CC BY
5
prof. V.A. Bryzgalova. Leningrad: Kolos, 1967. 48 p.
8. Goncharov A.V., Musaev F.B., Tareeva M.M. Assortment of zucchini, squash, pumpkin, watermelon, melon in the Russian Federation. Agrarian science. 2020; 4: 67-71.
9. GOST 12038-84 "Seeds of agricultural crops. Methods
for determining germination". M., 1985.
10. GOST 28676.2-90 "Seeds of vegetable, melon and fodder crops of the pumpkin family. Varietal and sowing qualities. Collection of regulatory documents for seeds and planting material of vegetable crops". M., 1997. p. 8-12.
Андрей Владимирович Гончаров, кандидат
сельскохозяйственных наук, доцент, tikva2008@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8363-3844
Andrey V. Goncharov, Candidate of Agriculture, Associate Professor, tikva2008@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8363-3844
Статья поступила в редакцию 05.02.2022; одобрена после рецензирования 01.03.2022; принята к публикации 01.03.2022.
The article was submitted 05.02.2022; approved after reviewing 01.03.2022; accepted for publication 01.03.2022.
-Ф-
Научная статья УДК 621-133.3
Математическая модель зерноочистительного сепаратора зерна с приводом от линейного асинхронного электродвигателя
Владимир Валерьевич Пугачёв
Оренбургский государственный аграрный университет, Оренбург, Россия
Аннотация. В статье представлена схема перемещения решета зерноочистительного сепаратора с приводом от цилиндрического линейного асинхронного электродвигателя. Дано описание математической модели движения решета зерноочистительного сепаратора, представленного в виде четырёхзвенного механизма. Основными параметрами модели являются координаты движения центра масс решета и ориентация решета в двухмерном пространстве, координаты движения сепарируемого материала, электромеханические параметры электропривода - развиваемое усилие, потребляемая энергия, потребляемый ток, КПД. Составлены уравнения для математической модели на основе схемы, получены основные аналитические зависимости кинематических параметров с помощью программного продукта Matlab (Simulink).
Ключевые слова: зерноочистительный сепаратор, линейный асинхронный двигатель, математическая модель, уравнения, Matlab (Simulink).
Для цитирования: Пугачёв В.В. Математическая модель зерноочистительного сепаратора зерна с приводом от линейного асинхронного электродвигателя // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 2 (94). С. 125 - 130.
Original article
Mathematical model of a grain cleaning separator driven by a linear asynchronous electric motor
Vladimir V. Pugachev
Orenburg State Agrarian University, Orenburg, Russia
Abstract. The article presents a scheme for moving the sieve of a grain cleaning separator driven by a cylindrical linear asynchronous electric motor. The description of the mathematical model of the movement of the sieve of the grain-cleaning separator, presented in the form of a four-link mechanism, is given. The main parameters of the model are the coordinates of the sieve center of mass movement and the sieve orientation in two-dimensional space, the coordinates of the movement of the separated material, the electromechanical parameters of the electric drive - the force developed, the energy consumed, the current consumed, the efficiency. The equations for the mathematical model based on the scheme are compiled, the main analytical dependences of the kinematic parameters are obtained using the Matlab (Simulink) software product.
Keywords: grain cleaning separator, linear asynchronous motor, mathematical model, equations, Matlab (Simulink).
For cication: Pugachev V.V. Mathematical model of a grain cleaning separator driven by a linear asynchronous electric motor. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 94(2): 125-130. (In Russ.).
Составление математических моделей в процессе исследования технических и электромеханических систем является основополагающей задачей, стоящей перед инженером-исследователем.
Зачастую инженер сталкивается с трудностями перед созданием реальной физической модели исследуемой системы, поэтому первоочередным становится моделирование технической системы
или установки в специальных компьютерных программах. Для составления модели в программе необходимо описать взаимодействие основных составляющих частей с помощью уравнений и затем перенести эти взаимосвязи в программный продукт.
Материал и методы. В ранее опубликованных источниках приводились основные результаты работы зерноочистительного сепаратора зерна с приводом от линейного асинхронного электродвигателя [1 - 8]. В данной статье приводится описание математической модели движения решета зерноочистительного сепаратора, представленного в виде четырёхзвенного механизма.
Основными параметрами рассматриваемой системы будут являться: координаты движения центра масс решета и ориентация решета в двухмерном пространстве, координаты движения сепарируемого материала, электромеханические параметры электропривода - развиваемое усилие, потребляемая энергия, потребляемый ток, КПД.
По схеме получены формулы зависимостей углов звеньев привода решета от перемещения вторичного элемента Х1.
