CC BY
8
нов, Н.А. Зарипова, А.Н. Шмидт ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Омский ГАУ. -№ 2018128981 ; заявл. 07.08.2018 ; опубл. 19.12.2018, Бюл. № 35. - Текст : непосредственный.
12. Investigation of Moving Flat Hexagonal Disk Attachment / A.S. Soyunov, S.P. Prokopov, N.A. Zaripova et al. - Text : direct // IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582 (2019) 012037.
13. Technology of antierosive soil surface deriving / N.A. Zaripova, A.S. Soyunov, S.P. Prokopov et al. - Text : direct // IOP Conf. Series : Journal of Physics: Conf. Series 1059 (2018) 012012.
14. Патент на полезную модель № 117838, Российская Федерация. Решетный стан / У.К. Са-биев, А.Ю. Головин ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Омский ГАУ. - 2012104971/03 ; заявл. 13.02.2012 ; опубл. 10.07.2012, Бюл. № 19. -Текст : непосредственный.
15. Probabilistic Approach to the Separation of Grain Material / U.K. Sabiev, A.Yu. Golovin, P.V. Chupin et al. - Text : direct // IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582 (2019) 012039.
Союнов Алексей Сергеевич, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, as.soyunov@omgau.org; Прокопов Сергей Петрович, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, sp.prokopov@omgau.org; Головин Александр Юрьевич, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, ayu.golovin@omgau.org; Сабиев Уа-хит Калижанович, д-р техн. наук, проф., Омский ГАУ, uk.sabiev@omgau.org; Мальцева Евгения Ивановна, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, ei.maltseva@omgau. org.
nov, N.A. Zaripova, A.N. Shmidt ; zayavitel' i paten-toobladatel' FGBOU VO Omskij GAU. -№ 2018128981 ; zayavl. 07.08.2018 ; opubl. 19.12.2018, Byul. № 35. - Tekst : neposredstvennyj.
12. Investigation of Moving Flat Hexagonal Disk Attachment / A.S. Soyunov, S.P. Prokopov, N.A. Zaripova et al. - Text : direct // IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582 (2019) 012037.
13. Technology of antierosive soil surface deriving / N.A. Zaripova, A.S. Soyunov, S.P. Prokopov et al. - Text : direct // IOP Conf. Series : Journal of Physics: Conf. Series 1059 (2018) 012012.
14. Patent na poleznuyu model' № 117838, Rossijskaya Federaciya. Reshetnyj stan / U.K. Sabiev, A.Yu. Golovin ; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO Omskij GAU. - 2012104971/03 ; zayavl. 13.02.2012 ; opubl. 10.07.2012, Byul. № 19. - Tekst : neposredstvennyj.
15. Probabilistic Approach to the Separation of Grain Material / U.K. Sabiev, A.Yu. Golovin, P.V. Chupin et al. - Text : direct // IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. 582 (2019) 012039.
Soyunov Alexey Sergeevich, Cand. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, as.soyunov@omgau.org; Prokopov Sergey Petrovich, Cand. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, sp.prokopov@omgau.org; Go-lovin Alexander Yurievich, Cand. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, ayu.golovin@omgau.org; Sabiev Uahit Kalizhanovich, Doc. of Techn. Sci., Prof., Omsk SAU, uk.sabiev@omgau.org; Maltseva Evge-nia Ivanovna, Cand. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, ei.maltseva@omgau.org.
