SCI Библиотека

Проблема и цель. Цель работы проведение численных исследований вибрационных колебаний ленты транспортера при перемещении картофеля с комьями плодородного слоя. Задачами исследования являются: разработка математического алгоритма движения ленты транспортера, создание программного обеспечения для проведения компьютерных экспериментов и анализ полученных данных.

Методология. Базируется на методах численного моделирования вибрационных процессов движения ленты транспортера при перемещении картофеля. В качестве объекта исследования был выбран транспортер и его работа при перемещении груза с изменяющейся массой. При численном решении дифференциального уравнения затухающих колебаний второго порядка был применен явный метод Рунге-Кутта четвертого порядка. Графическая обработка результатов моделирования осуществлялась с помощью программы MathCad.

Результаты. В результате численного исследования было установлено, что на участке между валиками транспортера лента под воздействием переносимого неравномерно распределенного веса совершает колебания только с тремя полуволнами. Одна положительная полуволна и две отрицательные. Максимальная частота колебаний ленты при грузе 90-120 кг/м2, массе пруткового полотна 20 кг/м2 и расстоянии между валиками 1,242,1 м не может превышать 10 Гц.

Заключение Результаты исследования позволили расширить представления о работе транспортера при переносе клубней картофеля, определить возможные формы транспортировочной ленты при переносе груза с изменяющейся массой и определить диапазон частот, в котором возможны резонансные явления.

Проблема и цель. Развитие сельского хозяйства требует совершенствования транспортного обеспечения для перевозки людей и сельскохозяйственных грузов; в настоящее время используются тракторы и автомобили повышенной грузоподъемности. Удельный вес автомобильного транспорта в перевозках составляет 73-78 %, а во внутрихозяйственных перевозках в сельском хозяйстве -от 40 до 50 % от общего объема перевозимых грузов. Рулевое управление является важной частью автомобиля, доля отказов рулевого управления составляет от 6% до 8% в общей структуре отказов всех узлов и агрегатов автомобилей. Цель работы повышение эффективности эксплуатации рулевого управления автомобилей в АПК.

Методология. Исследование показателей безопасности автомобилей с учетом технического состояния рулевого управления проводили А. С. Мосолов, Р. Х. Хасанов. Установлено, что технические неисправности автомобиля составляют 10 % причин дорожно-транспортных происшествий. Определение суммарного люфта позволяет получить комплексную оценку технического состояния рулевого управления автомобиля. Для определения суммарного люфта используется прибор ИСЛ-М.

Результаты. Установлено, что величина суммарного люфта определяется пробегом автомобиля. Средняя величина суммарного люфта исследуемых автомобилей составляет 3,95 градуса при среднем пробеге 9879,8 километров. Поэтому при эксплуатации автомобилей необходимо проводить диагностику чаще, чем заявлено заводом изготовителем (каждое ТО), для оценки технического состояния механизмов рулевого управления и предупреждения внезапных поломок. Исправность рулевого управления является критически важным элементом эксплуатации автомобиля. При техническом обслуживании автомобилей в АПК значительная часть времени отводится для обслуживания рулевого управления. Объем выполняемых работ по обслуживанию достигает 20 % от общего выделяемого времени для проведения технического обслуживания.

Заключение. Таким образом, с условиями эксплуатации третьей категории следует применить понижающий коэффициент к периодичности проведения технического обслуживания 0,8 для автомобилей семейства УАЗ, что соответствует периодичности определения суммарного люфта управляемых колес не реже 12000 км.

Проблема и цель. Каждый проход машинно-тракторного агрегата (МТА) по полю оказывает негативное воздействие на почву, уплотняя её. В переуплотнённой почве нарушается её внутренняя структура, увеличивается объёмная масса, снижается биологическая активность, нарушается воздушный и водный режимы питания. Всё это приводит к снижению урожайности возделываемых растений. Цель исследования - провести оценку воздействия движителей машинно-тракторных агрегатов на почву при проведении весенне-посевных работ в УНИЦ «Агротехнопарк» ФГБОУ ВО РГАТУ.

Методология. Исследования проводились на поле УНИЦ «Агротехнопарк» Рязанского района Рязанской области в мае 2024 г. при посеве ярового ячменя сорта «Владимир». Твердость почвы измерялась при помощи пенетрометра FIELD SCOUT SC 900 с конусным наконечником 3/4 дюйма на глубину от 0 до 45 см с шагом измерения 2,5 см. Все полученные значения сводили в таблицу, обработку производили в программе Microsoft Excel. Оценка эффективности использования МТА осуществлялась по максимальной производительности, при минимальном расходе топлива и минимальном негативном воздействии на почву (давление движителей на почву).

Результаты. После первого воздействия уплотнение почвы на глубине 5 см увеличилось на 18,8 %, на глубине 10 см - на 31,3 %, на глубине 15 см - на 0,9 %. После второго воздействия уплотнение почвы увеличилось на 40,6 % на глубине 5 см, на 215,7 % на глубине 10 см, на 17,8 % на глубине 15 см. После третьего воздействия (проход посевного агрегата) уплотнение почвы увеличилось на 100 % на глубине 5 см, на 215,7 % на глубине 10 см, на 78,3 % на глубине 15 см и на 8,5 % на глубине 20 см. Интересно, что на глубине 20 см после первого и второго дискования наблюдалось уменьшение уплотнения на 9,7 % и на 29,3 % соответственно.

