CC BY
5
students. May: Publishing House of FGBOU VO Belgorod State Agrarian University, 2021. P. 20-150.
7. Rotova V.A., Ushakov Yu.A. Mechanized combing of fluff in goats. Improvement of technology and technical means. Saarbrucken (Deutschland): Palmarium academic publishing, 2014. 215 p.
8. Rotova V.A., Ushakov Yu.A., Kozlovtsev A.P. On the issue of calculating the main parameters of the developed mechanical devices for combing goat down. Machinery and technologies in livestock. 2021. 44(4): 82-85.
9. Analysis of directions for improving the technological process of combed goat fluff / V.A. Shakhov, V.A. Rotova, L.R., Fomina et al. // Improvement of engineering and technical support of production processes and technological systems: mater. national with international participation scientific-practical. conf., dedicated 70th anniversary of the Faculty of Engineering of Orenburg State Agrarian University. Orenburg: Tipografiya «Agentstvo Pressa», 2021. P. 80-83.
10. Calculation of the residual resource of technical devices, agricultural equipment / A.P. Kozlovtsev, V.A. Rotova, V.Yu. Sokolov et al. Improving the engineering and technical support of production processes and technological systems: mater. national with international participation scientific-practical. conf., dedicated 70th anniversary of the Faculty of Engineering FGBOU HE Orenburg State Agrarian University. Orenburg: Tipografiya «Agentstvo Pressa», 2021. P. 98-103.
11. Firichenkov V.E. The direction of mechanization and automation of sheep breeding in Russia for the period up to 2030. Machinery and technologies in livestock. 2020; 1: 57-62.
12. Pat. No. 2012152227 RF. Crusher / Popov V.P., Antimonov S.V., Kishkilev S.V., Timofeeva D.V., Kolotvin A.V. / patent holder Feder. state budget. educate. institution of higher education «Orenburg. state. un-t»; dec. 04.12.2012; publ. May 27, 2014. Bull. No. 15. 2014. 6 p.
Сергей Владимирович Кишкилёв, соискатель, sergeigray@gmail.com
Владимир Александрович Шахов, доктор технических наук, профессор, Shahov-V@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1902-0074
Юрий Андреевич Ушаков, доктор технических наук, профессор, 1u6j1a159@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7383-5442
Виктория Анзорьевна Ротова, кандидат технических наук, доцент, rotova_va@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7862-7829
Sergey V. Kishkilev, research worker, sergeigray@gmail.com
Vladimir A. Shakhov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Shahov-V@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1902-0074
YuriyA. Ushakov, Doctor of Technical Sciences, Professor, 1u6j1a159@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7383-5442
Victoria A. Rotova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, rotova_va@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7862-7829
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 01.06.2022; одобрена после рецензирования 20.06.2022; принята к публикации 30.06.2022.
The article was submitted 01.06.2022; approved after reviewing 20.06.2022; accepted for publication 30.06.2022.
-Ф-
Научная статья УДК 631.33.021:635.21
Результаты экспериментального исследования процесса дозирования торфа бункером-дозатором
Станислав Николаевич Шуханов1, Ольга Николаевна Хороших1,
Геннадий Иринчеевич Хараев2
1 Иркутский государственный аграрный университет, Иркутск, Россия
2 Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, Улан-Удэ, Россия
Аннотация. Ускоренное развитие сельскохозяйственного сектора страны во многом зависит от применения инновационных разработок в аграрной науке. Эффективное сопровождение производственных процессов обеспечивают современные технические средства и технологии. Одним из решающих аспектов интенсификации выведения новых сортов сельскохозяйственных культур является выращивание семян в селекционных теплицах. В частности, при выращивании сеянцев картофеля в горшочках стоит проблема механизированного их наполнения почвенным субстратом (например, торфом) с приемлемой равномерностью. Для этого авторами разработан бункер-дозатор на уровне патентопригодности. В результате проведённых экспериментальных исследований получены значения удельных боковых давлений, позволяющие рассчитывать (при известных значениях физико-механических свойств торфа, а также ширины бункера и высоты дозирующей щели) количество делящих плоскостей.
Ключевые слова: бункер-дозатор, дозирование торфа, удельное боковое давление, селекционные теплицы, выращивание семян.
Для цитирования: Шуханов С.Н., Хороших О.Н., Хараев Г.И. Результаты экспериментального исследования процесса дозирования торфа бункером-дозатором // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96). С. 139 - 144.