УДК 631.362.3 Б01 10.48136/2222-0364_2021_4_240
ВВ. ТРОЦЕНКО, Н.В. КОМЕНДАНТОВА
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск
ПУТИ СНИЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ СЕМЯН ФАСОЛИ ПРИ УБОРКЕ И ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ
При уборке и послеуборочной обработке партий фасоли отмечается механическое повреждение зерен. В результате взаимодействия отдельных зерен с рабочими органами машин возникают напряжения, превышающие допустимые, в результате чего зерна разрушаются. Статья посвящена актуальной проблеме - поиску путей снижения механических повреждений фасоли. Для оценки величины возникающих напряжений при силовом нагружении зерно фасоли смоделировано как эллипсоид. Выявлено, что величина этих напряжений зависит от кривизны контактируемых тел, модулей их упругости, коэффициентов поперечной деформации, влажности зернового материала, а также скорости соударения зерна с рабочим органом. Экспериментально доказано, что отклонение фактического объема зерновки, опреде-
© Троценко В.В., Комендантова Н.В., 2021
ленного по соответствующей методике в зависимости от сорта, не превышает 13%. Опытным путем найдены значения максимальных напряжений в зерновках при статическом силовом нагружении от 1,45 до 5,15 МПа, предельные площадки контакта от 15,5 до 31,08 мм2, значения модулей упругости от 25,80 до 146,24 МПа при изменении влажности от 28,2 до 8,6%. Данные зависимости аппроксимированы математическими выражениями с достаточно высоким значением коэффициента достоверности аппроксимации. По результатам исследований установлено, что для снижения механических повреждений и повышения эффективности технологических операций уборки и послеуборочной обработки фасоли необходимо проводить обработку при влажности зерна, не превышающей 20%, следить за состоянием кромок рабочих органов, не допуская их заострения, применять рабочие органы из материала с модулем упругости, значительно меньшим, чем у стали, снижать скорость соударения зерен с рабочим органом. Полученные теоретические зависимости позволят при конструировании рабочих органов сельскохозяйственных машин оценивать степень силового воздействия на зерно и не превышать допустимые значения.
Ключевые слова: механические повреждения, контактные напряжения, эллипсоид, модуль упругости, влажность зерна, эллипс контакта.
Введение
В решении задач увеличения эффективности производства фасоли, которые осуществляются на основе агротехнических и организационных мероприятий, существенное значение приобретает повышение качества посевного материала. Для этой цели особое внимание уделяется методам снижения механических повреждений. Уровень этих повреждений достигает величин, значительно превышающих пределы, установленные стандартами на качество зернового материала, и соответственно влияет на дальнейшее использование данного продукта. В процессе уборки фасоли в 2016-2020 гг. на полях селекционного севооборота Учебно-опытного хозяйства Омского ГАУ в южной лесостепи Западной Сибири, где объектом исследования служили четыре сорта зерновой селекции Омского ГАУ - Сизая, Лукерья, Оливковая, Физкультурница, - при надлежащей настройке зерноуборочных комбайнов отмечалось дробление зернового материала до 30% и выше. При послеуборочной обработке на зерноочистительном комплексе «Петкус» дробление превысило 5%. Такие значения показателей травмирования значительно превышают допустимые по агротехническим требованиям.
Постановка задачи
Зерна фасоли механически повреждаются при контактном взаимодействии с рабочими органами сельскохозяйственных машин. Происходит это по причине нарушения условия прочности [1-3]. Согласно формуле:
7 = ^7ъ, 0)
где 7.{ и сга - соответственно эквивалентные статические и динамические напряжения, возникающие в зерне, Па;
<7ъ - предел прочности зерна на сжатие, Па;
ка - коэффициент динамики, зависящий от скорости соударения зерна с рабочим органом и величины статической деформации.
Представление о динамическом силовом нагружении зерновки фасоли может быть получено на основании статического взаимодействия с рабочими органами сельскохозяйственных машин. Передача давлений в местах соприкосновения взаимодействующих тел происходит по малым площадкам. Тело около такой площадки контакта испытывает объемное напряженное состояние (рис. 1). Напряжения и деформации при контакте тел различной формы определяются методами теории упругости [5-6].
Р
Рис. 1. Напряжения, возникающие в результате контакта двух тел, ограниченных криволинейными поверхностями
Оценка величины возникающих в зерне механических напряжений может быть получена при известном значении нагрузки и знании формы зерновки. Для оценки контактных напряжений, возникающих в зерне пшеницы, гороха, сои, гречихи, кукурузы, ячменя, предлагались различные математические зависимости [6; 7]. Однако при одинаковом силовом взаимодействии с рабочими органами машин напряжения в зерновках этих культур должны заведомо отличаться от напряжений, возникающих в зерне фасоли, так как предлагаемые зависимости не приемлемы для формы зерновки, которую имеет фасоль.
