Научная статья на тему 'РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИНОЙ ПОСЕВА'

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИНОЙ ПОСЕВА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
48
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕЯЛКА / ГЛУБИНА / УПРАВЛЕНИЕ / АВТОМАТИЗАЦИЯ / ГИДРАВЛИКА

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кокошин Сергей Николаевич, Кизуров Анатолий Сергеевич

При посеве сельскохозяйственных культур к качеству процесса предъявляются высокие требования, в том числе и к соблюдению глубины посева. Существующие системы слежения глубины не позволяют регулировать отклонения сошника при движении агрегата, что отрицательно сказывается на равномерности посева и в итоге приводит к снижению урожайности. В данной работе представлены результаты лабораторных исследований системы управления глубиной посева дисковыми сеялками с применением регулятора жёсткости, выполненного на основе гибкого трубчатого элемента. При проведении эксперимента фиксировались гидравлическое давление, подаваемое в полость регулятора жёсткости, перемещение сошника под действием силы регулятора и время процесса полного перемещения. Было установлено, что при увеличении давления перемещение сошника в вертикальной плоскости имеет зависимость, близкую к линейной. Максимальное перемещение сошника при использовании давления в пределах прочности материала регулятора жёсткости составляет более 50 мм. При моделировании ситуации, когда сошник выходит за пределы установленного диапазона глубины, процесс возврата его в исходное состояние не превышает 1,8 с. Полученные результаты позволят выполнить настройки системы при её практическом применении в процессе посева.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE RESULTS OF LABORATORY STUDIES OF THE AUTOMATIC SEEDING DEPTH CONTROL SYSTEM

When sowing crops, high demands are placed on the quality of the process. Including the observance of the depth of sowing. Existing depth tracking systems do not allow adjusting the coulter deviations during the movement of the unit, which negatively affects the uniformity of sowing and ultimately leads to a decrease in yield. This paper presents the results of laboratory studies of the sowing depth control system for disc seeders using a stiffness regulator made on the basis of a flexible tubular element. During the experiment, the hydraulic pressure supplied to the cavity of the stiffness regulator, the movement of the coulter under the action of the force of the regulator, and the time of the complete movement process were recorded. It was found that with increasing pressure, the movement of the coulter in the vertical plane has a dependence close to linear. The maximum coulter travel when applying pressure within the stiffness of the stiffener material is more than 50mm. When simulating the situation when the coulter goes beyond the set depth range, the process of returning it to its original state does not exceed 1.8 s. The results obtained will allow you to configure the system in its practical application in the sowing process.

Текст научной работы на тему «РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИНОЙ ПОСЕВА»

Sergey I. Yuran, Doctor of Technical Sciences, Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-9236-7154

Marat R. Zaripov, researcher, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-5703-2626 Mikhail N. Vershinin, postgraduate, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-4339-6864

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 10.04.2022; одобрена после рецензирования 11.05.2022; принята к публикации 11.05.2022.

The article was submitted 10.04.2021; approved after reviewing 11.05.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-

Научная статья УДК 631.33.024

Результаты лабораторных исследований автоматической системы управления глубиной посева

Сергей Николаевич Кокошин, Анатолий Сергеевич Кизуров

Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия

Аннотация. При посеве сельскохозяйственных культур к качеству процесса предъявляются высокие требования, в том числе и к соблюдению глубины посева. Существующие системы слежения глубины не позволяют регулировать отклонения сошника при движении агрегата, что отрицательно сказывается на равномерности посева и в итоге приводит к снижению урожайности. В данной работе представлены результаты лабораторных исследований системы управления глубиной посева дисковыми сеялками с применением регулятора жёсткости, выполненного на основе гибкого трубчатого элемента. При проведении эксперимента фиксировались гидравлическое давление, подаваемое в полость регулятора жёсткости, перемещение сошника под действием силы регулятора и время процесса полного перемещения. Было установлено, что при увеличении давления перемещение сошника в вертикальной плоскости имеет зависимость, близкую к линейной. Максимальное перемещение сошника при использовании давления в пределах прочности материала регулятора жёсткости составляет более 50 мм. При моделировании ситуации, когда сошник выходит за пределы установленного диапазона глубины, процесс возврата его в исходное состояние не превышает 1,8 с. Полученные результаты позволят выполнить настройки системы при её практическом применении в процессе посева.

Ключевые слова: сеялка, глубина, управление, автоматизация, гидравлика.

