CC BY
10
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства жжжжжж
_ 05.20.01 ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Научная статья УДК 631.3
Б01: 10.24412/2227-9407-2022-4-7-18
Результаты определения геометрических размеров зерна с применением методов обработки статистической информации
Евгений Борисович Миронов1^, Сергей Леонидович Низовцев2, Александр Георгиевич Сергеев3
12 Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино, Россия 3 ООО «Доза-Агро», Нижний Новгород, Россия 1 mironov-e@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7842-0377 29910250@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8418-5476 3 office@dozaagro. ru_https://orcid. org/0000-0003-0466-9003
Аннотация
Введение. Производство качественных кормов для сельскохозяйственных животных с применением современных энергоэффективных технических устройств на сегодняшний день является актуальной задачей. В рационы кормления сельскохозяйственных животных добавляются зерновые с целью увеличения продуктивности животных. Среди существующих машин для переработки зерна можно выделить мельницы, плющилки, вальцы, дробилки с различными рабочими органами. Среди недостатков молотковых дробилок выделяют высокое энергопотребление, неравномерность гранулометрического состава. Ножевые дробилки в отличие от молотковых лишены некоторых недостатков. В центробежных измельчителях присутствует несколько видов разрушения зерна: скол, истирание, удар. Сложность реализации данных видов разрушения при измельчении зерна заключается в том, что необходимо очень точно сориентировать зерновку в пространстве и зафиксировать ее в момент резания между ножом и противорезом. При этом необходимо учитывать размеры зерновки и ее физико-механические свойства. В связи с этим целью данной работы является определение геометрических размеров измельчаемого зерна.
Материалы и методы. Влажность зерна замеряли прибором Фауна-М. С помощью цифрового микрометра Мегеон-80800 проводили замеры толщины, ширины и длины зерновки с точностью до 0,01 мм. Рассчитывали основные показатели: принятое количество интервалов, ширину интервала, начало первого интервала, среднее значение диаметра зерновки, среднее квадратическое отклонение, нижнюю и верхнюю границы интервала достоверности.
Результаты и обсуждение. Ни одна из опытных точек не выпала из статистического ряда и должна быть учтена при определении значения среднего диаметра по всем измерениям. С учетом этого фактическое среднее значение диаметра зерновок ячменя влажностью 8 % составляет 4,32 мм. Средний диаметр зерна ячменя сорта Рушан влажностью 20 % равен 4,8 мм.
Заключение. На основании результатов анализа полученных выборок определены достоверные размеры зерновок ячменя сорта Рушан.
Ключевые слова: достоверность, закон распределения, зерно, измельчение, измерение, показатель, размер
© Миронов Е. Б., Низовцев С. Л., Сергеев А. Г.. 2022
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
XXXXXXXXXX technology and mechanization of agriculture XXXXXXXXXX
Для цитирования: Миронов Е. Б., Низовцев С. Л., Сергеев А. Г. Результаты определения геометрических размеров зерна с применением методов обработки статистической информации // Вестник НГИЭИ. 2022. № 4 (131). С. 7-18. DOI: 10.24412/2227-9407-2022-4-7-18
The results of determining the geometric dimensions of grain using statistical information processing methods
Evgeny B. Mironov Sergey L. Nizovtsev2, Alexander G. Sergeev3
12 Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics, Knyaginino, Russia 3 OOO "Doza-Agro", Nizhny Novgorod, Russia '-mironov-e@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7842-0377 29910250@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8418-5476 3 office@dozaagro.ruL_https://orcid.org/0000-0003-0466-9003
Abstract
Introduction. The production of high-quality feed for farm animals using modern energy-efficient technical devices is an urgent task today. Cereals are added to the feeding rations of farm animals in order to increase the productivity of animals. Among the existing machines for grain processing, it is possible to distinguish mills, flatteners, rollers, crushers with various working bodies. Among the disadvantages of hammer crushers are high energy consumption, uneven granulometric composition. Knife crushers, unlike hammer crushers, are devoid of some disadvantages. There are several types of grain destruction in centrifugal grinders: chipping, abrasion, impact. The complexity of implementing these types of destruction during grain grinding lies in the fact that it is necessary to orient the grain very precisely in space and fix it at the moment of cutting between the knife and the countercutter. At the same time, it is necessary to take into account the size of the grain and its physical and mechanical properties. In this regard, the purpose of this work is to determine the geometric dimensions of the crushed grain.
Materials and methods. Grain moisture was measured by the fauna-M device. With the help of a digital micrometer Me-geon-80800, measurements of the thickness, width and length of the grain were carried out with an accuracy of 0.01 mm. The main indicators were calculated: the accepted number of intervals, the width of the interval, the beginning of the first interval, the average value of the grain diameter, the mean square deviation, the lower and upper bounds of the accuracy interval.
Results and discussion. None of the experimental points fell out of the statistical series and should be taken into account when determining the value of the average diameter for all measurements. With this in mind, the actual average diameter of barley grains with a moisture content of 8 % is 4.32 mm. The average diameter of the barley grain of the Rushan variety with a humidity of 20 % is 4.8 mm.
Conclusion. Based on the results of the analysis of the samples obtained, the reliable sizes of barley grains of the Rushan variety were determined.