В соответствии с этим задачей исследований является моделирование формы фасоли и установление зависимости возникающих напряжений от геометрических и механических параметров зерна.
Теория
Для определения напряжений в зерновке фасоли предлагается ее геометрическая форма в виде эллипсоида [8] (рис. 2).
Рис. 2. Эллипсоид
Геометрически эллипсоид - это поверхность, полученная путем деформации сферы вдоль трех взаимно перпендикулярных осей - х, у и г. Каноническое уравнение, определяющее поверхность:
2 2 2
+ = 1, (2)
2 2 2 ' 47 а Ъ с
где а, Ь, с - положительные параметры, удовлетворяющие неравенству а > Ъ > с .
При этом координаты точек поверхности ограничены: |х| < а, |у| < Ъ, |г| < с.
Такая фигура обладает тремя плоскостями симметрии, тремя осями симметрии и центром симметрии. Ими служат соответственно координатные плоскости, координатные оси и начало координат. Линия пересечения эллипсоида с плоскостью хОу может быть найдена при условии, что третья координата равна нулю г = 0, следовательно, координаты точек эллипсоида на плоскости хОу удовлетворяют уравнению
2 2
^ + ^ = 1. 22 a b
(3)
Таким образом, линия пересечения является эллипсом с полуосями а и Ъ (рис. 2). Аналогично сечение в плоскости уОг дает эллипс с полуосями Ъ и с :
2 2
У-+^=1.
.2 „2
(4)
Ъ2 с'
Сечение плоскостью хОг - эллипс с полуосями а и с, как показано на рис. 2 и отражено в формуле
х2 z2 ,
— + Т = 1 a c
(5)
Радиусы кривизны в точке A (0; 0; с ) во взаимно перпендикулярных плоскостях уОг и хОг (рис. 3) определятся соответственно по уравнениям:
((y " (t })2 + (z " (t))2 )3
R — v})2 +(z'(
yOz '(t) • z " (t) - z '(t) • y " (t)|!
RxOz —
((х " (t ))2 +(z" (t ))2 )2 \х' (t) • z '' (t) - z "(t) • х " (t)|'
(6) (7)
Рис. 3. Определение радиуса кривизны в точке A (0; 0; c) В данных выражениях
Г y(t) — b cos t; [z(t) — c sin t
каноническое уравнение эллипса в плоскости yOz;
Гx(t) — a cos t; [ z (t) — c sin t
каноническое уравнение эллипса в плоскости xOz, где t - параметр.
(8)
Первые и вторые производные этих функций соответственно:
| y'(t) = -b sin t; | y "(t) = -b cos t; [z '(t) = c cos t; [z " (t) = -c sin t; Ix"(t) = -a sin t; |x "(t) = -a cos t; [z '(t) = c cos t; [ z " (t) = -c sin t. Подставляя (10) в (6), а (11) в (7), получим:
«и
RyOz =
RxOz =
(b2 sin2 t + c2 cos2 t )2
bc
(a2 sin2 t + c2 cos2 t)2
(10) (11)
(12) (13)
ac
ж
В точке А (0; 0; с) t = — для плоскостей yOz и xOz, следовательно:
R = bi.
RyOz = ;
c
RxOz =
a
(14)
(15)
Полученная фигура эллипсоида применительно к зерну фасоли сорта Лукерья в трех проекциях и аксонометрии представлена на рис. 4.
Рис. 4. Зерно фасоли, аппроксимированное эллипсоидом
Объем эллипсоида определяется по формуле
V = п-а ■ Ъ ■ с. (16)
Формы поверхностей рабочих органов сельскохозяйственных машин в местах контакта с зерном достаточно разнообразны, но в общем случае их можно свести к плоскости или цилиндру. На рис. 5 представлены наиболее вероятные варианты статических контактов предлагаемой модели зерновки с предполагаемыми формами рабочих органов сельскохозяйственных машин под воздействием сжимающих сил Р. Повреждение зерна в процессе уборки и послеуборочной обработки возможно при падении зерна с большой высоты, например, при разгрузке транспортного средства на бетонный пол завальной ямы поточной линии (рис. 5, а) или при контакте с цилиндрическими кромками рабочих органов машин (рис. 5, Ь, с).
c
При сжатии зерен в месте контакта образуется эллиптическая площадка с полуосями ё и 5. Зная их значения, можно определить значение наибольшего сжимающего напряжения:
_ 3Р Гтах " П'
<Уг
(17)
где Р - значение сжимающей силы, Н.
