CC BY
7
Вывод. Предлагаемая методика может быть использована при динамических расчётах планетарных рабочих органов сельскохозяйственных машин. Проведённые эксперименты на кукурузоуборочном комбайне позволили определить основные динамические характеристики планетарного початкоотделяющего аппарата.
Литература
1. Пат. РФ на изобретение № 2690794 С1. Селекционная установка для обмолота початков кукурузы. / Погосян В.В., Голицын А.С., Артюхин Д.А.; опубл. 05.06.2019. Бюл. № 16.
2. Исследование движения кукурузного початка в вальцовой молотилке / В.В. Курасов, В.В. Погосян, В.Н. Плешаков [и др.] // Труды Кубанского государственного аграрного университета. № 69. 2017. Стр. 315 - 318.
3. Пат. РФ на изобретение № 2202875 С1. Початко-отделяющий аппарат / Кравченко В.С., Трубилин Е.И., Труфляк Е.В., Курасов В.С.; опубл. 27.04.2003. Бюл. № 12.
4. Пат. РФ на изобретение № 2343685 С2. Способ уборки селекционных посевов кукурузы / Курасов В.С., Куцеев В.В., Кадыров М.Р.; опубл. 20.01.2009. Бюл. № 3.
5. Пат. РФ на изобретение № 2197813 С2. Зерноуборочный комбайн с приставкой для уборки кукурузы / Кравченок В.С., Северин Ю.Д., Трубилин Е.И., Курасов В.С., Гонтарь Н.Н.; опубл. 10.02.2003. Бюл. № 4.
6. Курасов В.С., Евтушенко Е.В. Технологические свойства гибридов кукурузы селекции Краснодарского НИИСХ // Генетика, селекция и технология возделывания кукурузы: юбил. вып., посвящ. 100-летию со дня рождения академика М.И. Хаджинова. Краснодар, 1999. Стр. 350 - 356.
7. Пат. РФ на изобретение № 2190316 С2. Способ обмолота початков кукурузы / Курасов В.С., Трубилин Е.И., Куцеев В.В.; опубл. 10.10.2002. Бюл. № 28. Авторы:
8. Расчёт параметров установки для очистки початков семенной кукурузы / И.А. Петунина, А.В. Короткин, В.С. Курасов [и др.] // Сельский механизатор. 2018. № 10. С. 10 - 11.
Владимир Макичевич Погосян, кандидат технических наук. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, pogosyn@gmail.com
Лариса Дмитриевна Сарксян, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, lara.sarksyan.03@gmail.com
Жанна Дмитриевна Кобзарь, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, kodzar-z@list.ru
Vladimir M. Pogosyan, Candidate of Technical Sciences. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinina St., Krasnodar, 350044, Russia, pogosyn@gmail.com
Larisa D. Sarksyan, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinina St., Krasnodar, 350044, Russia, lara.sarksyan.03@gmail.com
Zhanna D. Kobzar, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinina St., Krasnodar, 350044, Russia, kodzar-z@list.ru
-Ф-
Научная статья УДК 631.33.021
Энергетический анализ процесса дозирования торфа бункером-дозатором
Станислав Николаевич Шуханов
Иркутский государственный аграрный университет
Аннотация. Промышленное возделывание картофеля - важная народно-хозяйственная задача. Возделывание «второго хлеба» на инновационных принципах предполагает выведение сортов, отвечающих современным требованиям. Для интенсификации создания новых сортов используют тепличные комплексы, которые позволяют ускорить этот процесс. Выращивание сеянцев картофеля в горшочках осуществляется зачастую в торфяном субстрате. Равномерное наполнение горшочков торфом - трудоёмкая и ответственная задача. Для технического обеспечения этой операции разработан бункер-дозатор. Аналитическое исследование процесса дозирования торфа позволило обосновать параметры рассматриваемого устройства. Проанализирован такой показатель работы устройства, как энергоёмкость. Для определения условий реализуемого процесса составлена схема действия сил. Приведены расчётные зависимости для энергетического анализа. Условия работы ленты питателя в бункере отличаются от работы её в конвейерах. Эти отличия заключаются в том, что она работает под большим слоем материала и, кроме того, на выходе материала из бункера имеется дозирующее устройство, обеспечивающее подачу слоя определённой высоты, соответствующее заданному расходу. Показано, что усилие, требуемое на привод ленты питателя, складывается из суммы сопротивления в процессе дозирования торфа. В результате выполненной работы осуществлён энергетический анализ процесса дозирования торфа бункером-дозатором.