Keywords: reliability, distribution law, grain, grinding, measurement, indicator, size
For citation: Mironov E. B., Nizovtsev S. L., Sergeev A. G. The results of determining the geometric dimensions of grain using statistical information processing methods // Bulletin NGIEI. 2022. № 4 (131). P. 7-18. (In Russ.). DOI: 10.24412/2227-9407-2022-4-7-18
Введение
Производство качественных кормов для сельскохозяйственных животных с применением современных энергоэффективных технических устройств, а также разработка технологий приготовления таких кормов на сегодняшний день является актуальной задачей, которой посвящено много
научных работ [1; 2; 3; 4; 5; 6]. В рационы кормления сельскохозяйственных животных в силу высокого содержания протеина добавляются зерновые с целью увеличения продуктивности животных. Зерно обладает особыми физико-механическими свойствами. Например, изменяется масса зерновки от сорта и множества внешних факторов, прочность в
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства хжхжхх
зависимости от геометрических размеров зерновки и в поперечном сечении, пластичность в зависимости от влажности и т. д. [7]. Так как перед добавлением зерна в кормосмесь его необходимо предварительно подготовить, все эти особенности зерна учитываются при проектировании соответствующих машин. Среди существующих машин для переработки зерна можно выделить мельницы, плющилки, вальцы, дробилки с различными рабочими органами (молотки, штифты, ножи и др.) [5]. В частности, в России наиболее распространенным является измельчение зерна в молотковых дробилках [8; 9; 10; 11]. Среди недостатков молотковых дробилок выделяют высокое энергопотребление, неравномерность гранулометрического состава [12]. Для повышения эффективности рабочего процесса молотковых дробилок предлагаются различные решения теоретического, технологического и конструкционного аспектов. В частности, учет плотности измельчаемого материала, обоснованного приложения воздействующих на зерновки сил, сохранение направления удара молотком по зерновке [13; 14; 15; 16; 17]. В молотковых дробилках открытого типа для уменьшения неравномерности измельчения предлагается применение технических устройств для доизмельчения крупной фракции [18; 19]. В молотковых дробилках закрытого типа применяются специальные решета и молотки, способы их расположения [20].
Ножевые дробилки в отличие от молотковых лишены некоторых недостатков. Например, в силу жесткого крепления ножей на валу они не отклоняются при ударе. Вторым преимуществом является наличие не только ударного воздействия, но и раскалывание взаимодействующих с ножом зерен. Центробежные дробилки отличаются тем, что зерно загружается по центру, далее под действием разгонных лопаток с высокой скоростью ударяется о неподвижные противорезы, располагающиеся на периферии измельчителя. В качестве противорезов могут быть использованы как обычные пластины, так и ножи. При ударе зерновок о неподвижные противорезы они разрушаются. В измельчителях таких конструкций присутствуют несколько видов разрушения зерна: скол, истирание, удар [21; 22; 23; 24].
Как нами уже отмечалось, процессам скалывания и резания присуща универсальность, т. е. их можно применить при разрушении достаточно большого вида сельскохозяйственной продукции, в том числе с высокой влажностью [5]. Сложность реализации данных видов разрушения при измельчении зерна заключается в том, что необходимо очень точно сориентировать зерновку в пространстве и зафиксировать ее в момент резания между ножом и противорезом. При этом необходимо учитывать размеры зерновки и ее физико-механические свойства. Нами разработан измельчитель, в котором разрушение зерна происходит под действием сил скалывания и среза [7]. Особенность рабочего процесса измельчителя предполагает наличие знания о размерах измельчаемого зерна. В связи с этим целью данной работы является определение геометрических размеров измельчаемого зерна.
Материалы и методы
Работы по определению геометрических размеров зерна проводили в лаборатории ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет». Одним из самых прочных среди зерновых, выращиваемых в центральной части России в общем и Нижегородской области в частности, является ячмень. На его измельчение в дробилках затрачивается наибольшее количество энергии по сравнению с другими культурами. Поэтому оценка рабочих параметров разработанного измельчителя проводилась на ячмене. Использовали ячмень сорта Рушан 2021 года закладки. Так как измельчитель ориентирован на измельчение как сухого, так и влажного зерна, нами проведена оценка его размеров в двух граничных значениях - при влажности 8 и 20 %. Влажность зерна замеряли прибором Фауна-М (рисунок 1, а). С помощью цифрового микрометра Мегеон-80800 проводили замеры толщины, ширины и длины зерновки с точностью до 0,01 мм (рисунок 1, б). Результаты замеров сводили в таблицы 1 и 4. Количество замеров определяли в соответствии с методикой, описанной в ГОСТ1. Для сухого зерна влажностью 8 % количество измерений составляло 30, а для влажного - 50. Далее оценивали выпадающие точки с помощью методов обработки статистических данных1.
XXXXXXXXXX technology and mechanization of agriculture XXXXXXXXXX
а / a б / b
Рис. 1. Приборы, применяемые при проведении измерений: а - измеритель влажности зерна «Фауна-М»,
б -цифровой микрометр Мегеон-80800 Fig. 1. Devices used for significant measurements: a - measuring device «Fauna-M»; b - digital micrometer Megeon-80800 Источник: фото измерителей сделаны авторами
Чтобы учесть размеры зерновки в трех плоскостях, оценку проводили по среднему значению диаметра зерновки, который определяли по выражению:
^ ср 3 ( _ V ®(С(> (1)
где а7, Ь7, с7 - соответственно толщина, ширина и длина 7-й зерновки, мм.