По рисунку 1 видно, что вА = а0 + у, рв =ас -У.
Угол наклона решета относительно горизонтали вычисляем как:
Y = arctg
BC ■ sin aC - AD ■ sin aD
AD ■ cos aD + DC + BC ■ cos aC
(1)
на ось AB
Сумму проекций всех звеньев рассчитываем как:
AD ■ cosвА + DC ■ cosy + BC■ cosPB = AB. (2) Сумму проекций звеньев левой половины схемы привода на ось ОХ вычисляем по формуле:
А - х
DC ( лтл
cos у = —— + ( AD ■ cos aD
). (3)
Из формулы (3) выражаем aD = f(X1):
a D = arccos
AB
-X1 |-| cosY-
DC 2
AD
(4)
из формулы (2) выражаем ас = f(aD):
Рис. 1 - Расчётная схема привода в виде четырёхзвенного механизма
( AB - AD ■ cos (a d +y) - DC ■ cos y| ac = arccos I- BC -l + Y. (5)
В результате получена математическая модель движения решета АВ при перемещении вторичного элементаXi. Модель включает в себя уравнения (1), (4), (5), (6).
Координаты центра вторичного элемента линейного асинхронного двигателя (ЛАД) определим по формуле:
1
y1 = — ■ (AD ■ sin aD + BC
sin aC );
2 v (6) x1 = X1 ■ cos y.
Кроме координат вторичного элемента по приведённой схеме можно описать и координаты движения зернового материала или других частей привода, например индуктора линейного асинхронного двигателя:
| Хи = 0 = ^^ (7)
| Уи = Уо + X1 ■sin Y.
Результаты и обсуждение. Полученные основные уравнения реализуем в программе Matlab (Simulink) [9 - 11]. Известными исходными данными являются: АВ = 600 мм, DC = 270 мм, AD = ВС = 300 мм, 200 < Xj < 200 мм. Введём в программу исходные данные (рис. 2).
600
<
[АВ]
<
[Хи]
Constant
Goto Constant! 0
Goto 13
270
Constant
Goto!
300
Constantl
r<
С
4
[AD]
Goto2
je—►/ m
---N-
Sine Wave
GotoS
[BC]
ОоЮЗ
Рис. 2 - Исходные данные
Реализуем формулу (1) в программе МАТЪАВ ^тиНпк) (рис. 3).
Реализуем формулу (4) в программе МАТЪАВ (Simulink) (рис. 4).
Реализуем формулу (5) в программе МАТЪАВ ^тиНпк) (рис. 5).
Реализуем формулу (7) в программе МАТЪАВ ^тиНпк) (рис. 6).
Реализуем формулу (6) в программе МайаЬ ^тиНпк) (рис. 7):
Результаты исследования углов у, ад, ас, показаны на рисунках 8 - 10. Результаты исследования движения вторичного элемента показаны на рисунке 11, перемещений индуктора по оси ОУ - на рисунке 12.
2
Рис. 3 - Реализация формулы (1) в программе MATLAB (Simulink)
Рис. 4 - Реализация формулы (4) в программе MATLAB (Simulink)
Рис. 5 - Реализация формулы (5) в программе MATLAB (Simulink)
Рис. 6 - Реализация формулы (7) в программе МА^АВ ^тиНпк)
Рис. 7 - Реализация формулы (6) в программе МА^АВ ^тиНпк)
Рис. 8 - График изменения угла у в течение времени, рад.
Рис. 10 - График изменения угла а<^ в течение времени, рад.
Рис. 9 - График изменения угла а^ в течение времени, рад.
Рис. 11 - Координаты движения вторичного элемента, мм
Рис. 12 - Перемещение индуктора по оси OY,
Х10-3 мм
Вывод. Составленная математическая модель движения решета зерноочистительного сепаратора и её реализация в программном продукте МаАаЬ (8ти1тк) показали оптимальные варианты перемещения его в пространстве по заданным геометрическим размерам. Дальнейшее изучение математической модели будет состоять в исследовании взаимодействия решета зерноочистительного сепаратора и сепарируемого материала, перемещающегося по нему.
Список источников
1. Аипов Р.С., Ашимова Л.И., Пугачёв В.В. Вибрационный сепаратор с линейным асинхронным электроприводом сложного колебательного движения деки // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (34) С. 65 - 69.
2. Акчурин С.В., Пугачёв В.В. Вибрационный сепаратор на базе безредукторного электропривода // Продовольственная безопасность и устойчивое развитие АПК: матер. междунар. науч.-практич. конф. Чебоксары, 2015. С. 546 - 550.