Для цитирования: Кокошин С.Н., Кизуров А.С. Результаты лабораторных исследований автоматической системы управления глубиной посева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 134 - 140.

Original article

The results of laboratory studies of the automatic seeding depth control system

Sergey N. Kokoshin, Anatoly S. Kizurov

Northern Trans-Ural State Agricultural University, Tyumen, Russia

Abstract. When sowing crops, high demands are placed on the quality of the process. Including the observance of the depth of sowing. Existing depth tracking systems do not allow adjusting the coulter deviations during the movement of the unit, which negatively affects the uniformity of sowing and ultimately leads to a decrease in yield. This paper presents the results of laboratory studies of the sowing depth control system for disc seeders using a stiffness regulator made on the basis of a flexible tubular element. During the experiment, the hydraulic pressure supplied to the cavity of the stiffness regulator, the movement of the coulter under the action of the force of the regulator, and the time of the complete movement process were recorded. It was found that with increasing pressure, the movement of the coulter in the vertical plane has a dependence close to linear. The maximum coulter travel when applying pressure within the stiffness of the stiffener material is more than 50mm. When simulating the situation when the coulter goes beyond the set depth range, the process of returning it to its original state does not exceed 1.8 s. The results obtained will allow you to configure the system in its practical application in the sowing process.

Keywords: seeder, depth, control, automation, hydraulics.

For citation: Kokoshin S.N., Kizurov A.S. The results of laboratory studies of the automatic seeding depth control system. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 134-140. (In Russ.).

Современные технологии автоматизации и удалённого управления внедряются практически во всех промышленных отраслях развитых стран, в том числе и в лесном и сельском хозяйстве [1 - 4]. Рассматривая технологии возделывания зерновых культур, надо отметить, что автоматизированные системы управления широко применяются при картировании полей, движении агрегатов по заданной траектории, дифференцированном внесении удобрений, а также частично при обработке почвы и посеве семян [5 - 7]. Особое внимание при возделывании сельскохозяйственных культур уделяется посеву, так как это основная технологическая операция, оказывающая влияние на урожайность культуры [8, 9]. На практике доказано, что отклонение глубины посева от оптимальной как в большую, так и в меньшую сторону существенно сказывается на снижении урожайности [10 - 12]. Ранее нами была предложена модель соблюдения необходимой глубины обработки почвы и посева зерновых культур дисковыми сеялками [7] на почвах с различными физико-механическими свойствами. За основу исполнительного механизма был взят принцип работы манометрической трубчатой пружины, которая при увеличении гидравлического давления деформируется, создавая определённое усилие на свободном конце [13, 14].

На рисунке 1 представлена схема работы дискового сошника с адаптивной подвеской на основе манометрической пружины. Заменив в стандартной конструкции пружину сжатия на гибкий трубчатый элемент, мы создали возможность изменять его жёсткость за счёт изменения гидравлического давления, подаваемого во внутреннюю полость [15]. При действии силы сопротивления со стороны почвы сошник пытается выглубиться, при этом уменьшая глубину посева

Рис. 1 - Схема работы адаптивной подвески сошника

семян. При подаче давления в полость гибкого трубчатого элемента происходит деформация поперечного сечения и изменяется его радиус. Тем самым за счёт появления избыточной силы на свободном конце происходит компенсация перемещения сошника от силы сопротивления почвы, и глубина посева семян возвращается на установленный диапазон.

П.Г. Иванченко и И.И. Султанов предложили систему автоматического регулирования на базе микроконтроллера [6], который в зависимости от вертикального перемещения сошника во время работы управляет электромагнитным гидрораспределителем, основываясь на составленный алгоритм и диапазон изменения глубины хода рабочего органа. Для подтверждения возможности применения данной системы на практике было принято решение провести лабораторный эксперимент с целью выявления зависимостей между основными параметрами процесса.

Материал и методы. Для оценки влияния гидравлического давления на работу регулятора был изготовлен стенд, позволяющий изменять гидравлическое давление в совокупности с перемещением сошника. В качестве испытуемого образца был выбран сошник сеялки С3-3,6 с длинным поводком (рис. 2).

Поводок сошника 1 шарнирно закреплялся на опоре, а также фиксировался верхний конец регулятора жёсткости 3. К полости регулятора подключалась гидравлическая магистраль, давление в которой регулировалось электромагнитным гидрораспределителем 4.