Далее определяли фактическое среднее значение диаметра всех измеренных зерновок по общеизвестному выражению:
^ _ £ ^срз I
^ср п > (2)
где п - количество измерений.
Далее в соответствии с известной методикой рассчитывали основные показатели: принятое количество интервалов, ширину интервала, начало первого интервала, среднее значение диаметра зерновки, среднее квадратическое отклонение, нижнюю и верхнюю границы интервала достоверности. Проверку на выпадающие точки осуществляли двумя способами - сравнение опытного и нормированного значений критерия Ирвина и применение способа +3о. По коэффициенту вариации назначали закон распределения случайной величины. В результате обработки статистических данных сопоставляли опытное распределение с теоретическим законом нормального распределения по критерию согласия и делали вывод о необходимости исключения из статистического ряда выпадающих точек. В случае появления выпадающих точек необходимым является
корректировка статистического ряда и повторное определение показателей распределения1. По результатам анализа статистической информации формулировался вывод о размерах исследуемого материала.
Результаты и обсуждение
Сначала определяли показатели для зерна влажностью 8 %. Для этого в соответствии с описанной методикой определили толщину, ширину и длину 30 зерновок. Далее по формулам (1) и (2) определили средние диаметры отобранных зерновок и среднее значение диаметра по всем зернам. Результаты замеров и расчетов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Размеры исходного зерна влажностью 8 %
Table 1. Dimensions of the initial grain with a moisture content of 8 %
№ измерения / ai, мм / ai, mm ci, мм d^i, мм
Measurement bi, мм / c, / dсрзi,
No. mm mm
1 2 3 4 5
1 3,57 3,22 8,42 4,18
2 2,38 3,15 9,9 4,85
3 2,63 3,46 8 3,91
4 2,35 3,27 8,7 4,29
5 2,57 3,64 9,8 4,22
6 2,75 3,53 8,69 4,33
7 2,7 3,48 8,7 4,39
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства хжхжхх
Продолжение таблицы 1 / Continuation of table 1
1 2 3 4 5
8 2,72 3,69 8,55 4,31
9 2,58 3,38 8,8 4,45
10 2,76 3,66 8,86 4,26
11 2,74 3,55 9,37 4,56
12 2,41 3,33 8,6 4,37
13 2,4 2,93 8,62 4,11
14 2,7 3,47 9,18 4,01
15 2,76 3,55 8,45 4,29
16 2,48 3,17 9,31 4,50
17 2,91 3,2 8,1 3,99
18 2,79 3,69 9,38 4,44
19 2,76 3,68 9,4 4,59
20 2,71 3,42 9,33 4,56
21 3,11 3,35 8,52 4,29
22 2,48 3,25 9,7 4,66
23 2,53 3,56 8,1 4,03
24 2,35 3,27 8,71 4,28
Проверка по методике +3о, с помощью которой определены границы интервала достоверности, показала, что все точки из статистического ряда попадают в расчетный интервал и должны быть учтены при расчете. Проверка выпадающих точек по критерию Ирвина при сравнении опытного значения (Лоп1 = 0,39 и (Лоп30 = 0,92) с нормированным (Л= 0,12) показала, что в статистическом ряду все точки являются достоверными.
Окончание таблицы 1 / End of table 1
1 2 3 4 5
25 2,56 3,66 9,8 4,22
26 2,69 3,58 8,89 4,37
27 2,65 3,42 8,73 4,38
28 2,53 3,45 8,52 4,26
29 2,43 3,52 8,84 4,26
30 3,57 3,22 8,9 4,18
Фактическое среднее значение приведенного диаметра зерновки dcp, мм / The ac- ^ tual average value of the reduced grain diameter ёср, mm
Источник: составлено авторами на основании измерений
Была проведена проверка на выпадающие точки из статистического ряда в соответствии со стандартной методикой1. Расчетные значения основных расчетных показателей представлены в таблице 2.
Расчетное значение / Estimated value 6 0,16 3,9 4,32 0,20 3,70 4,93 0,39 0,92 1,2
3,82
0,41 3,56
В соответствии с методикой построен статистический ряд информации по величине эквивалентного диаметра зерен, а также рассчитаны значения дифференциальной и интегральной функций для закона нормального распределения (ЗНР) (таблица 3). Выбор закона распределения осуществлялся по коэффициенту вариации в соответствии с рекомендациями1 .