Ключевые слова: бункер-дозатор, процесс дозирования, энергетический анализ, торф.
Для цитирования: Шуханов С.Н. Энергетический анализ процесса дозирования торфа бункером-дозатором // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. N° 4 (90). С. 153 - 156.
Original article
Energy analysis of peat dosing process by dosing hopper
Stanislav N. Shukhanov
Irkutsk State Agricultural University
Abstract. The industrial cultivation of potatoes is an important national economic task. The cultivation of «second bread» on innovative principles involves the development of varieties that meet modern requirements. To intensify the creation of new varieties, greenhouse complexes are used to speed up this process. Growing potato seedlings in pots is often carried out in a peat substrate. Even filling the pots with peat is a time consuming and responsible task. For the technical support of this operation, a dosing hopper has been developed. An analytical study of the peat dosing process made it possible to substantiate the parameters of the considered device. Analyzed such an indicator of the device as energy consumption. To determine the conditions of the process being implemented, a diagram of the action of the forces has been drawn up. Calculated dependences for energy analysis are presented. The operating conditions of the feeder belt in the hopper differ from its operation in conveyors. These differences lie in the fact that it works under a large layer of material and, in addition, at the exit of the material from the hopper there is a metering device that provides a layer of a certain height corresponding to a given flow rate. It is shown that the effort required to drive the feeder belt is the sum of the resistance in the process of dosing peat. As a result of the work performed, an energy analysis of the process of dosing peat with a metering hopper was carried out.
Keywords: dosing hopper, dosing process, energy analysis, peat.
For citation: Shukhanov S.N. Energy analysis of peat dosing process by dosing hopper. Izvestia Orenburg State Agrarian University.2021; 90(4): 153 - 156. (In Russ.).
Успешное развитие аграрного сектора страны предполагает поддержку со стороны науки [1 - 4]. Не составляют исключение в этом аспекте машины для технического обеспечения сельскохозяйственного производства [5 - 8]. Промышленное возделывание картофеля - важная народно-хозяйственная задача. Возделывание так называемого второго хлеба на инновационных принципах предполагает выведение сортов, отвечающих современным требованиям. Для интенсификации создания новых сортов используют тепличные комплексы, которые позволяют ускорить этот процесс. Выращивание сеянцев картофеля в горшочках осуществляется зачастую в торфяном субстрате. Равномерное наполнение горшочков торфом - трудоёмкая и ответственная задача.
Цель исследования - проведение энергетического анализа процесса дозирования торфа бункером-дозатором. Для технического обеспече-
ния этой операции разработан бункер-дозатор на уровне патентопригодности [9]. Аналитическое исследование процесса дозирования торфа позволило обосновать параметры рассматриваемого устройства [10]. В процессе эксплуатации любой машины большое значение имеет такой показатель ее работы, как энергоёмкость.
Материал и методы. Объектом исследования стал бункер-дозатор для равномерного дозирования сыпучего материала, например торфа. Для определения условий реализуемого процесса разработана схема действия сил (рис. 1), приведены расчётные зависимости для энергетического анализа.
Результаты исследования. Для того чтобы сделать расчёт приводных устройств бункера-дозатора, возникает необходимость в аналитическом исследовании энергоёмкости его рабочего процесса.
