CC BY
3
Евгений Евгеньевич Кузнецов, доктор технических наук, доцент, ji.tor@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0725-4444
Сергей Васильевич Щитов, доктор технических наук, профессор, shitov.sv1955@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2409-450X
Вячеслав Генаэльевич Евдокимов, доктор технических наук, профессор, evdokimov.dvvku@mail.ru
Елена Сергеевна Поликутина, кандидат технических наук, e.polikytina@mail.ru
Alexander A. Shuravin, postgraduate, Sh.aleksandr.2019@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0071-4575
Evgeny V. Marshanin, postgraduate, marshaninev@mail.ru
Evgeny E. Kuznetsov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, ji.tor@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0725-4444
Sergey V. Shchitov, Doctor of Technical Sciences, Professor, shitov.sv1955@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2409-450X
Vyacheslav G. Evdokimov, Doctor of Technical Sciences, Professor, evdokimov.dvvku@mail.ru
Elena S. Polikutina, Candidate of Technical Sciences, e.polikytina@mail.ru
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 05.10.2022; одобрена после рецензирования 24.10.2022; принята к публикации 31.10.2022.
The article was submitted 05.10.2022; approved after reviewing 24.10.2022; accepted for publication 31.10.2022. -♦-
Научная статья УДК 631.354
Модернизация аппарата для метания зерна
Станислав Николаевич Шуханов, Александр Викторович Кузьмин,
Николай Васильевич Степанов, Анна Радионовна Сухаева
Иркутский государственный аграрный университет, Иркутск, Россия
Аннотация. Инновационные процессы и машины агроинженерных систем обеспечиваются современными научными исследованиями. Не составляют в этом плане исключение технические средства и технологии послеуборочной обработки зерна. Зерновой ворох, поступающий от комбайнов, необходимо подвергнуть первичной обработке. К машинам для выполнения этой операции относятся метатели зерна. В результате проведённого обзора литературных источников, патентного поиска и анализа передового опыта применения технических устройств для осуществления метания зерна удалось решить техническую задачу по их модернизации на уровне патентоспособности. Модернизированный аппарат метания зерна даёт возможность увеличить его производительность и улучшить качество сортирования зерна за счёт порционной подачи обрабатываемого материала, в том числе упростить конструкцию. При этом скорость вылета зерна достигает 20 - 30 м/с, а дальность полёта зерна - до 20 м.
Ключевые слова: агроинженерные системы, послеуборочная обработка зерна, метатели зерна.
Для цитирования: Модернизация аппарата для метания зерна / С.Н. Шуханов, А.В. Кузьмин, Н.В. Степанов, А.Р. Сухаева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 6 (98). С. 112 - 115.
Original article
Modernisation of grain throwing apparatus
Stanislav N. Shukhanov, Alexander V. Kuzmin, Nikolai V. Stepanov, Anna R. Sukhaeva
Irkutsk State Agrarian University, Irkutsk, Russia
Abstract. Innovative processes and machines of agroengineering systems are provided by modern scientific research. In this regard, the technical means and technologies of post-harvest grain processing are not an exception. It is known that the grain heap coming from the combines must be subjected to primary treatment. The machines to perform this operation include grain throwers. As a result of a review of literary sources, patent search and analysis of best practices in the use of technical devices for grain throwing, it was possible to solve the technical problem of their modernization at the level of patentability. The modernized grain throwing apparatus makes it possible to increase its productivity and improve the quality of grain sorting due to the batch supply of the processed material, including simplifying the design. At the same time, the grain departure speed reaches 20 - 30 m/s, and the grain flight range is up to 20 m.
Key words: agroengineering systems, post-harvest grain processing, grain throwers.
For citation: Modernisation of grain throwing apparatus / S.N. Shukhanov, A.V. Kuzmin, N.V. Stepanov, A.R. Sukhaeva. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 98(6): 112-115. (In Russ.).
Инновационные процессы и машины агроин-женерных систем обеспечиваются современными научными исследованиями [1 - 4]. Не составляют в этом плане исключение технические средства и технологии послеуборочной обработки зерна. Известно, что зерновой ворох, поступающий от комбайнов, необходимо подвергнуть первичной обработке. К машинам для выполнения этой операции относятся метатели зерна. Модернизация таких аппаратов позволяет повысить качество их функционирования.
Цель исследования - модернизация аппарата для метания зерна.
Материал и методы. Материалом служили аппараты для метания зерна. Методами исследования были анализ литературных источников, патентный поиск, обобщение полученной информации, решение технической задачи по модернизации технического устройства на уровне патентоспособности.
Аппараты для метания зерна в сельскохозяйственном производстве широко используются для транспортирования, подсушки, предварительной очистки и сортирования зерновых масс на токах.
Недостатками существующих конструкций для метания зерна являются повышенное травмирование зерна, низкая производительность и качество сортирования, а также сложность конструкции [5, 6].