Таблица 2. Результаты обработки статистической информации при влажности зерна 8 % Table 2. The results of processing statistical information at a grain moisture content of 8 %
Наименование параметра / Parameter name
Принятое количество интервалов / Accepted number of slots Ширина интервала А, мм / Interval width A, mm
Начало первого интервала tlB, мм / Beginning of the first interval tlB, mm
Расчетное среднее значение диаметра зерновки, мм / Estimated average grain diameter, mm
Среднее квадратическое отклонение, мм / Standard deviation, mm
Нижняя граница интервала достоверности, мм / Lower limit of the confidence interval, mm Верхняя граница интервала достоверности, мм / Upper limit of the confidence interval, mm Опытное значение критерия Ирвина Лоп1 / Experienced value of Irwin's criterion Лоп1 Опытное значение критерия Ирвина Лоп30 / Experienced value of Irwin's criterion Лоп30 Нормированное значение критерия Ирвина Л / Normalized value of the Irwin criterion Л Смещения начала зоны рассеивания tCM, мм / Offsets of the beginning of the dispersion zone tCM, mm Коэффициент вариации V / The coefficient of variation V Критерий согласия x2 / Goodness Criteria x 2 Источник: составлено авторами на основании измерений
technology and mechanization of agriculture
Таблица 3. Статистический ряд информации по величине эквивалентного диаметра зерновок влажностью 8 %
Table 3. Statistical series of information on the value of the equivalent diameter of grains humidity 8 %
Интервал, ч / Interval, h 3,9...4,06 4,06...4,14 4,14.4,22 4,22.4,38 4,38.4,54 4,54.4,7 4,7.4,86
Частота m, / frequency m, 4 4
Опытная вероятность pt /
Experienced Probability p, 0,13 0,13
Накопленная опытная
вероятность Ip, / Accumulated
Experienced Probability Ip, 0,13 0,27
Дифференциальная функция
по ЗНР f(ta) / Differential
function for ZNR f(ta) 0,068 0,193
Интегральная функция по ЗНР F(tki) / Integral function over
ZNR F(tki) 0,092 0,288
Источник: составлено авторами на основании расчетов
На основании статистического ряда построены полигоны распределения опытных вероятностей, дифференциальная и интегральная кривые по закону нормального распределения (рисунок 2 и 3). Сходимость опытного распределения с теоретиче-
13
0,43 0,70 0,295 0,587
4
0,13
0,83
4
1
0,13 0,03 0,13
0,97 1,00 0,13
0,249 0,116 0,030 0,068
0,839 0,96 0,994 0,092
ским оценивалась критерием согласия х . В данном случае х =3,56 (таблица 2), что свидетельствует о высокой степени совпадения. Следовательно, полученный ряд с высокой степенью сходимости описывается законом нормального распределения.
Рис. 2. Кривая вероятности (p,) и дифференциальная функция f(t) для закона нормального распределения Fig. 2. Probability curve (p,) and differential function ft) for the normal distribution law Источник: разработано авторами на основании таблицы 3
- ЗНР
Рис. 3. Кривая накопленных опытных вероятностей Ер,- и интегральная функция F(t) для закона нормального распределения Fig. 3. Curve of accumulated experienced probabilities Ер, and integral function F(t) for the normal distribution law Источник: разработано авторами на основании таблицы 3
4
Таким образом, ни одна из опытных точек не выпала из статистического ряда и должна быть учтена при определении значения среднего диаметра по всем измерениям. С учетом этого фактическое среднее значение диаметра зерновок ячменя влажностью 8 % составляет 4,32 мм.
По аналогии определили эквивалентный диаметр зерен влажностью 20 %. В данном случае величина выборки была увеличена до 50 замеров, результаты которых представлены в таблице 4. Фактическое значение среднего диаметра зерновок составило 4,83 мм (таблица 4).
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства хжхжхх
Таблица 4. Размеры исходного зерна влажностью 20 %
Table 4. Dimensions of the initial grain with
a moisture content of 20 %
№ измерения / Measurement No. a, мм / üi, mm bi, мм / bi, mm ci, мм / ci, mm dopsi, мм / dcp3b mm
1 2 3 4 5
1 3 3,8 9,5 4,77
2 2,95 4,2 8,8 4,78
3 3 3,98 9 4,75
4 3,02 3,8 9,3 4,74
5 3 4,16 9,45 4,90
6 3,12 3,92 9,69 4,91
7 2,77 3,64 8,35 4,38
8 3,11 4,13 10,14 5,07
9 2,84 3,66 8,98 4,54
10 3,13 4,06 9,07 4,87
11 3,09 4,01 9,13 4,84
12 2,96 3,78 9,28 4,70
13 3,07 4,1 9,88 4,99
14 3,29 3,84 10,08 5,03
15 3,27 4,4 10,01 5,24
16 3,28 4,08 9,83 5,09
17 3,2 3,65 8,06 4,55
18 3,16 4,19 9,71 5,05
19 2,85 3,83 9,43 4,69
20 2,89 3,94 9,67 4,79
21 3,33 4,14 9,4 5,06
22 2,8 3,77 9,39 4,63
23 3,17 3,96 9,55 4,93
24 3,22 4,2 9,38 5,02
25 3,18 4,07 10,4 5,12
26 3,01 4,12 9,33 4,87
Окончание таблицы 4 / End of table 4
1 2 3 4 5
27 2,62 3,45 8,82 4,30
28 3,17 4,36 9,52 5,09
29 2,99 3,85 9,4 4,77
30 3,07 3,85 9,66 4,85
31 3,16 4,1 10,53 5,15
32 3 4,07 9,89 4,94
33 3,09 4,09 9,47 4,93
34 3,1 4,16 9,76 5,01
35 3,05 3,98 8,7 4,73
36 3,12 3,96 9,46 4,89
37 3,24 4,1 8,62 4,86
38 2,75 3,86 9,75 4,70
39 3,03 4,11 9,48 4,91
40 2,57 3,58 8,09 4,21
41 3,07 3,82 9,03 4,73
42 2,69 3,54 9,31 4,46
43 3,1 3,88 8,28 4,64
44 3,21 4,17 9,52 5,03
45 3,06 4,16 9,94 5,02
46 3,11 3,87 8,76 4,72
47 3,17 4,07 9,43 4,96
48 2,94 3,78 9,26 4,69
49 3,04 4,16 9,09 4,86
50 3,1 3,83 9,9 4,90
Фактическое среднее значение диаметра зер- ^
новок / The actual average value of the grain diameter
Источник: составлено авторами на основании измерений
Определены основные показатели распределения для 50 измерений (таблица 5).