Original article
The results of an experimental study of the process of dosing peat with a bunker-batcher
Stanislav N. Shukhanov1, Olga N. Khoroshikh1, Gennady I. Kharaev2
1 Irkutsk State Agrarian University, Irkutsk, Russia
2 East Siberian State University of Technology and Management, Ulan-Ude, Russia
Abstract. The accelerated development of the country's agricultural sector largely depends on the application of innovative developments in agricultural science. Effective maintenance of production processes is provided by modern technical means and technologies. One of the decisive aspects of the intensification of the breeding of new crop varieties is the cultivation of seeds in breeding greenhouses. In particular, when growing potato seedlings in pots, there is a problem of mechanized filling them with a soil substrate (for example, peat) with acceptable uniformity. For this, the authors have developed a hopper-dispenser at the level of patentability. As a result of the experimental studies carried out, the values of specific lateral pressures were obtained, which make it possible to calculate (with known values of the physical and mechanical properties of peat, as well as the width of the hopper and the height of the dosing gap) the number of dividing planes.
Keywords: dosing bunker, peat dosing, specific lateral pressure, selective greenhouses, seed cultivation.
For citation: Shukhanov S.N., Khoroshikh O.N., Kharaev G.I. The results of an experimental study of the process of dosing peat with a bunker-batcher. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 96(4): 139144. (In Russ.).
Ускоренное развитие сельскохозяйственного сектора страны во многом зависит от применения инновационных научных разработок аграрной науки [1 - 5]. Эффективное сопровождение производственных процессов обеспечивают современные технические средства и технологии [6 - 9]. Одним из решающих аспектов интенсификации выведения новых сортов сельскохозяйственных культур является выращивание семян в селекционных теплицах. В частности, при выращивании сеянцев картофеля в горшочках стоит проблема механизированного их наполнения почвенным субстратом (например, торфом) с приемлемой равномерностью. Для этого нами разработан бункер-дозатор на уровне патенто-пригодности. С целью проверки правильности проведённого теоретического анализа взаимодействия бункера-дозатора с торфом проведены экспериментальные исследования [10], в частности нахождение значения удельных боковых давлений на делящие бункер стенки.
Материал и методы. Бункер-дозатор изготовлен с возможностью его монтирования как на раме тележки в почвенном канале, так и на раме самоходного шасси Т-16МТ [11].
На рисунке 1 изображена схема бункера-дозатора и сечение А-А. На раме I установлен бункер-дозатор с вертикальными стенками 2 и подвижным дном в виде цепочно-ленточного конвейера (питателя) 3, а также делящими плоскостями 4. В передней части бункера установлена дозирующая борт-заслонка 5. Торф через дозирующую щель 6 поступает в расставленные рядами горки 7.
При проектировании бункера-дозатора учитывалась возможность его монтирования на самоходное шасси Т-16МТ или на мостовой тепличный агрегат, который со шлейфом машин, навешиваемых на него, обеспечивает полную механизацию трудоёмких процессов в теплицах.
Поскольку как самоходное шасси Т-16МТ, так и мостовой тепличный агрегат имеют ограничение по грузоподъёмности 900 кг, то объём бункера должен быть примерно равным 1 м3. Кроме того, размеры бункера не должны превышать габариты самого шасси, что ведёт к ухудшению его маневренности и обзорности выполняемого технического процесса. Поэтому были выбраны следующие внутренние размеры бункера: длина L = 1585 мм, ширина 5общ = 1585 мм, высота Н = 395 мм.
Рис. 1 - Схема бункера-дозатора
Высота дозирующей щели может варьировать от 50 до 150 мм, а скорость движения ленты питателя (конвейера) - от 0,3 до 1,0 м/с.
Бункер разделён продольными плоскостями, установленными параллельно боковым стенкам, на секции с возможностью бесступенчатого регулирования её ширины В.
Для установки датчиков давления на поверхности делящих плоскостей были просверлены выемки. Нормальные напряжения на боковые стенки бункера, которые в дальнейшем будем называть удельными давлениями, определялись с помощью датчиков давления. Датчики давления, рабочими поверхностями, направленными в сторону материала, устанавливались в выемки на боковые стенки бункера ленточного питателя на расстоянии: 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 м от задней стенки и 60; 160; 260; 360 мм - от полотна ленты питателя.
Порядок проведения опытов был следующим. После установки соответствующих отметок на ленту осциллографа предварительных показаний датчиков давления бункер наполняли торфом на высоту 400 мм. Сразу же после разравнивания верхнего слоя торфа делались отметки на осциллограмму бокового давления торфа на рабочую поверхность датчиков давления, и после включения ленты питателя в работу записывали показания до полного освобождения датчиков давления от торфа.
Таким образом, определяли удельное боковое давление при ширине секции бункера В, равной 130, 390, 650, 910, 1170, 1300 мм.
