Технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические науки). Рубрика в журнале - Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления»
Анализ и выбор объекта исследования при решении научно-технических проблем
Статья научная
Рассматривается проблема выбора объекта исследования применительно к решению практических задач при планировании эксперимента. Математические методы планирования эксперимента основаны на кибернетическом представлении об объекте исследования, где наиболее подходящей моделью является так называемый «черный ящик». Определенный уровень изученности проблемы позволяет использовать в процессе сбора ранее систематизированную информацию, способствуя применению дедуктивных способов получения результатов. Применение планирования эксперимента позволяет правильно выбрать стратегию сбора априорной информации в короткие сроки, которая позволитформулировать цель работы и выбирать предварительную схему планирования экспериментов. Обоснован экономический критерий как функция цели, который направлен на увеличения эффективности производства
Бесплатно
Статья научная
Анализ современного состояния зерноочистительной техники, находящейся в фермерских хозяйствах, показал, что растет потребность в универсальной многофункциональной зерноочистительной технике, которая способна за одну операцию произвести охлаждение, сушку, очистку и фракционирование зернового материала. Для выполнения данных требований в ВСГУТУ ведется разработка сепарирующего зернометателя. Зернометатель за одну операцию осуществляет подсушку зерна, предварительную, первичную и вторичную обработку зернового вороха, а также фракционирование сырья по удельной плотности с учетом геометрических размеров. Для подтверждения заявленных характеристик сепарирующего зернометателя необходимо провести исследования на опытных образцах в хозяйственных условиях. Конструирование и изготовление опытных изделий сепарирующего зернометателя должны основываться на теоретических исследованиях, которые базируются на аналитическом описании движения зернового материала по очистительному устройству сепарирующего зернометателя. В статье представлены аналитическое описание движения зернового материала дифференциальным уравнением, распределение действия сил на частицу при движении по очистительному устройству, а также конструкция сепарирующего зернометателя.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы безопасности труда при использовании средств малой механизации для сельского хозяйства и других отраслей производства,большинство из которых составляют ручные машины ударного и вращательногодействия. Приводятся виды работ с использованием ручных машин, профессии, которые считаются виброопасными, а также результаты исследования наиболее значимого фактора, который влияет на возникновение и развитие профессионального заболевания и определяет условия труда. Для снижения уровня виброзаболевания, улучшения условий труда лиц, работающих с ручными машинами, недостаточно исследовать только фактор вибрации, необходимо рассматривать все факторы в производственном процессе, которые входят в единую систему безопасности труда. Поэтому рассматривается классическая система безопасности труда, где компонентами являются «человек - машина - внешняя среда». Ручные машины являются ручным механизированным инструментом, которые передают локальную вибрацию на оператора. Анализ статистических данных по условиям труда за 2017-2019 гг. показывает, что профессиональные заболевания от воздействия локальной вибрации занимают второе место в списке профессиональных заболеваний от воздействия вредных и опасных производственных факторов. Уровни вибрации данного механизированного инструмента в октавных полосах частот значительно превышают установленные нормы. В статье приводится анализ уровней вибрации для различных ручных машин, который свидетельствует о том, что использование ручных машин и факторы, определяющие условия труда, создают условия повышенной опасности виброзаболеваемости.
Бесплатно
Влияние параметров декомпрессирования цилиндров двигателя на момент сопротивления сжатию
Статья научная
Главным фактором поддержания техники в работоспособном состоянии является своевременная техническая диагностика. Диагностирование технического состояния элементов машин является необходимой составляющей производственного процесса автотранспортного предприятия [3]. Исследования [3, 4, 6] показывают, что на предприятиях, где применяется диагностика, повышается мощность двигателя и увеличивается ресурс техники. Для диагностирования разработано большое количество приборов. В данной статье рассмотрено декомпрессирующее устройство, с помощью которого проводились экспериментальные исследования, позволяющие установить зависимость показателей сопротивления сжатию от параметров декомпрессирования. В работе представлены аппроксимирующие функции давления конца сжатия, а также зависимости корреляции значений давления конца сжатия от высоты подъема клапана и площади сечения клапана декомпрессиметра. Полученные результаты и их анализ позволяют диагностировать проверяемый двигатель и своевременно выявить неисправность.