Таблица 5. Результаты обработки статистической информации при влажности зерна 20 % Table 5. The results of processing statistical information at a grain moisture content of 20 %
Наименование параметра / Parameter name
Расчетное значение / Estimated value
1
2
Принятое количество интервалов / Accepted number of slots
Ширина интервала А, мм / Interval width A, mm
Начало первого интервала мм / Beginning of the first interva tiK, mm
Расчетное среднее значение диаметра зерновки, мм /
Estimated average grain diameter, mm
Среднее квадратическое отклонение, мм / Standard deviation, mm
Нижняя граница интервала достоверности, мм / Lower limit of the confidence interval, mm Верхняя граница интервала достоверности, мм / Upper limit of the confidence interval, mm Опытное значение критерия Ирвина Лоп1 / Experienced value of the Irwin criterion Лоп1
6 0,17 4,13 4,83
0,23 4,15 5,5 0,43
technology and mechanization of agriculture
Окончание таблицы 5 / End of table 5
1
2
Опытное значение критерия Ирвина Лоп30 / Experimental value of the Irwin criterion Лоп30 Нормированное значение критерия Ирвина Л / Normalized value of the Irwin criterion Л Смещения начала зоны рассеивания tCM, мм / Offsets of the beginning of the dispersion zone tCM, mm Коэффициент вариации V / The coefficient of variation V Критерий согласия x2 / Consent Criteria x Источник: составлено авторами на основании расчетов
0,42 1,1
4,04
0,29 17,2
Проверка по методике + 3 а и по критерию Ирвина показала, что в статистическом ряду отсутствуют выпадающие точки. Проведено сравнение опытного распределения на основе построенного
статистического ряда (таблица 6) с теоретическим законом распределения (рисунки 4 и 5). Критерий согласия в данном случае составил х = 17,2 (таблица 5).
Таблица 6. Статистический ряд информации по величине эквивалентного диаметра зерновок влажностью 20 %
Table 6. Statistical series of information on the value of the equivalent diameter of grains with a humidity of 20 %
Интервал, ч / Interval, h 4,13.4,3 4,3.4,47 4,47.4,64 4,64.4,81 4,81.4,98 4,98.5,15 5,15.5,32
0,16
Частота m, / Frequency m, 2 2 4
Опытная вероятность p, /
Experienced Probability p, 0,04 0,04 0,08
Накопленная опытная вероятность Ipt / Accumulated Experienced Probability Ipt 0,04 0,08
Дифференциальная функция по ЗНР f(tci) / Differential function for ZNR f(ta) 0,031 0,112 Интегральная функция по ЗНР F(tki) / Integral function
over ZNR F(tk) 0,039 0,145 0,363
Источник: составлено авторами на основании расчетов
13
0,26
15
0,30
13
0,26
1
0,02
0,239
0,42
0,305
0,644
0,72
0,236
0,86
0,98
0,109
0,964
1,00
0,060
0,984
Рис. 4. Кривая вероятности (pг)и дифференциальная функция f(t) для закона нормального распределения Fig. 4. Probability Curve (p,) and differential function ft) for the normal distribution law Источник: разработано авторами на основании данных таблицы 6
опытная;
Рис. 5. Кривая накопленных опытных вероятностей Ер, и интегральная функция F(t) для закона нормального распределения Fig. 5. Curve of accumulated experienced probabilities Ер, and integral function F(t) for the normal distribution law Источник: разработано авторами на основании данных таблицы 6
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства хжхжхх
Из проведенного анализа построенного статистического ряда можно с уверенностью говорить о достоверности всех точек ряда. Следовательно, средний диаметр зерна ячменя сорта Рушан влажностью 20 % равен 4,8 мм.
Заключение Таким образом, на основании результатов анализа полученных выборок определены достоверные размеры зерновок ячменя сорта Рушан:
- при влажности 8 % толщина - 2,35.. .3,57 мм, ширина - 3,91.4,85 мм, длина - 8.9,9 мм, средний диаметр зерновок зерна - 4,32 мм;
- при влажности 20 % толщина - 2,57. 3,33 мм, ширина - 3,45.4,4 мм, длина - 8,06.10,5 мм, средний диаметр зерновок зерна - 4,83 мм.
Полученные результаты помогут при теоретическом обосновании отдельных параметров разработанного измельчителя.
Примечания:
1 ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. Введ. 13.12.2011. М. : Стандартинформ, 2019. 19 с.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Присяжная И. М., Присяжная С. П., Синеговская В. Т. Математическое моделирование процесса обмолота и сепарации зерна в двухфазном молотильном устройстве комбайна // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 7. С. 76-79.
2. Сыроватка В. И., Жданова Н. В., Обухов А. Д. Производительность установки фракционного измельчения и производства смесей концентрированных и лечебных кормов // Достижения науки и техники АПК.
2018. Т. 32. № 12. С. 101-104.
3. Жаркова И. М., Сафонова Ю. А., Самохвалов А. А. Исследование влияния параметров обработки зерна амаранта перед помолом на свойства полученной муки // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 4. С. 41-48. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-41-48.
4. Стулова В. В., Мухачева Л. Р. Переваримость питательных веществ кормов при использовании полнорационной кормосмеси в кормлении коров // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана. 2010. Т. 204. С. 276-279.