Проведены также опыты по исследованию влияния скорости ленты питателя и величины открытия дозирующей щели на величину удельного давления торфа. Величина дозирующей щели измерялась в пределах от 100 до 150 мм с интервалом в 50 мм, а скорость движения ленты - в пределах 0,3 ± 0,7 м/с.
Результаты и обсуждение. Исследования проводились согласно принятой методике, описанной выше. Материалом для проведения экспериментов служил торф, влажность которого находилась в пределах Ж = 75 - 86 % и объёмная масса у = 650 - 757 кг/м3.
Определение удельных давлений на боковых стенках бункера происходило как по длине бункера, так и по высоте засыпки торфа. Замеры
давлений производили в шести сечениях бункера и на четырёх горизонтах. Отсчёт сечений при замерах давления производили от задней стенки бункера.
Результаты экспериментальных данных приведены в таблице 1. Характер распределения удельных давлений по длине бункера для датчиков, расположенных на глубине 360 мм, представляет рисунок 2.
Л, Шеи1
0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5
Рис. 2 - Распределение давлений по длине боковых стенок бункера
Распределение боковых удельных давлений по высоте засыпки торфа в сечении бункера, расположенном на расстоянии 0,75 м от задней стенки, представлено на рисунке 3.
6, Н/смг
1.5 ----
Я, мм
0 60 160 260 360
Рис. 3 - Распределение давлений по высоте боковых стенок
Анализ экспериментальных данных показывает, что зона максимальных давлений распространяется на длине 0,1 м от задней стенки.
1. Давление в сечениях бункера
Насыпной груз Высота расположения датчиков давления, мм Удельные давления (Н/см2) в сечениях бункера на расстоянии, мм
0,25 0,5 0,75 1,00 1,25 1,25
Торф 360 0,034 0,069 0,0735 0,127 0,147 0,51
260 0,66 0,132 0,142 0,254 0,284 0,29
160 0,133 0,26 0,284 0,51 0,588 0,6
60 0,245 0,51 0,549 0,98 0,13 1,16
Появление зоны повышенных местных давлений вызвано боковым распором торфа при его дозировании.
При исследовании влияния скорости движения ленты питателя на величину удельных боковых давлений установлено, что с увеличением скорости движения ленты происходит увеличение бокового распора.
Исследования проводились на скоростях движения ленточного питателя 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 м/с.
Результаты боковых удельных давлений для датчика, расположенного в зоне максимальных давлений, приведены на рисунке 4.
Рис. 5 — Зависимость боковых давлений от высоты дозирующей щели:
1 - теоретическая зависимость; 2 -экспериментальная зависимость
При анализе полученной зависимости можно видеть, что с увеличением высоты дозирующей щели удельные боковые давления уменьшаются. В этой связи при работе на дозирующей щели более 125 мм необходимо увеличить скорость движения ленты питателя для создания более равномерного дозирования, т.е. для исключения неуправляемого процесса дозирования вследствие осыпания торфа у дозирующего устройства. Объёмная масса торфа при этом должна быть равна у = 650 - 757 кг/м3, а влажность Ж = 75 - 87 %.
Рис. 4 - Зависимость боковых удельных
давлений от скорости ленты питателя (экспериментальная зависимость)
Анализ экспериментальных данных зависимости бокового давления от скорости движения ленты питателя показывает, что при увеличении скорости ленты до 0,5 - 0,6 м/с происходит интенсивный рост давлений. При дальнейшем увеличении скорости движения ленты приращение давления происходит менее интенсивно. Это явление можно объяснить тем, что увеличение скорости свыше 0,6 м/с ведёт к снижению транспортирующей способности ленты вследствие увеличения скольжения её относительно торфа, находящегося в бункере.
Наряду с определением характера распределения удельных давлений на боковых стенках бункера в зависимости от скорости движения ленты в задачу наших исследований входило определение влияния величины дозирующей щели на напряжённое состояние торфа в процессе его дозирования. Экспериментальные исследования проводили с тем же материалом при скорости ленты питателя 0,3 м/с.
Зависимость удельных давлений от величины дозирующей щели для датчиков давления, расположенных в зоне максимальных местных давлений, представлена на рисунке 5.
Рис. 6 - Зависимость удельных боковых давлений от ширины секции В бункера:
1 - теоретическая зависимость; 2 -экспериментальная зависимость
Условный коэффициент бокового давления Пб определён как отношение бокового давления к вертикальному давлению (к осевому) в дозируемом слое. Значения коэффициентов Пб и п'б находятся соответственно в пределах: 1,46 - 5,8 и 3,4 - 13,6.