Заключение. В результате проведённых исследований было установлено, что каждый проход МТА по полю оказывает негативное воздействие на почву, уплотняя её. Поэтому необходимо стремиться к сокращению количества выездов техники на поле, используя высокопроизводительные комбинированные агрегаты, а также цифровые технологии для рациональной организации движения агрегатов. При сравнении двух посевных МТА было установлено, что в условиях исследуемого поля для посева было выявлено, что: 1) колёса трактора МТЗ-1221 оказывает меньшее давление на почву, в среднем на 206,7 кПа (на глубине 0-15 см); 2) расход топлива у трактора МТЗ-1221 меньше на 50,4 % (на 2,1 кг/га) по сравнению с АТМ-3180М; 3) производительность МТА в составе с трактором АТМ-3180М выше на 10 % (0,59 га/ч), но достигается повышенным расходом топлива на 198 %. Поэтому в условиях УНИЦ «Агротехнопарк» рекомендуется использовать МТА: МТЗ-1221+СЗ-5,4.

Целью данной работы является проведение системного анализа мобильных роботизированных платформ, которые могут использоваться в сельском хозяйстве для транспортировки грузов и прополки сорняков. Данное исследование является актуальным из-за увеличения численности населения, уменьшения пахотных площадей, естественного оттока населения из сельской местности и снижения количества сельскохозяйственной техники. Для достижения поставленной цели в работе сформировано «дерево» целей системного анализа конструктивного исполнения платформ, которые предваряют и декомпозируют этапы проектирования и разработки роботов сельскохозяйственного назначения. Из-за наличия нечетких и вербальных показателей оценки экспертами роботизированных платформ, авторы предлагают определять их в виде нечетких интервалов, которые с применением аддитивной свертки позволяют получить комплексный показатель, который может представлять либо в нечетком виде, либо в виде пессимистической, оптимистической или нейтральной оценок. При этом весовые коэффициенты аддитивной свертки также можно представить в нечетком виде. Для этого предложены операции умножения и сложения нечетких интервалов. Для проведения имитационного моделирования представлена структура программного обеспечения с применением объектно-ориентированного подхода. За счет перегрузки классических операций сложения и умножения удалось реализовать алгебраические операции с нечеткими интервалами без усложнения вычислений. Результаты моделирования подтвердили работоспособность подхода и позволили определить конструктивное исполнение, компоновку, двигатели и движители для сельскохозяйственной платформы. Предложенные методы можно использовать перед этапами проектирования и разработки роботов различного назначения, а использование показателей в нечетком виде позволяет снизить нагрузку на экспертов.

Смешивание является сложным процессом, который зависит от физико-механических свойств смешиваемых материалов, конструкции смесителя и режимов его работы. На основе анализа физико-механических свойств белково-минерально-витаминных добавок (БМВД) для кормления КРС сделан вывод, что для их приготовления следует применять центробежный смеситель с радиальной лопастной мешалкой. Для обоснования интервала варьирования времени смешивания в ходе эксперимента изменяли время смешивания от 30 до 240 секунд с интервалом в 30 с и угол установки лопасти от 30 до 60° относительно горизонтальной плоскости с интервалом 15°. Окружная скорость на краю лопасти составляла 11 м/с для всех вариантов опытов. Смесь имела общую массу 27,27 кг и состояла из 27 кг основного компонента и 0,27 кг ключевого компонента. Отвечающая зоотехническим требованиям неоднородность смеси менее 10% может быть получена уже по истечении 60 с от начала работы смесителя при углах установки лопасти 30° и 60°, а при угле 45° - по истечении 90 с. Удельная энергоемкость при угле установки лопасти 30° составляет 1,34 кВт·ч/т, что на 28,7 и 46,8% меньше, чем при углах 60° и 45° соответственно. Наилучшее качество смеси - 2,0% неоднородности - достигается при длительности смешивания 240 с и угле установки лопасти 30°, при этом удельная энергоемкость составляет 5,38 кВт·ч/т. Близкое к этому качество смеси - 2,69% неоднородности - достигается при угле установки лопасти 45° и длительности смешивания 120 с, при этом удельная энергоемкость составляет 3,36 кВт·ч/т. Достижение высокого качества смеси, соответствующего зоотехническим требованиям, при длительности смешивания не более 120 с позволяет обосновать интервал варьирования времени смешивания БМВД в центробежном смесителе с радиальной лопастной мешалкой, при этом за верхний уровень варьирования следует принять длительность смешивания 150 с.

Важной задачей сельскохозяйственного производства является обеспечение высокой производительности труда при качественном выполнении полевых работ. Возмущения со стороны микрорельефа поверхности поля, действие сил инерции, поперечный и продольный наклоны поля вызывают отклонения звеньев машинно-тракторного агрегата от задаваемой траектории. Это вызывает снижение качества выполняемых работ, увеличение расхода топлива вследствие увеличения пройденного пути. Вышеупомянутые проблемы могут быть решены путем использования систем точного земледелия, включающих в себя системы управления движением - подруливающие устройства и автопилоты. При разработке систем управления актуальной задачей является проведение теоретических и экспериментальных исследований для проверки их работоспособности. Разработка математического описания законов управления, обеспечивающих минимизацию отклонения звеньев машинно-тракторного агрегата от задаваемой траектории, является одной из наиболее важных задач при создании системы управления движением машинно-тракторным агрегатом. Приводится описание алгоритма управления движением колесного машинно-тракторного агрегата в составе трактора К-744 и плуга ПТК-9-35. Приведено описание мехатронной модели машинно-тракторного агрегата в прикладном пакете CAMeL-View. Модель описывает внутреннее механическое взаимодействие звеньев машинно-тракторного агрегата и взаимодействие их с поверхностью поля. В модель имплантировано описание закона управления движением для обеспечения движения по задаваемой траектории. Проведено математическое моделирование управляемого прямолинейного движения. По результатам моделирования установлено, что величина предельных поперечных отклонений не превышает 20 см для трактора и 8 см для плуга. Алгоритм предлагаемого управления может быть использован при выполнении полевых работ с дециметровой точностью.