Наиболее опасная точка расположена на линии действия силы на некоторой глубине от площадки взаимодействия, зависящей от соотношения полуосей эллипса контакта d / £ .
Значения ё и 5 могут быть определены по методике для обобщенного случая контакта двух соприкасающихся тел [9] по выражениям:
d = т •
£ = п •
4 ) 1
Р
1 1 1
н---Н---1—-
р1 р1 р2 р2
Г 1 1 -М2 Л
V
Е
Е
2 )
Ъп
Р
4) 1 1 1 1
) — н---1---1--
А1 -^12 +1 л
V
Е
Е.
(18)
(19)
2)
Р1 Р1 Р2 Р2
где ц1 и ц2 - коэффициенты поперечной деформации контактируемых тел, для ориентировочной оценки можно принять = ц2 = 0,3;
Е1 и Е2 - модули упругости контактируемых тел, по [6] для стали Е2 = 2 • 105 МПа.
Ь
Рис. 5. Варианты контакта зерна фасоли с рабочими органами машин: а - контакт с плоским рабочим органом а; Ь - контакт эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении наибольшей полуоси а эллипсоида (координатная ось х) и оси цилиндрической кромки; с - контакт эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении средней полуоси Ь эллипсоида (координатная ось у)
и оси цилиндрической кромки
3
3
с
Так как модуль упругости для зерна значительно меньше, чем для стали, Е1 << Е2, то значением (1 — /л^)/ Е можно пренебречь. Выражения (18) и (19) примут вид:
ё = т ■
I = п ■
V
3л 4
Р
1—^
1111
--1--Г4---1--т
А А' А Рг
1 У
^ 3л
4 I 1
V
р
1—«2Л
111
--1--Гн---1--т
р1 р1 р2 р2
е
(20)
(21)
1 У
В данных выражениях значения коэффициентов да и п определяются по значению вспомогательного угла у/по формуле
у = агссо8 -
J___1
Р р1
1___
Р2 Р2
+ 2| —---^ || ----^ | С08 2(
А Р1 ЛР2 Р2 1
(22)
1111
-+-+-+-
Р1 Р1 Р2 Р2
Главные радиусы кривизны р1, р \ , р2, р 2 в выражении (22) определяются при условии, что угол р между главными плоскостями кривизны составляет р = 90 °:
- для случая контакта эллипсоида с плоскостью о (рис. 5, а):
2 1.2 г, а , „ Ъ ,
а = кхог =—; а = яуож =—; р2 = да р2 = ;
с с
- для случая контакта эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении наибольшей полуоси а эллипсоида (координатная ось х) и оси цилиндрической кромки (рис. 5, Ь):
п - Л -а ■ р1 = ЯхОж = ;
с
А = я = ъ •
р1 = ЯуОж = ;
р2
■ да;
р2 = я;
- для случая контакта эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении средней полуоси Ь эллипсоида (координатная ось у) и оси цилиндрической кромки (рис. 5, с):
а2 Ъ2
а = яхож=—; р1 = яуож=—; р2 = я; р2 .
с с
Таким образом:
- для случая контакта эллипсоида с плоскостью о (рис. 5, а):
Ъ2 -а2
у = агссо8 —--; (23)
Ъ + а
- для случая контакта эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении наибольшей полуоси а эллипсоида (координатная ось х) и оси цилиндрической кромки (рис. 5, Ь):
у = атссо8
Я-(с - а2 - Я — с ■ Ъ2 - Я + а2 - Ъ2)
2 г. 2
(24)
с - Ъ2 - Я2 + с - а2 - Я2 + а2 - Ъ
- для случая контакта эллипсоида с цилиндром при параллельном расположении средней полуоси Ь эллипсоида (координатная ось у) и оси цилиндрической кромки (рис. 5, с):
3
3
2
2
+
Я•(с • а2 • Я - с • Ь2 • Я - а2 • Ь2)
у = агееов—^-г-г-г-г—г2. (25)
с • Ь2 • Я2 + с • а2 • Я2 + а2 • Ь2
При известном значении вспомогательного угла \упо соответствующим таблицам [4; 5] путем интерполяции находятся значения коэффициентов т и п и могут быть определены значения полуосей эллипса контакта ё и 5.