В качестве датчика перемещения, обеспечивающего входной сигнал, использовался цифровой измеритель расстояния марки «Electronic digital caliper» с шагом измерений в 0,1 мм, номинальным напряжением питания 1,5 В и встроенным цифровым интерфейсом (рис. 3).

Магнитная направляющая измерительного прибора крепилась на стенде, а подвижная часть измерителя имела связь с подшипниковой опорой диска сошника.

Методика проведения измерений.

1. Измерительный прибор устанавливался в положение 0.

2. При помощи гидрораспределителя увеличивали давление, подаваемое в полость регулятора жёсткости с шагом 0,5 МПа.

3. При помощи электронного измерителя расстояния фиксировали значение перемещения сошника.

4. Уменьшали давление до 0 и эксперимент повторялся.

В силу того, что при работе на твёрдых почвах выглубление рабочего органа составляет до 30 мм, можно ограничить максимальное давление в системе до 7 МПа.

Рис. 2 - Сошник с регулятором жёсткости:

1 - сошник, 2 - линейный измерительный прибор; 3 - регулятор жёсткости; 4 - электромагнитный гидрораспределитель

С целью автоматического регулирования давления в рабочей полости регулятора жёсткости в зависимости от перемещения рабочего органа была разработана и подвержена испытаниям автоматическая система управления. Автоматическая система регулирования давления состоит из четырёх элементов: датчики 1, исполнительные устройства 2, микроконтроллер с силовыми ключами 3, устройство вывода информации 4 (рис. 4).

Датчики представлены двумя устройствами: цифровым измерителем расстояния с чувствительностью 0,1 мм и потенциометром для коррекции скорости дискретизации управляющих сигналов исполнительного устройства 4 (рис. 4).

Ёмкостная дискретная инкрементная линейка 1 (рис. 5) в схеме управления предназначена для определения абсолютных координат рабочего ор-

Рис. 3 - Общий вид измерительного прибора

гана, скорости и направления движения, а также отклонения от нулевого (заданного) положения. Нулевое положение задаётся посредством нажатия кнопки «zero» на панели вычислительного модуля линейки 2 (рис. 5).

Исполнительные устройства представлены игольчатыми электроклапанами в гидрораспределительном устройстве 2 (рис. 6). При подаче номинального напряжения на один электроклапан образуется гидравлическая связь внутренней полости регулятора с линией напора от насоса. При подаче номинального напряжения на второй клапан образуется гидравлическая связь гибкого трубчатого элемента с обратной линией низкого давления (возврат в гидробак). При снятии напряжения с обеих катушек электроклапанов происходит герметизация магистрали регулятора жёсткости. Пропускная способность электроклапанов ограничивается временем открывания.

Микроконтроллер с силовыми ключами построен на базе микроконтроллера ATmega328 на платформе ArduinoNano, полевых транзисторах MOSFET, драйверах полевых транзисторов и оп-тронах гальванической развязки (рис. 6). Питание микроконтроллера 1 обеспечено от аккумулятора напряжением 5 В.

Модуль с полевыми транзисторами 2 (рис. 6) вынесен на отдельную часть схемы с обеспечением гальванической развязки оптронами и рассчитан на коммутацию в цепи постоянного тока напряжением до 60 В и силой тока до 10 А без применения принудительного охлаждения. Микроконтроллер 1 (рис. 6) по протоколу связи UART получает информацию с вычислительного

Рис. 4 - Автоматическая схема регулирования давления:

1 - датчики; 2 - исполнительные устройства; 3 - микроконтроллер с силовыми ключами; 4 - устройство вывода информации

модуля ёмкостной дискретной инкрементной линейки 2 (рис. 5), выводит отклонение от нулевого положения на устройство вывода информации 3 и с учётом коррекции скорости дискретизации управляющих сигналов потенциометром 4 определяет длительность управляющих сигналов исполнительных устройств, подавая их на оп-троны силовой части схемы 2. Опрос датчиков производится каждые 10 мс. Минимальное время управляющего сигнала на исполнительный механизм составляет 2 мс.

Устройство вывода информации представлено двумя семисегментными ^-индикаторами красного цвета и предназначено для отображения текущего значения отклонения от нулевого (заданного) положения в мм.