Бесплатно
Возможности совершенствования противоточного многоступенчатого экстрагирования
Статья научная
Отечественная пищевая промышленность в настоящее время работает в условиях обостряющегося дефицита сырьевых и энергетических ресурсов. Это обстоятельство вносит существенные сложности как в юридические нормы реализации коммерческих отношений, так и в философию отношения к используемым пищевым ресурсам на межнациональном уровне, например, в рамках Евразийской экономической комиссии. Развернувшаяся конкурентная борьба на национальных рынках требует значительного повышения качества продукции и снижения ее стоимости. Это определяет направления поиска решений в совершенствовании существующих технологий и разработке новых, позволяющих получать высококачественную продукцию при повышенных технико-экономических показателях. Развитие пищевых производств в настоящее время свидетельствует о том, что существенное расширение использования новых сельскохозяйственных культур, имеющих отличающиеся от традиционного сырья свойства, и применение их в принятых действующих технологиях производства, без дополнительной переработки вторичного сырья, приводят к значительному снижению конкурентоспособности таких производств. Целью статьи является разработка модельных представлений для экстракции при повышении эффективности переработки новых видов сельскохозяйственного сырья, поскольку для этого часто требуется существенное изменение технологии. Существующие технологические операции не всегда оказываются эффективными, а технология в целом, из-за повышенной чувствительности к качеству сырья, ведет к неоправданным потерям и затратам.
Бесплатно
Геометрические параметры режущего аппарата измельчителя клубней картофеля
Статья научная
Одним из основных геометрических показателей , обеспечивающих измельчение сочного овощного сырья ( кормовая, сахарная и полусахарная свекла, брюква, турнепс, морковь, картофель ) на кусочки в форме параллелепипеда по размерам, соответствующим зоотехническим требованиям , является угол наклона противореза измельчителя корнеклубнеплодов. Дано обоснование действия сил на клубни в стационарной системе отсчета в процессе резания картофеля, форма которого с некоторым допущением принята в виде шара. На основе законов механики авторами получено аналитическое выражение значения оптимального угла наклона противореза режущего аппарата конкретного измельчителя, зависящего от размера клубня, высоты вылета горизонтального ножа и коэффициента силы трения. Задаваясь значениями указанных параметров, можно в полной мере выполнить теоретический и практический анализ предельного значения величины угла наклона противореза режущего аппарата и его влияния на перекатывание клубня и защемление.
Бесплатно
Графическая и аналитическая модель транспортного процесса в сельском хозяйстве
Статья научная
Транспорт в сельскохозяйственном производстве играет важную роль, являясь связующим звеном в технологической цепи производства сельскохозяйственной продукции. В структуре агропромышленного комплекса России сельское хозяйство является ключевым звеном, здесь производится свыше половины общего объема продукции всего АПК. Целью работы является разработка системы показателей и их графическая визуализация, позволяющая более точно рассчитать выходные данные работы транспортных средств в сельском хозяйстве. В работе приведена система параметров для оценки эффективности технологий перевозок грузов в условиях производства сельскохозяйственной продукции. Разработанная система основана на показателях грузовой и транспортной мощности. Приведены теоретические выражения для определения этих параметров. Технология перевозочного процесса показана графически в виде параллелепипедов. Приводятся выражения для расчета показателей этой технологии: номинальная и фактическая грузовая и транспортная работа; сменная номинальная и фактическая грузовая и транспортная работа; суточная номинальная и фактическая грузовая и транспортная работа. Графическое отражение технологии перевозочного процесса позволяет визуально выявить все его возможные потери. Разработаны выражения для расчета суточной грузовой и транспортной работы одного автомобиля, суточной грузовой и транспортной работы парка автомобилей, суточной грузовой и транспортной работы парка автомобилей за годовой период. Графическое представление технологического процесса перевозок грузов позволяет уйти от неточности в расчетах производительности транспортных средств, вызываемой тем, что сам этот процесс является дискретным. Кроме того, такая интерпретация технологического процесса перевозок дает возможность определить все возможные потери любой транспортной технологии.