Однако в данных выражениях подлежит экспериментальному определению значение модуля упругости Е1 для зерна.
Результаты экспериментов Значения полуосей эллипсоида а, Ь и с определяются на основании установления габаритных размеров зерна 2а, 2Ь и 2с. Значения радиусов кривизны Яхог и ЯуОг
находят по формулам (14) и (15).
Для определения габаритных размеров были взяты зерна фасоли четырех сортов. Результаты измерения габаритных размеров зерна, значения радиусов Яхог и ЯуОг и
объем зерновки V (измеренный и расчетный) сведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры зерна фасоли
(ч Размеры, мм Расчетные параметры эллипсоида
Сорт я е р 00 о о о а <м а н -о <м а н я с <м а н Я Радиус кривизны, мм § а « ^ я ер й зы т я ^ ик м « к , 8 « рй еы о и 0х <и и н е Я
л с £ Е л д & В ло н ЯхО2 Яо е ет Ю О ° а з « й а £ § О зм я О н О
Сизая 287,96 13,80 ± 0,29 7,58 ± 0,25 5,92 ± 0,51 32,17 9,71 214,54 201,48 ± 15,20 6,09
Лукерья 353,40 12,23 ± 0,26 6,97 ± 0,34 5,59 ± 0,42 26,76 8,69 242,56 226,14 ± 18,12 6,77
Оливковая 390,55 11,46 ± 0,22 6,91 ± 0,31 5,85 ± 0,35 22,45 8,16 249,52 281,78 ± 19,10 12,93
Физкультурница 413,50 12,03 ± 0,24 7,57 ± 0,24 6,31 ± 0,26 22,94 9,08 285,88 305,45 ± 21,45 6,85
Проверка адекватности предложенной модели зерновки [10; 11] проводилась измерением объема реальной зерновки путем кратковременного погружения 500 зерен в мерный цилиндр с водой. Разница объемов жидкости до и после погружения зерна, деленная на количество погруженных зерен, является средним фактическим значением объема зерна. Измерение объема зерновки проводилось в пятикратной повторности. Согласно табл. 1 отклонение фактического объема зерновки от рассчитанного по формуле (16) в зависимости от сорта не превышает 13%.
Определении Е1 зерновки фасоли проводилось по методике [10; 11], суть которой заключалась в сжатии предварительно подготовленных зерен различной влажности между наконечником индикатора и головкой винта микрометра специальной установки по схеме нагружения, представленной на рис. 5, а. При помощи регулируемого источника тока нагружение и разгрузка производились при постоянной скорости 4 Н/с до значения силы Р.
В результате контактного статического взаимодействия с использованием измерительной лупы определялись значения полуосей эллипса ё и 5 площадки контакта по
отпечатку на предварительно вставленной между зерном и наконечником окрашенной бумаге при значении силы Р перед самым моментом разрушения. Экспериментальные значения указанных размеров ё и 5 в зависимости от влажности Ж фасоли сорта Лукерья при силовом нагружении представлены в (табл. 2).