5. Зимин И. Б., Черепанов В. Н., Богатов Е. А., Смирнов А. В. Инновационная технология производства полнорационного комбикорма на промышленной основе в условиях крупных агропромышленных предприятий // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 3 (36). С. 50-58.
6. Журавлева Е. В., Милащенко Н. З., Сапожников С. Н., Трушкин С. В. Система увеличения производства высококачественного зерна пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 3. С. 7-10.
7. Миронов К. Е., Мансуров А. П., Низовцев С. Л., Гоева В. В., Гришин Н. Е. Обоснование конструкции экспериментальной установки стержневого измельчителя // Вестник аграрной науки Дона. 2020. № 2 (50). С. 58-63.
8. Савиных П. А., Нечаев В. Н., Булатов С. Ю., Турубанов Н. В. Патент на полезную модель РФ № 129843 МПК B02C 9/00. Молотковая дробилка с ротором-вентилятором. Бюл. № 19. 2013 г.
9. Баранов Н. Ф., Фуфачев В. С., Сергеев А. Г., Булатов С. Ю. Анализ влияния конструктивных факторов и результатов исследования аэродинамических характеристик вентилятора дробилки ДКР-3 // Техника и оборудование для села. 2007. № 12. С. 33.
10. Savinyh P., Aleshkin A., Nechaev V., Ivanovs S. Simulât ion of particle movement in crushing chamber of rotary grain crusher // Engineering for Rural Development Proceedings. 2017. P. 309-316.
11. Ushakov Y., Shakhov V., Asmankin E., Naumov D. Theoretical study results of product flow management process in hammer-type shredder working chamber // Engineering for Rural Development. 2019. P. 185-191.
12. Абросимов А. В., Пальвинский В. В. Гранулометрический состав зерновой дерти, полученной после измельчения на дробилке ИЗ-0,5м // Научные исследования студентов в решении актуальных проблем АПК.
2019. С.220-230.
13. Керженцев В. А., Мартынова Т. Г., Тертова А. И., Дюбанова И. Д. Анализ процесса измельчения сыпучего продукта в молотковой дробилке // Актуальные проблемы в машиностроении. 2017. Т. 4. № 2. С. 78-84.
14. Затин И. М. Центробежно-ударная молотковая дробилка // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 13 (63). С. 83-84.
15. Власенко Д. А., Долгих В. П. Моделирование ударного взаимодействия рабочих органов с дробимым материалом в молотковой дробилке // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. 2019. № 13 (56). С. 124-129.
XXXXXXXXXX technology and mechanization of agriculture XXXXXXXXXX
16. Власенко Д. А., Левченко Э. П. Математическое моделирование взаимодействия молотков с материалом в зоне колосниковой решётки молотковой дробилки // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. 2019. № 17 (60). С. 119-124.
17. Поздняков В. Д., Куспаков А. С. Улучшение работы молотковой дробилки за счёт совершенствования её конструктивной схемы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 3 (31). С. 76-78.
18. Широбоков В. И., Фёдоров О. С., Ипатов А. Г. Анализ качества измельчённого зерна при использовании дробилок открытого и закрытого типов // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 2 (58). С. 69-74.
19. Сундеев А. А., Акименко А. В., Воронин В. В. Формирование гранулометрического состава готового продукта при измельчении ячменя на молотковой дробилке с иглообразными рабочими элементами // Вестник Воронежского государственного аграрного университета . 2014. № 1-2 (40-41). С. 87-92.
20. Черепков А. В., Коношин И. В. Использование в молотковых дробилках решет с регулируемым живым сечением // Техника и оборудование для села. 2014. № 2. С. 7-8.
21. Острецов В. Н., Сухляев В. А. Исследование энергосберегающего метода разрушения зерна // Мо-лочнохозяйственный вестник. 2013. № 1 (9). С. 29-36.
22. Сергеев Н. С., Судаков К. В., Вагнер M. Н., Дружков П. Д., Смирнов Д. А., Константинов Р. В. Результаты экспериментальных исследований центробежно-роторного измельчителя фуражного зерна и семян масличных культур ИЛС-0,3 // АПК России. 2019. № 1 (26). С. 91-97.
23. Нанка О. В. Способы механического воздействия при измельчении фуражного зерна и их энергетическая оценка // Агротехника и энергообеспечение. 2014. № 1 (1). С. 204-209.
24. Сыроватка В. И., Сергеев Н. С. Исследование процесса динамического резания семян рапса и фуражного зерна // Вестник «МГАУ». 2008. № 1 (26). С. 54-59.
Дата поступления статьи в редакцию 18.01.2022, одобрена после рецензирования 21.02.2022;
принята к публикации 24.02.2022.
Информация об авторах:
Е. Б. Миронов - кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис», Spin-код: 4914-0670; С. Л. Низовцев - аспирант, Spin-код: 4934-7869;
А. Г. Сергеев - кандидат технических наук, генеральный директор ООО «Доза-Агро», Spin-код: 7536-8982.
Заявленный вклад авторов:
Миронов Е. Б. - поиск аналитических материалов в отечественных и зарубежных источниках, сбор и обработка материалов, участие в обсуждении материалов статьи, анализ и дополнение текста статьи, сбор данных и доказательств, обеспечение ресурсами, подготовка литературного обзора, совместное осуществление анализ научной литературы по проблеме исследования.