Программой микроконтроллера предусмотрено циклическое выполнение следующей последовательности инструкций:

- чтение информации об отклонении, направлении и скорости движения рабочего органа от нулевого (заданного) значения по протоколу UART;

- чтение положения потенциометра для коррекции скорости дискретизации управляющих сигналов;

- отображение текущего значения отклонения на устройство вывода информации;

- вычисление времени подачи управляющих сигналов на тот или иной электроклапан гидро-распредительного устройства;

- подача управляющего импульса заданной продолжительности на тот или иной электроклапан гидрораспредительного устройства.

Результаты и обсуждение. Для имитации действия силы сопротивления на измерительном

Рис. 5 - Датчик перемещения:

1 - цифровой измеритель расстояния; 2 -вычислительный модуль

Рис. 6 - Элементы схемы управления:

1 - микроконтроллер ATmega328 на платформе АгсСшпо№по; 2 - силовой модуль с полевыми транзисторами; 3 - устройство вывода информации; 4 - потенциометр

ДаОлеИШ,

Рис. 7 - Вертикальное перемещение и время коррекции положения сошника автоматической схемой управления в зависимости от давления

приборе расстояния перемещалась магнитная направляющая в вертикальном направлении. При превышении показания прибора установленного номинального диапазона перемещения система управления подавала сигнал на гидрораспределитель, открывая необходимую магистраль. При увеличении давления сошник перемещался вниз (заглублялся), при уменьшении - вверх. Для возможности реверсивного направления перемещения в полость регулятора жёсткости изначально создавалось избыточное давление в размере 2 МПа. В процессе работы системы фиксировались следующие параметры: вертикальное перемещение, мм; гидравлическое давление, МПа; период времени с момента выхода значения перемещения из номинального диапазона до возвращения сошника в исходное положение под действием гидравлического давления, с.

Результаты экспериментальных исследований работы автоматической схемы управления без нагрузки представлены на рисунке 7.

По результатам исследований вертикального перемещения и времени коррекции положения сошника в зависимости от давления видно, что повышение давления приводит к линейному увеличению перемещения. Вместе с тем время протекания процесса с достаточной достоверностью оценить сложно, что связано с инертностью всей системы и влиянием собственных колебаний на скорость перемещения сошника.

Проведённый эксперимент и полученные результаты подтверждают научную гипотезу о возможном автоматическом регулировании глубины хода сошника в процессе посева. Основной задачей для применения системы на практике является программирование микроконтроллера

на заданный диапазон глубины, в рамках которой результат посева будет удовлетворять требованиям по глубине. Теоретически данную систему можно применять на сеялках мелкосемянных культур, где требования к глубине посева более жёсткие.

Выводы. Проведены серии экспериментов по влиянию гидравлического давления на изменение глубины движения сошника с регулятором жёсткости. Рабочий диапазон давления в гидросистеме для перемещения сошника до 50 мм в вертикальной плоскости составляет от 0 до 10 МПа. Номинальное давление в полости регулятора жёсткости имеет значение 2...3 МПа. Предварительное избыточное давление необходимо для возможности регулирования перемещения сошника в вертикальной плоскости в двух направлениях.

Автоматическая система регулирования давления состоит из четырёх элементов: датчиков, исполнительных устройств, микроконтроллера с силовыми ключами типа ATmega328 на платформе Arduino Nano, устройства вывода информации. Рабочий диапазон вертикального перемещения сошника в пределах, установленных агротехническими требованиями на посев зерновых культур, может составлять ±10 мм от установленной глубины. В случае превышения перемещения сошника данного диапазона интеллектуальная система управляет электромагнитным гидрораспределителем с целью снижения или увеличения гидравлического давления, подаваемого в полость регулятора жёсткости, что способствует возврату сошника на заданную глубину. Время процесса перемещения сошника в номинальный диапазон не превышает 1,8 с., что позволит использовать

систему в реальных условиях при посеве сельскохозяйственных культур или обработке почвы перед посевом.

Список источников

1. Побединский В.В., ^учинин H.H. Побединский A.A. Интеллектуальная система определения диэлектрической проницаемости лесной среды при радиочастотном мониторинге II Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20 № 6-2 (86). С. З8З - З90.

2. ^кошин CH., ^зуров A.Q Aвтоматизация процесса соблюдения глубины посева зерновых II Aгропродо-вольственная политика России. 2014. № З (27). С. З0 - З2.

3. ^асюк ДА. Лвтоматизация сельского хозяйства: технические и экономические аспекты совершенствования эффективности отрасли II Молодой учёный. 2021. № З1 (З7З). С. З8- 40.

4. Aбрамов КВ., Шерстобитов С.В. Диффренциро-ванное внесение удобрений с использованием спутниковой навигации II Aгрохимия. 2018. № 9. С. 40 - 49.

