельскохозяйственные агрегаты работают с меньшими, по сравнению с запланированными, производительностью и экономичностью. Для снижения негативного влияния неустановившихся режимов движения на выходные показатели сельскохозяйственных агрегатов необходимо разрабатывать технические средства, технологические и другие мероприятия. При определении показателей работы машинно-тракторных сельскохозяйственных агрегатов применяют в настоящее время данные типовых тяговых характеристик тракторов, полученные в результате их испытаний при постоянном тяговом сопротивлении. В действительности же машинно-тракторный агрегат подвергается внешним воздействиям, носящим динамический характер. Стохастический характер внешних воздействий существенно отражается на показателях работы агрегатов. Существуют различные способы уменьшения влияния колебаний тяговой нагрузки на выходные показатели машинно-тракторного агрегата. Одним из них является применение гидростатической передачи. Проверка эффективности работы машинно-тракторного агрегата с гидростатической трансмиссией энергетического средства экспериментальным путём сложна, дорогостояща и требует большого количества времени. Поэтому проводят виртуальные исследования с целью оценки влияния гидростатической трансмиссии на энергетические и другие показатели машинно-тракторных агрегатов при неустановившихся режимах нагрузки, которые характерны в реальных условиях эксплуатации. В работе предложена математическая модель МТА на базе мобильного энергетического средства с гидростатической трансмиссией, с помощью которой можно осуществить аналитический расчет основных показателей машинно-тракторного агрегата. Доказано, что внедрение математической модели упрощает и облегчает расчёты эксплуатационных показателей машинно-тракторных агрегатов.
Бесплатно
Математическая модель оптимизации объектов исследований
Статья научная
Рассматривается расчет оптимальных элементов техники полива. Для окончательного определения оптимальных значений изучаемых факторов проводится несколько групп опытов с применением симплексно-суммируемого плана типа правильного шестиугольника. Составлена математическая модель в виде уравнения второго порядка.
Бесплатно
Математическая модель энергосберегающей технологии сушки зерна
Статья научная
Снижение энергоёмкости процесса сушки зерна возможно за счёт совершенствования конструкций оборудования, технологического процесса и за счёт использования систем оптимального управления процессом. Совершенствование управления процессом сушки требует наличия математической модели объекта управления, на базе которой может быть построена модель оптимального управления. Поскольку сушка - процесс тепло- и влагообмена между зерном и сушильным агентом, то представлены данные закономерности и выполнены соответствующие преобразования для построения систем управления. Для промежуточного решения дифференциальных уравнений в частных производных использовался метод интегрального преобразования Лапласа. В результате получена такая запись дифференциального уравнения, которая позволяет не выполнять сложные преобразования для записи результата в аналитическом виде, а представить его в виде набора передаточных функций. Такое представление дифференциальных уравнений позволяет разрабатывать компьютерные имитационные модели и получать численные решения при любых начальных условиях. В зависимости от того, какая стратегическая задача стоит (необходимо сушить с большей производительностью или с меньшими энергозатратами), определяют требуемую производительность вентилятора и схему перемещения зерна по зонам бункера. Для решения этих задач была разработана математическая модель. В основу модели положено уравнение теплового баланса для элементарного слоя. Полная модель процесса сушки зерна в установках активного вентилирования с системой оптимального управления построена с использованием модели сушки плотного слоя и модели сушки элементарного слоя и позволяет снизить энергоёмкость процесса. Предполагается, что в бункере имеется возможность выпускать зерно из определённой зоны.
Бесплатно
Статья научная
Проведен системно-матричный диагностический анализ влияния факторов внешней среды на внутренние производственные процессы сельскохозяйственных предприятий, который позволяет распределить полномочия эффективных действий, выявить несоответствия и разногласия, определить стратегию сглаживания негативного влияния факторов внешней среды на внутренние процессы деятельности предприятия с целью максимизации его прибыли.
Бесплатно
Машинно-технологическое сопровождение улучшения почв
Статья научная
В настоящее время площадь пашни в Российской Федерации составляет более 122 млн га. В связи с неэффективным использованием земли площадь пашни сократилась на 14%. Из оставшейся части около 85% земель подвержены водной и ветровой эрозии, что приводит к значительному ежегодному недобору зерновых культур. Поэтому вопросы, связанные с восстановлением и улучшением почв, являются актуальными, представляют научный и практический интерес. Цель работы - разработка машинно-технологического сопровождения улучшения почв путем применения высококачественных органических удобрений. В основу методики проведения исследования положен аналитический подход к вопросам производства органических удобрений и их использования в растениеводстве. Установлено, что существующие объемы производства навоза и помета, как исходного продукта для производства органических удобрений, не соответствуют потребностям растениеводства, в связи с чем в настоящее время на поля вносятся органические удобрения с дозами 0,4-1,2 т/га, что на порядок ниже требуемых доз внесения. В связи с этим для улучшения почв предлагаются технологии производства концентрированных органических удобрений, получаемых методом ускоренного компостирования (за 7-10 суток) навоза и помета, что при дозах внесения от 1 до 4 т/га позволит использовать большие площади пашни. В данной технологии базовой машиной является ворошитель буртов. Предложена технология воспроизводства почвенного плодородия через многотоннажное производство центров почвообразования (ЦПО). Микроскопические системы искусственных ЦПО начинают активно взаимодействовать с микрофлорой почвы, мобилизуя ее почвенное плодородие. Для реализации данной технологии разработана функциональная схема почвоулучшителя. Использование предлагаемого машинно-технологического сопровождения позволяет не только улучшить качество почвы, но и значительно увеличить в ней содержание органического вещества, способствующего повышению гумуса в почве, для чего необходима разработка основных машин отечественного производства - ворошителя буртов и почвоулучшителя.
Бесплатно