Таблица 2
Параметры сжатия зерна фасоли
о „» и Наибольшее
^ ь т с о ч Значение сил] сжимающей зер Р, Н Размеры полуосей эллипса контакта, мм Площадь эллипса контакта Бпк = , мм2 напряжение в центре площадки контакта smax, МПа Модуль упругости Ех, МПа
т ё 5
8,6 53,2 2,57 1,92 15,50 5,15 146,24
13,5 55,2 2,74 1,98 17,04 4,86 125,21
18,3 52,3 3,02 2,18 20,68 3,79 88,60
23,1 45,5 3,34 2,31 24,24 2,82 56,98
28,2 40,5 3,65 2,52 28,90 2,10 38,86
32,4 30,1 3,79 2,61 31,08 1,45 25,80
160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00
15
25
35
5"пк,мм2
30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00
15
25
35
6,00 5,00 а 4,00 ^ 3,00
и£
о 2,00 1,00 0,00
15
25
35
Рис. 6. Графические зависимости: а - Бпк = /(Ж); Ь -стах = /(Ж) ; с - Е\ = /(Ж)
5
5
Ь
а
5
с
Подсчитанное значение вспомогательного угла щ (рис. 5, а) для сорта Лукерья составило:
,2 2 Ь - а
w = arccos —-- « 60°.
b 2 + a2
Значения m и n по [9]: m = 1,49; n = 0,7. Значение суммарной кривизны:
^ K = — + -1 + — +-1 = с -I-1 + ^1 = 0,152 мм -1 = 152 м-1
Р\ P1 Pi Р2 V a2 b2
Значения модуля упругости в зависимости от влажности будут получены после подстановки соответствующих параметров:
=('-"%т(т)3 ^-^т-Е)3 (26)
Полученные по выражению (24) значения модуля упругости зерна Ei, а также значения площади контакта SK = ж-d-s и наибольшего напряжения smax, подсчитанного по формуле (17), представлены в табл. 2.
На рис. 6 представлены графические зависимости.
При применении метода наименьших квадратов полученные экспериментальные кривые при 8,6 < W < 32% аппроксимируются зависимостями:
SnK = 12,197 In W -12,908;
s = 9 393e~0,054W •
s max = 9,393e ;
E = 317,99e ~0,054W. (27)
Обсуждение результатов
При аппроксимации фасоли в виде эллипсоида отклонение фактического объема зерновки от расчетного не превышает 13%.
Отмечается, что с увеличением влажности значение площади эллипса контакта при сжатии зерна увеличивается по логарифмическому закону, а значения наибольшего сжимающего напряжения и модуля упругости уменьшаются по экспоненциальному закону. При этом коэффициент достоверности аппроксимации имеет достаточно высокое значение / > 0,9.
Величина напряжений, возникающих в зерновках фасоли при механизированной обработке, зависит от кривизны контактируемых тел, модулей их упругости, коэффициентов поперечной деформации, влажности зернового материала, а также скорости соударения зерна с рабочим органом.
Выводы и заключение
Для снижения механических повреждений фасоли при механизированной обработке необходимо:
- проводить обработку при влажности зерна от 15 до 20% (зона упругих деформаций);
- следить за состоянием кромок рабочих органов, не допуская их заострения;
- применять рабочие органы из материала с модулем упругости, значительно меньшим, чем у стали;
- снижать скорость соударения зерен с рабочим органом.
Использование полученных теоретических зависимостей позволит конструкторам сельскохозяйственных машин при известном значении сжимающей силы производить оценку величины возникающих в ней напряжений.
V.V. TROTSENKO, N.V. KOMENDANTOVA
Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk
Reduction of mechanical damage to bean seeds during harvesting
and post-harvesting
When harvesting and post-harvest processing of bean batches, its mechanical damage is noted. As a result of the interaction of individual grains with the working bodies of machines, stresses exceeding permissible arise in them that destroy the seeds. The article is devoted to an urgent problem - the search for ways to reduce mechanical damage to beans during harvesting and post-harvest processing. To estimate the magnitude of the stresses arising under force loading in the bean grain, it is modeled in the form of an ellipsoid. It is revealed that the magnitude of these stresses depends on the curvature of the contacting bodies, their elastic modulus, coefficients of transverse deformation, moisture content of the grain material, as well as the speed of collision of the grain with the working body. It has been experimentally shown that the deviation of the actual grain volume determined by the appropriate method, depending on the variety, does not exceed 13%. The values of the maximum stresses in the grains under static force loading from 1.45 to 5.15 MPa, the limiting contact areas from 15.5 to 31.08 mm2, the values of the elastic modulus from 25.80 to 146.24 MPa with a change in humidity from 28.2 to 8.6% were experimentally determined. These dependencies are approximated by mathematical expressions with a sufficiently high value of the approximation reliability coefficient. According to the results of the research, it was found that in order to reduce mechanical damage and increase the efficiency of bean production, it is necessary to carry out processing at a grain moisture content not exceeding twenty percent, monitor the condition of the edges of the working bodies, preventing their sharpening, use working bodies made of a material with an elastic modulus significantly lower than that of steel, reduce the speed of collision of grains with the working body. The obtained theoretical dependencies will allow designers of agricultural machines to assess the degree of force impact on the grain and not exceed the permissible values.