5. Seed drill instrumentation for spatial coulter depth measurements I S.K. Nielsen, L.J. Munkholm, M. Lamande et al. Computers and Electronics in Agriculture. September 2017; 141: 207-214.

6. Иванченко П.Г., Султанов И.И. Система картирования урожайности и её элементы при внедрении технологии точного земледелия II Вестник Kурганской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 1 (ЗЗ). С. 57 - 61.

7. ^кошин CH., ^зуров A.Q, Ташланов В.И. Схема управления адаптивной подвеской культиваторов II Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (84). С. 149 - 15З.

8. An adaptable tillage depth monitoring system for tillage machine I H. Jia, M. Guo, J. Zhao et al. Biosystems Engineering. 2016; 151: 187-199.

9. Kiani S. Automatic on-line depth control of seeding units using a non-contacting ultrasonic sensor. Int. J. Nat. Eng. Sci. 2012; 6: З9-42

10. Джаборов Т.Д., ^съЕмов K. Влияние глубины заделки семян на продуктивность пшеницы осеннего посева II ^шоварз. 201З. № 2. С. 11- 1З.

11. Золотарев ВЛ. Влияние глубины посева на полевую всхожесть и урожайность семян райграса однолетнего II Земледелие. 2008. № 4. С. 44.

12. Габаев A.X. Регуирование и контроль глубины борозды при посеве семян зерновых культур II Известия ^бардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В.М. ^кова. 2021. № 2 (З2). С. 84 - 88.

13. Пирогов С.П., Чуба A.!. Селькохозяйственные машины с трубчатыми упругими элементами II Инженерный вестник Дона. 2017. № 4 (47). С. 81.

14. Пирогов С.П., Чуба A.!. Расчёт частот свободных колебаний гибких трубчатых стоек культиваторов II Сельский механизатор. 2018. № 12. С. 6 - 7.

15. Киргинцев Б.О., Кокошин С.Н. Математическая модель взаимодействия дискового сошника с почвой // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 5 (67). С. 122 - 125.

References

1. Pobedinsky V.V., Kruchinin N.N. Pobedinsky A.A. Intelligent system for determining the dielectric constant of the forest environment during radio frequency monitoring. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2018; 86(6-2): 383-390.

2. Kokoshin S.N., Kizurov A.S. Automation of the process of observing the depth of sowing grain. Agro-food policy in Russia. 2014; 27(3): 30-32.

3. Krasyuk D.A. Automation of agriculture: technical and economic aspects of improving the efficiency of the industry. Young Scientis. 2021; 373(31): 38-40.

4. Abramov N.V., Sherstobitov S.V. Differentiated fertilization using satellite navigation. Agrochemistry. 2018; 9: 40-49.

5. Seed drill instrumentation for spatial coulter depth measurements / S.K. Nielsen, L.J. Munkholm, M. Lamande et al. Computers and Electronics in Agriculture. September 2017; 141: 207-214.

6. Ivanchenko P.G., Sultanov I.I. Yield mapping system and its elements in the implementation of precision farming technology. Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2020; 33(1): 57-61.

7. Kokoshin S.N., Kizurov A.S., Tashlanov V.I. Scheme of control of the adaptive suspension of cultivators. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 84(4): 149-153.

8. An adaptable tillage depth monitoring system for tillage machine / H. Jia, M. Guo, J. Zhao et al. Biosystems Engineering. 2016; 151: 187-199.

9. Kiani S. Automatic on-line depth control of seeding units using a non-contacting ultrasonic sensor. Int. J. Nat. Eng. Sci. 2012; 6: 39-42.

10. Dzhaborov T.D., Kasymov K. Influence of seed placement depth on the productivity of autumn sowing wheat. Kishovarz. 2013; 2: 11-13.

11. Zolotarev V.N. Influence of sowing depth on field germination and seed yield of annual ryegrass. Zemledelie. 2008; 4: 44.

12. Gabaev A.Kh. Regulation and control of the depth of the furrow when sowing seeds of grain crops. Izvestia of Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov. 2021; 32(2): 84-88.

13. Pirogov S.P., Chuba A.Yu. Agricultural machines with tubular elastic elements. Engineering journal of Don. 2017; 47(4): 81.

14. Pirogov S.P., Chuba A.Yu. Calculation of frequencies of free oscillations of flexible tubular racks of cultivators. Selskiy Mechanizator. 2018; 12: 6-7.