Низовцев С. Л. - проведение критического анализа материалов и формирование выводов, поиск аналитических материалов в отечественных и зарубежных источниках, проведение анализа и подготовка первоначальных выводов, анализ полученных результатов, сбор и обработка материалов, осуществление критического анализа и доработка текста, участие в обсуждении материалов статьи, анализ и дополнение текста статьи, сбор данных и доказательств, подготовка литературного обзора.
Сергеев А. Г. - осуществление критического анализа и доработка текста, участие в обсуждении материалов статьи, анализ и дополнение текста статьи.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Prisyazhnaya I. M., Prisyazhnaya S. P., Sinegovskaya V. T. Matematicheskoe modelirovanie processa obmolota i separacii zerna v dvuhfaznom molotil'nom ustrojstve kombajna [Mathematical modeling of the process of threshing and separation of grain in a two-phase threshing device of a combine], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro industrial complex], 2018, Vol. 32, No. 7, pp. 76-79.
2. Syrovatka V. I., Zhdanova N. V., Obuhov A. D. Proizvoditel'nost' ustanovki frakcionnogo izmel'cheniya i proizvodstva smesej koncentrirovannyh i lechebnyh kormov [Productivity of the fractional crushing plant and produc-
xxxxxx технологии и средства механизации сельского хозяйства хжхжхх
tion of mixtures of concentrated and medicinal feeds], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro industrial complex], 2018, Vol. 32, No. 12, pp. 101-104.
3. Zharkova I. M., Safonova Y. A., Samokhvalov A. A. Issledovanie vliyaniya parametrov obrabotki zerna ama-ranta pered pomolom na svojstva poluchennoj muki [The study of the effect of processing parameters of amaranth grains before grinding on the properties of the obtained flour], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies], 2018, Vol. 80, No. 4, pp. 41-48. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-41-48
4. Stulova V. V., Muhacheva L. R. Perevarimost' pitatel'nyh veshchestv kormov pri ispol'zovanii polno-racionnoj kormosmesi v kormlenii korov [Digestibility of feed nutrients when using a complete feed mixture in cow feeding], Uchenye zapiski Kazanskoj gosudarstvennoj akademii veterinarnoj mediciny im. N. E. Baumana [Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N. E. Bauman], 2010, Vol. 204, pp. 276-279.
5. Zimin I. B., Cherepanov V. N., Bogatov E. A., Smirnov A. V. Innovacionnaya tekhnologiya proizvodstva polnoracionnogo kombikorma na promyshlennoj osnove v usloviyah krupnyh agropromyshlennyh predpriyatij [Innovative technology of production of complete compound feed on an industrial basis in the conditions of large agro-industrial enterprises], Izvestiya Velikolukskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Proceedings of the Velikiye Luki State Agricultural Academy], 2021, No. 3 (36), pp. 50-58.
6. Zhuravleva E. V., Milashchenko N. Z., Sapozhnikov S. N., Trushkin S. V. Sistema uvelicheniya proizvodstva vysokokachestvennogo zerna pshenicy [System for increasing the production of high-quality wheat grain], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro-industrial complex], 2020, Vol. 34, No. 3, pp. 7-10.
7. Mironov K. E., Mansurov A. P., Nizovcev S. L., Goeva V. V., Grishin N.E. Obosnovanie konstrukcii eksper-imental'noj ustanovki sterzhnevogo izmel'chitelya [Substantiation of the design of the experimental installation of a rod shredder], Vestnik agrarnoj nauki Dona [Agrarian Science of the Don], 2020, No. 2 (50), pp. 58-63.
8. Savinykh P. A., Nechaev V. N., Bulatov S. Yu., Turubanov N. V. Patent na poleznuju model' RF No. 129843 MPK B02C 9/00. Molotkovaja drobilka s rotorom-ventiljatorom [Hammer mill with rotor-fan] Bjul. No. 19, 2013.
9. Baranov N. F., Fufachev V. S., Sergeev A. G., Bulatov S.YU. Analiz vliyaniya konstruktivnyh faktorov i re-zul'tatov issledovaniya aerodinamicheskih harakteristik ventilyatora drobilki DKR-3 [Analysis of the influence of design factors and the results of the study of the aerodynamic characteristics of the crusher fan DKR-3], Tekhnika i obo-rudovanie dlya sela [Machinery and equipment for the village], 2007, No. 12, pp. 33.
10. Savinyh P., Aleshkin A., Nechaev V., Ivanovs S. Simulation of particle movement in crushing chamber of rotary grain crusher, Engineering for Rural Development Proceedings, 2017, pp. 309-316.
11. Ushakov Y., Shakhov V., Asmankin E., Naumov D. Theoretical study results of product flow management process in hammer-type shredder working chamber, Engineering for Rural Development, 2019, pp. 185-191.
12. Abrosimov A. V., Palvinsky V. V. Granulometricheskij sostav zernovoj derti, poluchennoj posle iz-mel'cheni-ja na drobilke IZ-0,5m [Granulometric composition of grain derty obtained after milling with a 0.5-m crusher], Nauchnye issledovanija studentov v reshenii aktual'nyh problem APK [Scientific studies of students in solving urgent problems of the APK], 2019, pp. 220-230.
13. Kerzhencev V. A., Martynova T. G., Tertova A. I., Dyubanova I. D. Analiz processa izmel'cheniya sypuchego produkta v molotkovoj drobilke [Analysis of the process of grinding a bulk product in a hammer mill], Ak-tual'nye problemy v mashinostroenii [Actual problems in mechanical engineering], 2017, Vol. 4, No. 2, pp. 78-84.