Бесплатно
Дифференциальное уравнение движения частицы зернового материала в сепарирующем зернометателе
Статья научная
Анализ современного состояния зерноочистительной техники, находящейся в фермерских хозяйствах, показал, что растет потребность в универсальной многофункциональной зерноочистительной технике, которая способна за одну операцию произвести охлаждение, сушку, очистку и фракционирование зернового материала. Для выполнения данных требований в ВСГУТУ ведется разработка сепарирующего зернометателя. Предлагаемое устройство отличается от традиционных зернообрабатывающих машин тем, что способно производить сушку зернового материала и его очистку от примесей за один проход. Для обоснования основных технологических и конструктивных характеристик необходимо провести исследование на опытных образцах в хозяйственных условиях. Конструирование и изготовление опытных изделий сепарирующего зернометателя должны основываться на теоретических исследованиях, которые, в свою очередь, базируются на аналитических исследованиях и ключевых положениях фундаментальной математики. В статье представлены действие сил на зерновой материал при его движении в сепарирующем зернометателе и решение дифференциального уравнения второго порядкалинейного неоднородного с постоянными коэффициентами, а также основные конструктивные элементы устройства.
Бесплатно
Изменение верхнего слоя почвы в зависимости от вида ее обработки
Статья научная
В статье представлены материалы, характеризующие изменение влажности, плотности и твердости верхнего слоя почвы в зависимости от времени года. Особое внимание уделено осенней обработке почвы с применением разноглубинных культиваторов. Показана динамика изменения влажности в метровом слое почвы в зависимости от глубины осенней обработки. Представлены графики и зависимости изменения запасов влаги в почве в зависимости от способа ее обработки. Установлено, что влажность верхнего слоя выщелоченных среднесуглинистых черноземов не влияет на их плотность и твердость. Плотность и твердость почвы изменяется по мере увеличения глубины обработки. Смешанная осенняя обработка позволяет увеличить запасы влаги в метровом слое почвы, при этом плотность почвы на поле, обработанном с осени дисковой бороной, несколько выше, чем по следу троса культиватора или стойки с долотом.
Бесплатно
Исследование процесса сушки в псевдоожиженном слое с помощью цифровой модели
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы возможности исследования процесса сушки в псевдоожиженном слое на основе цифровой модели экспериментальной установки. Существенная сложность процессов тепломассообмена часто заставляет получать модели в числовой форме, например с помощью натурного эксперимента. Такой путь является более затратным, поскольку предполагает конструирование и изготовление специальных экспериментальных установок и значительное количество сырья для многократного повторения опытов для получения достоверных результатов. Одним из путей, частично решающих возникающие трудности, является проведение численного эксперимента на специально разработанных цифровых моделях. Полученные результаты по точности мало уступают результатам натурных экспериментальных исследований.
Бесплатно
К обоснованию показателя эффективности посевных машин и комплексов
Статья научная
Для сельского хозяйства страны разрабатываются и выпускаются различные технические средства для возделывания сельскохозяйственных культур по инновационным ресурсосберегающим технологиям. Оценка эффективности рабочих процессов технических средств может осуществляться на базе комплекса числовых характеристик. В качестве удельного показателя при оценке технико-экономической эффективности сельскохозяйственной техники используют энергоемкость, металлоемкость и др. Обобщенная техническая информация, содержащаяся в каталогах, проспектах, справочных материалах, и результаты статистического анализа посевных машин и агрегатов позволяют разделить машины и комплексы по значению kЭ на две типоразмерные группы. На основании этого разработана шкала оценки перспективности посевных машин и комплексов, которая позволяет обосновать выбор посевных машин и агрегатов в зависимости от почвенно-климатических условий с учетом агроэкологических ограничений.