Результаты и обсуждение. Модернизация аппарата для метания зерна позволяет значительно повысить качественные показатели его функционирования. Были изучены конструктивные особенности ряда технических устройств и принципы их действия [7 - 9]. Обзор и анализ литературных источников, патентный поиск дали возможность решить задачу по модернизации существующих технических устройств.
2
Рис. 1 - Общий вид метателя зерна
Поставленная задача выполняется за счёт того, что в метателе зерна прижимной барабан изготовлен из смонтированных параллельно друг другу дисков, соединённых между собой поперечными лопастями, образующими в поперечном сечении серповидную форму, при этом один конец каждой из лопастей формирует с лентой карман.
На рисунке 1 проиллюстрирован общий вид метателя зерна; на рисунке 2 - вид сбоку; на рисунке 3 - прижимной барабан, разрез.
Метатель зерна включает в себя ведущий барабан 1, два ведомых барабана 2 и 3, прижимной барабан 4, бесконечную ленту 5, бункер 6, клиноременную передачу 7, электродвигатель 8, регулируемую задвижку 9, винтовой механизм 10, передвижное колесо 11 и раму 12. Прижимной барабан смонтирован из двух боковых торцов 13 и установленных между ними лопастей 14, выполненных в виде серпа в поперечном разрезе. Эти лопасти в передней части заострены для рассекания потока зерна и сзади отогнуты наружу с целью формирования кармашков для соприкосновения с лентой в центральное отверстие прижимного барабана 4. Подачу зерна можно дозировать задвижкой 9. Подаваемый поток зерна рассекается лопастями 14 от центра барабана 4 к периферии под действием центробежных сил. Зерно направляется именно в те каналы, которые в этот момент закрываются снизу транспортёрной лентой 5, в другом случае зерно будет высыпаться.
В процессе вращения барабана 4 в его периферии накапливается зерно в кармашках, сформированных лопастями 14 и лентой 5. По мере отхода бесконечной ленты 5 от прижимного барабана 4, а именно при открытии этих кармашков, зерно, находящееся в них, выбрасывается
2
Рис. 3 - Прижимной барабан, разрез
под заданным углом к горизонту со скоростью, идентичной скорости ленты 5. По сравнению с существующими метателями зерно в этом случае выбрасывается с верхней стороны прижимного барабана 4. При этом скорость, а также траектория полёта не изменяются, в отличие от обычного способа метания. Дальность полёта частиц коррелирует с весом и парусностью зерна: чистое зерно падает дальше, а другое (овсюг, куколь и лёгкие примеси) - ближе. В итоге происходит разделение зерновой смеси на фракции. Варьирование угла метания осуществляется наклоном метателя зерна к горизонту, а это выполняется винтовым механизмом 10. Передвижение метателя зерна с нижней стороны рамы 12 реализуется с помощью передвижных колёс 11.
Использование данного метателя зерна даёт возможность увеличить производительность и качество сортирования зерна, в том числе упростить конструкцию. Прижимной барабан с внутренними отводными каналами, сформированными лопастями, позволяет выполнять метание зерна порционно, ведёт к улучшению качества сортирования зерна. В этой связи отпадает необходимость применения такого достаточно сложного механизма, как лопастной барабан. Порции зерна в процессе полёта хорошо разделяются на различные фракции и при этом в них гораздо меньше соударяются по сравнению с непрерывной струёй. Кроме того, увеличивается производительность метателя зерна посредством увеличения скорости ленты, а значит, скорости вращения прижимного барабана. Увеличение скорости вращения барабана ведёт к возрастанию значения скорости вылета зерна, а это увеличивает число выбрасываемых порций за единицу времени, таким образом, повышается
производительность. Модернизированный аппарат для метания зерна позволяет довести скорость вылета зерна до 20 - 30 м/с, а дальность полёта зерна - около 20 м.
Вывод. Модернизированный аппарат для метания зерна позволяет улучшить качественные показатели функционирования, повысить производительность и упростить его конструкцию.
Список источников
1. Теоретические исследования системы теплоснабжения животноводческого комплекса / А.А. Медяков, Е.М. Онучин, А.Д. Каменских и др. // Политематический сетевой электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 130. С. 934 - 945.
2. Асалханов П.Г., Иваньо Я.М., Полковская М.Н. Модели оптимизации производства сельскохозяйственной продукции с экспертными оценками своевременности посева // Моделирование систем и процессов. 2019. Т. 12. № 3. С. 5 - 10.
3. Хабардин В.Н. Определение экологической безопасности применения мобильных средств технического обслуживания машин // Дальневосточный аграрный вестник. - 2019. - № 3 (51). - С. 116 - 121.
4. Хабардин В.Н. Математическое описание потерь топливно-смазочных материалов при техническом обслуживании машин // Известия Международной академии аграрного образования. 2022. № 59. С. 66 - 69.
5. Бутенко А.Ф., Асатурян А.В., Чепцов С.М. Теоретические основы процесса работы экспериментального роторного зернометателя // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 101. С. 2037 -2047.