Изучение влияния ширины секции В бункера на значения удельных боковых давлений нашло отражение на рисунке 6. При значении ширины секции В бункера меньше, чем 390 мм, величина удельного бокового давления становится критической и при этом происходит зависание торфа. А при стремлении В к 1300 мм значение 5б увеличивается, что ведёт к ухудшению равномерного процесса дозирования.
Вывод. В результате проведённых экспериментальных исследований получены значения удельных боковых давлений, позволяющие рассчитывать (при известных значениях физико-механических свойствах торфа, а также ширины бункера и высоты дозирующей щели) количество делящих плоскостей.
Список источников
1. Хабардин В.Н. Определение экологической безопасности применения мобильных средств технического обслуживания машин // Дальневосточный аграрный вестник. 2019. № 3 (51). С. 116 - 121.
2. 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, FarEastCon 2020. 2020. С. 9271362.
3. Engineering of constructive parameters of vibroaspira-tion separator of oil-containing grain seeds / I.L. Rogovskii, I.P. Palamarchuk, S.A. et al. Voinash Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. С. 42034.
4. Алтухов И.В., Быкова С.М., Очиров В.Д. Перспективы применения томатного порошка в рецептуре песочного печенья // Вестник КрасГАУ. 2021. № 12 (177). С. 254 - 259.
5. Кокиева Г.Е., Друзьянова В.П. Исследование высокопроизводительных и малогабаритных винтовых транспортёров-зернопогрузчиков в сельском хозяйстве // Дальневосточный аграрный вестник. 2021. № 1 (57). С. 79 - 87.
6. Сухаева А.Р., Алтухова Т.А., Алтухов С.В. Совершенствование стенда для испытания энергоаккумуляторов автомобилей // Актуальные вопросы аграрной науки. 2021. № 38. С. 26 - 33.
7. Semenov K.D., Medyakov A.A., Ostashenkov A.P. Evaluation of the efficiency of apple picking using a flexible manipulator // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. «International Scientific and Practical Conference: Development of the Agro-Industrial Complex in the Context of Robotization and Digitalization of Production in Russia and Abroad, DAICRA 2021. 2022. С. 012008.
8. Хабардин В.Н., Горбунова Т.Л. Математическое описание процесса технического обслуживания машин
с учётом его надёжности // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 124 - 129.
9. Алтухова Т.А., Алтухов С.В. Нормирование механизированных пахотных полевых работ // Приднепровский научный вестник. 2022. Т. 5. № 3. С. 24 - 28.
10. Шуханов С.Н. Совершенствование технических средств дозирования торфа при выращивании горшечных культур // Агропромышленные технологии Центральной России. 2017. № 3 (5). С. 75 - 79
11. Шуханов С.Н Аналитическое исследование процесса дозирования торфа бункером-дозатором // Аграрный научный журнал. 2018. № 3. С. 56 - 57.
References
1. Khabardin V.N. Determining the environmental safety of the use of mobile equipment for maintenance of machines. Far East Agrarian Bulletin. 2019; 51(3): 116-121.
2. 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, FarEastCon 2020. Р. 9271362.
3. Engineering of constructive parameters of vibroaspira-tion separator of oil-containing grain seeds / I.L. Rogovskii, I.P. Palamarchuk, S.A. et al. Voinash Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. С. 42034.
4. Altukhov I.V., Bykova S.M., Ochirov V.D. Prospects for the use of tomato powder in the recipe for shortbread. Bulletin of KrasGAU. 2021; 177(12): 254-259.
5. Kokieva, G.E. The study of high-performance and small-sized screw conveyors-grain loaders in agriculture. Far East Agrarian Bulletin. 2021; 57(1): 79-87.
6. Sukhaeva A.R., Altukhova T.A., Altukhov S.V. Improvement of the stand for testing the energy accumulators of cars. Actual issues of agrarian science. 2021; 38: 26-33.
7. Semenov K.D., Medyakov A.A., Ostashenkov A.P. Evaluation of the efficiency of apple picking using a flexible manipulator // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. «International Scientific and Practical Conference : Development of the Agro-Industrial Complex in the Context of Robotization and Digitalization of Production in Russia and Abroad, DAICRA 2021» 2022. Р. 012008.
8. Khabardin V.N., Gorbunova T.L. Mathematical description of the process of maintenance of machines, taking into account its reliability. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021. 87(1): 124-129.
9. Altukhova T.A., Altukhov S.V. Rationing of mechanized arable field work. Pridneprovsky Scientific Bulletin. 2022; 5(3): 24-28.