Бесплатно
К проблеме техногенной безопасности электроустановок на объектах
Статья научная
Выполнен анализ состояния электробезопасности на объектах. На основании статистических сведений приведена картина возникновения электротравматизма при эксплуатации электроустановок. Техногенную угрозу представляют электротравмы на промышленных и сельскохозяйственных объектах, а также в бытовых условиях, сопровождающиеся взрывами и пожарами в электрооборудовании, электрифицированных механизмах, приборах, агрегатах. Отмечены недостатки в использовании электротехники исходя из организационных и технических мероприятий. Определен комплекс организационных и технических мероприятий по безопасному применению электроустановок. Дана характеристика состояния системы электробезопасности. Приведена структурная модель электротравмы. Получена вероятностная оценка возникновения электротравмы исходя из условий развития опасной ситуации. Определены способы повышения уровня электробезопасности. Указаны виды дискретных состояний системы безопасности электроустановок, их взаимодействие, переход из одного состояния в другое.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена возможность применения порошков на основе железа для холодного газодинамического напыления на существующем оборудовании (установка ДИМЕТ-405) с теоретическим расчетом. Применение порошков на основе железа позволит существенно расширить перечень деталей, которые можно восстановить с помощью холодного газодинамического напыления. В настоящее время для холодного газодинамического напыления применяются, главным образом, порошки на основе цветных металлов, что не позволяет восстанавливать стальные детали, подверженные механическим и в большей степени тепловым нагрузкам [3, 4]. Это связано, в первую очередь, с различными коэффициентами теплового расширения напыляемого материала и материала подложки. Для решения данной задачи предлагается использовать порошки на основе железа, значение коэффициента теплового расширения которых максимально приближено к соответствующему коэффициенту материала подложки, т.е. стали, поскольку подавляющее большинство деталей сельскохозяйственного машиностроения изготовлено из стали.
Бесплатно
Статья научная
Современные фермерские хозяйства самостоятельно проводят обработку зернового материала. Возникла необходимость в устройстве, способном производить очистку зернового материала с минимальными энергозатратами. В настоящее время существуют зерноочистительные устройства, которые производят очистку зерна за счет сил гравитации частиц зернового материала, не потребляя электроэнергию. Разработано энергосберегающее устройство, которое отличается от всех существующих тем, что в нем имеются боковые каналы, в которых отделяются частицы мелкой примеси из зернового материала с помощью сил гравитации, которые позволяют уменьшить высоту зерноочистителя. Математически описан процесс разделения компонентов зерновой смеси. Полученная математическая модель адекватно описывает данный процесс и необходима для расчета основных параметров устройства.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен метод построения оптимальной системы электробезопасности на объектах сельского хозяйства. Приведены этапы моделирования травмоопасных ситуаций при эксплуатации электроустановок. Выполнен анализ построения модели типа «дерево происшествий» для мобильной электротехники при возникновении травмоопасных ситуаций с определением вероятности электротравмирования, на основе статистических данных. В результате выполненного моделирования для случая «электротравма при прикосновении к корпусу мобильной электроустановки» определены вероятности двух групп: дерево событий и дерево исходов. Исходя из приведенного метода моделирования типа «дерево» представлены три варианта защитных мероприятий, направленных на создание оптимальной системы безопасности мобильной электротехники. При сравнении и выборе оптимального варианта дана количественная оценка по принципу «затраты - польза», определены исходный и неустраненный ущербы.
Бесплатно
Модель процесса хранения насыпи зерна, семян и овощей в герметичных хранилищах
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы возможности исследования процесса хранения сельскохозяйственного сырья растительного происхождения. Рациональное природопользование, признанное во всем мире доминирующей тенденцией развития экономики, предполагает наиболее полное использование при переработке потребляемого человеком растительного сырья. Так, например, в структуре питания людей большинства стран растительные протеины преобладают над животными. В Японии это соотношение составляет 78,3 и 21,7; на Украине - 72,3 и 27,7; США - 65,3 и 32,9; Великобритании - 61 и 32,4; Германии - 65,3 и 34,7; Франции - 60 и 40; Канаде - 68,4 и 31,6; Китае - 87,3 и 12,7; Италии - 74,6 и 25,4. Существенный вклад в решение этой проблемы вносит правильное хранение собранного сельскохозяйственного сырья на этапе подготовки его к переработке. С учетом значительного количества в пищевом растительном сырье корнеплодов, зерна и семян растет интерес производителей продуктов питания к условиям и режимам его хранения. Современные хранилища, используемые для этих целей, оснащены разнообразными средствами для обеспечения необходимых тепло-влажностных режимов и даже регулирования состава среды в помещениях непосредственного размещения сохраняемых насыпей корнеплодов, зерна и семян. Таким образом, рассматриваемые возможности аналитической оценки условий хранения насыпей различных видов сельскохозяйственного сырья являются весьма актуальными.