6. Бутенко А.Ф. Экспериментальное определение параметров активного питателя ленточного метателя зерна // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 1 (17). С. 17 - 21.
7. Бутенко А.Ф., Асатурян А.В., Шешин А.И. К теоретическому обоснованию активного питателя в конструкции ленточного зернометателя // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 6. С. 22 -27.
8. Шуханов С.Н., Рыков И.Г. Совершенствование технических средств для зернометания // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 4. С. 17 - 19.
9. Шуханов С.Н. Совершенствование рабочего процесса зернометателей и зернопогрузчиков: авто-реф. дис. ... д-ра техн. наук / Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка. М., 2012, 39 с.
References
1. Theoretical studies of the heat supply system of the livestock complex / A.A. Medyakov, E.M. Onuchin, A.D. Kamenskikh et al. Polythematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2017; 130: 934-945.
2. Asalkhanov P.G., Ivanyo Y.M., Polkovskaya M.N. Models of optimization of agricultural production with expert assessments of seeding timeliness. Modeling of systems and processes. 2019. 12(3): 5-10.
3. Khabardin V.N. Determining the environmental safety of the use of mobile equipment for machine maintenance. Far East Agrarian Bulletin. 2019; 51(3): 116-121.
4. Khabardin V.N. Mathematical description of losses of fuel and lubricants during machine maintenance. Izvestia of the International Academy of Agrarian Education. 2022; 59: 66-69.
5. Butenko A.F., Asaturyan A.V., Cheptsov S.M. Theoretical foundations of the process of operation of an experimental rotary grain thrower. Polythematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2014; 101: 2037-2047.
6. Butenko A.F. Experimental determination of the parameters of the active feeder of the belt grain thrower. Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2015; 17(1): 17-21.
7. Butenko A.F., Asaturyan A.V., Sheshin A.I. To the theoretical justification of the active feeder in the design of
a belt grain thrower. The International Technical-Economic Journal. 2018; 6: 22-27.
8. Shukhanov S.N., Rykov I.G. Improvement of technical means for grain throwing. Tractors and agricultural machinery. 2011; 4: 17-19.
9. Shukhanov S.N. Improvement of the working process of grain throwers and grain loaders: abstract for the degree of Doctor of Technical Sciences // All-Russian Scientific Research and Technological Institute of Repair and Operation of the Machine and Tractor Fleet. M., 2012. 39 p.
Станислав Николаевич Шуханов, доктор технических наук, профессор, Shuhanov56@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2134-6871
Александр Викторович Кузьмин, доктор технических наук, профессор, kuzmin_burgsha@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5669-2232
Николай Васильевич Степанов, кандидат технических наук, доцент, mech@igsha.ru, https://orcid.org/0000-
0002-9994-620X
Анна Радионовна Сухаева, кандидат технических наук, доцент, suhaewa@yandex.ru, https://orcid.org/0000-
0001-9994-7138
StanislavN. Shukhanov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Shuhanov56@mail.ru, https://orcid.org/0000-
0003-2134-6871
Alexander V. Kuzmin, Doctor of Technical Sciences, Professor, kuzmin_burgsha@mail.ru, https://orcid.org/0000-
0002-5669-2232
Nikolai V. Stepanov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, mech@igsha.ru, https://orcid.org/0000-0002-0173-620X
Anna R. Sukhaeva, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, suhaewa@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-9994-7138
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 10.10.2022; одобрена после рецензирования 24.10.2022; принята к публикации 31.10.2022.
The article was submitted 10.10.2022; approved after reviewing 24.10.2022; accepted for publication 31.10.2022. -♦-
Научная статья УДК 632.982
Перспективные направления совершенствования и моделирования процесса протравливания семян машиной ПС-20
Сергей Николаевич Кокошин12, Владислав Игоревич Ташланов2,
Алексей Иванович Шеметов1
1 Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия
2 Уральский государственный университет путей сообщения, Тюмень, Россия
Аннотация. Продовольственная безопасность страны зависит не только от объёмов производства, но и запасов качественного зерна. К важнейшим факторам, определяющим объёмы производства и качество урожая зерновых культур, относится подготовка семян к посеву путём выполнения основной технологической операции - протравливания семян защитно-стимулирующими препаратами. Главными недостатками существующих конструкций протравливателей является неравномерность распределения семян по массе и по поверхности семян, завышенный расход рабочей жидкости. Кроме того, воздействие механических рабочих органов травмирует семенной материал, что снижает их всхожесть, урожайность и качество зерна. В статье проанализированы направления совершенствования и моделирования процесса протравливания семян машиной ПС-20 с целью повышения качества протравливания, уменьшения травмируемости семян и снижения энергоёмкости.
Ключевые слова: протравливатель семян, моделирование процесса, рабочий орган, протравливание, эффективность.
Для цитирования: Кокошин С.Н., Ташланов В.И., Шеметов А.И. Перспективные направления совершенствования и моделирования процесса протравливания семян машиной ПС-20 // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 6 (98). С. 115 - 121.