Keywords: mechanical damage, contact stresses, ellipsoid, elastic modulus, grain moisture, contact ellipse.
Список литературы
1. Mechanical damage and corn storability / H.F. Ng, W.F. Wilcke, R.V. Morey et al. -DOI:10.13031/2013.17239. - Text : elektronic // Transactions of ASAE. - 1998. - № 41(4). -S. 1095-1100. - URL: https://elibrary.asabe.org/ab-stract.asp?aid=17239 (дата обращения: 19.10.2021).
2. Тарасенко А.П. Снижение травмирования семян при уборке и послеуборочной обработке / А.П. Тарасенко. - Воронеж : Воронежский ГАУ, 2003. - 320 с. - Текст : непосредственный.
3. Oliveira G.H.H. Mechanical properties of rough and dehulled rice during drying / G.H.H. de Oli-veira, O. Resende, P. Correa. - DOI:10.7455/ijfs/2.2. 2013.a3. - Text : elektronic // International Journal of Food Studies. - 2013. - № 2(2). - С. 158-166. -URL: https://www.researchgate.net/figure/Mean-deformation-values-x-10-3-m_fig4_258242374 (дата обращения: 19.10.2021).
4. Тимошенко С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. - Москва : 1979. - 560 с. -Текст : непосредственный.
5. Jonson K.L. Contact mechanics / K.L. Jon-son. - London, 1989 - 510 p. - Text : direct.
6. Innovative ways of improving mechanization of high-quality seeds A.P. Tarasenko, V.I. Orobinskii, M.E. Merchalova, N.E. Buravlev. - Text : direct // Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. - 2015. -Т. 24. - No. 2. - С. 49-52.
7. Jayas D.S. Preserving quality during grain drying and techniques for measuring grain quality /
References
1. Mechanical damage and corn storability / H.F. Ng, W.F. Wilcke, R.V. Morey et al. -DOI:10.13031/2013.17239. - Text : elektronic // Transactions of ASAE. - 1998. - No 41(4). - S. 10951100. - URL: https://elibrary.asabe.org/abstract.asp? aid=17239 (data obrashcheniya: 19.10.2021).
2. Tarasenko A.P. Snizhenie travmirovaniya semyan pri uborke i posleuborochnoj obrabotke / A.P. Tarasenko. - Voronezh : Voronezhskij GAU, 2003. - 320 s. - Tekst : neposredstvennyj.
3. Oliveira G.H.H. Mechanical properties of rough and dehulled rice during drying / G.H.H. de Oliveira, O. Resende, P. Correa. - DOI:10.7455/ijfs/2.2. 2013.a3. - Text : elektronic // International Journal of Food Studies. - 2013. - No 2(2). - S. 158-166. -URL: https://www.researchgate.net/figure/Mean-deformation-values-x-10-3-m_fig4_258242374 (data obrashcheniya: 19.10.2021).
4. Timoshenko S.P. Teoriya uprugosti / S.P. Ti-moshenko, Dzh. Gud'er. - Moskva : 1979. - 560 s. -Tekst : neposredstvennyj.
5. Jonson K.L. Contact mechanics / K.L. Jonson. - London, 1989 - 510 p. - Text : direct.
6. Innovative ways of improving mechanization of high-quality seeds A.P. Tarasenko, V.I. Orobinskii, M.E. Merchalova, N.E. Buravlev. - Text : direct // Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. - 2015. -T. 24. - No. 2. - S. 49-52.
7. Jayas D.S. Preserving quality during grain drying and techniques for measuring grain quality /