Бесплатно
Нагреватель для систем активного вентилирования зерна
Статья научная
В статье рассмотрены возможности исследования процесса изменения параметров воздуха для активного вентилирования сохраняемых в бункерах сыпучих продуктов питания, в частности зерна. Для такого изменения предложена конструкция нагревателя, управление которого осуществляется простым изменением напора подаваемого в бункер через перфорацию одной из стенок воздуха. Существенная сложность процессов тепломассообмена при хранении зерна и высокая затратность натурного эксперимента часто заставляют получать модели в числовой форме, например с помощью решения соответствующих дифференциальных уравнений. Такой путь является менее затратным при обеспечении высокого качество зерна, поскольку не предполагает конструирования и изготовления специальных экспериментальных установок и значительного количества сырья для многократного повторения опытов для получения достоверных результатов. Выявлено, что снижение сопротивления (R2=10 Ом) вызывает существенное повышение величины тока в цепи (i до 1000 Ма), а снижение этого сопротивления при уменьшении напора воздуха («расправление» нихромовой спирали) ведет к уменьшению величины тока. Полученные результаты по точности отличаются от результатов натурных экспериментальных исследований в вентилируемых хранилищах на 10-15%.
Бесплатно
О выборе рациональных параметров молотковой дробилки с монолитным молотком
Статья научная
Применение новых конструкций измельчающих машин и их рабочих органов напрямую влияет на процесс измельчения, характеризующийся качественными показателями измельченного продукта и удельными энерго- и материалозатратами. Также при изменении конструкции измельчающей машины возникает проблема ее внедрения в технологический цикл производства кормов ввиду того, что изменяются удельные показатели производительности и энергозатрат, на которые не рассчитана технологическая линия. В связи с этим подбор рациональных значений показателей качества и удельных энергозатрат имеет актуальное значение при выборе настроек конструктивных и кинематических параметров измельчающей машины. В данной статье рассматривается проблема, связанная с поиском наиболее рационального значения критериев оптимизации, описывающих процесс измельчения зерновых кормов в молотковой дробилке с монолитной конструкцией молотка, среди ряда оптимальных точек целевых функций.
Бесплатно
Обоснование параметров сепаратора для очистки семян пшеницы от длинных примесей
Статья научная
Семена пшеницы в хозяйствах Республики Бурятия имеют низкое качество в основном из-за содержания семян сорняков (татарской гречихи и овсюга). При подготовке семян пшеницы рекомендуется обрабатывать их в триерном цилиндре (цилиндрическом сепараторе) с определенным размером (8,5 мм) ячеек. Для обоснования параметров сепаратора был проведен факторный эксперимент. Путем обработки результатов экспериментов получена статистическая модель процесса очистки семян от овсюга в цилиндрическом сепараторе (овсюжном цилиндре) в виде уравнений регрессии 2-го порядка, описывающих изменение качественных показателей процесса очистки семян от овсюга в цилиндрическом триере от параметров рабочего органа. Параметры рабочего органа (положение передней кромки лотка, подача материала на рабочую поверхность) обоснованы путем анализа уравнений регрессии и полученных двумерных сечений поверхностей отклика качественных показателей процесса. Ключевые слова: цилиндрический сепаратор, семена, очистка, кромка лотка, подача.
Бесплатно
Обоснование параметров цилиндрического ячеистого сепаратора
Статья научная
Значительная часть семенного материала пшеницы в хозяйствах Забайкалья не отвечает требованиям стандарта по засоренности, в частности по содержанию семян татарской гречихи и овсюга. Семена татарской гречихи являются более короткими примесями семян пшеницы и основную часть их можно удалить из обрабатываемого материала в цилиндрическом ячеистом сепараторе (кукольном цилиндре). Эффективное выделение из семян указанной примеси достигается при пропуске обрабатываемого материала через цилиндрический ячеистый сепаратор с размером ячеек 5,6 мм. Для обоснования положения передней кромки желоба ячеистого сепаратора и нагрузки был проведен двухфакторный эксперимент. После обработки результатов эксперимента была получена статистическая модель технологического процесса очистки семян от более короткой примеси (татарской гречихи) в цилиндрическом ячеистом сепараторе. Параметры сепаратора обоснованы путем анализа двумерных сечений поверхностей отклика качественных показателей процесса.
Бесплатно