Рис. 1 - Схема сил, возникающих при дозировании сыпучего материала бункером-дозатором
Известно, что условия работы ленты питателя в бункере отличаются от работы её в конвейерах. Эти отличия заключаются в том, что она работает под большим слоем материала и, кроме того, на выходе материала из бункера имеется дозирующее устройство, обеспечивающее подачу слоя определённой высоты, соответствующее заданному расходу. Отсюда следует, что усилие, требуемое на привод ленты питателя, складывается из суммы сопротивления в процессе дозирования торфа. Расчётная схема сил приведена на рисунке 1.
Исходя из этого мощность на привод ленты питателя бункера-дозатора торфа определяется по выражению:
N = Ыв/ц, кВт (1)
где Nв - мощность на ведущем валу ленты питателя;
П - коэффициент полезного действия передачи.
Мощность на валу, в свою очередь, можно вычислить по формуле:
F V WOm кВ
в 1000
(2)
где Улп - скорость ленты питателя, м/с.
Сумму сил сопротивления можно представить в виде:
Р = + + Рз + (3)
где р1 - сила сопротивления, обусловленная срезом торфа по верхней плоскости дозируемого слоя, Н;
р2 - сила сопротивления, обусловленная трением о боковые стенки, Н; Рз - сила сопротивления, возникающая при огибании лентой барабана, Н; р4 - сила сопротивления, обусловленная срезом торфа по верхней плоскости дозируемого слоя, Н.
Силу сопротивления определим по выражению:
р1 = /бд(н - И)Ь I, (4)
где Н - высота бункера, м;
И - высота дозирующей щели, м; Ь - ширина бункера, м; I - длина бункера, м.
Силу сопротивления (т.е. это силу трения торфа о стенки бункера) определим по выражению:
Р2 = /б I Пб я д X2, (5)
где /б - коэффициент трения торфа о стенки бункера.
Силу сопротивления на барабане Рз рассчитаем по выражению:
М/об^о
F, =
Д б '
(6)
(8) (9)
где d0 - диаметр цапфы оси барабана, м; Дб - наружный диаметр барабана, м;
/0б - коэффициент трения в опорах барабана; N - результирующая сил, действующих на барабан при натяжении ленты. Силу сопротивления при движении ленты по опорным роликам определим по выражению:
F4 = Fp lc + FpX lc, (7)
где Fp - сопротивление группы роликов на горизонтальном рабочем участке конвейера, Н; FpX - сопротивление на холостой ветви конвейера, Н.
г.
где q - погонная нагрузка от массы материала, даН/м:
ч = (10)
Q - производительность бункера-дозатора, т/ч;
qo - погонная нагрузка от массы конвейерной плиты, даН/м.
q0 = 1000 бл B, где бл - толщина ленты, м; B - ширина ленты, м;
ZGP ..
-j- = qp - условная распределенная нагрузка от веса группы роликов; с = 0,5 - коэффициент сопротивления. Вывод. В результате выполненной работы осуществлен энергетический анализ процесса дозирования торфа бункером-дозатором.
Литература
1. Ivanyo Ya., Bendik N., Asalkhanov P. Big data in solving applied problems of agricultural producers and procurers of wild food resources // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, Far East Con 2020. 2020. С. 9271362.
2. Mathematical modeling of a pv installation for rural electrification / A.A. Medyakov, D.M. Lastochkin, A.D. Kamenskih et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 32041.
3. Ochirov V.D., Altukhov I.V., Bykova S.M., Blokhnin M.A. Interaction analysis of the electrotechnological system «Emitter-material» in the process of heating and drying of food plant raw materials // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 62006.
4. Kokieva G.E., Voinash S.A., Sluchevsky A.M., Maksimovich K.Yu. Research of the mathematical model of heated greenhouses // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference «Earth science». 2021. С. 012104.
5. Constructive-regime parameters of rotor-brush cleaner for tuberous roots dry cleaning / B. Nuralin, A. Bakushev, Y. Janaliev et al. // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2018; 40 (2): 113.