3. Акчурин, С.В., Пугачёв В.В. Вибрационный сепаратор на базе безредукторного электропривода // Актуальные проблемы энергообеспечения предприятий: матер. Всерос. науч.-практич. конф. в рамках Междунар. специализир. выст. «Энергетика ШОС и БРИКС. Энергосбережение. Светотехника. Кабель». Уфа: Башкирский ГАУ, 2015. С. 9 - 14.
4. Пат. 2581431 Российская Федерация, МПК: В07В 1/28. Вибрационный сепаратор / Р.С. Аипов, С.В. Акчурин, В.В. Пугачёв; заявит. и патентообладат. Р.С. Аипов, С.В. Акчурин, В.В. Пугачёв; № 2015105742/03; заявл. 19.02.2015; опубл. 20.04.2016; бюл. № 11. 10 с.: ил.
5. Пат. 2648755 Российская Федерация, МПК: В07В 1/28. Вибрационный сепаратор / Р.С. Аипов, С.В. Акчу-рин, В.В. Пугачёв; заявит. и патентообладат. ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; № 2016142994; заявл. 31.10.2016; опубл. 28.03.2018; бюл. № 10. 5 с.: ил.
6. Пугачёв В.В. Совершенствование электропривода сепарирующей машины с плоским решетом применением цилиндрического линейного асинхронного двигателя // Развитие энергосистем АПК: Перспективные технологии: матер. междунар. науч.-практич. конф. Института агроинженерии. Челябинск, 2018. - с. 132-137.
7. Ушаков Ю.А., Пугачёв В.В., Пугачёва Е.В. Линейный асинхронный вибропривод зерноочистительных машин // Совершенствование инженерно-технического
обеспечения технологических процессов в АПК: матер. междунар. науч.-практич. конф. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2017. С. 102 - 104.
8. Ушаков Ю.А., Пугачёв В.В., Пугачёва Е.В. Применение безредукторного электропривода для машин послеуборочной обработки зерна // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. № 1 (16). С. 148 - 150.
9. Дьяконов В.П., Пеньков А.А. MATLAB и Simulink в электроэнергетике. Справочник. М.: Горячая линия -Телеком, 2009. 816 с.
10. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB Sim Power Systems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2014. 288 с.
11. Черных И.В., Сарапулов Ф.Н. Основы теории и моделирование линейного асинхронного двигателя как объекта управления. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 229 с.
References
1. Aipov R.S., Ashimova L.I., Pugachev V.V. Vibrating separator with a linear asynchronous electric drive of a complex oscillatory movement of the soundboard. Bulletin of the Bashkir State Agrarian University. 2015; 34(2): 65-69.
2. Akchurin S.V., Pugachev V.V Vibration separator based on a gearless electric drive // Food safety and sustainable development of the agro-industrial complex: mater. intl. scientific-practical. conf. Cheboksary, 2015, P. 546-550.
3. Akchurin S.V., Pugachev V.V. Vibration separator based on a gearless electric drive // Actual problems of energy supply of enterprises: mater. Vseros. scientific-practical. conf. within the framework of the International specialized vyst. "Energy SCO and BRICS. Energy saving. Lighting engineering. Cable". Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2015. P. 9-14.
4. Pat. 2581431 Russian Federation, IPC: B07B 1/28. Vibrating separator / R.S. Aipov, S.V. Akchurin, V.V. Pugachev; will declare and patent holder. R.S. Aipov, S.V. Akchurin, V.V. Pugachev; No. 2015105742/03; dec. 02/19/2015; publ. 04/20/2016; bul. No. 11. 10 p.: ill.
5. Pat. 2648755 Russian Federation, IPC: B07B 1/28. Vibrating separator / R.S. Aipov, S.V. Akchurin, V.V. Pugachev; will declare and patent holder. FGBOU VO Orenburg State Agrarian University; No. 2016142994; dec. 10/31/2016; publ. 03/28/2018; bul. No. 10. 5 p.: ill.
6. Pugachev V.V. Improving the electric drive of a separating machine with a flat sieve using a cylindrical linear asynchronous motor. intl. scientific-practical. conf. Institute of Agricultural Engineering. Chelyabinsk, 2018. P. 132-137.
7. Ushakov Yu.A., Pugachev V.V., Pugacheva E.V. Linear asynchronous vibration drive of grain cleaning machines // Improvement of engineering and technical support of technological processes in the agro-industrial complex: mater. intl. scientific-practical. conf. Orenburg: OGAU Publishing Center, 2017. P. 102-104.