15. Kirgintsev B.O., Kokoshin S.N. Mathematical model of the interaction of the disc coulter with the soil. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2017; 67(5). 122-125

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сергей Николаевич Кокошин, кандидат технических наук, доцент, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-7429-7765

Анатолий Сергеевич Кизуров, кандидат технических наук, доцент, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9561-5697

Sergey N. Kokoshin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-7429-7765

Anatoly S. Kizurov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9561-5697

Вклад авторов: С.Н. Кокошин - 50 %; А.С. Кизуров - 50 %. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: S.N. Kokoshin - 50 %; A.S. Kizurov - 50 %. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 29.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.

The article was submitted 29.03.2021; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022.

-Ф-

Научная статья

УДК 631.171:636(075):658.012.011

Оптимизация комплекса машин для приготовления белкового корма

Игорь Евгеньевич Припоров, Валерий Викторович Цыбулевский

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

Аннотация. Для обеспечения перспективного развития отрасли животноводства обязательным условием является наличие хорошей кормовой базы. Главным поставщиком, обеспечивающим кормами отрасль животноводства, является растениеводство, особенно в небольших крестьянско-фермерских хозяйствах. Это объясняется тем, что на стоимость конечного продукта животноводства большое влияние оказывают затраты, связанные с кормлением. Особенно остро данный вопрос стоит в регионах, которые находятся далеко от основных производителей кормов. Для принятия правильного решения логично было предложить систему оценочных показателей каждой машины для производства кормов, но, к сожалению, ни одна из них не даёт такого результата, когда все без исключения оценочные показатели выбираемой машины имеют преимущества по сравнению с альтернативными. В.В. Цыбулевским и Г.Г. Масловым предложена методика, которая позволяет выбирать лучшие технические устройства из сравниваемых с использованием модернизированной функции Харрингтона. Она заключается в исключении экспертной оценки, так как является малоэффективной для обоснования шкал желательности и методических вопросов перевода значений оценочных показателей машин в безразмерные на шкалу y' Харрингтона, графического построения этого перевода до её расчёта. Результаты исследований, описанные в работе, позволяют осуществить выбор лучшего варианта технических устройств с помощью модернизированной функции Харрингтона для вторичной очистки семян подсолнечника и приготовления белкового корма по обобщённому критерию комплексной оценки j-х показателей, у которых предпочтение отдано воздушно-решётной зерноочистительной машине типа МВУ-1500* (Д- = 0,534); экструдеру типа КМЗ-2* (Д- = 0,635) и измельчителю типа CM-2500G* (Д = 0,685).

Ключевые слова: воздушно-решётная зерноочистительная машина, экструдер, измельчитель, модернизированная функция Харрингтона, комплексная оценка, обобщённый показатель, белковый корм.

Для цитирования: Припоров И.Е., Цыбулевский В.В. Оптимизация комплекса машин для приготовления белкового корма // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 140 - 145.

Original article

Optimization of the complex of machines for the preparation of protein feed

Igor E. Priporov, Valery V. Tsybulevsky

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

Abstract. To ensure the long-term development of the livestock industry, a prerequisite is the availability of a good feed base. The main supplier providing feed to the livestock industry is crop production, especially in small peasant farms. This is due to the fact that the cost of the final product of animal husbandry is greatly influenced by the costs associated with feeding. This issue is particularly acute in regions that are far from the main feed producers. To make the right decision, it was logical to propose a system of evaluation indicators for each machine for the production of feed, but, unfortunately, none of them gives such a result when, without exception, all the evaluation indicators of the selected machine have advantages over alternative ones. V.V. Tsybulevsky and G.G. Maslov proposed a technique that allows you to choose the best technical devices from those compared using the upgraded Harrington function, which consists in excluding expert evaluation, since it is ineffective for justifying the desirability scales and methodological issues of translating the values of the evaluation indicators of machines into dimensionless ones on the y' Harrington scale, graphical construction of this translation before its calculation. The research results described in the paper allow us to choose the best option of technical devices using the upgraded Harrington function for secondary cleaning of sunflower seeds and preparation of protein feed according to the generalized criterion of a comprehensive assessment of j-th indicators, in which preference is given to an air-sieve grain cleaning machine of the type MVU-1500* (Д- = 0.534); an extruder of the type KMZ-2* (Д- = 0.635) and a SM-2500G* type shredder (Д- = 0.685).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.