6. Пивень В.В., Уманская О.Л., Кривчун Н.А. Математическое моделирование траекторий движения компонентов при воздушном сепарировании сыпучих смесей // Современные наукоемкие технологии. 2019. № 2. С. 128 - 132.
7. Ряднов А.И., Федорова О.А., Мамахай А.К. Совершенствование конструкции измельчителя корнеклубнеплодов // Вестник НГИЭИ. 2021. № 3 (118). С. 40 - 51.
8. Shukhanov S.N., Ovchinnikova N.I., Kosareva A.V., Dorzhiev A.C. Determination of the optimal incline
angle of the incision of the cutting machine of the tuber grinder of potatoes // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 52026.
9. Шуханов С.Н. Совершенствование технических средств дозирования торфа при выращивании горшечных культур // Агропромышленные технологии центральной России. 2017. Вып. 3. № 4. С. 75 - 79.
10. Шуханов С.Н. Аналитическое исследование процесса дозирования торфа бункером - дозатором // Аграрный научный журнал. 2018. № 3. С. 56 - 57.
Станислав Николавич Шуханов, доктор технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского». Россия, 664038, Иркутская область, п. Молодежный, пер. Молодежный, 1/1, Shuhanov56@mail.ru
Stanislav N. Shukhanov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor. Irkutsk State Agricultural University named after A.A. Yezhevsky. 1/1, Molodezhny per., Molodezhny settlement, Irkutskii district, Irkutsk region, 664038, Russia, Shuhanov56@mail.ru
-Ф-
Научная статья
УДК 631.363:619:616.995.1
doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-156-159
Инновационная цифровая модель оптимизации энергоёмких динамических процессов в пищевой и перерабатывающей промышленности
Владислав Анатольевич Пушко1, Сергей Александрович Соловьёв2, Ирина Геннадьевна Бойко1
1 Оренбургский государственный аграрный университет
2 Аппарат главного учёного секретаря Президиума РАН
Аннотация. В статье представлены инновационные требования для повышения эффективности пищевого и перерабатывающего производства на основе цифровой модернизации вибрационных технологических процессов, энергетического оборудования в области комплексной переработки сельскохозяйственного сырья. Обоснован практический переход на одностадийный способ изготовления лекарственных смесей в птицеводстве. Предложен блочно-модульный принцип для совершенствования способа оптимизации технических средств исходя из контрольно-измерительных приборов, позволяющий определить рабочие характеристики при динамических воздействиях для проведения сертификационных испытаний при внедрении специального дискретного объёмного дозатора и конструкции смесителя периодического действия вибрационного типа. Для снижения рисков в производстве лекарственной смесей, применяемых в птицеводстве, разработана система контроля сельскохозяйственного сырья с одновременным осуществлением постоянного мониторинга содержания токсических веществ в исходном материале.
Ключевые слова: переработка сельскохозяйственного сырья, блочно-модульный принцип, вибрационный процесс, дискретный объёмный дозатор, смеситель периодического действия, цифровое производство, наночастицы.
Для цитирования: Пушко В.А., Соловьёв С.А., Бойко И.Г. Инновационная цифровая модель оптимизации энергоёмких динамических процессов в пищевой и перерабатывающей промышленности // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 156 - 159. doi: 10.37670/20730853-2021-90-4-156-159.
Original article
An innovative digital model of energy-intensive dynamic processes optimization in the food and processing industry
Vladislav A. Pushko1, Sergey A. Soloviev2, Irina G. Boyko1
1 Orenburg State Agrarian University
2 Office of the Chief Scientific Secretary of the Presidium of the Russian Academy of Sciences
Abstract. The article presents innovative requirements for increasing the efficiency of food and processing industries based on digital modernization of vibration technological processes of power equipment in the field of complex processing of agricultural raw materials. The practical transition to a one-stage method of manufac-