14. Zatin I. M. Centrobezhno udarnaya molotkovaya drobilka [Centrifugal impact hammer crusher], Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Orenburg State University], 2006, No. 13 (63), pp. 83-84.
15. Vlasenko D.A., Dolgih V.P. Modelirovanie udarnogo vzaimodejstviya rabochih organov s drobimym mate-rialom v molotkovoj drobilke [Modeling the impact interaction of working bodies with crushed material in a hammer crusher], Sbornik nauchnyh trudov Donbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Collection of scientific papers of the Donbass State Technical University], 2019, No 13 (56), pp. 124-129.
16. Vlasenko D. A., Levchenko E. P. Matematicheskoe modelirovanie vzaimodejstviya molotkov s materialom v zone kolosnikovoj reshyotki molotkovoj drobilki [Mathematical modeling of the interaction of hammers with material in the area of the grate of the hammer crusher], Sbornik nauchnyh trudov Donbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Collection of scientific papers of the Donbass State Technical University], 2019, No. 17 (60), pp. 119-124.
17. Pozdnyakov V. D., Kuspakov A. S. Uluchshenie raboty molotkovoj drobilki za schyot sovershenstvovaniya eyo konstruktivnoj skhemy [Improving the operation of a hammer mill by improving its constructive scheme], Izvesti-
XXXXXXXXXX technology and mechanization of agriculture XXXXXXXXXX
ya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Izvestia of the Orenburg State Agrarian University], 2011, No. 3 (31), pp. 76-78.
18. Shirobokov V. I., Fyodorov O. S., Ipatov A. G. Analiz kachestva izmel'chyonnogo zerna pri ispol'zovanii drobilok otkrytogo i zakrytogo tipov [Analysis of the quality of crushed grain when using open and closed crushers], Vestnik Izhevskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Bulletin of the Izhevsk State Agricultural Academy], 2019, No. 2 (58), pp. 69-74.
19. Sundeev A. A., Akimenko A. V., Voronin V. V. Formirovanie granulometricheskogo sostava gotovogo produkta pri izmel'chenii yachmenya na molotkovoj drobilke s igloobraznymi rabochimi elementami [Formation of the granulometric composition of the finished product when grinding barley on a hammer mill with needle-shaped working elements], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Voronezh State Agrarian University], 2014, No. 1-2 (40-41), pp. 87-92.
20. Cherepkov A. V., Konoshin I. V. Ispol'zovanie v molotkovyh drobilkah reshet s reguliruemym zhivym secheniem [The use of sieves with adjustable live section in hammer crushers], Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Technics and equipment for the village], 2014, No. 2, pp. 7-8.
21. Ostretsov V. N., Sukhlyaev V. A. Issledovanie jenergosberegajushhego metoda razrushenija zerna [Research of the energy-saving method of grain destruction], Molochnohozjajstvennyj vestnik [Dairy messenger], 2013, No. 1 (9), pp. 29-36.
22. Sergeev N. S., Sudakov K. V., Wagner M. N., Druzhkov P. D., Smirnov D. A., Konstantinov R. V. Rezu-l'taty jeksperimental'nyh issledovanij centrobezhno-rotornogo izmel'chitelja furazhnogo zerna i semjan maslichnyh kul'tur ILS-0,3 [Results of experimental studies of a centrifugal-rotor chopper of feed grain and oilseeds ILS-0.3], APKRossii [AIC of Russia], 2019. No. 1 (26). pp. 91-97.
23. Nanka O. V. Sposoby mehanicheskogo vozdejstvija pri izmel'chenii furazhnogo zerna i ih jenergeticheskaja ocenka [Methods of mechanical action during grinding of feed grain and their energy assessment], Agrotehnika i jenergoobespechenie [Agrotechnics and energy supply], 2014, pp. 204-209.
24. Syrovatka V. I., Sergeev N. S. Issledovanie processa dinamicheskogo rezanija semjan rapsa i furazhnogo zerna [Investigation of the process of dynamic cutting of rapeseed and feed grain], Vestnik «MGAU» [Bulletin of the MGAU], 2008. No. 1 (26). pp. 54-59.
The article was submitted 18.01.2022; approved after reviewing 21.02.2022; accepted for publication 24.02.2022.
Information about the authors: E. B. Mironov - Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of «Technical service», Spin-code: 4914-0670;
S. L. Nizovtsev - postgraduate student, Spin-code: 4934-7869;
A. G. Sergeev - Ph. D. (Engineering), General Director of the NGO «Doza-agro», Spin-code: 7536-8982.
Contribution of the authors:
Mironov E. B. - search for analytical materials in domestic and foreign sources, collection and processing of materials, participation in the discussion of article materials, analysis and addition of the article text, collection of data and evidence, provision of resources, preparation of a literary review, joint analysis of scientific literature on the research problem. Nizovtsev S. L. - conducting a critical analysis of materials and forming conclusions, searching for analytical materials in domestic and foreign sources, conducting analysis and preparing initial conclusions, analyzing the results obtained, collecting and processing materials, carrying out critical analysis and revising the text, participating in the discussion of article materials, analysis and addition of the text of the article, collection of data and evidence, preparation of a literary review. Sergeev A. G. - implementation of critical analysis and revision of the text, participation in the discussion of the article materials, analysis and addition of the text of the article.
The authors declare no conflicts of interests.