8. Ushakov Yu.A., Pugachev V.V., Pugacheva E.V. The use of a gearless electric drive for machines for post-harvest processing of grain. Innovations in agriculture. 2016; 16(1): 148-150.
9. Dyakonov V.P., Penkov A.A. MATLAB and Simulink in the power industry. Directory. M.: Hotline - Telecom, 2009. 816 p.
10. Chernykh I.V. Modeling electrical devices in MATLAB Sim Power Systems and Simulink. M.: DMK Press, 2014. 288 p.
11. Chernykh I.V., Sarapulov F.N. Fundamentals of the theory and modeling of a linear asynchronous motor as a control object. Ekaterinburg: USTU, 1999. 229 p.
Владимир Валерьевич Пугачёв, старший преподаватель, pvv056@list.ru, https://orcid.org/0000-0001-5172-5077
Vladimir V. Pugachev, senior lecturer, pvv056@list.ru, https://orcid.org/0000-0001-5172-5077
Статья поступила в редакцию 15.03.2022; одобрена после рецензирования 31.03.2022; принята к публикации 01.04.2022.
The article was submitted 15.03.2022; approved after reviewing 31.03.2022; accepted for publication 01.04.2022. -♦-
Научная статья
УДК 637.03
Технология охлаждения коровьего молока в условиях горных пастбищ Кабардино-Балкарии
Альберт Баширович Барагунов, Залимхан Русланович Кудаев
Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова, Нальчик, Россия
Аннотация. В статье рассматривается актуальная проблема обеспечения хранения коровьего молока в условиях горных пастбищ Кабардино-Балкарии. Предложен способ сохранения свежевыдоенного молока от коров, находящихся на горно-пастбищном содержании с середины апреля до середины октября, в молочных резервуарах и во флягах, где охлаждение происходит при использовании возобновляемого источника энергии - горной реки. Этот способ позволяет охлаждать молоко до 5 °C и сохранять его ценные качества до поставки на молокоперерабатывающие объекты. Выведена физико-математическая зависимость температуры и времени охлаждения молока в резервуаре-охладителе или во фляге от размера резервуара, температуры и скорости водного потока горной реки.
Ключевые слова: горные пастбища, корова, молоко, охлаждение, горная река, теплообмен.
Для цитирования: Барагунов А.Б., Кудаев З.Р. Технология охлаждения коровьего молока в условиях горных пастбищ Кабардино-Балкарии // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 2 (94). С. 130 - 134.
Original article
Cow's milk cooling technology in the conditions of mountain pastures of Kabardino-Balkaria
Albert B. Baragunov, Zalimkhan R. Kudaev
Kabardino-Balkarian State Agrarian University, Nalchik, Russia
Abstract. The article deals with the actual problem of ensuring the storage of cow's milk in the mountain pastures of Kabardino-Balkaria. A method is proposed for preserving freshly milked milk from cows kept in mountain pastures from mid-April to mid-October, in milk tanks and flasks, where cooling takes place using a renewable energy source - a mountain river. This method allows you to cool milk to 5 °C and preserve its valuable qualities until delivery to milk processing facilities. The physico-mathematical dependence of the temperature and time of milk cooling in a cooling tank or in a flask on the size of the tank, temperature and speed of the water flow of a mountain river is derived.
Keywords: mountain pastures, cow, milk, cooling, mountain river, heat exchange.
For citation: Baragunov A.B., Kudaev Z.R. Cooling technology of cow's milk in the conditions of mountain pastures of Kabardino-Balkaria. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 94(2): 130-134. (In Russ.).
Молочное животноводство в Кабардино-Балкарской Республике специализируется на хозяйствах, содержащих крупный рогатый скот. Молочное животноводство в основном приходится на личные подсобные и крестьянско-фермерские хозяйства. Хозяйства, расположенные рядом с горными районами республики, практикуют отгонный метод содержания скота, где в тёплый период года (с середины апреля до середины октября) коровы находятся на горных пастбищах, являющихся достаточно ценным кормовым ресурсом. В этих условиях существует проблема обеспечения сохранности полученного
молока до времени его поставки на молокопе-рерабатывающие объекты.
Известны многие ценные свойства коровьего молока. Так, свежевыдоенное коровье молоко обладает свойствами бактерицидности или способностью задерживать и уничтожать попадающие в молоко бактерии. Для продления этого уникального свойства молоко подвергают охлаждению. При температуре 30 °С бактерицидность сохраняется в течение 3 час., при температуре 15 °С - 8 час., при температуре 4 °С - 24 час. и более (рис. 1) [1 - 4]. Более распространённым, доступным и эффективным способом, тормозящим развитие