10. Shukhanov S.N. Improvement of technical means of dosing peat when growing potted crops. Agro-industrial technologies of Central Russia. 2017; 5(3): 75-79
11. Shukhanov S.N. Analytical study of the process of dosing peat with a dosing hopper. Agrarian Scientific Journal. 2018; 3: 56-57.
Станислав Николаевич Шуханов, доктор технических наук, доцент, Shuhanov56@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2134-6871
Ольга Николаевна Хороших, кандидат технических наук, доцент, larina197708@rambler.ru Геннадий ИринчеевичХараев, доктор технических наук, доцент, kharaev.g@yandex.ru
Stanislav N. Shukhanov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Shuhanov56@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2134-6871
Olga N. Khoroshikh, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, larina197708@rambler.ru Gennady I. Kharaev, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, kharaev.g@yandex.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 06.06.2022; одобрена после рецензирования 20.06.2022; принята к публикации 30.06.2022.
The article was submitted 06.06.2022; approved after reviewing 20.06.2022; accepted for publication 30.06.2022.
-Ф-
Научная статья
УДК 631.319
doi: 10.37670/2073-0853-2022-96-4-144-149
Плющение фитомассы на корню и крошение почвенных комков дисково-ребордным рабочим органом
Магомет Карымсултанович Аушев, Султан Иссаевич Дзармотов
Ингушский государственный университет, Магас, Россия
Аннотация. Обработка почвы - механическое воздействие на почву почвообрабатывающими машинами и орудиями с целью возникновения оптимальных почвенных обстоятельств существования растений, а также подавления сорной растительности и сохранности почвы от эрозионных протеканий. Обработка почвы необходима для воспроизводства и окультуривания за счёт углубления и увеличения мощности пахотного слоя, разрыхления плужной подошвы в подпахотном слое, заделки органических и минеральных удобрений, мелиорантов. В статье впервые рассмотрены вопросы математического моделирования пассивного, опорно-приводного дисково-ребордного органа комбинированного почвообрабатывающего агрегата, который осуществляет плющение на корню фитомассы в саду в приствольной зоне корнеобитания корневой системы плодовых деревьев с целью защиты почвы от влияний совместной эрозии, повышения плодородия, улучшения физико-математических свойств, создания мульчирующего слоя почвы. Рассмотрены вопросы обоснования параметров и режимов работы дисково-ребордного плющителя (ДРП), основного рабочего органа, разработанного авторами комбинированного почвообрабатывающего агрегата (КПА). Изложена методика теоретических расчётов, обеспечивающих надёжную и устойчивую работу дисково-ребордного плющителя, удовлетворяющего предъявляемым агротехническим требованиям.
Ключевые слова: обработка почвы, плющение, рабочий орган, заделка в почку, крошение, мульча, эрозия.
Для цитирования: Аушев М.К., Дзармотов С.И. Плющение фитомассы на корню и крошение почвенных комков дисково-ребордным рабочим органом // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96). С. 144 - 149. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-96-4-144-149.
Original article
Flattening of standing phytomass and crumbling of soil clods with a disk-flange working body
Magomet K. Aushev, Sultan I. Dzarmotov
Ingush State University, Magas, Russia
Abstract. Tillage is a mechanical effect on the soil by tillage machines and implements in order to create optimal soil conditions for the existence of plants, as well as the suppression of weeds and soil preservation from erosion. Suitable, up-to-date, scientifically based processing is a means of multiplying fertility, crop yields and an integral part of intensive efficient resource-saving farming systems. Tillage is necessary for reproduction and cultivation by deepening and increasing the capacity of the arable layer, loosening the plow sole in the sub-arable layer, sealing organic and mineral fertilizers, meliorants. In this scientific article, for the first time, the issues of mathematical modeling of the passive, support-drive disk-rib organ of a combined tillage unit, which is carried out by flattening on the root of phytomass in the garden in the trunk zone of root feeding of the root system of fruit trees, in order to protect the soil from the effects of joint erosion, increase fertility, improve physical and mathematical properties, create a mulching soil layer, are considered. To implement this agrotechnical task, we were faced with the question of justifying the parameters and operating modes of the disk-rib flattener (DRP), the main working organ of the combined tillage unit (KPA) developed and studied by us. The article describes in detail the methodology of all theoretical calculations that ensure reliable and stable operation of the disk-rib flattener satisfying the agrotechnical requirements.
Keywords: tillage, flattening, working body, bud embedding, crumbling, mulch, erosion.
For citation: Aushev M.K., Dzarmotov S.I. Flattening of standing phytomass and crumbling of soil clods with a disk-flange working body. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 96(4): 144-149. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-96-4-144-149.
